Cara paling selamat untuk menempuh jarak jauh di angkasa mungkin adalah hibernasi buatan.
Para angkasawan suatu hari nanti, yang disumbat seperti sprats dalam tong roket dan terbang ke planet lain, akan dilindungi dari radiasi dan penyakit ruang dengan penurunan kadar metabolisme dalam tubuh. Mereka akan berhibernasi selama berbulan-bulan seperti beruang, dan kapal angkasa akan membawanya melalui ruang dan waktu. Mungkin, mereka akan tidur dalam kepompong putih, mirip dengan keranda, yang ditunjukkan kepada kita oleh pengarah fiksyen sains futuristik dalam filem seperti "2001: A Space Odyssey", "Alien" dan "Avatar".
Tetapi angkasawan dan penjajah ruang angkasa cenderung mempelajari satu atau dua perkara dari siput kering, yang dapat bertahan selama lebih dari satu tahun tanpa memakan apa-apa. Atau dalam panda gergasi, yang memakan buluh rendah kalori. Dan juga pada lintah yang dapat bertahan dalam nitrogen cair; pada kanak-kanak yang jatuh ke dalam air ais, dan kemudian menghidupkan semula; di pemain ski yang terkubur di longsoran salju, tetapi kemudian perlahan-lahan kembali hidup dari keadaan hipotermia tanpa mimpi.
Para saintis memanggil fenomena ini "hibernasi yang bingung." Suatu ketika, penyerang, atau pengganas seperti itu, dianggap sebagai sesuatu yang aneh dan aneh, dan disebut "tidak dapat difahami fungsi." Sekarang ia sedang dikaji secara serius, dengan harapan dapat memanfaatkan penerbangan ruang angkasa jangka panjang.
Minat ini sebahagiannya disebabkan oleh kemajuan dalam operasi kriogenik, dan juga pengetahuan baru yang diperoleh dalam praktik. Satu kes seperti itu dilaporkan pada tahun 1995 dalam jurnal Prehospital and Disaster Medicine. Seorang budak lelaki berusia empat tahun jatuh melalui ais ke dalam air sejuk di sebuah tasik di Hanover, Jerman. Penyelamat menariknya keluar dari air, tetapi tidak dapat membuatnya sadar di tempat kejadian. Murid-murid lelaki itu melebar dan jantungnya berhenti selama 88 minit penuh. Ketika mangsa dibawa ke hospital, suhu tubuhnya 20 darjah, yang menunjukkan hipotermia yang melampau.
Selepas 20 minit, ketika para doktor mula memanaskan rongga dada anak itu, ventrikel jantungnya mula berkontrak. Selepas sepuluh minit lagi, irama sinus kembali normal. Dalam dua minggu kanak-kanak itu pulih sepenuhnya dan keluar dari hospital. Para doktor membuat kesimpulan bahawa air sejuk-es dengan cepat menyejukkan tubuhnya ke keadaan metabolik (torpor), memelihara semua organ dan tisu penting, dan pada masa yang sama, mengurangkan keperluan oksigen untuk peredaran darah. Sebenarnya, kesejukan menyelamatkan nyawanya. "Kes seperti ini mendorong kita untuk berfikir bahawa hipotermia yang sangat mendalam dapat memungkinkan pesakit kita bertahan," tulis Samuel Tisherman, profesor pembedahan di University of Maryland School of Medicine, dalam e-mel. - Perkara utama adalah menyejukkan otak sama ada sehingga aliran darah berhenti,atau sejurus berhenti. Semakin rendah suhunya, semakin baik otak akan mengatasi kekurangan aliran darah."
Hipotermia terapeutik kukuh dalam amalan pembedahan. Eksperimen penyejukan bermula pada tahun 1960-an, terutamanya pada bayi baru lahir dan mereka yang menghidap penyakit kardiovaskular. Bayi yang baru lahir dibungkus dengan selimut penyejuk, diletakkan di dalam ais dan bahkan dalam keadaan perlahan untuk melancarkan peredaran darah dan mengurangkan permintaan oksigen sebelum pembedahan jantung.
Hari ini, doktor menggunakan hipotermia ringan (kira-kira 31 darjah) untuk merawat bayi baru lahir dalam kes yang teruk, seperti kelahiran pramatang atau hipoksia janin. Kanak-kanak dirawat dalam kapsul penyejuk selama 72 jam, menurunkan metabolisme mereka sehingga keperluan oksigen tisu dipenuhi, sementara otak dan organ penting lain dipulihkan.
