Az űrben nagy távolságok megtett utazásának legbiztosabb módja a mesterséges hibernáció.
Egyszer az űrhajósok, mint sprattként rakéták dobozába töltve és más bolygókra repülve, a szervezetben zajló anyagcserének csökkenésével védettek lesznek a sugárzástól és az űrbetegségektől. Hónapokig hibernálnak, mint a medvék, és az űrhajók átviszik őket térben és időben. Valószínűleg fehér kókuszokban fognak aludni, hasonlóan a koporsókhoz, amelyeket a futurisztikus tudományos fantasztikus rendezők olyan filmekben mutatnak be, mint a 2001: A Space Odyssey, Alien és Avatar.
De az űrhajósok és az űrkutatók valószínűleg megtanulnak egy vagy két dolgot a kiszáradt csigákból, amelyek több mint egy éve életben maradnak anélkül, hogy bármit is ehetnek. Vagy óriás pandákban, amelyek alacsony kalóriatartalmú bambuszból táplálkoznak. És olyan piócákban is, amelyek folyékony nitrogénben maradnak fenn; gyermekeknél, akik jeges vízbe estek, majd újraélesztésre kerültek; lavinában eltemetett síelőkben, majd az álom nélküli hipotermia állapotából lassan visszatér az életébe.
A tudósok ezt a jelenséget "kábult hibernációnak" hívják. Egyszer régen az ilyen torport, vagy torport valami furcsanak és külföldinek tartották, és "a funkciók érzéketlenségének" hívták. Most komolyan tanulmányozzák, remélve, hogy profitálnak a hosszú távú űrrepülésekből.
Ez az érdeklődés részben a kriogén műtét terén elért haladásnak, valamint a gyakorlatban megszerzett új ismereteknek köszönhető. Az egyik ilyen esetet 1995-ben jelentették a Prehospital and Disaster Medicine folyóiratban. Egy négy éves fiú a jégen hideg vízbe esett egy tóban, Hannoverben, Németországban. A mentők kihúzták a vízből, de a helyszínen nem tudták rávilágítani. A fiú diákjai kitágultak, és a szíve teljes 88 percre megállt. Amikor az áldozatot kórházba vitték, testhőmérséklete 20 fok volt, ami szélsőséges hipotermiára utal.
20 perc elteltével, amikor az orvosok elkezdték melegíteni a fiú mellkasi üregét, a szívkamrai összehúzódni kezdtek. Újabb tíz perc múlva a sinus ritmus normalizálódott. Két hét múlva a fiú teljesen felépült és kórházból engedték ki. Az orvosok arra a következtetésre jutottak, hogy a jéghideg víz gyorsan lehűti testét anyagcseréjére (torpor), megőrizve az összes létfontosságú szervet és szövetet, ugyanakkor csökkenti a vérkeringés oxigénszükségletét. Valójában a hideg megmentette az életét. „Az ilyen esetek arra gondolnak, hogy a nagyon mély hipotermia lehetővé teheti a betegek túlélését” - írta Samuel Tisherman, a Marylandi Egyetem Orvostudományi Iskolájának sebész professzora egy e-mailen. - A legfontosabb az agy lehűtése, amíg a véráramlás meg nem áll,vagy közvetlenül a megállás után. Minél alacsonyabb a hőmérséklet, annál jobb az agy megbirkózni a véráramlás hiányával."
A terápiás hipotermia a műtéti gyakorlatban szilárdan megalapozott. A hűtési kísérletek az 1960-as években kezdődtek, főleg újszülöttekkel és kardiovaszkuláris betegségben szenvedőkkel. Az újszülötteket hűtő takarókba csomagoltuk, jégbe helyeztük és akár sodródásba helyeztük a vérkeringés lassítása és az oxigénigény csökkentése érdekében a szívműtét előtt.
Manapság az orvosok enyhe (körülbelül 31 fokos) hipotermiát alkalmaznak bizonyos újszülöttek kezelésére olyan súlyos esetekben, mint a koraszülés vagy a magzati hipoxia. A gyerekeket 72 órán át hűtött kapszulákban kezelik, oly mértékben csökkentve anyagcseréjét, hogy a szövetek oxigénigénye teljesüljön, miközben az agy és más létfontosságú szervek helyreálljanak.
