Najbezpečnejším spôsobom cestovania na veľké vzdialenosti vo vesmíre môže byť umelá hibernácia.
Jedného dňa budú astronauti plnení ako šproty v raketových kanistroch a lietajúce na iné planéty chránené pred radiačnou a vesmírnou chorobou znížením rýchlosti metabolizmu v tele. Hibernácie sa budú hniezdiť mesiace ako medvede a kozmická loď ich prenesie priestorom a časom. Pravdepodobne budú spať v bielych kokónoch, podobných rakvám, ktoré nám ukazujú režiséri futuristickej science fiction vo filmoch ako „2001: A Space Odyssey“, „Alien“a „Avatar“.
Astronómovia a vesmírni kolonisti sa však pravdepodobne môžu z dehydratovaných slimákov naučiť niečo alebo dve, ktoré prežijú viac ako rok bez toho, aby niečo zjedli. Alebo v obrovských pandách, ktoré sa živia nízkokalorickým bambusom. A tiež v pijaviciach, ktoré môžu prežiť v tekutom dusíku; u detí, ktoré padli do ľadovej vody a potom sa resuscitovali; u lyžiarov pochovaných v lavíne, ale potom sa pomaly vracajú k životu z bezsrstého stavu podchladenia.
Vedci tento jav nazývajú „omámeným hibernáciou“. Kedysi bol taký torpor alebo torpor považovaný za niečo podivné a výstredné a nazýval sa „necitlivosť funkcií“. Teraz sa to vážne študuje v nádeji, že sa z neho budú môcť profitovať dlhodobé vesmírne lety.
Tento záujem je čiastočne spôsobený pokrokom v kryogénnej chirurgii, ako aj novými poznatkami získanými v praxi. Jeden taký prípad bol hlásený v roku 1995 v časopise Prehospital and Disaster Medicine. Štvorročný chlapec padol ľadom do studenej vody na jazere v nemeckom Hannoveri. Záchranári ho vytiahli z vody, ale na mieste ho nemohli priviesť k svojim zmyslom. Chlapcove deti sa rozšírili a jeho srdce sa zastavilo na celých 88 minút. Keď bol obeť prevezená do nemocnice, jeho telesná teplota bola 20 stupňov, čo naznačuje extrémnu podchladenie.
Po 20 minútach, keď lekári začali otepľovať chlapcovu hrudnú dutinu, sa mu začali sťahovať srdcové komory. Po ďalších desiatich minútach sa sínusový rytmus vrátil do normálu. Po dvoch týždňoch sa chlapec úplne uzdravil a bol prepustený z nemocnice. Lekári dospeli k záveru, že ľadovo studená voda rýchlo ochladila svoje telo do stavu metabolického stúpania (torpor), pričom si zachovala všetky životne dôležité orgány a tkanivá a súčasne znížila potrebu kyslíka pre krvný obeh. Chlad mu zachránil život. „Tieto prípady nás vedú k názoru, že veľmi hlboká hypotermia by mohla našim pacientom umožniť prežitie,“napísal e-mail Samuel Tisherman, profesor chirurgie na Lekárskej fakulte Marylandskej univerzity. - Hlavnou vecou je chladiť mozog, až kým sa prietok krvi nezastaví,alebo ihneď po zastavení. Čím nižšia je teplota, tým lepšie sa mozog vyrovná s nedostatkom prietoku krvi. ““
Terapeutická hypotermia je pevne stanovená v chirurgickej praxi. Experimenty s chladením sa začali v 60. rokoch, najmä u novorodencov a pacientov s kardiovaskulárnym ochorením. Novorodenci boli pred operáciou srdca zabalení do chladiacich prikrývok, umiestnení do ľadu a dokonca aj do driftov, aby spomalili krvný obeh a znížili spotrebu kyslíka.
Dnes lekári používajú miernu hypotermiu (približne 31 stupňov) na liečbu určitých novorodencov v závažných prípadoch, ako je predčasné narodenie alebo fetálna hypoxia. Deti sú liečené v chladiacich kapsulách počas 72 hodín, čím sa znižuje ich metabolizmus do tej miery, že sú splnené požiadavky na kyslík v tkanivách, zatiaľ čo mozog a ďalšie životne dôležité orgány sú obnovené.