Video promosi:
Begitu juga, pakar bedah menggunakan penyejukan dan penekanan metabolik untuk merawat pesakit yang mengalami trauma fizikal dan kecederaan seperti serangan jantung, strok, luka tembak, pendarahan yang banyak, dan kecederaan kepala yang menyebabkan edema serebrum. Dalam keadaan darurat, pakar anestesi boleh memasukkan tiub kateter tipis ke dalam hidung pesakit, yang memberikan nitrogen penyejuk terus ke pangkal otak. Dalam satu eksperimen rawatan, pakar bedah memasukkan kateter mesin paru-paru jantung melalui dada ke dalam aorta, atau melalui pangkal paha ke dalam arteri femoral. Tiub ini digunakan untuk memberikan larutan garam sejuk untuk mengurangkan suhu badan dan menggantikan darah yang hilang. Apabila traumatologist menghentikan pendarahan, mesin jantung-paru memulakan aliran darah sekali lagi dan pesakit menerima pemindahan darah.
"Sekiranya anda menggunakan selesema dengan cukup cepat, sebelum jantung berhenti, maka organ penting, dan khususnya otak, akan dapat menahan selesema tanpa darah untuk beberapa waktu," jelas Tisherman. Dia sedang melakukan ujian klinikal dengan larutan garam sejuk di Klinik Baltimore yang cuba membantu pesakit yang cedera parah. Tisherman berharap dapat meneruskan penyelidikannya sekurang-kurangnya sehingga musim gugur 2018, dan mungkin lebih lama.
Hipotermia yang dihasilkan dengan cepat melambatkan atau menghentikan peredaran darah selama kira-kira satu jam. Oleh itu, kebutuhan akan oksigen berkurang, dan pakar bedah memiliki waktu untuk menyembuhkan luka yang mengancam nyawa, setelah itu mereka dapat menghangatkan pasien dan membawanya kembali hidup.
Teka-teki Torpor
Hari ini, banyak di komuniti aeroangkasa menaruh harapan mereka terhadap hipotermia yang dihasilkan secara perubatan dan perlambatan metabolisme yang dihasilkan sebagai cara untuk menjimatkan ruang, berat badan, muatan, bahan bakar, makanan dan kemurungan semasa penerbangan panjang ke Mars atau planet yang lebih jauh. Penyelidikan ke arah ini baru bermula. Satu masalah adalah perubatan semata-mata. Apakah kaedah terbaik untuk menempatkan angkasawan yang sihat ke dalam hibernasi? Ia terkenal mengenai hipotermia terapeutik di bilik operasi, tetapi bagaimana untuk memastikan orang-orang di luar angkasa tetap sejuk dan berhibernasi selama berminggu-minggu, bulan dan bahkan bertahun-tahun? Ini adalah kawasan yang belum diterokai sepenuhnya. Beberapa saintis yang mengkaji hibernasi pada haiwan mengatakan bahawa kaedah lain untuk menekan metabolisme lebih baik. Ini adalah makanan khassinaran frekuensi rendah dan juga penggunaan protein yang menyebabkan hibernasi pada haiwan seperti beruang dan tupai tanah Beringian, kerana mereka dapat mengatur kadar metabolisme dengan kemungkinan keluar dari torpor dengan selamat.
Masalah lain yang jelas ialah pembiayaan. Berapa banyak wang yang akan diperuntukkan oleh NASA untuk mengkaji kelembapan metabolik pada haiwan dan manusia sekiranya agensi tersebut mengurangkan anggaran walaupun untuk penerbangan angkasa lepas? Bekas pengarah Pusat Penyelidikan Ames di California, Pete Worden, sekarang pengarah eksekutif projek Breakthrough Starshot, mengatakan bahawa kerana NASA memberi penekanan besar pada biologi sintetik dan kelangsungan hidup dan fungsi organisma dalam persekitaran yang tidak biasa seperti Mars, “apa itu hibernasi akan dibiayai, hampir tidak dapat dielakkan."