Promóciós videó:
Hasonlóképpen, a sebészek hűtést és anyagcsökkentést alkalmaznak olyan betegek kezelésére, akik fizikai sérülésektől és sérülésektől szenvednek, mint például szívroham, stroke, lövések, súlyos vérzés és agyi ödémát okozó fejsérülések. Sürgősségi esetekben az altatóorvos vékony katétercsövet helyezhet be a páciens orrába, amely hűtő nitrogént juttat közvetlenül az agyba. Az egyik kezelési kísérletben a sebészek a szív-tüdő gépi katétert a mellkason keresztül az aortába, vagy az ágyékon keresztül a combcsontba helyezik. Ezeket a csöveket hideg sóoldat szállítására használják a testhőmérséklet csökkentésére és az elveszett vér pótlására. Amikor a traumatológus megállítja a vérzést, a szív-tüdő gép újraindítja a véráramot, és a beteg vérátömlesztést kap.
„Ha elég gyorsan alkalmazzuk a hideget, még mielőtt a szív megáll, akkor az életfontosságú szervek és különösen az agy egy ideig vér nélkül képes ellenállni a hidegnek” - magyarázza Tisherman. Klinikai vizsgálatokat végez egy hideg sóoldattal egy Baltimore klinikán, és igyekszik segíteni a kritikusan sérült betegeket. Tisherman reméli, hogy folytatja kutatását legalább 2018 őszéig, és talán még hosszabb ideig is.
A kialakult hipotermia gyorsan lelassul, vagy kb. Egy órára leállítja a vérkeringést. Ennek megfelelően az oxigénigény csökken, és a sebészeknek idejük van életveszélyes sebek gyógyítására, amelyek után felmelegítik a beteget, és újból életrehozhatják.
Torpor rejtvény
Manapság a repülés és az űrkutatás közösségében sokan remélik, hogy orvosi úton előidézett hipotermia és az ebből következő anyagcsökkentés segít megtakarítani a helyet, a súlyt, a rakományt, az üzemanyagot, az ételt és a depressziót a Marsra vagy a távoli bolygókra történő hosszú repülések során. Az ezen irányú kutatás még csak megkezdődik. Az egyik probléma tisztán orvosi. Mi a legjobb módja az egészséges űrhajósok hibernációba helyezéséhez? Közismert a műtőben lévő terápiás hipotermia vonatkozásában, de hogyan lehet hűtni és hibernálni az embereket az űrben az emberek hetek, hónapok vagy akár évekig? Ez egy teljesen felfedezetlen terület. Egyes tudósok, akik állatokon hibernációt tanulmányoznak, azt mondják, hogy az anyagcserét gátló egyéb módszerek jobbak. Ez egy speciális étrendalacsony frekvenciájú sugárzás, sőt olyan fehérjék használata, amelyek hibernációt indukálnak olyan állatokban, mint a medvék és a beringi földi mókusok, mivel ezek biztonságosan szabályozzák az anyagcserét a torpor kilépésének lehetőségével.
Egy másik nyilvánvaló probléma a finanszírozás. Mennyi pénzt fordít a NASA az állatok és az emberek metabolikus lelassulásának tanulmányozására, ha az ügynökség csökkenti a költségvetést még az űrrepülésekre? Pete Worden, a kaliforniai Ames Kutatóközpont volt igazgatója, a Breakthrough Starshot projekt ügyvezető igazgatója szerint: mivel a NASA nagy hangsúlyt fektet a szintetikus biológiára, valamint az organizmusok fennmaradására és működésére olyan szokatlan környezetben, mint a Mars, „mi az a a hibernációt finanszírozzák, ez szinte elkerülhetetlen."
Ezt az optimizmust nem osztja mindenki. „Az emberek csalódottak” - mondja Jurij Griko, a NASA által képzett radiobiológus és az Ames Center űrbiológiai osztályának vezető kutatója. - Amikor egy műhold 1957-ben repült az űrbe, a generációm örült és örült. Azt hittük, hogy már a 20. században repülünk a Marsra. De … ez a 21. század, és soha nem repültünk a Marsra. Az olyan emberek, mint én, személyes nehezteléssel bírnak, mivel azt vártuk, hogy sokkal messzebbre mennek, mint most."
Griko elismeri, hogy az anyagcserét csökkentő kutatások jelenleg véglegesek. 2005-ben jött a NASA-ba, majd ezt megelőzően öt évig a Clearant, Inc. biotechnológiai cégnél dolgozott, ahol ionizáló sugárzást alkalmazott az orvosi vérkészítményekben, a transzplantációs szervekben és a biológiai termékekben a kórokozók aktivitásának gátlására. Az űrügynökség ezután meghívta Griko-t, hogy végezzen kutatást az űrhajósok védelme érdekében az űrsugárzás ellen. Kiderült, hogy az anyagcserék lelassítása az egyik leghatékonyabb mechanizmus, amelyet a természet ad nekünk.
Amikor az állatok hibernálódnak, testük sugárzást hajt végre anélkül, hogy a sejtekre jelentős kárt okozna. Griko úgy véli, hogy az anyagcserének csökkenése a sugárzás által okozott károk csökkenéséhez vezet, mivel a biokémiai folyamatok lelassulnak, és az oxidatív stressz gyengül. A hipoxia, vagy a vér és a szövetek alacsony oxigénszintje a sugárzást védő hatás egyik lehetséges magyarázata. Hipoxia esetén csökken a szabad oxigén- és hidroxilcsoportok képződése. Mivel az ionizáló sugárzás felszabadítja a szabad gyököket, károsítva a sejteket, lelassítja az anyagcserét és csökkenti az oxigénfogyasztást, ellentétes irányban működik. Ezek a folyamatok akadályozzák a normál sejtek halálát, és meghosszabbítják az egészséges sejtek életét. Ez a védő hatás sokkal kifejezettebb alacsony hőmérsékleten.
Griko úgy véli, hogy a hibernáció megvédi az állatokat az izmok és a csontok atrófiájától is, amely általában nulla gravitációban fordul elő. Elmondása szerint egy normál táplálkozással rendelkező ember, miután 90 napot töltött ágyban, elveszíti izomerejének több mint felét. De egy medve, amely nem eszik semmit, és kb. Ugyanabban az időben vagy egy kicsit hosszabb ideig alszik a farkában, izomereje csak 25% -át veszíti el, és nem mutat semmiféle csontvesztést. A tudós megjegyzi, hogy a hibernáló állatokat, például a teknősöket és az erszényes állatot évtizedek óta nem küldték az űrbe.
A NASA elutasította a hibernáló állatokkal végzett űrkísérletek finanszírozására irányuló kérését. Manapság Griko tudományos munkája a hibernációval kapcsolatos kutatások elemzésére korlátozódik, és saját laboratóriumi vizsgálatait is elvégzi, egerekben, csigákban és piócákban a sztasiszt vizsgálva. A tudós azt javasolta, hogy 2015-ben szervezzenek egy nemzetközi konferenciát a torporról, meghívva a világ vezető szakértőit, és megvitassák azt a kérdést, hogy miként lehet a hibernáció a világűrben. A NASA nem volt hajlandó finanszírozni, de Griko továbbra is reméli, hogy megszerezheti a szükséges pénzt.
„Jelentős akadályok vannak a torpor tanulmányozásában, bár ennek hiányában nem beszélhetünk komolyan a távolsági űrrepülésekről” - mondja Leroy Chiao, a NASA volt űrhajós és az ISS legénységének parancsnoka, aki 193 napot töltött pályán 2004. októberétől 2005. áprilisáig. az év … ja. Az állatkutatás különösen kihívást jelentő téma, mert a NASA a múltban kritizálta az állampolgárokat. „Még a főemlősökkel kapcsolatos kutatásokat is ellenségesen tekintik az emberek” - jegyzi meg Chiao.
