Anabiyoz: İnsanların derin dondurulması teknolojisi

2024 Yazar: Seth Attwood | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-16 16:18

Geçen hafta, bir grup uzman, insanları "sentetik" kış uykusuna veya yapay kış uykusuna sokma olasılığını incelemek için New Orleans'ta toplandı. Bilim adamları, hayvanlarda kış uykusuna yatmaya ve yeniden uyanmaya neden olan faktörleri anlamaya çalışarak doğadan öğreniyorlar.

Yıldızlararası yolculukla ilgili hiçbir film derin uyku olmadan tamamlanmış sayılmaz. "Prometheus", "Yolcular", ana karakterlerin kış uykusu kabinlerinde nasıl uyandığını gördüğümüz her yerde, kırılgan fizyolojilerini uzun bir hareketsiz fosil durumundan yeniden başlatır - genellikle mide sıvılarının patlaması, yani basitçe kusma ile. Bu acımasız süreç mantıklı görünüyor. Sonuçta, insanlar doğal olarak kış uykusuna yatmazlar. Ancak küçük bir grup bilim insanı, doğanın üstesinden gelmeye ve insanları yapay kış uykusuna sokmaya çalışıyor. Başarılı olursa yaşlanmayı geciktirebilir, yaşamı tehdit eden hastalıkları tedavi edebilir ve bizi Mars'a ve ötesine götürebilirler.

Geçen hafta, bir grup uzman, insanları "sentetik" kış uykusuna veya yapay kış uykusuna sokma olasılığını incelemek için New Orleans'ta toplandı. Bilim adamları, hayvanlarda kış uykusuna yatmaya ve yeniden uyanmaya neden olan faktörleri anlamaya çalışarak doğadan öğreniyorlar.

Kış uykusunun gizemi

Tehdit edici soğuk ve yiyecek eksikliği koşullarında uzun yaşam sürelerini aşmak için derin bir bilinçsizliğe dalmaktan daha iyi ne olabilir? Hayvan dünyasının çoğu kış uykusuna yatar: ayılar, sincaplar, kirpiler. Yağ kuyruklu lemur olan primat kuzenlerimiz bile, besin kaynakları azaldığında metabolizma hızlarını düşürür.

Bize ne dersin? Ne yazık ki kış uykusuna yatmıyor olsak da, bazı "mucizeler" metabolik derin dondurmanın hasarlı bedenlerimizi gelecek için korumaya yardımcı olabileceğini öne sürüyor.

1999'da radyolog Anna Bagenholm, Norveç'te kayak yaparken buzun içinden düştü. Kurtarıldığı zaman, 80 dakikadan fazla bir süredir buzun altındaydı. Tüm hesaplara göre, klinik olarak ölmüştü - nefes yok, nabız yok. Vücut ısısı eşi görülmemiş bir 13,7 santigrat dereceye düştü.

Ancak doktorlar yavaş yavaş kanını ısıtınca vücudu yavaş yavaş iyileşti. Ertesi gün, kalp yeniden çalıştırıldı. On iki gün sonra gözlerini açtı. Sonunda tam bir iyileşme sağladı.

Bagenholm'un vakası, insanların ciddi şekilde depresif metabolik durumlardan kurtulma yeteneğine sahip olduğuna dair sadece bir ipucu. Yıllar boyunca doktorlar, hastaların beyin hasarı veya gecikmiş epilepsi ile baş etmelerine yardımcı olmak için vücut ısısını birkaç gün içinde birkaç derece düşüren terapötik hipotermi kullandılar.

Hızlı soğutma, kan kaynağından kesilen dokuların korunmasına yardımcı olur, bu nedenle işlev görmek için daha az oksijene ihtiyaç duyarlar. Çin'de yapılan deneyler insanları iki haftaya kadar dondurdu.

Terapötik hipotermi vaadi o kadar büyük ki, 2014'te NASA, Atlanta merkezli SpaceWorks ile ortaklık kurdu ve Mars'a yapılacak bir görev için bir uzay yolculuğu hibernatörü için ön finansman sağladı.

Uzaya uçuş sadece birkaç ay sürse de, astronotları hareketsiz bir duruma sokmak, ihtiyaç duyulan yiyecek miktarını ve habitatın boyutunu ciddi şekilde azaltabilir. Uykuya dalmak, düşük yerçekiminden kaynaklanan beyin omurilik sıvısı akışındaki değişiklikler gibi görmeyi olumsuz yönde etkileyebilecek ciddi yan etkileri de önleyebilir. Doğrudan kas uyarımı, kış uykusu beşiği sayesinde, sıfır yerçekimi koşullarında kas kaybını önleyebilir ve derin bir bilinçsizlik durumu, can sıkıntısı ve yalnızlık gibi psikolojik sorunları potansiyel olarak en aza indirebilir.

Proje, finansmanın ikinci aşamasına girdi, ancak bunun için birçok soru kaldı. Bunlardan biri, uzun süreli hipoterminin sağlık üzerinde korkunç bir etkisi olduğu gerçeğiyle ilişkilidir: kan pıhtıları, kanama, enfeksiyon, karaciğer yetmezliği ortaya çıkabilir. Gelişmiş tıbbi cihazları olmayan bir uzay gemisinde bu komplikasyonlar ölümcül olabilir.

