Tidak ada filem mengenai perjalanan antara bintang yang lengkap tanpa tidur nyenyak. "Prometheus", "Penumpang", di mana sahaja kita melihat bagaimana watak-watak utama terbangun di kabin hibernasi, menghidupkan semula fisiologi mereka yang rapuh dari keadaan fosil tidak bergerak lama - sering dengan letusan cecair gastrik, iaitu hanya muntah. Proses kejam ini nampaknya masuk akal. Lagipun, manusia secara semula jadi tidak berhibernasi. Tetapi sekumpulan kecil saintis berusaha mengatasi alam semula jadi dan memasukkan seseorang ke dalam hibernasi buatan. Sekiranya berjaya, mereka dapat melambatkan penuaan, menyembuhkan penyakit yang mengancam nyawa, dan membawa kita ke Marikh dan seterusnya.
Minggu lalu, sekumpulan pakar berkumpul di New Orleans untuk mengkaji kemungkinan melibatkan manusia dalam hibernasi "sintetik", atau hibernasi buatan. Para saintis belajar dari alam semula jadi, cuba memahami faktor-faktor yang menyebabkan hibernasi dan kebangkitan semula pada haiwan.
Misteri hibernasi
Apa yang lebih baik untuk mengatasi kehidupan yang panjang dalam keadaan mengancam sejuk dan kekurangan makanan daripada terjejas dalam keadaan tidak sedarkan diri? Sebilangan besar dunia haiwan mengalami hibernasi: beruang, tupai, landak. Bahkan sepupu primata kami, lemur berekor lemak, merosot kadar metabolisme mereka ketika bekalan makanan berkurang.
Bagaimana dengan kita? Walaupun kita sayangnya tidak berhibernasi, beberapa "keajaiban" menunjukkan bahawa pembekuan metabolik dapat membantu memelihara tubuh kita yang rosak untuk masa depan.
Pada tahun 1999, ahli radiologi Anna Bagenholm jatuh melalui ais ketika bermain ski di Norway. Pada masa dia diselamatkan, dia telah berada di bawah es selama lebih dari 80 minit. Secara keseluruhan, secara klinikal dia mati - tidak bernafas, tidak ada nadi. Suhu badannya turun hingga 13.7 darjah Celsius yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Namun, ketika para doktor secara perlahan-lahan memanaskan darahnya, tubuhnya perlahan-lahan sembuh. Pada keesokan harinya, jantungnya mula semula. Dua belas hari kemudian, dia membuka matanya. Dia akhirnya pulih sepenuhnya.
Video promosi:
Kes Bagenholm hanyalah satu petunjuk bahawa manusia mempunyai kemampuan untuk pulih dari keadaan metabolik yang sangat tertekan. Selama bertahun-tahun, doktor telah menggunakan hipotermia terapeutik, menurunkan suhu badan beberapa darjah selama beberapa hari, untuk membantu pesakit mengatasi kecederaan otak atau epilepsi yang tertunda.
Penyejukan cepat membantu melestarikan tisu yang terputus dari bekalan darah, jadi mereka memerlukan lebih sedikit oksigen untuk berfungsi. Di China, eksperimen membuat orang dibekukan sehingga dua minggu.
Janji hipotermia terapeutik begitu besar sehingga pada tahun 2014 NASA bekerjasama dengan SpaceWorks yang berpusat di Atlanta dan memberikan pra-pembiayaan untuk hibernator perjalanan ruang angkasa untuk misi ke Marikh.
Walaupun penerbangan ke ruang angkasa hanya berlangsung beberapa bulan, meletakkan angkasawan dalam keadaan tidak aktif dapat mengurangkan jumlah makanan yang diperlukan dan ukuran habitat. Tertidur juga dapat mencegah kesan sampingan yang serius dari graviti rendah, seperti perubahan aliran cairan serebrospinal, yang dapat mempengaruhi penglihatan secara negatif. Rangsangan otot secara langsung, berdasarkan buaian hibernasi, dapat mencegah kehilangan otot dalam keadaan graviti sifar, dan keadaan bawah sedar yang tidak berpotensi dapat mengurangkan masalah psikologi seperti kebosanan dan kesunyian.
Projek ini telah memasuki tahap kedua pembiayaan, tetapi masih banyak persoalan yang perlu dilakukan. Salah satunya dikaitkan dengan fakta bahawa hipotermia yang berpanjangan mempunyai kesan buruk terhadap kesihatan: gumpalan darah, pendarahan, jangkitan, kegagalan hati mungkin muncul. Pada kapal angkasa tanpa alat perubatan canggih, komplikasi ini boleh membawa maut.
Masalah lain ialah kita tidak memahami sepenuhnya apa yang berlaku pada haiwan ketika berada dalam keadaan hibernasi. Inilah yang cuba diselesaikan oleh persidangan New Orleans.
Inspirasi biologi
Dr Hannah Carey dari University of Wisconsin percaya bahawa kemungkinan hibernasi orang harus dicari bukan dalam bidang perubatan, tetapi secara semula jadi.
Carey mengkaji tabiat hibernasi tupai darat, seekor tikus omnivora kecil yang berkeliaran di padang rumput Amerika Utara. Dari akhir September hingga Mei, tupai tanah berhibernasi di liang bawah tanah, yang bertahan dari musim sejuk yang teruk.
Salah satu pemerhatian ingin tahu yang dibuat oleh Carey adalah bahawa kadar metabolisme rendah tidak berlangsung sepanjang musim sejuk. Haiwan yang tidur secara berkala keluar dari badannya selama setengah hari, menaikkan suhu badan mereka ke tahap normal. Walau bagaimanapun, haiwan masih tidak makan atau minum dalam tempoh tersebut.
Ahli sains saraf telah lama berusaha menyusun senarai lengkap manfaat tidur. Sebagai contoh, penyelidikan menunjukkan bahawa tidur membantu otak membersihkan produk sisa toksik dalam sistem limfatik dan membolehkan sinaps otak untuk "menghidupkan semula". Sekiranya hibernasi itu sendiri menyebabkan keadaan kurang tidur, bolehkah tidur secara berkala membantu dengan ini?
Kami belum tahu. Tetapi Carey percaya bahawa hasil kajian haiwan menunjukkan bahawa dalam mencari hibernasi manusia, mempelajari biologi hibernator semula jadi akan menghasilkan lebih banyak hasil daripada menerapkan amalan perubatan berdasarkan hipotermia, iaitu hipotermia.
Tidur buatan
Semasa Carey dan Vyazovsky meneroka bagaimana hibernasi membantu haiwan tetap sihat, Dr. Matteo Serri dari University of Bologna di Itali mengambil jalan yang sedikit berbeza: bagaimana secara artifisial menyebabkan mati rasa pada haiwan yang tidak berhibernasi?
Jawapannya mungkin terdapat pada sekumpulan kecil neuron di kawasan otak raphe pallidus. Oleh kerana metabolisme melambatkan secara mendadak semasa hibernasi, mekanisme hormon dan otak cenderung mencetuskan proses ini.
Kembali pada tahun 2013, pasukan saintisnya adalah salah satu yang pertama memasukkan tikus ke dalam hibernasi. Biasanya haiwan ini tidak tidur pada musim sejuk. Mereka disuntik dengan bahan kimia ke dalam raphe pallidus untuk menghalang aktiviti neuron. Neuron ini biasanya terlibat dalam "perlindungan termoregulasi dari selesema," kata Serry, iaitu, mereka mencetuskan tindak balas biologi yang mengatasi penurunan suhu badan.
Tikus kemudian ditempatkan di ruangan gelap dan dingin dan diberi makanan tinggi lemak, yang diketahui dapat menurunkan kadar metabolisme.
Mematikan neuron pertahanan selama enam jam menyebabkan penurunan suhu yang tajam di otak tikus. Denyut jantung dan tekanan darah mereka juga perlahan dan menurun. Akhirnya, corak gelombang otak mula menyerupai corak haiwan dalam keadaan hibernasi semula jadi.
Perkara yang paling menarik ialah ketika para saintis menghentikan "rawatan", tikus pulih - pada keesokan harinya mereka tidak menunjukkan tanda-tanda tingkah laku yang tidak normal.
Percubaan sebelumnya untuk mendorong torpor pada haiwan yang tidak hibernate telah gagal, tetapi kajian ini menunjukkan bahawa penghambatan neuron pada raphe pallidus sangat penting untuk mendorong keadaan seperti torpor.
Sekiranya hasil ini disahkan oleh contoh mamalia yang lebih besar, akan masuk akal untuk beralih ke hibernasi pada manusia. Serri dan yang lain berusaha untuk menganalisis lebih lanjut mengenai kawalan otak terhadap kebas dan bagaimana cara meretasnya agar otak menjadi hibernasi.
Apa yang akan datang?
Perendaman seseorang dalam keadaan hibernasi, hibernasi, animasi yang ditangguhkan - sebutlah apa yang anda mahukan - masih jauh dari kenyataan. Tetapi hasil penyelidikan secara beransur-ansur menunjukkan faktor molekul dan neuron yang, secara teori, dapat memberi kita keadaan beku dalam.
Ilya Khel
