Anabiosis: az emberek mélyfagyasztásának technológiája

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Múlt héten egy szakértői csoport New Orleansban gyűlt össze, hogy megvizsgálják annak lehetőségét, hogy az embereket „szintetikus” hibernációba vagy mesterséges hibernációba merítsék. A tudósok a természettől tanulnak azáltal, hogy megpróbálják megérteni azokat a tényezőket, amelyek az állatok hibernálásához és felébredéséhez vezetnek.

Egyetlen csillagközi utazásról szóló film sem teljes mély alvás nélkül. "Prometheus", "Passengers" mindenhol azt látjuk, ahogy a főszereplők felébrednek a hibernált kabinokban, újraindítják törékeny fiziológiájukat egy hosszú mozdulatlan kövület állapotából - gyakran gyomornedvek kitörésével, vagyis egyszerűen hányással. Ennek a brutális folyamatnak van értelme. Végtére is, az emberek természetesen nem hibernálnak. A tudósok egy kis csoportja azonban megpróbálja legyőzni a természetet és mesterséges hibernációba helyezni az embereket. Ha sikerrel járnak, késleltethetik az öregedést, meggyógyíthatják az életveszélyes betegségeket, és elvihetnek minket a Marsra és tovább.

Múlt héten egy szakértői csoport New Orleansban gyűlt össze, hogy megvizsgálják annak lehetőségét, hogy az embereket „szintetikus” hibernációba vagy mesterséges hibernációba merítsék. A tudósok a természettől tanulnak azáltal, hogy megpróbálják megérteni azokat a tényezőket, amelyek az állatok hibernálásához és felébredéséhez vezetnek.

A hibernáció rejtélye

Mi lehetne jobb az élet hosszú szakaszainak leküzdésére fenyegető hideg és táplálékhiány idején, mint a mély eszméletlenségbe zuhanni? Az állatvilág nagy része hibernált állapotba kerül: medvék, mókusok, sündisznók. Még főemlős unokatestvéreink, a kövérfarkú makik is lelassítják az anyagcserét, amikor az élelmiszerkészletek fogynak.

mi van velünk? Bár sajnos nem hibernáltunk, néhány "csoda" azt sugallja, hogy az anyagcsere-mélyfagyasztás segíthet megőrizni sérült testünket a jövőre nézve.

1999-ben Anna Bagenholm radiológus síelés közben esett át a jégen Norvégiában. Mire megmentették, több mint 80 perce volt a jég alatt. Mindent összevetve klinikailag meghalt – se lélegzet, se pulzus. Testhőmérséklete soha nem látott 13,7 Celsius-fokra süllyedt.

Amikor azonban az orvosok fokozatosan felmelegítették a vérét, a teste lassan meggyógyult. Másnap a szívet újraindították. Tizenkét nappal később kinyitotta a szemét. Végül teljesen felépült.

Bagenholm esete csak egy nyom arra nézve, hogy az emberek képesek kilábalni a súlyosan depressziós anyagcsere-állapotokból. Az orvosok évek óta alkalmazzák a terápiás hipotermiát, több fokkal csökkentve a testhőmérsékletet több napon keresztül, hogy segítsenek a betegeknek megbirkózni az agysérüléssel vagy a késleltetett epilepsziával.

A gyors hűtés segít megőrizni a vérellátástól elszakadt szöveteket, így működésükhöz kevesebb oxigénre van szükségük. Kínában kísérletek során az embereket két hétig is lefagyasztották.

A terápiás hipotermia ígérete olyan nagy, hogy 2014-ben a NASA az atlantai székhelyű SpaceWorks vállalattal társult, és előfinanszírozást biztosított egy űrutazási hibernátorhoz egy marsi küldetéshez.

Bár egy repülés az űrbe csak néhány hónapig tart, az űrhajósok inaktív állapotba helyezése jelentősen csökkentheti a szükséges élelem mennyiségét és az élőhely méretét. Az elalvással az alacsony gravitációból eredő súlyos mellékhatások is megelőzhetők, például a cerebrospinális folyadék áramlásának megváltozása, ami negatívan befolyásolhatja a látást. A hibernációs bölcső jóvoltából a közvetlen izomstimuláció megakadályozhatja az izomvesztést nulla gravitációs körülmények között, a mély tudatvesztés pedig potenciálisan minimalizálhatja az olyan pszichés problémákat, mint az unalom és a magány.

A projekt a finanszírozás második szakaszába lépett, de sok kérdés maradt még előtte. Az egyik azzal függ össze, hogy a hosszan tartó hipotermia szörnyű hatással van az egészségre: vérrögök, vérzés, fertőzés, májelégtelenség jelentkezhet. Egy kifinomult orvosi eszközök nélküli űrhajón ezek a szövődmények végzetesek lehetnek.

