Anabioza: tehnologija dubokog zamrzavanja ljudi

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Prošle sedmice, grupa stručnjaka okupila se u New Orleansu kako bi proučila mogućnost uranjanja ljudi u "sintetičku" hibernaciju, odnosno umjetnu hibernaciju. Naučnici uče od prirode pokušavajući razumjeti faktore koji dovode do hibernacije i ponovnog buđenja kod životinja.

Nijedan film o međuzvjezdanim putovanjima nije potpun bez dubokog sna. "Prometej", "Putnici", svuda vidimo kako se glavni likovi bude u kabinama za hibernaciju, ponovo pokreću svoju krhku fiziologiju iz dugog stanja nepokretnog fosila - često uz erupciju želudačne tečnosti, odnosno jednostavno povraćanje. Čini se da ovaj brutalni proces ima smisla. Na kraju krajeva, ljudi prirodno ne hiberniraju. Ali mala grupa naučnika pokušava da savlada prirodu i stavi ljude u veštačku hibernaciju. Ako su uspješni, mogu odgoditi starenje, izliječiti bolesti opasne po život i odvesti nas na Mars i dalje.

Prošle sedmice, grupa stručnjaka okupila se u New Orleansu kako bi proučila mogućnost uranjanja ljudi u "sintetičku" hibernaciju, odnosno umjetnu hibernaciju. Naučnici uče od prirode pokušavajući razumjeti faktore koji dovode do hibernacije i ponovnog buđenja kod životinja.

Misterija hibernacije

Šta bi moglo biti bolje za prevazilaženje dugih životnih perioda u uslovima prijeteće hladnoće i nedostatka hrane od poniranja u duboku nesvijest? Većina životinjskog svijeta ide u hibernaciju: medvjedi, vjeverice, ježevi. Čak i naši rođaci primati, debelorepi lemur, naglo opadaju svoj metabolizam kada se zalihe hrane smanjuju.

sta je sa nama? Iako nažalost ne hiberniramo, neka "čuda" sugeriraju da metaboličko duboko zamrzavanje može pomoći u očuvanju naših oštećenih tijela za budućnost.

1999. radiolog Anna Bagenholm propala je kroz led na skijanju u Norveškoj. Do trenutka kada je spašena, bila je pod ledom više od 80 minuta. Po svemu sudeći, klinički je bila mrtva - bez daha, bez pulsa. Njena tjelesna temperatura pala je na neviđenih 13,7 stepeni Celzijusa.

Međutim, kada su joj lekari postepeno zagrejali krv, njeno telo je polako zaraslo. Sledećeg dana srce je ponovo pokrenuto. Dvanaest dana kasnije, otvorila je oči. Na kraju se potpuno oporavila.

Bagenholmov slučaj je samo jedan od tragova da ljudi imaju sposobnost da se oporave od teško depresivnih metaboličkih stanja. Godinama su liječnici koristili terapeutsku hipotermiju, snižavajući tjelesnu temperaturu za nekoliko stupnjeva tokom nekoliko dana, kako bi pomogli pacijentima da se nose s ozljedom mozga ili odgođenom epilepsijom.

Brzo hlađenje pomaže u očuvanju tkiva koje je odsječeno od opskrbe krvlju, tako da im je potrebno manje kisika za funkcioniranje. U Kini su eksperimenti držali ljude zamrznutima do dvije sedmice.

Obećanje terapeutske hipotermije je toliko veliko da se NASA 2014. godine udružila sa kompanijom SpaceWorks sa sjedištem u Atlanti i obezbijedila predfinansijska sredstva za hibernator za svemirsko putovanje za misiju na Mars.

Iako let u svemir traje samo nekoliko mjeseci, stavljanje astronauta u neaktivno stanje može značajno smanjiti količinu potrebne hrane i veličinu staništa. Uspavljivanje također može spriječiti ozbiljne nuspojave niske gravitacije, kao što su promjene u protoku cerebrospinalne tekućine, što može negativno utjecati na vid. Direktna mišićna stimulacija, zahvaljujući kolijevci za hibernaciju, može spriječiti gubitak mišića u uvjetima nulte gravitacije, a duboko stanje nesvijesti može potencijalno smanjiti psihološke probleme kao što su dosada i usamljenost.