Optimisme ini tidak dikongsi oleh semua orang. "Orang ramai kecewa," kata Yuri Griko, ahli radiobiologi terlatih NASA dan penyelidik terkemuka di bahagian biologi angkasa Pusat Ames. - Ketika satelit terbang ke angkasa pada tahun 1957, generasi saya bergembira dan bersukacita. Kami percaya bahawa kami akan terbang ke Mars pada abad ke-20. Tetapi … ini abad ke-21, dan kami tidak pernah terbang ke Marikh. Orang seperti saya mempunyai rasa kebencian peribadi kerana kami menjangkakan lebih jauh daripada sekarang."
Griko mengakui bahawa penyelidikan untuk menurunkan metabolisme sedang dijalankan. Dia datang bekerja di NASA pada tahun 2005, dan sebelum itu dia bekerja selama lima tahun di firma bioteknologi Clearant, Inc., di mana dia, dengan menggunakan sinaran pengion, menyekat aktiviti patogen dalam produk darah perubatan, organ untuk pemindahan dan biologi. Agensi angkasa itu kemudian mengundang Griko untuk melakukan penyelidikan untuk melindungi angkasawan dari radiasi angkasa. Ternyata memperlambat metabolisme adalah salah satu mekanisme paling berkesan yang diberikan oleh kita secara semula jadi.
Ketika haiwan masuk ke hibernasi, tubuh mereka membawa radiasi tanpa bahaya yang besar kepada sel. Griko percaya bahawa penurunan metabolisme menyebabkan penurunan kerosakan akibat radiasi, kerana proses biokimia diperlambat, dan tekanan oksidatif melemah. Hipoksia, atau tahap oksigen yang rendah dalam darah dan tisu, adalah salah satu penjelasan yang mungkin untuk kesan pelindung radiasi. Dengan hipoksia, pembentukan radikal oksigen dan hidroksil bebas dikurangkan. Oleh kerana radiasi pengion melepaskan radikal bebas, menyebabkan kerosakan pada sel, memperlambat metabolisme dan mengurangkan penggunaan oksigen berfungsi ke arah yang bertentangan. Proses-proses ini mengganggu kematian sel normal dan memanjangkan hayat sel yang sihat. Kesan perlindungan ini lebih ketara pada suhu yang lebih rendah.
Griko percaya bahawa hibernasi juga dapat melindungi haiwan dari atrofi otot dan tulang, yang biasanya terjadi pada graviti sifar. Menurutnya, orang yang makan secara normal, setelah menghabiskan 90 hari di tempat tidur, kehilangan lebih dari separuh kekuatan ototnya. Tetapi seekor beruang yang tidak memakan apa-apa dan tidur di sarangnya pada waktu yang sama atau sedikit lebih lama kehilangan hanya 25% kekuatan ototnya, dan ia tidak menunjukkan tanda-tanda kehilangan tulang. Saintis menyatakan bahawa haiwan hibernasi seperti penyu dan marsupial tidak dihantar ke angkasa selama beberapa dekad.
NASA telah menolak permintaannya untuk membiayai percubaan ruang dengan haiwan hibernasi. Hari ini, karya ilmiah Griko hanya terbatas pada menganalisis penyelidikan mengenai hibernasi, dan dia juga melakukan penyelidikan makmalnya sendiri, mempelajari stasis pada tikus, siput dan lintah. Saintis itu mencadangkan untuk mengadakan persidangan antarabangsa mengenai torpor pada tahun 2015, menjemput pakar dunia terkemuka ke sana, dan membincangkan persoalan bagaimana hibernasi dapat dijumpai di angkasa lepas. NASA enggan membiayai, tetapi Griko masih berharap dapat mengumpulkan wang yang diperlukan.
"Terdapat halangan yang signifikan terhadap kajian torpor, walaupun tanpa ini kita tidak dapat serius berbicara tentang penerbangan jarak jauh," kata bekas angkasawan NASA dan komandan kru ISS, Leroy Chiao, yang menghabiskan 193 hari di orbit dari Oktober 2004 hingga April 2005. tahun ini. Penyelidikan haiwan adalah topik yang sangat mencabar kerana NASA telah mengkritik penyokong haiwan pada masa lalu. "Bahkan penyelidikan tentang primata dilihat dengan permusuhan oleh manusia," catatan Chiao.
Penyelesaiannya ada dalam dua planet
Pengurus Program Inovatif Advanced Concepts (NIAC) NASA Jason Derleth melihat alasan harapan. Di bawah kepimpinannya, program ini telah memberikan dua geran inovasi sejak 2013, yang menyokong rancangan terperinci satu syarikat untuk membuat kediaman makmal pertengahan di Marikh menggunakan teknik hibernasi buatan. Syarikat utama untuk projek ini, SpaceWorks Enterprises, adalah pereka aeroangkasa dan kontraktor untuk NASA dan Jabatan Pertahanan. Ia terletak di Dunwoody, Georgia, 30 kilometer dari Atlanta. Syarikat itu mengambil bahagian dalam pembuatan format CubeSat untuk satelit bumi buatan kecil. Tetapi kekuatan inilah yang menarik perhatian khusus presiden dan ketua jurutera syarikat ini, John Bradford (John Bradford).
"Saya telah bertanya pada diri sendiri selama 15 tahun tentang bagaimana merancang bahan, struktur dan sistem pendorong yang akan membolehkan kita terbang ke Mars dan satelitnya," kata Bradford. Dia adalah Ph. D. dan jurutera aeroangkasa. Bradford telah memimpin beberapa projek oleh NASA, Agensi Projek Penyelidikan Lanjutan Pertahanan, dan Makmal Penyelidikan Tentera Udara untuk membina kapal angkasa tentera. Dia juga merupakan perunding untuk filem fiksyen ilmiah Passengers, yang keluar pada tahun 2016. Di sana, peneroka antarplanet, yang dimainkan oleh Jennifer Lawrence dan Chris Pratt, bangun dari tidur buatan terlebih dahulu. "Kami tidak memfilemkan misi Apollo lagi," jelas Bradford. - Tidak ada bendera dan tapak kaki. Kita mesti menjadi spesies dua planet."
Pasukan kejuruteraan perubatan Bradford menggunakan geran Konsep Lanjutan Inovatif pertama pada tahun 2013 untuk merancang modul hidup padat tanpa graviti dari struktur tegar, berdasarkan modul kediaman ISS. Di ruang angkasa ini, sistem kitaran tertutup untuk pengeluaran oksigen dan air, akses langsung ke modul lepas landas dan pendaratan untuk mendarat di Marikh, serta kompleks sokongan kehidupan untuk enam orang yang seharusnya terjun ke keadaan yang lebih kuat sepanjang masa penerbangan (dari enam hingga enam Sembilan bulan).
Teknik hibernasi buatan yang dicadangkan adalah berdasarkan teknik yang digunakan oleh pakar bedah untuk menyebabkan hipotermia pada pesakit. Sebagai contoh, nitrogen gas penyejuk dapat dibekalkan kepada angkasawan melalui tiub hidung, menurunkan suhu otak dan badan hingga 31 darjah. Ini cukup untuk mengekalkan hibernasi, tetapi pada masa yang sama jantung tidak terlalu sejuk dan tidak ada risiko komplikasi lain. Dengan penyejukan, pembekuan darah berkurang, kata Tisherman. Dia juga menyedari bahawa pesakit yang terdedah kepada hipotermia sederhana (33 darjah) selama dua atau lebih hari lebih cenderung mendapat jangkitan daripada orang yang tidak didinginkan.
Di ruang angkasa SpaceWorks Enterprises, manipulator mekanikal modular diprogramkan untuk melakukan tugas, melakukan latihan anggota badan angkasawan, memeriksa sensor badan, bekas air kencing kosong dan memantau penghantaran nutrien. Robot mesti menghantar impuls elektrik ke otot angkasawan, menjaga agar tetap dalam keadaan baik, dan juga menyuntik penenang untuk menahan gegaran semula jadi. Angkasawan juga perlu mendapat pemakanan parenteral lengkap dengan bahan seperti elektrolit, D-glukosa, lipid, vitamin, dan sebagainya. Mereka dibekalkan ke badan dengan cecair melalui kateter yang dimasukkan ke dalam dada atau paha. Dalam modul eksperimen, stok total pemakanan parenteral dibuat selama 180 hari. Tetapi jika penerbangan ke Mars berlangsung lebih lama,dalam modul, anda boleh membuat bekalan makanan selama 500 hari lagi.
Secara keseluruhan, SpaceWork dapat mengurangkan berat keseluruhan Compact Habitat hingga 19.9 tan, termasuk bahan habis pakai dan barang habis pakai (berat orbit Bumi rendah). Sebagai perbandingan, unit perumahan TransHab NASA, bersama dengan bekalan dan bekalan, beratnya 41.9 tan. Ini adalah 52% lebih banyak daripada SpaceWork. Berbanding dengan modul SpaceWork NASA, jumlah berat inventori telah dikurangkan sebanyak 70%.