Egy másik probléma, hogy nem teljesen értjük, mi történik az állattal, amikor hibernált állapotba kerül. Ezt próbálta megoldani a New Orleans-i konferencia.

Biológiai inspiráció

Dr. Hannah Carey, a Wisconsini Egyetemről úgy véli, hogy a hibernációba merülés lehetőségét nem az orvostudományban, hanem a természetben kell keresni.

Carey a szárazföldi mókus hibernálási szokásait tanulmányozza, egy kis mindenevő rágcsáló, amely az észak-amerikai prérin kóborol. Szeptember végétől májusig az ürge földalatti üregekben hibernált, túléli a kemény teleket.

Carey egyik érdekes megfigyelése az, hogy az alacsony anyagcsere nem tart egész télen. Az időnként alvó állatok fél napra kilépnek kínjukból, testhőmérsékletüket normál szintre emelve. Az állatok azonban még mindig nem esznek és nem isznak ezekben az időszakokban.

Az idegtudósok régóta törekedtek arra, hogy átfogó listát állítsanak össze az alvás előnyeiről. Például a kutatások azt mutatják, hogy az alvás segít az agynak eltávolítani a mérgező salakanyagokat a nyirokrendszerből, és lehetővé teszi az agy szinapszisainak „újraindulását”. Ha a hibernáció önmagában alváshiányos állapothoz vezet, segíthet-e ezen az időszakos alvás?

Még nem tudjuk. Carey azonban úgy véli, hogy az állatkísérletek eredményei azt mutatják, hogy az emberi hibernáció keresése során a természetes hibernálók biológiájának tanulmányozása több eredményt hoz, mint a hipotermián, vagyis a hipotermián alapuló orvosi gyakorlatok alkalmazása.

Mesterséges elmerülés az alvásban

Miközben Carey és Vyazovsky azt vizsgálja, hogyan segíti a hibernálás az állatok egészségének megőrzését, Dr. Matteo Serri, az olasz Bolognai Egyetem munkatársa egy kicsit más utat választott: hogyan lehet mesterségesen előidézni a zsibbadást olyan állatokban, amelyek nem alszanak el?

A válasz a raphe pallidus agyi régióban található neuronok egy kis csoportjában rejlik. Mivel az anyagcsere drámaian lelassul hibernáció alatt, valószínűleg hormonális és agyi mechanizmusok indítják be ezt a folyamatot.

2013-ban tudóscsoportja az elsők között helyezte hibernált állapotba a patkányokat. Általában ezek az állatok nem alszanak télen. Vegyszert fecskendeztek be a raphe pallidusba, hogy gátolják az idegsejtek aktivitását. Ezek a neuronok általában részt vesznek a "hideg elleni hőszabályozási védelemben" - mondja Serry, ami azt jelenti, hogy olyan biológiai válaszokat váltanak ki, amelyek ellensúlyozzák a testhőmérséklet csökkenését.

A patkányokat ezután sötét, hideg helyiségbe helyezték, és magas zsírtartalmú táplálékkal etették, amelyről ismert, hogy csökkenti az anyagcsere sebességét.

A védő neuronok hat órára tartó kikapcsolása a patkányok agyában a hőmérséklet hirtelen csökkenéséhez vezetett. A pulzusuk és a vérnyomásuk is lelassult és csökkent. Végül az agyhullámok mintázata kezdett hasonlítani a természetes hibernált állapotban lévő állatok hullámainak mintázatához.

A legérdekesebb az volt, hogy amikor a tudósok leállították a "kezelést", a patkányok felépültek - már másnap nem mutatták a kóros viselkedés jeleit.

A nem hibernált állatok torporjának kiváltására irányuló korábbi kísérletek kudarcot vallottak, de ez a tanulmány kimutatta, hogy a raphe pallidus neuronjainak gátlása elengedhetetlen a torpor-szerű állapot kiváltásához.

Ha ezeket az eredményeket a nagyobb emlősök példája is megerősíti, akkor az embereknél van értelme áttérni a hibernációra. Serri és mások azon dolgoznak, hogy tovább elemezzék az agy zsibbadás feletti kontrollját, és azt, hogy hogyan lehet feltörni, hogy az agy hibernált állapotba kerüljön.

Mi a következő lépés?

Az ember elmerülése hibernált állapotba, hibernáltba, felfüggesztett animációba - nevezze, ahogy akarja - még mindig távol áll a valóságtól. A kutatási eredmények azonban fokozatosan feltárnak olyan molekuláris és neuronális tényezőket, amelyek elméletileg mélyfagyás állapotát biztosíthatják számunkra.