Projekat je ušao u drugu fazu finansiranja, ali za njega ostaju mnoga pitanja. Jedan od njih je povezan s činjenicom da dugotrajna hipotermija ima užasan učinak na zdravlje: mogu se pojaviti krvni ugrušci, krvarenje, infekcija, zatajenje jetre. Na svemirskom brodu bez sofisticiranih medicinskih uređaja, ove komplikacije mogu biti fatalne.

Drugi problem je što ne razumijemo u potpunosti šta se dešava sa životinjom kada ode u hibernaciju. To je ono što je konferencija u New Orleansu pokušavala riješiti.

Biološka inspiracija

Dr Hannah Carey sa Univerziteta Wisconsin smatra da mogućnost uranjanja u hibernaciju treba tražiti ne u medicini, već u prirodi.

Carey proučava navike hibernacije kopnene vjeverice, malog glodara svejeda koji luta sjevernoameričkim prerijama. Od kraja septembra do maja, vjeverica hibernira u podzemnim jazbinama, preživljavajući teške zime.

Jedno od Careyjevih zanimljivih zapažanja je da niske stope metabolizma ne traju cijelu zimu. Životinje koje povremeno spavaju izlaze iz ukočenosti po pola dana, povećavajući tjelesnu temperaturu na normalan nivo. Međutim, životinje i dalje ne jedu i ne piju tokom ovih perioda.

Neuroznanstvenici već dugo pokušavaju da sastave sveobuhvatnu listu dobrobiti sna. Na primjer, istraživanja pokazuju da san pomaže mozgu da očisti toksični otpad iz limfnog sistema i omogućava moždanim sinapsama da se „ponovo pokrenu“. Ako hibernacija sama po sebi dovodi do stanja nedostatka sna, može li periodično spavanje pomoći u tome?

Ne znamo još. Ali Carey smatra da rezultati studija na životinjama pokazuju da će u potrazi za ljudskom hibernacijom, proučavanje biologije prirodnih hibernatora dati više rezultata nego primjena medicinskih praksi zasnovanih na hipotermiji, odnosno hipotermiji.

Veštačko uranjanje u san

Dok Carey i Vyazovsky istražuju kako hibernacija pomaže životinjama da ostanu zdrave, dr. Matteo Serri sa Univerziteta u Bolonji u Italiji krenuo je malo drugačijim putem: kako umjetno izazvati utrnulost kod životinja koje ne spavaju u hiberniranju?

Odgovor možda leži u maloj grupi neurona u raphe pallidus području mozga. Budući da se metabolizam dramatično usporava tokom hibernacije, hormonski i moždani mehanizmi vjerovatno će pokrenuti ovaj proces.

Još 2013. godine njegov tim naučnika bio je jedan od prvih koji je pacove stavio u hibernaciju. Ove životinje obično ne spavaju zimi. Ubrizgana im je hemikalija u raphe pallidus kako bi se inhibirala aktivnost neurona. Ovi neuroni su obično uključeni u "termoregulatornu zaštitu od hladnoće", kaže Serry, što znači da pokreću biološke odgovore koji se suprotstavljaju smanjenju tjelesne temperature.

Štakori su zatim stavljeni u mračnu, hladnu prostoriju i hranjeni hranom bogatom mastima, za koju se zna da smanjuje brzinu metabolizma.

Isključivanje zaštitnih neurona na šest sati dovelo je do oštrog pada temperature u mozgu pacova. Njihovi otkucaji srca i krvni pritisak takođe su se usporili i smanjili. Na kraju je obrazac moždanih talasa počeo da liči na uzorak talasa životinja u stanju prirodne hibernacije.

Najzanimljivije je bilo to što su naučnici prekinuli "tretman" pacovi su se oporavili - već sutradan nisu pokazivali znakove abnormalnog ponašanja.

Prethodni pokušaji da se izazove torpor kod životinja koje ne hiberniraju nisu uspjeli, ali ova studija je pokazala da je inhibicija neurona u raphe pallidusu neophodna za izazivanje stanja nalik torporu.

Ako se ovi rezultati potvrde na primjeru većih sisara, imat će smisla prijeći na hibernaciju kod ljudi. Serri i drugi rade na daljoj analizi kontrole mozga nad obamrlošću i kako je hakirati kako bi se mozak stavio u hibernaciju.

Šta je sledeće?

Uranjanje osobe u stanje hibernacije, hibernacije, suspendirane animacije - nazovite to kako želite - još je daleko od stvarnosti. Ali rezultati istraživanja postepeno otkrivaju molekularne i neuronske faktore koji bi nam, u teoriji, mogli pružiti stanje dubokog zamrzavanja.