|
Люди могут снова научиться впадать в спячку
|
|
|
|
Одной из главных проблем покорения человечеством космоса являются огромные расстояния между планетами. Экипажам кораблей понадобятся годы на полеты и многие тонны запасов продовольствия. Однако эту проблему можно решить, если научиться вводить людей во временное состояние комы или анабиоза, при котором будут замедлены или полностью остановлены все биологические функции организма. В научной фантастике подобное применяется уже очень давно, людей просто кладут в некие контейнеры в замороженном состоянии или длительном сне, а специальные приборы контролируют их состояние. Но в реальности ученые пока даже не приблизились к подобным технологиям.
|
|
|
|
Дело в том, что человеческий организм, особенно мозг, очень хрупкая вещь, и малейший сбой в кровоснабжении в состоянии комы или длительного сна может превратить человека в инвалида или убить его. А замораживать тела (привычным образом) и вовсе невозможно, так как при этом непоправимо разрушаются клетки. В природе есть сложные живые существа для которых заморозка и "оживление" после разморозки является сезонной нормой, к примеру лягушки и некоторые другие амфибии, насекомые и рыбы. Но их особенности применить к человеку не удается.
|
|
|
Для некоторых других животных природа нашла решение в виде способности впадать в состояние гибернации (спячку)- так поступают медведи, еноты, барсуки, сони, ежи, летучие мыши и тд. Среди приматов единственным видом, способным впадать в спячку, является малый карликовый лемур с Мадагаскара. За последние пару лет вышло три новых научных исследования, которые раскрывают проблему спячки человека и на основе которых можно сделать вывод, что человек ранее тоже обладал способностью к гибернации и ее можно вернуть.
|
|
|
|
В одном из них недавно обнаруженные окаменелости показывают, что доисторические люди в холодном климате выживали, входя в особое метаболические состояние. В такое время они ничего не делали, кроме как лежали неподвижно, "питаясь" накопленным жиром. И у современных людей все еще присутствует ген, позволяющий делать это. Другое исследование показало, как вызвать состояние искусственной спячки у приматов, не являющихся людьми. А третье исследование рассмотрело способности тибетских монахов входить в состояние медитативной "спячки". Доктор Марина Бланко, ученый-исследователь из Университета Дьюка в США, которая изучала зимнюю спячку у карликовых лемуров, считает, что зимняя спячка у людей - это способность, которая уже скрыта в нашем генах.
|
|
|
|
В то время как процесс вхождения в спячку ученым хорошо понятен, то процесс выхода из спячки нет – попытки имитировать его в лабораторных условиях заходят в тупик из-за шока, который испытывают органы и ткани организма при восстановлении кровотока. Помогает снижение температуры тела – этот процесс используется во время длительных операций, – но его невозможно поддерживать в течение месяцев, необходимых для космического путешествия. Но люди (предки современного человека) когда-то были способны впадать в спячку на всю зиму. По крайней мере те особи, что обитали сотни тысяч лет назад в пещере Сима-де-лос-Уэсос в горах Сьерра-де-Атапуэрка в Испании. Эта пещера давно известна под прозвищем "костяное кладбище" из-за обилия в нем человеческих костей.
|
|
|
|
В ней были найдены около двух тысяч костей, принадлежащих по меньшей мере 32 разным особям, живших в эпоху плейстоцена. Некоторые из этих окаменелостей настолько хорошо сохранились, что из них была извлечена древняя ДНК. Статья Марины Бланко, опубликованная в журнале L'Anthropologies, рассказывает, что по некоторым из этих костей видно, что их рост замедлялся или даже полностью прекращался на несколько месяцев в году. Это очень "толстый намек" на то, что в эти периоды обладатели этих костей впадали в "особое метаболическое состояние".
|
|
|
|
Эта способность помогала ранним людям выживать в течение длительных периодов времени в холодных условиях с ограниченными запасами пищи и достаточным количеством жировых отложений. Это, вероятно, была не полная спячка, а скорее состояние оцепенения. Похожее наблюдается у мышей, хомяков, птиц и других существ, у которых в сильные морозы температура тела, частота дыхания, частота сердечных сокращений и скорость метаболизма падают до низких уровней. "Похоже, это было широко распространенное древнее поведение, и есть приматы, которые делают это и по сей день", - говорит Бланко, указывая на карликовых лемуров. Лемуров, конечно, считать настоящими приматами нельзя. Они очень рано отделились от других групп древних приматов и эволюционировали независимо от них. Но то, что некоторые из них способны спадать в спячку, очень любопытно для изучения.
|
|
|
|
Доктор Майкл Эмблер из Бристольского университета тоже активно изучает феномен спячки животных и в лабораторных условиях вызывал зимнюю спячку у крыс, которые в нее не впадают. Эмблер согласен с Бланко в том, что кости в пещере Сима-де-лос-Уэсос показывают, что люди способны к спячке, и думает, что это состояние может не только позволить людям совершать длительные космические путешествия с небольшим запасом пищи, но и защитить их от космической радиации.
|
|
|
|
"Если вы подвергнете радиации находящееся в спячке животное, оно, похоже, будет защищено от повреждений. Кажется, что если ваши клетки не очень активны, то ДНК более плотно свернута, что делает ее менее подверженной распаду и деградации", - говорит Эмблер. В то время как эта группа работает над реактивацией гена "спячки" у людей, исследователи из Китая применили другой подход - они успешно вызвали у приматов, не впадающих в спячку, длительную гипотермию (переохлаждение) без фатальных последствий. Исследовательская группа во главе с доктором Ван Хонгом и доктором Дай Цзи из Шэньчжэньского института передовых технологий Академии наук Китая сообщает в журнале "Инновация" о первой надежной гипотермии у нечеловекоподобных приматов, вызванной активацией группы гипоталамических нейронов.
|
|
|
|
Гипотермия – это официальное название снижения температуры тела и значительного снижения метаболической активности - метода, используемого при пересадке органов и других длительных операциях. В гипотермию люди обычно впадают при несчастных случаях, провалившись под лед водоема или попав в метель вдали от поселений. И если вовремя спасти их, то обычно они быстро приходят в норму. Китайская исследовательская группа попыталась вызвать несмертельную гипотермию у макак-крабоедов (Macaca fascicularis), комбинируя хемогенетические манипуляции, функциональную магнитно-резонансную томографию (ФМРТ) и поведенческий анализ, чтобы поддерживать состояние в рамках узкого набора физиологических и биохимических параметров.
|
|
|
|
Они искусственно постепенно снижали температуру тела приматов, обрабатывая нейроны в преоптической области гипоталамуса (POA) в мозге обезьян. У грызунов POA определяет и регулирует внутреннюю температуру тела. Ученые увидели успешное снижение основной температуры тел макак, противодействующее внешнему нагреву, тем самым доказав, что возбуждающие нейроны в POA играют критическую роль в терморегуляции в мозге приматов. Доктор Ванг говорит, что это настоящий прогресс в пути решения проблемы полета людей на Марс в состоянии гибернации. "С растущей страстью к полетам человека в космос эта гипотермическая модель обезьяны является важной вехой на долгом пути к искусственной спячке".
|
|
|
|
Переходим к третьему исследованию, которое было проведено российскими учеными. Представители Московского государственного университета, ИМБП РАН, изучили электрическую активность мозга во время медитации буддийских монахов в Тибете. В докладе приводятся слова ученых о том, что полет на Марс займет около полутора лет, и не каждый сможет пережить этот период в очень ограниченном пространстве. Но сон решит психологическую проблему. Гибернация уменьшит обитаемый модуль почти вдвое и уменьшит массу космического корабля на 70% за счет уменьшения количества пищи, необходимой для путешествия. Искусственная спячка спасет вас от перегрузки, замедляя ваш метаболизм.
|
|
|
|
Профессор Юрий Бубеев рассказал об опыте тибетских монахов, которые научились останавливать жизненные процессы организма. Этот метод заинтересовал других российских ученых. Эксперты отметили, что в измененных состояниях сознания происходит сенсорная депривация и достигается глубокая концентрация. И ученые заявили, что тибетские монахи смогли замедлить метаболизм своих тел, а это именно то, что нужно космонавтам для межпланетных путешествий. Хотя подобное состояние не вводит человека в длительную "спячку", его можно использовать в сочетании с другими методами, чтобы уменьшить нагрузку на организм человека во время, выхода и восстановления из состояния гибернации, необходимого для достижения Марса.
|
|
|
|
Источник
|
