Kein Film über interstellare Reisen nicht ohne Tauchen in einen tiefen Schlaf. «Prometheus», «Passagiere», überall sehen wir, wie die Protagonisten Erwachen in den Ruhezustand, перезапускают Ihre fragile Physiologie aus einem anhaltenden Zustand der festen Fossilien — Häufig mit dem Ausbruch von Magen-Flüssigkeiten, die einfach Erbrechen. Diese grausame Prozess offenbar sinnvoll. Am Ende, die Menschen nicht in den Winterschlaf sinken in der Natur. Aber eine kleine Gruppe von Wissenschaftlern versucht, die Natur zu überwinden und das Untertauchen des Menschen in einen künstlichen Winterschlaf. Im Erfolgsfall können Sie verzögern das Altern, aushärten lebensbedrohliche Krankheit und bringen uns zum mars und darüber hinaus.
In der vergangenen Woche eine Gruppe von Experten versammelt, in New Orleans zu studieren, die Möglichkeit des Eintauchens Menschen in der «synthetischen» Winterschlaf, das heißt einen künstlichen Winterschlaf. Wissenschaftler lernen von der Natur, versuchen zu verstehen, die Faktoren, die dazu führen, dass Ruhezustand und wieder Erwachen bei Tieren.
Rätsel Ruhezustand
Was könnte besser sein für die überwindung von langen Tagesetappen Leben in der bedrohlichen Kälte und Mangel an Nahrung, als das eintauchen in eine Tiefe Bewusstlosigkeit? Ein großer Teil der Tierwelt geht in Winterschlaf: Bären, Eichhörnchen, Igel. Auch unsere Vettern von Primaten, толстохвостые Lemuren, drastisch senken den Stoffwechsel, wenn die Vorräte schwinden.
Wie wäre es mit uns? Obwohl wir leider nicht Tauchen im Winterschlaf, einige «Wunder» lassen vermuten, dass metabolische Tiefe einfrieren kann helfen, unsere beschädigte Körper zum Wohle der Zukunft.
Im Jahr 1999 radiologe Anna Багенхольм durch das Eis beim Skifahren in Norwegen. Zum Zeitpunkt der Erlösung, Sie war unter dem Eis mehr als 80 Minuten. Nach der Allgemeinen Meinung, Sie war klinisch tot — weder Atmung, noch Puls. Die Temperatur Ihres Körpers fiel bis beispiellosen 13,7 Grad Celsius.
Aber wenn die ärzte allmählich erwärmt Ihr Blut, der Körper langsam заживало. Am nächsten Tag das Herz neu gestartet wurde. Zwölf Tage Sie öffnete die Augen. Letztlich ist es völlig erholt.
Fall Багенхольм — nur einer der Tipps auf die Tatsache, dass die Menschen haben die Fähigkeit sich zu erholen von stark depressive metabolischen Zustand. Seit Jahren haben die ärzte anwendeten, therapeutische Hypothermie, Senkung der Körpertemperatur auf wenige Grad über mehrere Tage, um Patienten zu helfen zu bewältigen mit Verletzungen des Gehirns oder Anfallsleiden in Zeitlupe Zustand.
Schnelle Kühlung hilft, das Gewebe, die Blutzufuhr abgeschnitten wurden, so dass Sie benötigen weniger Sauerstoff, um zu funktionieren. In China Experimente hielten die Menschen im gefrorenen Zustand bis zu zwei Wochen.
Das Versprechen der therapeutischen Hypothermie ist so groß, dass im Jahr 2014 die NASA hat die Partnerschaft mit SpaceWorks aus Atlanta und hat eine Vorfinanzierung гибернатору für die Raumfahrt für die Mission auf dem mars.
Obwohl der Flug in den Weltraum dauert nur ein paar Monate, Raum Astronauten in den inaktiven Zustand kann erheblich reduzieren die erforderliche Menge an Nahrung und die Größe der Habitate. Tauchen Sie im Traum kann auch verhindern, dass ernsthafte Nebenwirkungen von geringer Schwerkraft, wie Veränderungen in einem Liquor, beeinträchtigen die Sehkraft. Direkte Stimulation der Muskeln, die freundlicherweise wird die Umsetzung der Wiege Ruhezustand, kann verhindern Muskelabbau in den Bedingungen der Schwerelosigkeit, und einen tiefen Zustand der Bewusstlosigkeit kann potenziell zu minimieren und psychische Probleme wie Langeweile und Einsamkeit.
Das Projekt ging in die zweite Phase der Finanzierung, aber dazu gab es viele Fragen. Einer von Ihnen ist damit verbunden, dass eine Hypothermie schrecklich Auswirkungen auf die Gesundheit: können entstehen Blutgerinnsel, Blutungen, Infektionen, Leberversagen. Auf einem Raumschiff ohne komplizierte medizinische Geräte diese Komplikationen können tödlich sein.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass wir nicht verstehen, was passiert mit dem Tier, wenn es geht in den Winterschlaf. Genau das versucht zu lösen auf der Konferenz in New Orleans.
Biologische Inspiration
Dr. Hannah Carey von der University of Wisconsin glaubt, dass die Menschen die Möglichkeit des Eintauchens in den Winterschlaf zu suchen nicht in der Medizin, sondern in der Natur.