Propagačné video:
Chirurgovia tiež používajú chladenie a metabolické potlačenie na liečbu pacientov, ktorí trpia fyzickými zraneniami a zraneniami, ako sú napríklad infarkty, mŕtvica, strelné rany, hojné krvácanie a poranenia hlavy, ktoré spôsobujú mozgový edém. V naliehavých prípadoch môže anestéziológ vložiť do nosa pacienta tenkú hadičku s katétrom, ktorá dodáva chladiaci dusík priamo do mozgu. V jednom liečebnom experimente chirurgovia vkladajú strojový systém srdca a pľúc cez hrudník do aorty alebo cez slabinu do femorálnej artérie. Tieto skúmavky sa používajú na dodávanie studeného soľného roztoku na zníženie telesnej teploty a nahradenie stratenej krvi. Keď traumatológ zastaví krvácanie, zariadenie srdca a pľúc znova spustí tok krvi a pacient dostane krvnú transfúziu.
"Ak aplikujete chlad dostatočne rýchlo, skôr ako sa srdce zastaví, potom životne dôležité orgány, a najmä mozog, dokážu nejakú dobu vydržať chlad bez krvi," vysvetľuje Tisherman. Vedie klinické skúšky so studeným soľným roztokom na klinike Baltimore a snaží sa pomôcť kriticky zraneným pacientom. Tisherman dúfa, že bude pokračovať vo svojom výskume najmenej do jesene 2018 a možno aj dlhšie.
Výsledná hypotermia rýchlo spomaľuje alebo zastavuje krvný obeh asi hodinu. V súlade s tým klesá potreba kyslíka a chirurgovia majú čas liečiť život ohrozujúce rany, po ktorých môžu pacienta zohriať a priviesť ho späť k životu.
Torporná hádanka
Mnohí v leteckom spoločenstve dnes dúfajú v medicínsky vyvolané podchladenie a následné spomalenie metabolizmu ako spôsob, ako ušetriť priestor, hmotnosť, náklad, palivo, jedlo a depresiu počas dlhých letov na Mars alebo vzdialenejšie planéty. Výskum týmto smerom sa len začína. Jeden problém je čisto lekársky. Aký je najlepší spôsob uvedenia zdravých astronautov do režimu dlhodobého spánku? Je dobre známe o terapeutických podchladeniach na operačnej sále, ale ako udržať ľudí vo vesmíre v chlade a hibernácii celé týždne, mesiace a dokonca roky? Toto je úplne nepreskúmaná oblasť. Niektorí vedci, ktorí študujú hibernáciu na zvieratách, tvrdia, že iné metódy potláčania metabolizmu sú lepšie. Toto je špeciálna stravanízkofrekvenčné žiarenie a dokonca aj použitie proteínov, ktoré indukujú hibernáciu u zvierat, ako sú medvede a beringovské prízemné veveričky, pretože bezpečne regulujú rýchlosť metabolizmu s možnosťou vystúpenia z tela.
Ďalším zjavným problémom je financovanie. Koľko peňazí NASA pridelí na štúdium spomalenia metabolizmu u zvierat a ľudí, ak agentúra zníži rozpočet aj na vesmírne lety? Bývalý riaditeľ výskumného centra Ames v Kalifornii, Pete Worden, teraz výkonný riaditeľ projektu Prielomový Starshot, hovorí, že NASA kladie veľký dôraz na syntetickú biológiu a prežitie a fungovanie organizmov v nezvyčajnom prostredí, ako je Mars, „čo je hibernácia bude financovaná, je takmer nevyhnutná. ““
Tento optimizmus nezdieľa každý. „Ľudia sú sklamaní,“povedal Yuri Griko, rádiobiológ vyškolený v NASA a vedecký pracovník v divízii vesmírnej biológie v Amesovom centre. - Keď v roku 1957 do vesmíru vletel satelit, moja generácia sa radovala a radovala. Verili sme, že na Mars odletíme už v 20. storočí. Ale … je to 21. storočie a nikdy sme nelietali na Mars. Ľudia ako ja majú pocit osobnej nevôle, keďže sme očakávali, že pôjdu oveľa ďalej, ako sme teraz. ““
Griko pripúšťa, že výskum znižovania metabolizmu je v súčasnosti v limbu. Do NASA prišiel v roku 2005 a predtým pracoval päť rokov v biotechnologickej firme Clearant, Inc., kde využíval ionizujúce žiarenie na blokovanie aktivity patogénov v liečivých krvných produktoch, v orgánoch určených na transplantáciu av biologických výrobkoch. Vesmírna agentúra potom vyzvala Griko, aby uskutočnil výskum na ochranu astronautov pred kozmickým žiarením. Ukázalo sa, že spomalenie metabolizmu je jedným z najúčinnejších mechanizmov, ktoré nám poskytuje príroda.
