Лента новостей  »  Загадки человека   793  0  

Проблема анабиоза при полетах в космос: Люди могут снова научиться впадать в спячку


Fox   30 Декабря 2022

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.


Если вы стали очевидцем аномального явления, вы можете прислать свою историю на наш сайт и мы опубликуем ее.

  Если вы хотите выложить эту статью на ваш сайт или блог, то это разрешается лишь при наличии активной и индексируемой обратной ссылки на источник.



Читайте в Блогах


avatar