Carey Gewohnheiten studiert Ruhezustand terrestrischen Proteine, kleine Allesfresser nagetier, wandert durch die nordamerikanischen Prärien. Von Ende September bis Mai erdgebundene Eichhörnchen überwintert in den unterirdischen Höhlen, erleben den harten Winter.
«Die Tatsache, dass der Ruhezustand ist möglich im Stammbaum der Primaten, macht mögliche biomedizinische Entdeckungen, die für die Menschen», sagt Sie.
Eine der merkwürdigsten Beobachtungen gemacht Carey, besteht darin, dass das niedrige Niveau des Stoffwechsels dauert nicht den ganzen Winter. In regelmäßigen Abständen schlafende Tiere aus dem Zustand der Erstarrung für einen halben Tag, die Erhöhung der Körpertemperatur auf ein normales Niveau. Aber die Tiere sind noch nicht Essen oder trinken während dieser Zeit.
«Ursprünglich Winterschlaf galt als eine Fortsetzung des Schlafes, aber es unterscheidet sich physiologisch, weil Ihr Stoffwechsel komplett herunterfährt, wenn auch gespeichert wird», sagt Oxford Neurobiologe Dr. Vlad viazovsky, die Redner auf der Konferenz. «Торпор (Erstarrung), diese außergewöhnliche metabolische Herausforderung, so scheint es, macht etwas mit dem Gehirn oder dem Körper, indem Sie schlafen mit der Wiederherstellung».
Neurowissenschaftler lange versucht zu sammeln vollständige Liste der Vorteile des Schlafes. Zum Beispiel zeigen Studien, dass der Schlaf hilft dem Gehirn reinigen giftige Abfälle in das lymphatische System und ermöglicht «Neustart» Synapsen des Gehirns. Wenn der Winterschlaf von selbst zu einem Zustand der Mangel an Schlaf, kann ein zeitweiliges eintauchen in den Schlaf helfen?
Wissen wir noch nicht. Aber Carey glaubt, dass die Ergebnisse der Untersuchungen von Tieren zeigen, dass die Suche nach menschlichem Ruhezustand Studium der Biologie natürlichen гибернаторов geben bessere Ergebnisse als die Anwendung der medizinischen Praxis auf der Grundlage der Hypothermie, also Unterkühlung.
Künstliche versinken in den Schlaf
Während Carey und viazovsky erforschen, wie Winterschlaf hilft dem Tier gesund zu bleiben, Dr. Matteo Serri von der Universität Bologna in Italien wählte einen etwas anderen Weg: wie künstlich verursachen Taubheit bei Tieren, die nicht gegriffen Winterschlaf?
Die Antwort kann versteckt in einer kleinen Gruppe von Neuronen im Bereich des Gehirns raphe pallidus. Da der Stoffwechsel verlangsamt sich dramatisch während der Winterruhe, hormonelle und Gehirn Mechanismen, wahrscheinlich, starten Sie diesen Prozess.
Noch im Jahr 2013 sein Team von Wissenschaftlern war einer der ersten, die versetzte die Ratten in einem Zustand der Winterschlaf. In der Regel sind diese Tiere nicht schlafen im Winter. Sie injizierten eine Chemikalie in raphe pallidus, um hemmen die Aktivität von Neuronen. Diese Neuronen normalerweise an den «терморегуляторной Schutz vor der Kälte», sagt Surry, D. H. biologische Reaktionen verursachen, die Senkung der Körpertemperatur.
Dann die Ratten wurden in einem dunklen, kalten Raum und Nahrung gefüttert mit hohem Fett — es ist bekannt, reduziert die rate des Metabolismus.
Das ausschalten der körpereigenen Neuronen für sechs Stunden führte zu einem starken Rückgang der Temperatur in den Gehirnen der Ratten. Ihre Herzrhythmus und Blutdruck auch verlangsamte sich und sanken. Schließlich, Zeichnung von gehirnströmen wurde daran erinnert die Zeichnung der Wellen Tiere in der Lage, die Natürliche Winterruhe.
Das interessanteste war, dass, wenn die Wissenschaftler haben aufgehört, «Behandlung», die Ratten erholten sich — schon am nächsten Tag hatten Sie keine Anzeichen anormalen Verhaltens.
Frühere versuche verursachen торпор bei Tieren, die nicht in den Winterschlaf fallen, scheiterten aber in dieser Studie wurde gezeigt, dass die Hemmung der Neuronen in den raphe pallidus ist wichtig für die Auslösung des торпороподобного Zustand.
Wenn diese Ergebnisse bestätigt werden am Beispiel von größeren Säugetieren, erscheint sinnvoll, und für die Versenkung der Menschen in den Winterschlaf. Serri und andere arbeiten an der Analyse, der Kontrolle des Gehirns über Erstaunen und wie zu hacken, um Tauchen Gehirn in den Winterschlaf.
Was kommt als Nächstes?
Das eintauchen des Menschen in den Zustand der Winterruhe, Hibernation, suspended Animation — nennen Sie es wie Sie wollen — noch weit Weg von der Realität. Aber die Ergebnisse der Forschung allmählich zeigen die molekularen und neuronalen Faktoren, die in der Theorie bieten wir den Zustand Tiefgefrieren.
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