Pengurusan program NIAC tertarik. "SpaceWorks membuat proposal yang menarik," kata Derlet. "Orang-orang telah mempelajari hibernasi untuk tujuan perubatan. Tetapi sejauh yang kita ketahui, tidak ada yang melakukan kajian konstruktif mengenai penggunaan hipotermia atau torpor dalam penerbangan ruang angkasa."
Pada tahun 2013, pengurusan NIAC memberikan SpaceWorks dengan bahagian pertama dari pemberian $ 100,000 untuk mengembangkan platform teladan untuk penerbangan eksplorasi tidur buatan ke Marikh dan satelitnya. Anak kapal sepatutnya merangkumi empat hingga lapan orang. Walau bagaimanapun, agensi angkasa itu menentang cadangan untuk meletakkan semua kru tidur dalam keadaan tiruan selama keseluruhan penerbangan. Bagaimana jika terdapat komplikasi perubatan atau kerosakan pada kapal angkasa? Berapa lama masa yang diperlukan sehingga angkasawan mula mengalami kerosakan psikologi dan fizikal? Bagaimana jika komplikasi di atas kapal memerlukan mereka bangun lebih awal? Dan bagaimana dengan bangun dan pemanasan semula badan secara beransur-ansur dan perlahan sambil menyedarkan angkasawan dari hibernasi?
Soalan-soalan ini mendorong pasukan SpaceWorks kembali bekerja. Mereka merancang petak agar kru tinggal dalam keadaan tidur tiruan, dengan syarat beberapa angkasawan secara bergilir bangun untuk memandu kapal dan melakukan kerja yang diperlukan (seperti di "Space Odyssey", di mana dua anak kapal dalam perjalanan ke Musytari terjaga, sementara sementara selebihnya berada dalam keadaan hibernasi buatan).
Pasukan Bradford melangkah lebih jauh. Dengan merancang tiga modul hidup yang saling berkaitan untuk 100 penumpang yang kehilangan tempat tinggal (untuk mengisi Mars), dia membuat kapal angkasa dengan ruang tamu yang sama sekali tidak seperti yang dirancang oleh NASA. Teluk anjakan SpaceWorks mengandungi dua unit perumahan berputar padat, masing-masing mengandungi 48 penumpang. Putaran pada kelajuan yang berbeza menghasilkan daya graviti buatan yang menghalang kehilangan tulang.
Tetapi pasukan Bradford mempunyai cadangan lain yang lebih berani. Dalam modul hidup berasingan, dia memutuskan untuk menempatkan empat angkasawan bertugas, yang harus melayani kapal dan kru sepanjang penerbangan. Semasa seorang tidur, tiga bekerja, sehingga mengekalkan kekuatan mereka.
Penerbangan ke Mars dengan SpaceX
"Memutar kru yang sedang tidur dan membangunkan beberapa angkasawan untuk menonton lebih bermanfaat daripada membuat semua angkasawan berhibernasi selama setengah tahun," tegas Bradford. Kapal angkasa dengan peneroka dalam keadaan torpor akan lebih ringan, yang akan sangat meningkatkan kelajuannya, memendekkan waktu penerbangan, dan mungkin juga memberikan perlindungan yang lebih dapat diandalkan dari radiasi akibat perlambatan metabolisme. Lebih jauh, kata Bradford, angkasawan yang tidur tidak akan mengalami penyakit bergerak, yang merupakan masalah biasa bagi penduduk ISS.
Menanggung hibernasi
Tetapi apa yang akan menjadi sensasi torpor di luar angkasa? Tidak, ini bukan mengenai pembekuan hingga mati dalam unit kriogenik dan kemudian menghidupkan semula, kata pakar perunding-pakar sakit puan dan perunding SpaceWorks, Doug Talk, yang menggunakan hipotermia terapeutik untuk merawat anak-anak yang kekurangan oksigen. "Cryogenics tidak berjaya di sini," jelasnya. - Tubuh manusia tidak dimaksudkan untuk dibekukan; ini terdiri terutamanya dari air, dan ketika air meningkat dalam jumlahnya [ini terjadi ketika ia membeku], ia membawa kepada pemusnahan sel."