A megoldás két bolygón van
A NASA innovatív fejlett koncepcióinak (NIAC) programmenedzsere, Jason Derleth a remény okát látja. Vezetése alatt a program 2013 óta két innovációs támogatást ítél oda, és támogatja az egyik vállalat részletes terveit egy köztes laboratóriumi laboratórium létrehozására a Marson mesterséges hibernációs technikák felhasználásával. A projekt vezető vállalata, a SpaceWorks Enterprises, a NASA és a Honvédelmi Minisztérium repülőgép-tervezője és kivitelezője. A grúziai Dunwoody-ben található, 30 km-re Atlantától. A társaság részt vett a CubeSat formátum létrehozásában kis műholdas műholdak számára. De a rohamok vonzták a cég elnökének és fõmérnökének, John Bradfordnak (John Bradford) különös figyelmét.
"15 éve kérdezem magamtól, hogyan lehet megtervezni azokat az anyagokat, szerkezeteket és meghajtó rendszereket, amelyek lehetővé teszik számunkra, hogy repüljünk a Marsra és holdjaira" - mondja Bradford. Ph. D. és repülőgépmérnök. Bradford számos projektet vezetett a NASA, a Védelmi Fejlett Kutatási Projektek Ügynöksége és a Légierő Kutatólaboratóriuma számára katonai spaceplének építéséhez. Tanácsadója volt a 2016-ban megjelenő sci-fi „Utasok” című filmnek is. Ott Jennifer Lawrence és Chris Pratt járatos bolygóközi telepesek éppúgy felébrednek a mesterséges alvásból. "Már nem az Apollo küldetést filmezzük" - magyarázza Bradford. - Nincs zászló és lábnyom. Két bolygófajká kell válnunk."
A Bradford orvosi mérnöki csapata az első innovatív fejlett koncepciók támogatását 2013-ban felhasználta a nulla gravitációjú, kompakt merev szerkezetek megtervezésére, az ISS lakómodul alapján. Ebben az űrházban egy zárt ciklusú rendszert biztosított az oxigén és a víz előállításához, közvetlen hozzáférést biztosítottak a felszállási és leszállási modulhoz a Marsra történő leszálláshoz, valamint egy életmentő komplexumot hat ember számára, akiknek a teljes repülési idő alatt (hat-tól 6-ig) torpor állapotba kellett merülniük. kilenc hónap).
A mesterséges hibernáció javasolt technikája azon a technikán alapszik, amelyet a sebészek használnak a beteg hipotermia kiváltására. Például a hűtőgáz nitrogénjét egy űrhajóshoz lehet adagolni egy orrcsövön keresztül, az agy és a test hőmérsékletét 31 fokra csökkentve. Ez elegendő a hibernáció fenntartásához, ugyanakkor a szív nem hűt túl, és nincs más komplikáció kockázata. A lehűléskor a véralvadás csökken, jegyzi meg Tisherman. Azt is észrevette, hogy azok a betegek, akiknek két vagy több napig közepes mértékű (33 fokos) hipotermia van kitéve, nagyobb valószínűséggel fertőzöttek, mint a nem hűtött emberek.
A SpaceWorks Enterprises űrhajójában a moduláris mechanikus manipulátorokat úgy programozták, hogy házimunkát végezzenek, űrhajósok végtagjait gyakorolják, ellenőrizzék a testérzékelőket, ürítsék a vizelettartályokat, és ellenőrizzék a tápanyagok szállítását. A robotoknak elektromos impulzusokat kell küldeniük az űrhajósok izmainak, jó állapotban tartva őket, és nyugtatókat kell beadniuk a természetes remegés elnyomására. Az űrhajósoknak teljes parenterális táplálkozást kell kapniuk olyan anyagokkal, mint elektrolit, D-glükóz, lipidek, vitaminok és így tovább. Ezeket folyadékkal juttatják a testhez egy katéteren keresztül, amelyet a mellkasba vagy a combba helyeznek. A kísérleti modulban a teljes parenterális táplálék készleteit készítették 180 napra. De ha a Mars felé tartó repülés hosszabb ideig tart,a modulban további 500 napra készíthet élelmiszerkészletet.
Összességében a SpaceWork képes volt a Compact Habitat teljes tömegét 19,9 tonnára csökkenteni, beleértve a fogyóeszközöket és a fogyóeszközöket is (alacsony földi pálya tömeg). Összehasonlításképpen: a NASA TransHab lakóegysége - a kellékekkel és kellékekkel együtt - 41,9 tonna. Ez 52% -kal több, mint a SpaceWork. A NASA SpaceWork moduljával összehasonlítva a teljes készlettömeg 70% -kal csökkent.