Diğer bir problem ise, hayvan kış uykusuna girdiğinde ne olduğunu tam olarak anlayamamamızdır. New Orleans konferansının çözmeye çalıştığı şey buydu.

biyolojik ilham

Wisconsin Üniversitesi'nden Dr. Hannah Carey, kış uykusuna yatma olasılığının tıpta değil doğada aranması gerektiğine inanıyor.

Carey, Kuzey Amerika çayırlarında dolaşan küçük bir omnivor kemirgen olan kara sincabının kış uykusuna yatma alışkanlıklarını inceliyor. Eylül ayının sonundan mayıs ayına kadar, yer sincabı, şiddetli kışlardan kurtularak yeraltı yuvalarında kış uykusuna yatar.

Carey'nin ilginç gözlemlerinden biri, düşük metabolik oranların tüm kış boyunca sürmediğidir. Periyodik olarak uyuyan hayvanlar yarım gün boyunca uyuşukluklarından çıkarak vücut ısılarını normal seviyeye yükseltirler. Ancak bu dönemlerde hayvanlar hala yemez ve içmezler.

Nörobilimciler uzun zamandır uykunun faydalarının kapsamlı bir listesini derlemeye çalışıyorlar. Örneğin araştırmalar, uykunun beynin lenfatik sistemden toksik atıkları temizlemesine yardımcı olduğunu ve beynin sinapslarının "yeniden başlatılmasına" izin verdiğini gösteriyor. Hazırda bekletme kendi içinde bir uyku yoksunluğu durumuna yol açarsa, periyodik uyku bu konuda yardımcı olabilir mi?

Henüz bilmiyoruz. Ancak Carey, hayvan çalışmalarının sonuçlarının, insan kış uykusu arayışında, doğal kış uykusuna yatanların biyolojisini incelemenin, hipotermiye, yani hipotermiye dayalı tıbbi uygulamaları uygulamaktan daha fazla sonuç vereceğini gösterdiğine inanıyor.

Uykuda yapay daldırma

Carey ve Vyazovsky, kış uykusunun hayvanların sağlıklı kalmasına nasıl yardımcı olduğunu araştırırken, İtalya'daki Bologna Üniversitesi'nden Dr. Matteo Serri biraz farklı bir yol izledi: kış uykusuna yatmayan hayvanlarda yapay olarak uyuşukluk nasıl sağlanır?

Cevap, raphe pallidus beyin bölgesindeki küçük bir nöron grubunda yatıyor olabilir. Hazırda bekletme sırasında metabolizma önemli ölçüde yavaşladığından, hormonal ve beyin mekanizmalarının bu süreci tetiklemesi muhtemeldir.

2013 yılında, bilim adamlarından oluşan ekibi, fareleri kış uykusuna sokan ilk kişilerden biriydi. Genellikle bu hayvanlar kışın uyumazlar. Nöronal aktiviteyi engellemek için raphe pallidus'a bir kimyasal enjekte edildi. Serry, bu nöronların genellikle "soğuğa karşı termoregülatuar koruma" ile ilgili olduğunu söylüyor, bu da vücut sıcaklığındaki düşüşe karşı koyan biyolojik tepkileri tetikledikleri anlamına geliyor.

Sıçanlar daha sonra karanlık ve soğuk bir odaya yerleştirildi ve metabolik hızı azalttığı bilinen yağ oranı yüksek bir diyetle beslendi.

Koruyucu nöronları altı saat boyunca kapatmak, farelerin beyinlerinde sıcaklıkta keskin bir düşüşe neden oldu. Kalp atışları ve kan basıncı da yavaşladı ve düştü. Sonunda, beyin dalgalarının düzeni, doğal bir kış uykusu durumundaki hayvanların dalgalarının düzenine benzemeye başladı.

En ilginç şey, bilim adamları "tedaviyi" durdurduğunda, sıçanların iyileşmesiydi - ertesi gün hiçbir anormal davranış belirtisi göstermediler.

Kış uykusuna yatmayan hayvanlarda uyuşukluk yaratmaya yönelik önceki girişimler başarısız oldu, ancak bu çalışma, uyuşukluk benzeri bir durumu indüklemek için rafe pallidus'taki nöronların inhibisyonunun gerekli olduğunu gösterdi.

Bu sonuçlar daha büyük memeliler örneğiyle doğrulanırsa, insanlarda kış uykusuna geçmek mantıklı olacaktır. Serri ve diğerleri, beynin uyuşukluk üzerindeki kontrolünü ve beyni hazırda bekletme moduna geçirmek için nasıl hackleneceğini daha fazla analiz etmek için çalışıyorlar.

Sıradaki ne?

Bir kişinin hazırda bekletme, hazırda bekletme, askıya alınmış animasyon durumuna daldırılması - ne istersen onu söyle - hala gerçeklikten uzak. Ancak araştırma sonuçları, teoride bize derin dondurucu bir durum sağlayabilecek moleküler ve nöronal faktörleri yavaş yavaş ortaya koyuyor.