讓宇航員“冬眠”的技術(shù)或許能夠?qū)崿F(xiàn)(想象圖)
當(dāng)食物匱乏或天氣太冷時(shí),一些哺乳動(dòng)物、鳥(niǎo)、昆蟲(chóng)、兩棲動(dòng)物和魚會(huì)進(jìn)入蟄伏狀態(tài)來(lái)保存能量。所謂蟄伏,是以大大降低代謝率為標(biāo)志的一種臨時(shí)性生理狀態(tài)。
在蟄伏狀態(tài)下,動(dòng)物的體溫和心率大幅下降,血液流動(dòng)變慢。而在冬眠狀態(tài)下,動(dòng)物有一連串的蟄伏表現(xiàn):心跳次數(shù)從每分鐘幾百次降低到僅僅幾次;每10分鐘以上才呼吸一次;腦活動(dòng)減弱到無(wú)法探查的水平……
蟄伏狀態(tài)下的深度生理改變,會(huì)大大減少動(dòng)物生存所需要的能量。因此,科學(xué)家長(zhǎng)久以來(lái)一直在思考:蟄伏帶來(lái)的好處能不能延伸到人的身上?
人類天生沒(méi)有蟄伏狀態(tài),那么人類可否被安全導(dǎo)入蟄伏狀態(tài)?為尋找答案,科學(xué)家最近拿天生也沒(méi)有蟄伏狀態(tài)的老鼠做實(shí)驗(yàn)。他們創(chuàng)制了一種可穿戴的超聲波帽,并把它粘到實(shí)驗(yàn)鼠頭部。當(dāng)超聲波束被發(fā)射到實(shí)驗(yàn)鼠的下丘腦視前區(qū)(許多動(dòng)物控制體溫和睡眠、激活冬眠和蟄伏狀態(tài)的重要腦區(qū))后,它們迅速進(jìn)入一種類似蟄伏的狀態(tài):體溫、心率和氧吸收大大下降。實(shí)驗(yàn)鼠變得遲鈍,攝入食物的量大大減少。
每當(dāng)實(shí)驗(yàn)鼠的體溫升至控制目標(biāo)以上時(shí),科學(xué)家就發(fā)射超聲波,這樣能保持實(shí)驗(yàn)鼠的蟄伏狀態(tài)長(zhǎng)達(dá)24小時(shí),而實(shí)驗(yàn)鼠沒(méi)有出現(xiàn)可觀察到的任何傷病征兆。當(dāng)超聲波發(fā)射被關(guān)閉后,實(shí)驗(yàn)鼠的體溫在不到90分鐘后就恢復(fù)正常。
在對(duì)12只實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)后,科學(xué)家注意到超聲波帽使實(shí)驗(yàn)鼠的體溫僅下降2℃。這么小的幅度,可能意味著超聲波帽也能讓人類進(jìn)入蟄伏狀態(tài)。他們?cè)O(shè)想:讓前往火星的宇航員戴上超聲波帽進(jìn)入蟄伏,從而減少載人火星之旅的食品負(fù)載,降低發(fā)射重量和發(fā)射成本,減少長(zhǎng)期太空飛行對(duì)身處狹小飛船內(nèi)部的宇航員造成的心理問(wèn)題。
但實(shí)際上,不管是讓宇航員蟄伏還是通過(guò)誘導(dǎo)蟄伏來(lái)為醫(yī)生贏得手術(shù)時(shí)間,都面臨許多障礙??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn),他們之所以能誘導(dǎo)實(shí)驗(yàn)鼠進(jìn)入類似蟄伏的狀態(tài),是因?yàn)榇碳ち藢?shí)驗(yàn)鼠腦內(nèi)一條特殊的離子通道,而與天然蟄伏相伴的還有激素及分子層面的其他改變,但科學(xué)家對(duì)這些改變的認(rèn)識(shí)還很少。另外,長(zhǎng)時(shí)間蟄伏對(duì)大腦的影響如何還不清楚,但有些研究表明長(zhǎng)時(shí)間蟄伏可能會(huì)造成冬眠動(dòng)物記憶力減退。