Keď zvieratá prechádzajú do režimu spánku, ich telo prenáša žiarenie bez výrazného poškodenia buniek. Griko verí, že zníženie metabolizmu vedie k zníženiu poškodenia žiarením, pretože biochemické procesy sú spomalené a oxidačný stres je oslabený. Jedným z možných vysvetlení účinku tieniaceho žiarenie je hypoxia alebo nízka hladina kyslíka v krvi a tkanive. Pri hypoxii sa znižuje tvorba voľného kyslíka a hydroxylových radikálov. Pretože ionizujúce žiarenie uvoľňuje voľné radikály, spôsobuje poškodenie buniek, spomaľuje metabolizmus a znižuje spotrebu kyslíka opačným smerom. Tieto procesy narúšajú odumieranie normálnych buniek a predlžujú životnosť zdravých buniek. Tento ochranný účinok je oveľa výraznejší pri nižších teplotách.
Griko verí, že hibernácia môže tiež chrániť zvieratá pred atrofiou svalov a kostí, ku ktorej zvyčajne dochádza pri nulovej gravitácii. Podľa neho normálne jesť osoba, ktorá strávi 90 dní v posteli, stráca viac ako polovicu svalovej sily. Ale medveď, ktorý nič neje a spí vo svojej daždi približne alebo o niečo dlhšie, stráca iba 25% svalovej sily a nevykazuje žiadne známky úbytku kostnej hmoty. Vedec poznamenáva, že hibernácie, ako sú korytnačky a vačnatce, neboli do vesmíru zasielané už desaťročia.
NASA poprela svoju žiadosť o financovanie vesmírnych experimentov s hibernáciou zvierat. Grikoho vedecká práca sa dnes obmedzuje na analýzu výskumu uskutočňovaného v režime hibernácie a vykonáva aj vlastné laboratórne štúdie, ktoré študuje stázu u myší, slimákov a pijavíc. Vedec navrhol v roku 2015 zorganizovať medzinárodnú konferenciu o torpuse, pozvať na ňu vedúcich svetových odborníkov a diskutovať o otázke, ako možno hibernáciu nájsť vo vesmíre. NASA to odmietla financovať, ale Griko stále dúfa, že získa potrebné peniaze.
„Existujú významné prekážky pri štúdiu torpóru, bez ktorého však nemôžeme vážne hovoriť o vesmírnych letoch na veľké vzdialenosti,“hovorí bývalý veliteľ posádky astronautov NASA a veliteľ posádky ISS Leroy Chiao, ktorý od októbra 2004 do apríla 2005 strávil 193 dní na obežnej dráhe. roku. Výskum na zvieratách je obzvlášť náročnou témou, pretože NASA v minulosti kritizovala obhajcov zvierat. "Dokonca aj výskum primátov je vnímaný ľuďmi nepriateľsky," poznamenáva Chiao.