A NIAC program menedzsmentje érdekes volt. „A SpaceWorks érdekes javaslatot tett - mondta Derlet. Az emberek orvosi célokra tanulmányozták a hibernációt. De amennyire tudjuk, jelenleg senki nem végez konstruktív tanulmányt a hipotermia vagy a torpor használatáról az űrrepülésekben."
2013-ban az NIAC menedzsmentje a SpaceWorks-nak 100 000 dolláros támogatás első részét biztosította egy példaértékű platform kidolgozására a Mars és műholdainak mesterségesen alvó kutatási repüléseire. A legénységnek négy-nyolc embert kellett foglalkoztatnia. Az űrügynökség azonban ellenezte azt a javaslatot, hogy a személyzet minden tagját mesterséges alvásba helyezzék a repülés teljes időtartama alatt. Mi lenne, ha orvosi szövődmények vagy rendellenességek merülnének fel az űrhajón? Mennyi ideig tart, amíg az űrhajósok elkezdenek szenvedni pszichológiai és fizikai károktól? Mi lenne, ha a fedélzeten lévő komplikációk miatt korai ébredésükre van szükségük? És mi van a test fokozatos és lassú felébresztésével és felmelegedésével, miközben az űrhajósot felébreszti a hibernációtól?
Ezek a kérdések a SpaceWorks csapata visszatért a munkába. Megterveztek egy rekeszt a legénység számára, hogy mesterséges alvásban maradjon, feltéve, hogy több űrhajós ébred fel fel a hajó pilóta és a szükséges munkák elvégzése érdekében (például a "Space Odyssey" -ben, ahol a Jupiter felé vezető úton lévő legénység két tagja ébren volt, miközben míg a többi mesterséges hibernációban volt).
Bradford csapata tovább ment. Három összekapcsolt élő modul megtervezésével 100 elmozdult utas számára (a Mars betelepítésére) létrehozott egy űrhajót, amelynek nappali rekesze teljesen különbözik a NASA által tervezettől. A SpaceWorks elmozdult rekeszében két kompakt forgó ház található, amelyek mindegyike 48 torpor utast tartalmaz. A különböző sebességekkel történő forgatás mesterséges gravitációs erőt hoz létre, amely megakadályozza a csontvesztést.
De a Bradford csapatnak újabb, merészebb javaslata volt. Egy külön élő modulban úgy döntött, hogy négy űrhajósot szolgálatba helyez, akiknek a hajó és a legénység teljes repülése során szolgálniuk kell. Amíg egy alszik, három dolgozik, így megőrizve erejét.
Repülés a Marsba az SpaceX segítségével
"Az alvó személyzet forgatása és néhány űrhajós figyelmét felébresztése előnyösebb, mint ha az összes űrhajós fél évig hibernál" - hangsúlyozza Bradford. A torpor állapotban levő telepítőkkel rendelkező űrhajó könnyebb lesz, ami nagymértékben megnöveli a sebességét, csökkenti a repülési időt, és valószínűleg megbízhatóbb védelmet nyújt a sugárzás ellen is az anyagcsere lelassulása miatt. Ezenkívül, mondja Bradford, az alvó űrhajósok nem fognak tapasztalni mozgási betegséget, ami az ISS lakosainak általános problémája.
Medve hibernáció
De mi lesz a torpor érzése a világűrben? Nem, ez nem arról szól, hogy egy kriogén egységben halálra fagyasztják, majd újraélesztik - mondja a nőgyógyász-nőgyógyász és a SpaceWorks tanácsadója, Doug Talk, aki terápiás hipotermiát alkalmaz az oxigénhiányos gyermekek kezelésére. „A kriogenika itt nulla sikerrel jár” - magyarázza. - Az emberi testet nem szabad fagyasztani; főleg vízből áll, és amikor a víz térfogata növekszik [ez megtörténik, amikor fagy], a sejtek pusztulásához vezet."
