Anabiosis: تقنية التجميد العميق للناس

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

في الأسبوع الماضي ، اجتمعت مجموعة من الخبراء في نيو أورلينز لدراسة إمكانية غمر البشر في سبات "اصطناعي" ، أو سبات اصطناعي. يتعلم العلماء من الطبيعة من خلال محاولة فهم العوامل التي تؤدي إلى السبات وإعادة الاستيقاظ في الحيوانات.

لا يكتمل أي فيلم عن السفر بين النجوم بدون نوم عميق. "بروميثيوس" ، "الركاب" ، في كل مكان نرى كيف تستيقظ الشخصيات الرئيسية في كبائن السبات ، وتعيد تشغيل علم وظائف الأعضاء الهش من حالة طويلة من الأحافير الثابتة - غالبًا مع انفجار سوائل المعدة ، أي ببساطة القيء. يبدو أن هذه العملية الوحشية منطقية. بعد كل شيء ، البشر لا يسبون بشكل طبيعي. لكن مجموعة صغيرة من العلماء تحاول التغلب على الطبيعة ووضع البشر في حالة سبات اصطناعي. إذا نجحت ، فيمكنها تأخير الشيخوخة وعلاج الأمراض التي تهدد الحياة ونقلنا إلى المريخ وما وراءه.

في الأسبوع الماضي ، اجتمعت مجموعة من الخبراء في نيو أورلينز لدراسة إمكانية غمر البشر في سبات "اصطناعي" ، أو سبات اصطناعي. يتعلم العلماء من الطبيعة من خلال محاولة فهم العوامل التي تؤدي إلى السبات وإعادة الاستيقاظ في الحيوانات.

سر السبات

ما الذي يمكن أن يكون أفضل للتغلب على فترات الحياة الطويلة في ظروف تهدد بالبرد ونقص الطعام من الانغماس في فقدان الوعي العميق؟ يذهب معظم عالم الحيوان إلى السبات: الدببة والسناجب والقنافذ. حتى أبناء عمومتنا الرئيسيين ، الليمور ذو الذيل الدهني ، ينخفض معدل الأيض لديهم عندما تتضاءل الإمدادات الغذائية.

كيف عنا؟ في حين أننا للأسف لا نمر السبات ، فإن بعض "المعجزات" تشير إلى أن التجميد الأيضي العميق قد يساعد في الحفاظ على أجسادنا التالفة للمستقبل.

في عام 1999 ، سقطت أخصائية الأشعة آنا باغنهولم من خلال الجليد أثناء التزلج في النرويج. بحلول الوقت الذي تم إنقاذها ، كانت تحت الجليد لأكثر من 80 دقيقة. بكل المقاييس ، كانت ميتة سريريًا - لا نفس ولا نبض. انخفضت درجة حرارة جسمها إلى 13.7 درجة مئوية بشكل غير مسبوق.

ومع ذلك ، عندما قام الأطباء بتسخين دمها تدريجيًا ، شفي جسدها ببطء. في اليوم التالي ، أعيد تشغيل القلب. بعد اثني عشر يومًا ، فتحت عينيها. في النهاية تعافت تمامًا.

حالة باغنهولم هي مجرد دليل واحد على أن البشر لديهم القدرة على التعافي من حالات التمثيل الغذائي الشديدة الاكتئاب. لسنوات ، استخدم الأطباء انخفاض حرارة الجسم العلاجي ، وخفض درجة حرارة الجسم بعدة درجات على مدار عدة أيام ، لمساعدة المرضى على التعامل مع إصابات الدماغ أو الصرع المتأخر.

يساعد التبريد السريع في الحفاظ على الأنسجة التي تم قطعها عن إمداد الدم ، لذا فهي تتطلب كمية أقل من الأكسجين لتعمل. في الصين ، أبقت التجارب الناس مجمدين لمدة تصل إلى أسبوعين.

إن الوعد بخفض درجة حرارة الجسم العلاجي كبير جدًا لدرجة أنه في عام 2014 دخلت وكالة ناسا في شراكة مع SpaceWorks ومقرها أتلانتا وقدمت تمويلًا مسبقًا لسبات السفر الفضائي لمهمة إلى المريخ.

على الرغم من أن الرحلة إلى الفضاء لا تستغرق سوى بضعة أشهر ، فإن وضع رواد الفضاء في حالة خمول يمكن أن يقلل بشدة من كمية الطعام المطلوبة وحجم الموطن. يمكن أن يمنع النوم أيضًا الآثار الجانبية الخطيرة من الجاذبية المنخفضة ، مثل التغيرات في تدفق السائل النخاعي ، والتي يمكن أن تؤثر سلبًا على الرؤية.يمكن أن يمنع التحفيز المباشر للعضلات ، من خلال مهد السبات ، فقدان العضلات في ظروف انعدام الجاذبية ، ويمكن للحالة العميقة من اللاوعي أن تقلل المشاكل النفسية مثل الملل والوحدة.

لقد دخل المشروع المرحلة الثانية من التمويل ، ولكن لا تزال هناك أسئلة كثيرة عليه. يرتبط أحدهم بحقيقة أن انخفاض درجة حرارة الجسم لفترة طويلة له تأثير رهيب على الصحة: قد تظهر جلطات الدم والنزيف والعدوى وفشل الكبد. يمكن أن تكون هذه المضاعفات قاتلة على مركبة فضائية لا تحتوي على أجهزة طبية متطورة.

