Անաբիոզ՝ մարդկանց խորը սառեցման տեխնոլոգիա

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Անցյալ շաբաթ մի խումբ փորձագետներ հավաքվել էին Նոր Օռլեանում՝ ուսումնասիրելու մարդկանց «սինթետիկ» ձմեռման կամ արհեստական ձմեռման մեջ ընկղմելու հնարավորությունը։ Գիտնականները սովորում են բնությունից՝ փորձելով հասկանալ այն գործոնները, որոնք հանգեցնում են կենդանիների ձմեռման և արթնացման:

Միջաստղային ճանապարհորդության մասին ոչ մի ֆիլմ ամբողջական չէ առանց խորը քնի: «Պրոմեթևս», «Ուղևորներ», ամենուր մենք տեսնում ենք, թե ինչպես են գլխավոր հերոսները արթնանում ձմեռային խցիկներում, վերսկսում իրենց փխրուն ֆիզիոլոգիան երկարատև անշարժ բրածո վիճակից՝ հաճախ ստամոքսային հեղուկների ժայթքումով, այսինքն՝ պարզապես փսխումով: Այս դաժան գործընթացը կարծես թե իմաստ ունի։ Ի վերջո, մարդիկ բնականաբար չեն ձմեռում։ Սակայն գիտնականների մի փոքր խումբ փորձում է հաղթահարել բնությունը և մարդկանց արհեստական ձմեռային քնի մեջ դնել: Հաջողության դեպքում դրանք կարող են հետաձգել ծերացումը, բուժել կյանքին սպառնացող հիվանդությունները և մեզ տանել Մարս և դրանից դուրս:

Անցյալ շաբաթ մի խումբ փորձագետներ հավաքվել էին Նոր Օռլեանում՝ ուսումնասիրելու մարդկանց «սինթետիկ» ձմեռման կամ արհեստական ձմեռման մեջ ընկղմելու հնարավորությունը։ Գիտնականները սովորում են բնությունից՝ փորձելով հասկանալ այն գործոնները, որոնք հանգեցնում են կենդանիների ձմեռման և արթնացման:

Ձմեռային քնի առեղծվածը

Ի՞նչը կարող է ավելի լավ լինել սպառնացող ցրտի և սննդի պակասի պայմաններում կյանքի երկար հատվածները հաղթահարելու համար, քան խորը անգիտակից վիճակում ընկնելը: Կենդանական աշխարհի մեծ մասը գնում է ձմեռման մեջ՝ արջեր, սկյուռիկներ, ոզնիներ: Նույնիսկ մեր պրիմատների զարմիկները՝ ճարպոտ լեմուրը, կտրուկ նվազեցնում են իրենց նյութափոխանակության արագությունը, երբ սննդի պաշարները նվազում են:

Իսկ մենք ի՞նչ կասեք: Թեև մենք, ցավոք, չենք ձմեռում, որոշ «հրաշքներ» հուշում են, որ նյութափոխանակության խորը սառեցումը կարող է օգնել պահպանել մեր վնասված մարմինները ապագայում:

1999 թվականին ռադիոլոգ Աննա Բագենհոլմը Նորվեգիայում դահուկներով սահելիս ընկել է սառույցի միջով։ Մինչ նրան փրկել են, նա սառույցի տակ է եղել ավելի քան 80 րոպե: Բոլոր հաշվարկներով, կլինիկականորեն նա մահացած էր՝ ոչ շունչ, ոչ զարկերակ: Նրա մարմնի ջերմաստիճանն իջել է մինչև աննախադեպ 13,7 աստիճան Ցելսիուս:

Սակայն, երբ բժիշկները աստիճանաբար տաքացրին նրա արյունը, նրա մարմինը կամաց-կամաց ապաքինվեց։ Հաջորդ օրը սիրտը վերսկսվեց։ Տասներկու օր անց նա բացեց աչքերը։ Նա ի վերջո լիովին ապաքինվեց:

Բագենհոլմի դեպքը միայն մեկ հուշում է, որ մարդիկ կարող են վերականգնվել նյութափոխանակության ծանր դեպրեսիվ վիճակներից: Տարիներ շարունակ բժիշկները օգտագործել են բուժական հիպոթերմիա՝ մի քանի օրվա ընթացքում մի քանի աստիճանով իջեցնելով մարմնի ջերմաստիճանը, որպեսզի օգնեն հիվանդներին հաղթահարել ուղեղի վնասվածքը կամ ուշացած էպիլեպսիան:

Արագ սառեցումը օգնում է պահպանել արյան մատակարարումից անջատված հյուսվածքները, ուստի նրանց գործելու համար ավելի քիչ թթվածին է պահանջվում: Չինաստանում փորձերը թույլ են տվել մարդկանց սառեցնել մինչև երկու շաբաթ:

Թերապևտիկ հիպոթերմիայի խոստումն այնքան մեծ է, որ 2014-ին ՆԱՍԱ-ն համագործակցեց Ատլանտայում գործող SpaceWorks-ի հետ և նախապես ֆինանսավորեց տիեզերական ճանապարհորդության ձմեռման սարքը Մարս առաքելության համար:

Չնայած թռիչքը դեպի տիեզերք տևում է ընդամենը մի քանի ամիս, տիեզերագնացներին ոչ ակտիվ վիճակում դնելը կարող է զգալիորեն նվազեցնել անհրաժեշտ սննդի քանակը և բնակավայրի չափը: Քունը կարող է նաև կանխել ցածր ծանրության հետևանքով առաջացած լուրջ կողմնակի ազդեցությունները, ինչպիսիք են ուղեղային հեղուկի հոսքի փոփոխությունները, որոնք կարող են բացասաբար ազդել տեսողության վրա:Մկանների ուղղակի գրգռումը, ձմեռային օրորոցի շնորհիվ, կարող է կանխել մկանների կորուստը զրոյական ձգողականության պայմաններում, իսկ խորը անգիտակից վիճակը կարող է նվազագույնի հասցնել հոգեբանական խնդիրները, ինչպիսիք են ձանձրույթն ու միայնությունը:

Ծրագիրը թեւակոխել է ֆինանսավորման երկրորդ փուլ, սակայն դրա համար շատ հարցեր են մնում։ Դրանցից մեկը կապված է այն փաստի հետ, որ երկարատև հիպոթերմիան սարսափելի է ազդում առողջության վրա՝ կարող են առաջանալ արյան գունդ, արյունահոսություն, վարակ, լյարդի անբավարարություն։ Առանց բարդ բժշկական սարքերի տիեզերանավի վրա այս բարդությունները կարող են մահացու լինել:

Մյուս խնդիրն այն է, որ մենք լիովին չենք հասկանում, թե ինչ է տեղի ունենում կենդանու հետ, երբ նա ձմեռում է: Ահա թե ինչ էր փորձում լուծել Նոր Օռլեանի համաժողովը։

Կենսաբանական ոգեշնչում

Վիսկոնսինի համալսարանից բժիշկ Հաննա Քերին կարծում է, որ ձմեռային քնի մեջ ընկղմվելու հնարավորությունը պետք է փնտրել ոչ թե բժշկության, այլ բնության մեջ։

Քերին ուսումնասիրում է ցամաքային սկյուռի ձմեռման սովորությունները՝ փոքրիկ ամենակեր կրծողը, որը շրջում է հյուսիսամերիկյան պրերիաներում։ Սեպտեմբերի վերջից մինչև մայիս գետնի սկյուռը ձմեռում է ստորգետնյա փոսերում՝ վերապրելով դաժան ձմեռներ։

Քերիի հետաքրքիր դիտարկումներից մեկն այն է, որ նյութափոխանակության ցածր մակարդակը չի տևում ամբողջ ձմեռ: Պարբերաբար քնած կենդանիները կես օր դուրս են գալիս իրենց ցրտից՝ բարձրացնելով իրենց մարմնի ջերմաստիճանը նորմալ մակարդակի։ Այնուամենայնիվ, կենդանիները դեռևս չեն ուտում կամ խմում այս ժամանակահատվածում:

Նյարդաբանները երկար ժամանակ փորձում էին կազմել քնի առավելությունների համապարփակ ցուցակը: Օրինակ, հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ քունն օգնում է ուղեղին մաքրել թունավոր թափոնները լիմֆատիկ համակարգից և թույլ է տալիս ուղեղի սինապսներին «վերագործարկվել»: Եթե ձմեռումը ինքնին հանգեցնում է քնի պակասի վիճակի, կարո՞ղ է արդյոք պարբերաբար քունը օգնել դրան:

Մենք դեռ չգիտենք։ Բայց Քերին կարծում է, որ կենդանիների ուսումնասիրությունների արդյունքները ցույց են տալիս, որ մարդկանց ձմեռման որոնման ժամանակ բնական ձմեռայինների կենսաբանության ուսումնասիրությունը ավելի շատ արդյունքներ կտա, քան հիպոթերմային, այսինքն՝ հիպոթերմային հիման վրա բժշկական պրակտիկաների կիրառումը:

Արհեստական ընկղմում քնի մեջ

Մինչ Քերին և Վյազովսկին ուսումնասիրում են, թե ինչպես է ձմեռումը օգնում կենդանիներին մնալ առողջ, Իտալիայի Բոլոնիայի համալսարանի դոկտոր Մատեո Սերին մի փոքր այլ ճանապարհ է վերցրել. ինչպե՞ս արհեստականորեն թմրություն առաջացնել այն կենդանիների մոտ, որոնք չեն ձմեռում:

Պատասխանը կարող է ընկած լինել նեյրոնների փոքր խմբի մեջ, որը գտնվում է raphe pallidus ուղեղի շրջանում: Քանի որ ձմեռային քնի ընթացքում նյութափոխանակությունը կտրուկ դանդաղում է, հորմոնալ և ուղեղի մեխանիզմները, հավանաբար, կառաջարկեն այս գործընթացը:

Դեռևս 2013 թվականին նրա գիտնականների թիմն առաջիններից մեկն էր, ով առնետներին ձմեռում էր մտցրել: Սովորաբար այս կենդանիները ձմռանը չեն քնում։ Նրանց ներարկվել է քիմիական նյութ Raphe pallidus-ի մեջ՝ նեյրոնների ակտիվությունը արգելակելու համար: Այս նեյրոնները սովորաբար ներգրավված են «ցրտից ջերմակարգավորող պաշտպանության մեջ», - ասում է Սերին, ինչը նշանակում է, որ դրանք առաջացնում են կենսաբանական արձագանքներ, որոնք հակադրում են մարմնի ջերմաստիճանի նվազմանը:

Այնուհետև առնետներին դրել են մութ, սառը սենյակում և կերակրել ճարպերով հարուստ սննդակարգով, որը, ինչպես հայտնի է, նվազեցնում է նյութափոխանակության արագությունը:

Վեց ժամվա ընթացքում պաշտպանիչ նեյրոնների անջատումը հանգեցրել է առնետների ուղեղի ջերմաստիճանի կտրուկ անկման։ Նրանց սրտի զարկերը և արյան ճնշումը նույնպես դանդաղել և նվազել են: Ի վերջո, ուղեղի ալիքների օրինաչափությունը սկսեց նմանվել բնական ձմեռային վիճակում գտնվող կենդանիների ալիքների օրինակին:

Ամենահետաքրքիրն այն էր, որ երբ գիտնականները դադարեցրին «բուժումը», առնետները ապաքինվեցին՝ հենց հաջորդ օրը նրանք աննորմալ վարքի նշաններ ցույց չտվեցին։

Ձմեռում չընկնող կենդանիների մոտ խռպոտ առաջացնելու նախկին փորձերը ձախողվել են, սակայն այս ուսումնասիրությունը ցույց է տվել, որ raphe pallidus-ում նեյրոնների արգելակումը էական նշանակություն ունի խռպոտության նման վիճակ առաջացնելու համար:

Եթե այս արդյունքները հաստատվեն ավելի մեծ կաթնասունների օրինակով, ապա իմաստ կունենա անցնել մարդկանց ձմեռման: Սերին և մյուսները աշխատում են հետագայում վերլուծել ուղեղի վերահսկողությունը թմրածության նկատմամբ և ինչպես կոտրել այն՝ ուղեղը ձմեռային վիճակի մեջ դնելու համար:

Ի՞նչ է հաջորդը:

Մարդու ընկղմվելը ձմեռային, ձմեռային, կասեցված անիմացիայի մեջ - կոչեք այն, ինչպես ուզում եք, դեռ հեռու է իրականությունից: Սակայն հետազոտության արդյունքները աստիճանաբար բացահայտում են մոլեկուլային և նեյրոնային գործոնները, որոնք տեսականորեն կարող են մեզ ապահովել խորը սառեցման վիճակ: