Anabiosis: teknolojia ya kufungia kwa kina kwa watu

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Wiki iliyopita, kundi la wataalam walikusanyika New Orleans kujifunza uwezekano wa kuzamisha binadamu katika hibernation "synthetic", au hibernation bandia. Wanasayansi wanajifunza kutoka kwa asili kwa kujaribu kuelewa mambo ambayo husababisha hibernation na kuamka tena kwa wanyama.

Hakuna filamu kuhusu usafiri wa nyota ambayo imekamilika bila usingizi mzito. "Prometheus", "Abiria", kila mahali tunaona jinsi wahusika wakuu wanavyoamka katika cabins za hibernation, kuanzisha upya fiziolojia yao dhaifu kutoka kwa hali ya muda mrefu ya fossil immobile - mara nyingi na mlipuko wa maji ya tumbo, yaani, kutapika tu. Utaratibu huu wa kikatili unaonekana kuwa na maana. Baada ya yote, wanadamu hawana asili ya hibernate. Lakini kikundi kidogo cha wanasayansi kinajaribu kushinda asili na kuweka wanadamu kwenye hibernation ya bandia. Wakifaulu, wanaweza kuchelewesha kuzeeka, kuponya magonjwa yanayohatarisha maisha, na kutupeleka Mirihi na kwingineko.

Wiki iliyopita, kundi la wataalam walikusanyika New Orleans kujifunza uwezekano wa kuzamisha binadamu katika hibernation "synthetic", au hibernation bandia. Wanasayansi wanajifunza kutoka kwa asili kwa kujaribu kuelewa mambo ambayo husababisha hibernation na kuamka tena kwa wanyama.

Siri ya hibernation

Ni nini kinachoweza kuwa bora kwa kushinda maisha marefu katika hali ya kutishia baridi na ukosefu wa chakula kuliko kutumbukia katika fahamu kubwa? Wengi wa ulimwengu wa wanyama huenda kwenye hibernation: bears, squirrels, hedgehogs. Hata binamu zetu wa nyani, lemur mwenye mkia-mafuta, hupungua kasi ya kimetaboliki wakati ugavi wa chakula unapopungua.

Vipi kuhusu sisi? Ingawa kwa bahati mbaya hatujalala, baadhi ya "miujiza" inapendekeza kwamba kuganda kwa kina kwa kimetaboliki kunaweza kusaidia kuhifadhi miili yetu iliyoharibiwa kwa siku zijazo.

Mnamo 1999, mtaalam wa radiolojia Anna Bagenholm alianguka kwenye barafu alipokuwa akiteleza huko Norway. Kufikia wakati anaokolewa, alikuwa amekaa chini ya barafu kwa zaidi ya dakika 80. Kwa hali zote, kliniki alikuwa amekufa - hakuna pumzi, hakuna mapigo. Joto la mwili wake lilishuka hadi nyuzi joto 13.7 Celsius.

Hata hivyo, madaktari walipompasha moto damu hatua kwa hatua, mwili wake ulipona polepole. Siku iliyofuata, moyo ulianza tena. Siku kumi na mbili baadaye, alifungua macho yake. Hatimaye akapata ahueni kamili.

Kesi ya Bagenholm ni kidokezo kimoja tu kwamba wanadamu wana uwezo wa kupona kutoka kwa hali mbaya ya kimetaboliki. Kwa miaka mingi, madaktari wametumia hypothermia ya matibabu, kupunguza joto la mwili kwa digrii kadhaa kwa siku kadhaa, kusaidia wagonjwa kukabiliana na jeraha la ubongo au kifafa kilichochelewa.

Upoaji wa haraka husaidia kuhifadhi tishu ambazo zimekatwa kutoka kwa usambazaji wa damu, kwa hivyo zinahitaji oksijeni kidogo kufanya kazi. Huko Uchina, majaribio yameweka watu waliohifadhiwa kwa hadi wiki mbili.

Ahadi ya hypothermia ya matibabu ni kubwa sana kwamba mnamo 2014 NASA ilishirikiana na SpaceWorks ya Atlanta na kutoa ufadhili wa mapema kwa hibernator ya kusafiri angani kwa misheni ya Mars.

Ingawa kuruka angani hudumu miezi michache tu, kuwaweka wanaanga katika hali ya kutofanya kazi kunaweza kupunguza kwa kiasi kikubwa kiasi cha chakula kinachohitajika na ukubwa wa makazi. Kulala pia kunaweza kuzuia madhara makubwa kutoka kwa mvuto mdogo, kama vile mabadiliko katika mtiririko wa maji ya cerebrospinal, ambayo yanaweza kuathiri vibaya maono. Kusisimua misuli ya moja kwa moja, kwa hisani ya kitanda cha kulala, kunaweza kuzuia kupoteza misuli katika hali ya sifuri-mvuto, na hali ya ndani ya kupoteza fahamu inaweza kupunguza matatizo ya kisaikolojia kama vile kuchoka na upweke.

Mradi umeingia katika hatua ya pili ya ufadhili, lakini maswali mengi yanabaki kwake. Mmoja wao anahusishwa na ukweli kwamba hypothermia ya muda mrefu ina athari mbaya kwa afya: vifungo vya damu, kutokwa na damu, maambukizi, kushindwa kwa ini kunaweza kuonekana. Kwenye chombo kisicho na vifaa vya kisasa vya matibabu, matatizo haya yanaweza kusababisha kifo.

Tatizo jingine ni kwamba hatuelewi kikamilifu kile kinachotokea kwa mnyama wakati anaingia kwenye hibernation. Hivi ndivyo mkutano wa New Orleans ulikuwa unajaribu kutatua.

Msukumo wa kibiolojia

Dk Hannah Carey kutoka Chuo Kikuu cha Wisconsin anaamini kwamba uwezekano wa kuzamishwa katika hibernation unapaswa kutafutwa si kwa dawa, lakini kwa asili.

Carey huchunguza tabia za kusinzia kwa kungi wa ardhini, panya mdogo ambaye huzurura katika nyanda za Amerika Kaskazini. Kuanzia mwishoni mwa Septemba hadi Mei, squirrel ya ardhi hujificha kwenye mashimo ya chini ya ardhi, huishi baridi kali.

Mojawapo ya uchunguzi wa kupendeza wa Carey ni kwamba viwango vya chini vya kimetaboliki havidumu msimu wote wa baridi. Wanyama wanaolala mara kwa mara hutoka kwenye torpo yao kwa nusu ya siku, na kuongeza joto la mwili wao kwa kiwango cha kawaida. Walakini, wanyama bado hawali au kunywa katika vipindi hivi.

Wanasayansi wa neva kwa muda mrefu wametafuta kuunda orodha ya kina ya faida za kulala. Kwa mfano, utafiti unaonyesha kwamba usingizi husaidia ubongo kuondoa uchafu wenye sumu kutoka kwa mfumo wa limfu na kuruhusu sinepsi za ubongo “kuzima upya”. Ikiwa hibernation yenyewe husababisha hali ya kunyimwa usingizi, usingizi wa mara kwa mara unaweza kusaidia na hili?

Hatujui bado. Lakini Carey anaamini kwamba matokeo ya uchunguzi wa wanyama yanaonyesha kwamba katika kutafuta hibernation ya binadamu, kujifunza biolojia ya hibernators asili itatoa matokeo zaidi kuliko kutumia mazoea ya matibabu kulingana na hypothermia, yaani, hypothermia.

Kuzamishwa kwa Bandia katika usingizi

Wakati Carey na Vyazovsky wanachunguza jinsi hali ya kujificha inavyowasaidia wanyama kuwa na afya njema, Dk. Matteo Serri wa Chuo Kikuu cha Bologna nchini Italia alichukua njia tofauti kidogo: jinsi ya kushawishi kwa njia isiyo ya kawaida kufa ganzi kwa wanyama ambao hawalali?

Jibu linaweza kuwa katika kikundi kidogo cha niuroni katika eneo la ubongo la raphe pallidus. Kwa kuwa kimetaboliki hupungua kwa kasi wakati wa hibernation, taratibu za homoni na ubongo zinaweza kusababisha mchakato huu.

Huko nyuma mnamo 2013, timu yake ya wanasayansi ilikuwa mmoja wa wa kwanza kuweka panya kwenye hibernation. Kawaida wanyama hawa hawalali wakati wa baridi. Walidungwa kwa kemikali kwenye raphe pallidus ili kuzuia shughuli za neuronal. Neuroni hizi kwa kawaida huhusika katika "kinga ya udhibiti wa halijoto dhidi ya baridi," Serry anasema, ambayo ina maana kwamba huanzisha majibu ya kibayolojia ambayo yanakabiliana na kupungua kwa joto la mwili.

Kisha panya hao waliwekwa kwenye chumba chenye giza, baridi na kulishwa chakula chenye mafuta mengi, ambacho kinajulikana kupunguza kasi ya kimetaboliki.

Kuzima nyuroni za kinga kwa saa sita kulisababisha kushuka kwa kasi kwa joto katika ubongo wa panya. Vipimo vyao vya moyo na shinikizo la damu pia vilipungua na kushuka. Hatimaye, muundo wa mawimbi ya ubongo ulianza kufanana na mawimbi ya wanyama katika hali ya hibernation ya asili.

Jambo la kufurahisha zaidi ni kwamba wakati wanasayansi walipoacha "matibabu", panya walipona - siku iliyofuata hawakuonyesha dalili za tabia isiyo ya kawaida.

Majaribio ya hapo awali ya kushawishi kimbunga kwa wanyama ambao hawalali katika hali ya hewa ya baridi yameshindwa, lakini utafiti huu ulionyesha kuwa uzuiaji wa niuroni katika raphe pallidus ni muhimu ili kuleta hali inayofanana na kimbunga.

Ikiwa matokeo haya yanathibitishwa na mfano wa mamalia wakubwa, itakuwa na maana ya kuendelea na hibernation kwa wanadamu. Serri na wengine wanafanya kazi ya kuchanganua zaidi udhibiti wa ubongo juu ya kufa ganzi na jinsi ya kudukua ili kuuweka ubongo kwenye hali ya usingizi.

Nini kinafuata?

Kuzamishwa kwa mtu katika hali ya hibernation, hibernation, uhuishaji uliosimamishwa - kuiita kile unachotaka - bado ni mbali na ukweli. Lakini matokeo ya utafiti yanafichua hatua kwa hatua vipengele vya molekuli na niuroni ambavyo vinaweza, kwa nadharia, kutupatia hali ya kuganda kwa kina.