Riešenie je na dvoch planétach
Jason Derleth vidí dôvod nádeje v programovom manažéri NASA pre inovatívne pokročilé koncepcie (NIAC). Pod jeho vedením program udeľuje od roku 2013 dva inovačné granty na podporu podrobných plánov jednej spoločnosti na vytvorenie stredne veľkého laboratória pre bývanie na Marse pomocou techník umelého hibernácie. Vedúca spoločnosť pre tento projekt, SpaceWorks Enterprises, je letecký dizajnér a dodávateľ NASA a ministerstva obrany. Nachádza sa v Dunwoody v Gruzínsku, 30 km od Atlanty. Spoločnosť sa podieľala na vytvorení formátu CubeSat pre malé satelity s umelou zeminou. Ale to bol torpor, ktorý upútal osobitnú pozornosť prezidenta a hlavného inžiniera tejto spoločnosti, Johna Bradforda (John Bradford).
„Pýtam sa 15 rokov na to, ako navrhnúť materiály, štruktúry a pohonné systémy, ktoré nám umožnia letieť na Mars a jeho satelity,“hovorí Bradford. Je doktorandom a leteckým inžinierom. Bradford viedol niekoľko projektov agentúry NASA, Agentúry pre obranný výskum a výskum a Laboratórium leteckých síl na výstavbu vojenských kozmických lodí. Bol tiež konzultantom pre sci-fi film Cestujúci, ktorý vyšiel v roku 2016. Tam sa medziplanetárni osadníci, ktorých hrali Jennifer Lawrence a Chris Pratt, prebudili z umelého spánku v predstihu. "Už nefilmujeme misiu Apollo," vysvetľuje Bradford. - Žiadne vlajky a stopy. Musíme sa stať dvoj planétovým druhom. ““
Tím lekárskeho inžinierstva spoločnosti Bradford využil prvý grant pre inovatívne moderné koncepty v roku 2013 na navrhnutie kompaktného bytového modulu s nulovou gravitáciou z tuhých štruktúr založeného na module bývania ISS. V tomto kozmickom dome bol zabezpečený systém uzavretého cyklu na výrobu kyslíka a vody, priamy prístup k modulu na vzlet a pristátie na pristátie na Marse, ako aj komplex na podporu života pre šesť ľudí, ktorí mali počas celého času letu (od šiestich do deväť mesiacov).
Navrhovaná technika umelého hibernácie je založená na technikách používaných chirurgmi na vyvolanie podchladenia u pacienta. Napríklad dusík chladiaceho plynu sa môže privádzať do kozmonautiky cez nosovú trubicu, čím sa znižuje teplota mozgu a tela na 31 stupňov. To je dostatočné na udržanie dlhodobého spánku, ale zároveň srdce neprechladzuje a nehrozí žiadne ďalšie komplikácie. S chladením sa zrážanie krvi znižuje, poznamenáva Tisherman. Tiež si všimol, že u pacientov, ktorí sú vystavení miernej podchladeniu (33 stupňov) počas dvoch alebo viacerých dní, je väčšia pravdepodobnosť infekcie ako u ľudí bez chladničky.
V kozmickom dome SpaceWorks Enterprises sú modulárne mechanické manipulátory naprogramované tak, aby vykonávali domáce práce, cvičili končatiny astronautov, kontrolovali snímače tela, prázdne nádoby na moč a monitorovali dodávanie živín. Roboti musia poslať elektrické impulzy do svalov astronautov, udržiavať ich v dobrej kondícii a tiež injektovať sedatíva, aby potlačili prirodzené trasenie. Astronauti musia tiež dostávať úplnú parenterálnu výživu pomocou látok, ako sú elektrolyt, D-glukóza, lipidy, vitamíny atď. Do tela sa im dodáva tekutina prostredníctvom katétra, ktorý sa vkladá do hrudníka alebo stehna. V experimentálnom module sa vytvorili zásoby celkovej parenterálnej výživy na 180 dní. Ale ak let na Mars trvá dlhšie,v module môžete vytvoriť dodávku potravín na ďalších 500 dní.
Celkovo sa SpaceWork podarilo znížiť celkovú hmotnosť kompaktného biotopu na 19,9 ton vrátane spotrebného materiálu a spotrebného materiálu (nízka hmotnosť obežnej dráhy Zeme). Na porovnanie, bytová jednotka TransHab agentúry NASA, spolu so spotrebným materiálom a spotrebným materiálom, váži 41,9 t. To je o 52% viac ako v službe SpaceWork. V porovnaní s modulom NASA SpaceWork bola celková hmotnosť zásob znížená o 70%.