Inkább az űrhajósok hibernálnak, mint egy kóma. Ez keresztezi az álmatlan alvást és a félig tudatos állapotot. „A kómában szenvedő betegek agyi aktivitásának ciklusai a látszólagos ébrenléttől a mély, álmatlan alvásig terjednek” - magyarázza Tock. Bár a kómában szenvedő betegek nem tudnak mozogni, az agyuk aktív marad, és még külső ingerekre is reagál, beleértve a verbális parancsokat is.
A hibernáló medvék valami hasonlót tapasztalnak meg. Testhőmérséklete csak néhány fokkal esik (mint az emberek mérsékelt hipotermiája esetén), és anyagcseréjük 75% -kal csökken. Az északi éghajlatban lévő medvék hét-nyolc hónapig hibernálhatnak anélkül, hogy bármit is esznének vagy innának; és a várandós nőstények utódokat szülnek, és még hibernációban is táplálják őket.
„A torporban élő emberek medveként viselkednek” - javasolja Tok. „Lesz ciklusuk az ébrenléttől a mély álomtalan alvásig. És mint a medvék, amikor felébrednek, alvásmentesség jeleit mutatják."
2016 májusában az NIAC vezetősége jóváhagyta a SpaceWorks projekt második szakaszát, ezúttal 250 000 dollárt biztosítva a mérnöki kutatások, valamint az operatív és orvosi kutatások folytatására. „Az első fázisú projektek bebizonyították, hogy jövőképünk valódi” - mondja Derlet. "Örülünk, hogy Dr. Bradford fejlődik."
A SpaceWorks csapata javasolt néhány fejlesztést az élő modulban, valamint egy kísérletet mesterséges alvással két-három hétig, több egészséges sertéssel. A sertések, akárcsak az emberek, nem hibernálnak természetes környezetükben, ezért a mesterséges alváshoz kapcsolódó fiziológiás reakciók jobban segítik az embereket abban, hogy megértsék, mire számíthatnak a torpor, mint az egerekkel és csigakísérletekkel. De Derleth szerint a NASA szabályai tiltják a sertésekkel kapcsolatos kutatások finanszírozását.
Ezért a SpaceWorks alternatív javaslatot tett: a már elvégzett és folyamatban lévő kísérletek átfogó tanulmányozása az anyagcserének elnyomása érdekében, ennek alapján a közeljövőre vonatkozó cselekvési program létrehozása érdekében, a szükséges technológiák kidolgozására, amelyek lehetővé teszik az emberi kísérletekbe való áttérést, ideértve az állatok szisztematikusabb kutatását is. Ezen a nyáron az NIAC időközi felülvizsgálatot készít a SpaceWorksról, és dönt arról, hogy további 250 000 dollárt szán-e finanszírozásra.
"Továbbra is hiszünk abban, hogy az éghajlati kutatások szükségesek a torpor technológiák kifejlesztéséhez és alkalmazásukhoz hosszú távon" - írta John Olds, a SpaceWorks alapítója és vezérigazgatója. "És ez a lépés magánszponzorok részvételét igényelheti."
Aki ezt a munkát fizeti, nehéz lesz állatokon kísérleteket végezni, mert etikai kérdéseket vet fel.
"Úgy gondolom, hogy a NASA-nak helyesen kell cselekednie lassan és fokozatosan" - mondja Arthur Caplan, a New York University Medical Center orvosi etikai igazgatója. Miközben sokan lelkesek a mesterséges alvás ígéretéről a kiterjesztett űrutazások során, a NASA-nak nincs szüksége további gondra, amelyet az állampolgárok támogathatnak.
"A sertések fiziológiájukban nagyon hasonlóak az emberekhez, ezért érdemes ezeket kísérletekhez felhasználni" - mondja Kaplan. "És a kritikusoknak ezt elmondhatjuk: az ilyen típusú kutatásokhoz felvehető sertések száma kevesebb lesz, mint az átlagos amerikai egy héten reggelit fogyaszt."
Emberi tényező
A sci-fi filmekben és a könyvekben a torpor idealizálódik és romantikussá válik - mondja Kaplan. Azt a benyomást keltik, hogy egy ember könnyen beléphet, és elhagyhatja ezt a kómaszerű állapotot. De a valóság más lehet.
