Чтобы люди когда-либо отправились к звездам, нам придется решить несколько серьезных логистических проблем.
Не последним из них является время в пути. Космос настолько велик, а человеческие технологии настолько ограничены, что время, необходимое для путешествия к другой звезде, представляет собой значительный барьер.
Зонд «Вояджер-1», например, 73000 лет чтобы достичь Проксимы Центавра, ближайшей к Солнцу звезды, с текущей скоростью.
«Вояджер» был запущен более 40 лет назад, и можно ожидать, что более современные космические аппараты будут двигаться быстрее; даже в этом случае путешествие все равно заняло бы тысячи лет с нашими современными технологиями.
Одним из возможных решений могут быть корабли поколения, на которых несколько поколений космических путешественников будут жить и умирать, прежде чем достигнут конечного пункта назначения. Другой был бы искусственный спящий режим, если бы его можно было успешно внедрить.
Это то, что начали исследовать ученые из Шэньчжэньского института передовых технологий (SIAT) Китайской академии наук; не у людей, а у обезьян, химически вызывая состояние гипотермии.
«Здесь мы показываем, что активация субпопуляции нейронов преоптической области (POA) с помощью хемогенетической стратегии надежно вызывает гипотермию у наркотизированных и свободно передвигающихся макак», исследователи пишут в своей статье.
«В целом, наши результаты демонстрируют центральную регуляцию температуры тела у приматов и прокладывают путь для будущего применения в клинической практике».
Гибернация и ее несколько менее коматозное состояние, оцепенение, являются физиологическими состояниями, которые позволяют животным выдерживать неблагоприятные условия, такие как сильный холод и низкий уровень кислорода.
Температура тела снижается, а обмен веществ замедляется до минимума, удерживая тело в «режиме обслуживания» голых костей — минимуме, чтобы оставаться в живых, пока предотвращение атрофии.
Это можно найти у нескольких животных, включая теплокровных млекопитающих, но у очень немногих приматов. Нейробиологи Ван Хонг и Дай Цзи из SIAT хотели посмотреть, смогут ли они искусственно вызвать состояние гипометаболизма или даже гибернации у приматов путем химического воздействия на нейроны в гипоталамусе, отвечающие за процессы сна и терморегуляции — преоптические нейроны.
Исследование проводилось на трех молодых самцах крабоядных обезьян (Macaca fascicularis). Как в состоянии анестезии, так и в состоянии без анестезии исследователи применяли препараты, предназначенные для активации определенных модифицированных рецепторов в мозге, известных как дизайнерские рецепторы, активируемые исключительно дизайнерскими наркотиками, или DREADD.
Затем ученые изучили результаты с помощью функционала магнитно-резонансная томографияповеденческие изменения, физиологические и биохимические изменения.
«Чтобы исследовать мозговую сеть как следствие активации преоптической области (POA), мы выполнили фМРТ сканирование и идентифицировали несколько областей, участвующих в терморегуляции и интероцепции». Дай говорит.
«Это первое исследование фМРТ, в котором исследуются функциональные связи всего мозга, выявленные при хемогенной активации».
Исследователи обнаружили, что синтетический препарат под названием N-оксид клозапина (CNO) надежно вызывал гипотермию как в состоянии наркоза, так и в состоянии бодрствования у макак.
Однако у анестезированных обезьян гипотермия, вызванная CNO, приводила к падению внутренней температуры тела, предотвращая внешнее нагревание. Исследователи говорят, что это демонстрирует критическую роль нейронов POA в терморегуляции приматов.
Исследователи зафиксировали поведенческие изменения у бодрствующих обезьян и сравнили их с таковыми у мышей с индуцированной гипотермией. Как правило, мыши снижают активность, и их частота сердечных сокращений снижается в попытке сохранить тепло.
Обезьяны, напротив, показали увеличение частоты сердечных сокращений и уровня активности и, кроме того, начали дрожать. Это говорит о том, что терморегуляция у приматов более сложная, чем у мышей; спячка у человека (если это вообще возможно) нужно это учитывать.
«Эта работа представляет собой первую успешную демонстрацию гипотермии у приматов на основе целенаправленных манипуляций с нейронами». Ван говорит.
«В условиях растущей страсти к полетам человека в космос эта гипотермическая модель обезьяны является важной вехой на долгом пути к искусственной спячке».
Исследование было опубликовано в Инновация.