Zaujímalo sa riadenie programu NIAC. "SpaceWorks urobil zaujímavý návrh," hovorí Derlet. „Ľudia študovali hibernáciu na lekárske účely. Pokiaľ však vieme, nikto v súčasnosti nevykonáva konštruktívnu štúdiu o použití podchlady alebo torpéda vo vesmírnych letoch. ““
V roku 2013 poskytla organizácia NIAC spoločnosti SpaceWorks prvú časť grantu vo výške 100 000 dolárov na vývoj vzorovej platformy pre umelo spiace výskumné lety na Mars a jeho satelity. Posádka mala obsahovať štyri až osem ľudí. Vesmírna agentúra však nesúhlasila s návrhom umiestniť všetkých členov posádky do umelého spánku po celú dobu letu. Čo ak v kozmickej lodi dôjde k zdravotným komplikáciám alebo poruchám? Ako dlho potrvá, kým astronauti začnú trpieť psychickým a fyzickým poškodením? Čo ak si komplikácie na palube vyžadujú, aby sa zobudili skoro? A čo postupné a pomalé prebúdzanie a prehrievanie tela pri prebúdzaní astronauta z hibernácie?
Tieto otázky posunuli tím SpaceWorks späť do práce. Navrhli priestor pre posádku, aby zostala v stave umelého spánku za predpokladu, že niekoľko astronautov sa strieda hore, aby pilotovalo loď a vykonávalo potrebnú prácu (ako v prípade „Space Odyssey“, kde boli dvaja členovia posádky na ceste k Jupiteru hore, zatiaľ čo zatiaľ čo ostatné boli v umelej hibernácii).
Bradfordov tím išiel ďalej. Navrhnutím troch vzájomne prepojených bytových jednotiek pre 100 vysídlených cestujúcich (na osídlenie Marsu) vytvorila kozmickú loď s obývacou časťou, ktorá je úplne odlišná od všetkého, čo plánovala NASA. Posunutý priestor SpaceWorks obsahuje dve kompaktné otočné bytové jednotky, z ktorých každá obsahuje 48 cestujúcich v korzete. Rotácia pri rôznych rýchlostiach vytvára umelú gravitačnú silu, ktorá zabraňuje strate kostí.
Bradfordov tím však mal ďalší odvážnejší návrh. V samostatnom bývajúcom module sa rozhodla umiestniť štyroch astronautov do služby, ktorí by mali slúžiť lodi a posádke počas letu. Zatiaľ čo jeden spí, tri pracujú, čím si zachovávajú svoju silu.
Let na Mars od SpaceX
„Otáčanie spiacej posádky a prebudenie niektorých astronautov na sledovanie je prospešnejšie ako nechať všetkých astronautov hibernáciu pol roka,“zdôrazňuje Bradford. Vesmírna loď s osadníkmi v torporte bude ľahšia, čo výrazne zvýši jej rýchlosť, skráti čas letu a pravdepodobne tiež poskytne spoľahlivejšiu ochranu pred žiarením v dôsledku spomalenia metabolizmu. Ďalej, hovorí Bradford, spiaci astronauti nezažijú kinetózu, čo je bežný problém pre obyvateľov ISS.
Hibernácia medveďov
Aký bude však pocit torpéra vo vesmíre? Nie, nejde o zmrazenie na smrť v kryogénnej jednotke a potom o revitalizáciu, hovorí porodnik-gynekológ a konzultant SpaceWorks Doug Talk, ktorý na liečbu detí s nedostatkom kyslíka používa terapeutickú hypotermiu. "Cryogenics má tu nulový úspech," vysvetľuje. - Ľudské telo nie je určené na zmrazenie; pozostáva hlavne z vody a keď voda stúpa v objeme [k tomu dôjde, keď zamrzne], vedie to k deštrukcii buniek. ““
Astronómovia sa skôr budú hibernálovať ako kóma. Je to kríž medzi spánkom bez spánku a stavom bez vedomia. „Pacienti v kóme majú cykly mozgovej aktivity, od zdanlivej bdelosti až po hlboký spánok bez spánku,“vysvetľuje Tock. Hoci sa pacienti v kóme nemôžu pohybovať, ich mozgy zostávajú aktívne a dokonca reagujú na vonkajšie podnety vrátane verbálnych príkazov.
Hibernácie medvede zažívajú niečo podobné. Ich telesná teplota klesá iba o niekoľko stupňov (ako pri miernej podchladení u ľudí) a ich metabolizmus je znížený o 75%. Medvede v severnom podnebí môžu hibernáciu sedem až osem mesiacov bez jedenia alebo pitia čohokoľvek; a tehotné ženy rodia potomkovia a kŕmia ich dokonca v hibernácii.
"Ľudia v torpe sa budú správať ako medvede," navrhuje Tok. „Budú mať cykly od bdelosti až po hlboký bezesný spánok. A podobne ako medvede, keď sa prebudia, prejavia známky nedostatku spánku. ““
V máji 2016 manažment NIAC schválil druhú fázu projektu SpaceWorks, tentoraz poskytol 250 000 dolárov na pokračovanie v inžinierskom výskume, ako aj v prevádzkovom a lekárskom výskume. „Projekty fázy 1 preukázali, že naša vízia je skutočná,“hovorí Derlet. „Sme radi, že Dr. Bradford napreduje.“
Tím SpaceWorks navrhol niektoré vylepšenia dizajnu životného modulu, ako aj experiment s umelým spánkom na obdobie dvoch až troch týždňov s niekoľkými zdravými ošípanými. Ošípané, ako ľudia, sa v prirodzenom prostredí neskladajú dlhodobo, a preto ich fyziologická reakcia na umelý spánok pomôže ľuďom lepšie pochopiť, čo môžu očakávať od torpor, ako experimenty na myšiach a slimákoch. Podľa Derletha však pravidlá NASA zakazujú financovanie výskumu ošípaných.
Preto SpaceWorks prišiel s alternatívnym návrhom: komplexne študovať už vykonané a prebiehajúce experimenty na potlačenie metabolizmu, na tomto základe vytvoriť akčný program pre blízku budúcnosť s cieľom vyvinúť potrebné technológie, ktoré umožnia prechod k pokusom na ľuďoch, vrátane systematickejšieho výskumu na zvieratách. Tento rok v lete má NIAC vykonať predbežné preskúmanie SpaceWorks a rozhodnúť sa, či prideliť ďalších 250 000 dolárov na financovanie.
„Stále veríme v potrebu výskumu živých vecí na vývoj technológií torpor a ich dlhodobého uplatňovania,“napísal zakladateľ a generálny riaditeľ SpaceWorks John Olds. „Tento krok si môže vyžadovať účasť súkromných sponzorov.“
Kto platí za túto prácu, bude ťažké vykonávať pokusy na zvieratách, pretože to vyvoláva etické otázky.
„Myslím si, že NASA má pravdu konať pomaly a postupne,“hovorí Arthur Caplan, riaditeľ lekárskej etiky v New York University Medical Center. Aj keď sú mnohí nadšení z umelého spánku počas rozšírených vesmírnych misií nadšení, NASA nepotrebuje ďalšie problémy, ktoré môžu obhajcovia zvierat dosiahnuť.
"Ošípané sú vo fyziológii veľmi podobné, takže je rozumné ich používať na experimenty," hovorí Kaplan. „A kritikom môžeme povedať toto: počet ošípaných, ktoré budú prijaté na tento výskum, bude nižší ako priemerný americký konzum, ktorý zje za týždeň na raňajky.“
Ľudský faktor
Vo filmoch sci-fi a knihách je torpor idealizovaný a romantizovaný, hovorí Kaplan. Dávajú dojem, že človek môže ľahko vstúpiť a opustiť tento stav podobný kóme. Realita sa však môže líšiť.