Kaplan szerint az első kísérleteket nagyon szokatlan emberek részvételével hajtják végre - valószínűleg ezek próbapilóták lesznek. Ezek az emberek minden nap kockázatot viselnek életükre; megértik a fiziológiai veszélyeket, mivel tesztelik a repülőgépeket, és tudják, hogy sok munkatársuk meghalt. Az űrhajósok elmondták, hogy készek bármilyen kísérletben részt venni, csupán az űrbe repülni. Feladatunk az, hogy megfékezzük őket”- mondja.
Az emberi kísérlet példátlan lépés lesz. Soha senki nem használt hipotermiát azáltal, hogy lelassítja az anyagcserét azoknál az embereknél, akik nem betegek vagy sérültek, még kevésbé a rendkívül egészséges űrhajósoknál.
"Nagyon sok egészséges ember van, aki kifejezte a vágyát, hogy részt vegyen a mesterséges alvással kapcsolatos hosszú távú kísérletekben" - mondja Tok. - Pent-up igény mutatkozik azokra az emberekre, akik hajlandóak félévente leválasztani az életet. Biztos vagyok abban, hogy az egészségügyi hatóságok ezt nem hagyják jóvá."
Időközben Tok két terápiás hipotermia szakembert vett fel a SpaceWorks kutatócsoportjába: Alejandro Rabinstein, a Mayo Clinic neurológiai intenzív osztályának orvosi igazgatója és Kelly Drew idegtudós, aki az alaszkai egyetemen dolgozik a hibernációval. állatokat. Drew és az alaszkai egyetem Egyetemi sarkvidéki biológusának más tudósaival együtt melegvérű állatok hipernációs mintáit vizsgálja, mint például a sündisznók, a beringiai földi mókusok és a medvék. Reméljük, hogy megoldják az egészséges hibernáció rejtélyét és az azt kiváltó agyi jeleket, hisz abban, hogy ez segít az űrhajósoknak alkalmazkodni mellékhatások nélkül.
Például télen a berringi talaj mókusban (evrazhka) a testhőmérséklet nullára csökken. Senki sem tudja pontosan, mi indítja el a hibernációs mechanizmust. Való, feltételezhető, hogy egy speciális agyi és izomreceptor - az A1 adenozin-receptor - a gopher testhőmérsékletének csökkenéséhez vezet, és aludni idéz elő, ahonnan nyolc hónappal később felébred, minimális a csont- és izomtömeg veszteségével.
"Az adenozin egy neuromodulátor, amely szerepet játszik az alvás stimulálásában és az agy ingerlékenységének csökkentésében" - mondja Drew. "Mindenütt jelen van az állati agyban." A hibernációs eurasákba egy olyan gyógyszerrel fecskendezte be, amely stimulálja az A1 adenozin receptorokat. Drew egy másik gyógyszer használatával is felébresztheti a gopfákat, amelyek gátolják ezeket a receptorokat.
De a jelző kaszkád és a gének halmaza az emberekben sokkal bonyolultabb és nagyon nehéz megfejteni. A feladat bonyolítása az, hogy a hibernáló állatok különféleképpen alszanak.
Az egyetlen főemlős, aki hibernál, a Madagaszkár mágikus makimajom, amely évente nyolc hónapot tölt el torporon, főleg forró időben. A farokban zsírlerakódásokon él. Ebben az állatban az anyagcserének csökkenése nem igényli a testhőmérséklet csökkenését.
Eközben Rabinstein, aki enyhe hipotermia elemzést tervez a torpor kiváltására, azt állítja, hogy az űrben végzett intenzív ellátásban alkalmazott technikák nem lehetnek olyan megbízhatóak.
"Figyelemre méltó az a tény, hogy a kisgyermekek jeges vízbe fulladnak, majd észreveszik őket, és reményt ad nekünk" - mondja. - De felhasználhatjuk-e a [mély hipotermia] ismereteinket enyhébb hipotermia létrehozására, hogy az emberek sokkal hosszabb ideig maradjanak ebben az állapotban káros következmények nélkül, pszichológiai és élettani stressz nélkül? Még látni kell, de úgy gondoljuk, hogy van esély."
Arielle Emmett