Sebaliknya, angkasawan akan berhibernasi seperti koma. Ini adalah persilangan antara tidur tanpa mimpi dan keadaan separuh sedar. "Pesakit dalam keadaan koma mempunyai kitaran aktiviti otak dari kelihatan terjaga hingga tidur tanpa tidur," jelas Tock. Walaupun pesakit koma tidak dapat bergerak, otak mereka tetap aktif dan bahkan bertindak balas terhadap rangsangan luaran, termasuk perintah lisan.
Beruang berhibernasi mengalami sesuatu yang serupa. Suhu badan mereka turun hanya beberapa darjah (seperti pada hipotermia sederhana pada manusia), dan metabolisme mereka berkurang sebanyak 75%. Beruang di iklim utara dapat berhibernasi selama tujuh hingga lapan bulan tanpa makan atau minum apa-apa; dan wanita hamil melahirkan keturunan dan memberi makan walaupun dalam keadaan hibernasi.
"Orang-orang yang terganggu akan bersikap seperti beruang," kata Tok. "Mereka akan menjalani siklus dari terjaga hingga tidur tanpa mimpi. Dan seperti beruang, ketika mereka bangun, mereka akan menunjukkan tanda-tanda kurang tidur."
Pada bulan Mei 2016, pengurusan NIAC meluluskan fasa kedua projek SpaceWorks, kali ini memberikan $ 250,000 untuk meneruskan penyelidikan kejuruteraan, serta penyelidikan operasi dan perubatan. "Projek Fasa 1 telah membuktikan bahawa visi kami adalah nyata," kata Derlet. "Kami gembira Dr. Bradford membuat kemajuan."
Pasukan SpaceWorks mencadangkan beberapa penambahbaikan reka bentuk pada modul hidup, serta eksperimen dengan tidur buatan selama dua hingga tiga minggu dengan beberapa babi yang sihat. Babi, seperti manusia, tidak berhibernasi di persekitaran semula jadi mereka, dan oleh itu reaksi fisiologi mereka terhadap tidur buatan akan lebih baik membantu orang memahami apa yang diharapkan daripada penyerang daripada percubaan pada tikus dan siput. Tetapi menurut Derleth, peraturan NASA melarang pembiayaan penyelidikan terhadap babi.
Oleh itu, SpaceWorks mengemukakan cadangan alternatif: untuk mengkaji secara komprehensif eksperimen yang telah dilakukan dan sedang dijalankan untuk menekan metabolisme, untuk membuat asas ini program tindakan untuk masa terdekat untuk mengembangkan teknologi yang diperlukan yang akan memungkinkan peralihan ke percubaan manusia, termasuk kajian haiwan yang lebih sistematik. Musim panas ini, NIAC dijadualkan untuk melakukan tinjauan sementara untuk SpaceWorks dan memutuskan sama ada atau tidak akan memperuntukkan dana $ 250,000 lagi atau tidak.
"Kami terus mempercayai perlunya penyelidikan mengenai makhluk hidup untuk mengembangkan teknologi torpor dan menerapkannya dalam jangka panjang," tulis pengasas dan CEO SpaceWorks John Olds. "Dan langkah ini mungkin memerlukan penyertaan penaja swasta."
Sesiapa yang membayar kerja ini akan sukar untuk melakukan eksperimen pada haiwan, kerana ia menimbulkan persoalan etika.
"Saya rasa NASA betul untuk bertindak perlahan dan beransur-ansur," kata Arthur Caplan, pengarah etika perubatan di Pusat Perubatan Universiti New York. Walaupun ramai yang bersemangat dengan janji tidur buatan semasa misi ruang angkasa yang panjang, NASA tidak memerlukan kerumitan tambahan yang dapat dilakukan oleh penyokong haiwan, katanya.
"Babi sangat mirip dalam fisiologi dengan manusia, jadi masuk akal untuk menggunakannya untuk eksperimen," kata Kaplan. "Dan bagi pengkritik, kami dapat mengatakan ini: jumlah babi yang akan direkrut untuk penyelidikan semacam ini akan kurang daripada rata-rata orang Amerika yang makan dalam seminggu untuk sarapan."
Faktor manusia
Dalam filem dan buku fiksyen sains, torpor ideal dan romantik, kata Kaplan. Mereka memberi gambaran bahawa seseorang dapat masuk dan meninggalkan keadaan seperti koma ini dengan mudah. Tetapi kenyataannya mungkin berbeza.