Podľa Kaplana sa prvé experimenty uskutočnia za účasti veľmi nezvyčajných ľudí - pravdepodobne to budú testovací piloti. „Títo ľudia každý deň riskujú svoje životy; rozumejú fyziologickým rizikám, pretože testujú lietadlá a vedia, že mnohí z ich kolegov zomreli. Astronauti mi povedali, že sú pripravení zúčastniť sa akéhokoľvek experimentu, len aby lietali do vesmíru. Našou úlohou je ich zadržiavať, “hovorí.
Ľudské experimenty budú bezprecedentným krokom. Nikto nikdy nepoužil podchladenie na spomalenie metabolizmu u ľudí, ktorí nie sú chorí alebo zranení, oveľa menej vo výnimočne zdravých astronautoch.
„Máme veľa zdravých ľudí, ktorí vyjadrili túžbu zúčastniť sa na dlhodobých experimentoch s umelým spánkom,“hovorí Tok. - Existuje požiadavka na zadržiavanie ľudí, ktorí sú pripravení odpojiť sa od života po dobu šiestich mesiacov. Som si istý, že zdravotnícke úrady s tým nesúhlasia. ““
Medzitým prijal do výskumného tímu SpaceWorks dvoch špecialistov na terapeutickú hypotermiu: Alejandro Rabinstein, lekársky riaditeľ Neurologickej jednotky intenzívnej starostlivosti na Mayo Clinic a neurovedec Kelly Drew, ktorý pracuje na Fairbanks na Aljašskej univerzite so špecializáciou na hibernáciu. zvieratá. Drew, spolu s ďalšími vedcami na Aljašskej univerzite v Arktickej biológii, študuje hibernáčné vzorce teplokrvných zvierat, ako sú ježkovia, beringovské veveričky a medvede. Dúfajú, že vyriešia záhadu zdravého hibernácie a mozgové signály, ktoré ho spúšťajú, a veria, že to pomôže astronautom prispôsobiť sa bez vedľajších účinkov.
Napríklad v zime veverica beringovskej (evrazhka) teplota tela klesne na nulu. Žiadny vedec presne nevie, čo spúšťa hibernačný mechanizmus. Je pravda, že existuje predpoklad, že špeciálny mozgový a svalový receptor - adenozínový receptor A1 - vedie k zníženiu telesnej teploty mletého veveričky a spôsobuje mu spánok, z ktorého sa prebúdza o osem mesiacov neskôr s minimálnou stratou kostí a svalovej hmoty.
„Adenozín je neuromodulátor, ktorý hrá úlohu pri stimulácii spánku a znižovaní excitability mozgu,“hovorí Drew. „V živočíšnych mozgoch je všadeprítomný.“Injektovala do hibernačného eura liekom, ktorý stimuluje ich adenozínové receptory A1. Drew môže tiež zobudiť gophers použitím iného lieku, ktorý blokuje tieto receptory.
Signalizačná kaskáda a súbor génov u ľudí sú však oveľa komplikovanejšie a je ťažké ich dešifrovať. Komplikáciou tejto úlohy je to, že hibernácia zvierat spí rôznymi spôsobmi.
Jediným primátom, ktorý prezimuje, je lemur madagaskarského pygmy, ktorý strávi osem mesiacov ročne v tele, väčšinou v horúcom počasí. Žije z tuku v chvoste. Zníženie metabolizmu u tohto zvieraťa nevyžaduje zníženie telesnej teploty.
Rabinstein, ktorý plánuje vykonať miernu analýzu podchladenia s cieľom vyvolať torporu, tvrdí, že metódy používané v intenzívnej starostlivosti vo vesmíre nemusia byť také spoľahlivé.
„Skutočnosť, že sa malé deti„ topia “v ľadovej vode a potom prichádzajú do svojich zmyslov, je pozoruhodná a dáva nám to nádej,“hovorí. - Môžeme však naše vedomosti [o hlbokej podchladení] použiť na vytvorenie miernejšej podchlady, aby ľudia mohli zostať v tomto stave oveľa dlhšie bez škodlivých následkov, bez psychologického a fyziologického stresu? Zostáva to ešte vidieť, ale myslíme si, že existuje šanca. ““
Arielle Emmett