مشكلة أخرى هي أننا لا نفهم تمامًا ما يحدث للحيوان عندما يدخل في حالة السبات. هذا ما كان مؤتمر نيو أورلينز يحاول حله.

إلهام بيولوجي

تعتقد الدكتورة هانا كاري من جامعة ويسكونسن أنه لا ينبغي البحث عن إمكانية الانغماس في السبات في الطب ، ولكن في الطبيعة.

يدرس كاري عادات السبات لسنجاب الأرض ، وهو قوارض صغيرة آكلة اللحوم تجوب مروج أمريكا الشمالية. من أواخر سبتمبر إلى مايو ، يسبت سنجاب الأرض في جحور تحت الأرض ، ويعيش في الشتاء القارس.

إحدى ملاحظات كاري الغريبة هي أن معدلات الأيض المنخفضة لا تدوم طوال فصل الشتاء. تخرج الحيوانات النائمة بشكل دوري من سباتها لمدة نصف يوم ، مما يرفع درجة حرارة أجسامها إلى المستوى الطبيعي. ومع ذلك ، لا تزال الحيوانات لا تأكل أو تشرب خلال هذه الفترات.

لطالما سعى علماء الأعصاب إلى تجميع قائمة شاملة بفوائد النوم. على سبيل المثال ، تظهر الأبحاث أن النوم يساعد الدماغ على إزالة النفايات السامة من الجهاز اللمفاوي ويسمح لنقاط الاشتباك العصبي "بإعادة التشغيل". إذا كان السبات بحد ذاته يؤدي إلى حالة من الحرمان من النوم ، فهل يمكن أن يساعد النوم الدوري في ذلك؟

لا نعرف بعد. لكن كاري تعتقد أن نتائج الدراسات التي أجريت على الحيوانات تظهر أنه في البحث عن السبات البشري ، ستؤدي دراسة بيولوجيا السبات الطبيعي إلى نتائج أكثر من تطبيق الممارسات الطبية القائمة على انخفاض حرارة الجسم ، أي انخفاض درجة حرارة الجسم.

الانغماس الاصطناعي في النوم

بينما يستكشف كاري وفيازوفسكي كيف يساعد السبات الحيوانات على البقاء بصحة جيدة ، اتخذ الدكتور ماتيو سيري من جامعة بولونيا في إيطاليا مسارًا مختلفًا بعض الشيء: كيف تحفز التنميل بشكل مصطنع في الحيوانات التي لا تدخل في سبات؟

قد تكمن الإجابة في مجموعة صغيرة من الخلايا العصبية في منطقة الرفاء الشاحبة في الدماغ. نظرًا لأن التمثيل الغذائي يتباطأ بشكل كبير أثناء السبات ، فمن المرجح أن تؤدي الآليات الهرمونية والدماغية إلى تشغيل هذه العملية.

بالعودة إلى عام 2013 ، كان فريق العلماء التابع له من أوائل من وضعوا الفئران في حالة سبات. عادة لا تنام هذه الحيوانات في الشتاء. تم حقنها بمواد كيميائية في الرفاء الشاحب لتثبيط نشاط الخلايا العصبية. عادة ما تشارك هذه الخلايا العصبية في "الحماية المنظمة للحرارة من البرد" ، كما يقول سيري ، مما يعني أنها تؤدي إلى استجابات بيولوجية تتصدى لانخفاض درجة حرارة الجسم.

ثم وُضعت الفئران بعد ذلك في غرفة مظلمة وباردة وتناولت نظامًا غذائيًا غنيًا بالدهون ، وهو ما يُعرف بتقليل معدل الأيض.

أدى إيقاف تشغيل الخلايا العصبية الواقية لمدة ست ساعات إلى انخفاض حاد في درجة الحرارة في أدمغة الفئران. كما تباطأ معدل ضربات القلب وضغط الدم وانخفض. في النهاية ، بدأ نمط موجات الدماغ يشبه نمط موجات الحيوانات في حالة سبات طبيعي.

كان الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أنه عندما أوقف العلماء "العلاج" ، تعافت الفئران - في اليوم التالي لم تظهر عليهم أي علامات سلوك غير طبيعي.

فشلت المحاولات السابقة للحث على السبات في الحيوانات التي لا تدخل في سبات ، لكن هذه الدراسة أظهرت أن تثبيط الخلايا العصبية في الرفاء الشاحب ضروري لإحداث حالة تشبه السبات.

إذا تم تأكيد هذه النتائج من خلال مثال الثدييات الأكبر حجمًا ، فسيكون من المنطقي الانتقال إلى السبات عند البشر. يعمل سيري وآخرون على تحليل سيطرة الدماغ على الخدر وكيفية اختراقه لوضع الدماغ في حالة سبات.

ماذا بعد؟

انغمار شخص في حالة سبات ، سبات ، رسوم متحركة معلقة - أطلق عليها ما تريد - لا يزال بعيدًا عن الواقع. لكن نتائج البحث تكشف تدريجياً عن العوامل الجزيئية والعصبية التي يمكن ، من الناحية النظرية ، أن تزودنا بحالة التجمد العميق.