Menurut Kaplan, eksperimen pertama akan dilakukan dengan penyertaan orang yang sangat luar biasa - kemungkinan besar, ini akan menjadi juruterbang ujian. “Orang-orang ini mempertaruhkan nyawa mereka setiap hari; mereka memahami bahaya fisiologi kerana mereka menguji pesawat dan mengetahui bahawa ramai rakan mereka telah meninggal dunia. Angkasawan memberitahu saya bahawa mereka bersedia untuk mengambil bahagian dalam sebarang eksperimen, hanya untuk terbang ke angkasa lepas. Tugas kita adalah membendungnya,”katanya.
Percubaan manusia akan menjadi langkah yang belum pernah terjadi sebelumnya. Tidak ada yang pernah menggunakan hipotermia untuk melambatkan metabolisme pada orang yang tidak sakit atau cedera, apalagi pada angkasawan yang sangat sihat.
"Kami mempunyai banyak orang sehat yang telah menyatakan keinginan untuk berpartisipasi dalam eksperimen jangka panjang dengan tidur buatan," kata Tok. - Terdapat permintaan terpendam bagi orang yang bersedia untuk memutuskan hubungan dari kehidupan selama enam bulan. Saya yakin pihak kesihatan tidak akan menyetujuinya."
Sementara itu, Tok telah merekrut dua pakar hipotermia terapeutik kepada pasukan penyelidikan SpaceWorks: Alejandro Rabinstein, pengarah perubatan Unit Rawatan Rapi Neurologi di Mayo Clinic, dan ahli sains saraf Kelly Drew, yang bekerja di Fairbanks di University of Alaska, yang mengkhususkan diri dalam hibernasi. haiwan. Drew, bersama dengan saintis lain di University of Alaska Institute of Arctic Biology, sedang mengkaji corak hibernasi haiwan berdarah panas seperti landak, tupai tanah beruang dan beruang. Mereka berharap dapat menyelesaikan misteri hibernasi yang sihat dan isyarat otak yang mencetuskannya, percaya ia akan membantu angkasawan menyesuaikan diri tanpa kesan sampingan.
Sebagai contoh, di tupai tanah Beringian (evrazhka) pada musim sejuk, suhu badan turun menjadi sifar darjah. Tidak ada saintis yang tahu dengan tepat apa yang mencetuskan mekanisme hibernasi. Benar, ada anggapan bahawa reseptor otak dan otot khas - reseptor adenosin A1 - menyebabkan penurunan suhu badan tupai tanah dan menyebabkannya tidur, dari mana dia terbangun lapan bulan kemudian dengan kehilangan minimum massa tulang dan otot.
"Adenosine adalah neuromodulator yang berperanan dalam merangsang tidur dan mengurangkan kegembiraan otak," kata Drew. "Ini ada di otak haiwan." Dia disuntik ke hibernasi euro dengan ubat yang merangsang reseptor adenosin A1 mereka. Drew juga dapat membangunkan gophers dengan menggunakan ubat lain yang menyekat reseptor ini.
Tetapi lata isyarat dan kumpulan gen pada manusia jauh lebih rumit, dan sangat sukar untuk diuraikan. Menyulitkan tugas adalah bahawa haiwan hibernasi tidur dengan cara yang berbeza.
Satu-satunya primata yang berhibernasi adalah lemur pygmy Madagascar, yang menghabiskan lapan bulan dalam setahun di torpor, kebanyakannya dalam cuaca panas. Dia hidup dari simpanan lemak di ekor. Penurunan metabolisme pada haiwan ini tidak memerlukan penurunan suhu badan.
Sementara itu, Rabinstein, yang berencana untuk melakukan analisis hipotermia ringan untuk mendorong tenaga, mengatakan kaedah yang digunakan dalam rawatan intensif di ruang angkasa mungkin tidak dapat dipercayai.
"Fakta bahawa anak-anak 'tenggelam' di dalam air berais dan kemudian sadar sangat luar biasa, dan ini memberi kita harapan," katanya. - Tetapi bolehkah kita mengaplikasikan pengetahuan kita mengenai hipotermia mendalam untuk membuat hipotermia yang lebih ringan, supaya orang dapat bertahan dalam keadaan ini lebih lama tanpa akibat yang berbahaya, tanpa tekanan psikologi dan fisiologi? Masih harus dilihat, tapi kami rasa ada peluang."
Arielle Emmett
