Anabiose: teknologi for dypfrysing av mennesker

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

I forrige uke samlet en gruppe eksperter seg i New Orleans for å studere muligheten for å fordype mennesker i «syntetisk» dvale, eller kunstig dvale. Forskere lærer av naturen ved å prøve å forstå faktorene som fører til dvalemodus og gjenoppvåkning hos dyr.

Ingen film om interstellare reiser er komplett uten dyp søvn. «Prometheus», «Passasjerer», overalt ser vi hvordan hovedpersonene våkner opp i dvalehytter, starter sin skjøre fysiologi på nytt fra en lang tilstand av ubevegelig fossil – ofte med utbrudd av magevæsker, det vil si rett og slett oppkast. Denne brutale prosessen ser ut til å gi mening. Tross alt går ikke mennesker naturlig i dvale. Men en liten gruppe forskere prøver å overvinne naturen og sette mennesker i kunstig dvalemodus. Hvis de lykkes, kan de utsette aldring, kurere livstruende sykdommer og ta oss til Mars og videre.

I forrige uke samlet en gruppe eksperter seg i New Orleans for å studere muligheten for å fordype mennesker i «syntetisk» dvale, eller kunstig dvale. Forskere lærer av naturen ved å prøve å forstå faktorene som fører til dvalemodus og gjenoppvåkning hos dyr.

Mysteriet med dvalemodus

Hva kan være bedre for å overvinne lange livslengder i forhold med truende kulde og mangel på mat enn å kaste seg ned i dyp bevisstløshet? Det meste av dyreverdenen går i dvalemodus: bjørner, ekorn, pinnsvin. Til og med våre primatsøskenbarn, fetthalelemuren, synker stoffskiftet når matforsyningen minker.

Hva med oss? Selv om vi dessverre ikke er i dvalemodus, tyder noen "mirakler" på at metabolsk dypfrysing kan bidra til å bevare vår skadede kropp for fremtiden.

I 1999 falt radiolog Anna Bagenholm gjennom isen mens hun gikk på ski i Norge. Da hun ble reddet, hadde hun vært under isen i over 80 minutter. Etter alt å dømme var hun klinisk død - ingen pust, ingen puls. Kroppstemperaturen hennes falt til enestående 13,7 grader Celsius.

Men da legene gradvis varmet opp blodet hennes, leget kroppen hennes sakte. Dagen etter ble hjertet startet på nytt. Tolv dager senere åpnet hun øynene. Hun ble til slutt helt frisk.

Bagenholms tilfelle er bare en anelse om at mennesker har evnen til å komme seg etter alvorlig deprimerte metabolske tilstander. I årevis har leger brukt terapeutisk hypotermi, senket kroppstemperaturen med flere grader over flere dager, for å hjelpe pasienter med å takle hjerneskade eller forsinket epilepsi.

Rask avkjøling bidrar til å bevare vev som er avskåret fra blodtilførselen, slik at de krever mindre oksygen for å fungere. I Kina har eksperimenter holdt folk frosset i opptil to uker.

Løftet om terapeutisk hypotermi er så stort at NASA i 2014 inngikk samarbeid med Atlanta-baserte SpaceWorks og ga forhåndsfinansiering for en romreise-dvale for et oppdrag til Mars.

Selv om en flytur ut i verdensrommet bare varer noen få måneder, kan det å sette astronauter i en inaktiv tilstand alvorlig redusere mengden mat som trengs og størrelsen på habitatet. Å sovne kan også forhindre alvorlige bivirkninger fra lav tyngdekraft, for eksempel endringer i cerebrospinalvæskestrømmen, som kan påvirke synet negativt. Direkte muskelstimulering, med tillatelse fra dvale-vuggen, kan forhindre muskeltap i tilstander med null tyngdekraft, og en dyp bevisstløs tilstand kan potensielt minimere psykologiske problemer som kjedsomhet og ensomhet.

Prosjektet har gått inn i andre fase av finansiering, men mange spørsmål gjenstår for det. En av dem er forbundet med det faktum at langvarig hypotermi har en forferdelig effekt på helsen: blodpropp, blødning, infeksjon, leversvikt kan vises. På et romfartøy uten sofistikert medisinsk utstyr kan disse komplikasjonene være dødelige.

Et annet problem er at vi ikke helt forstår hva som skjer med dyret når det går i dvale. Dette var hva New Orleans-konferansen prøvde å løse.

Biologisk inspirasjon

Dr. Hannah Carey fra University of Wisconsin mener at muligheten for nedsenking i dvalemodus ikke bør søkes i medisin, men i naturen.

Carey studerer dvalevanene til landekornet, en liten altetende gnager som streifer rundt i den nordamerikanske prærien. Fra slutten av september til mai dvaler jordekornet i underjordiske huler og overlever strenge vintre.

En av Careys nysgjerrige observasjoner er at lave stoffskiftehastigheter ikke varer hele vinteren. Med jevne mellomrom kommer sovende dyr ut av deres torpor i en halv dag, og øker kroppstemperaturen til et normalt nivå. Imidlertid spiser eller drikker dyr fortsatt ikke i disse periodene.

Nevrovitenskapsmenn har lenge forsøkt å lage en omfattende liste over fordelene med søvn. For eksempel viser forskning at søvn hjelper hjernen med å fjerne giftig avfall fra lymfesystemet og lar hjernens synapser "starte på nytt". Hvis dvalemodus i seg selv fører til en tilstand av søvnmangel, kan periodisk søvn hjelpe med dette?

Vi vet ikke ennå. Men Carey mener at resultatene fra dyrestudier viser at i jakten på menneskelig dvale vil det å studere biologien til naturlige dvalemoduser gi flere resultater enn å bruke medisinsk praksis basert på hypotermi, det vil si hypotermi.

Kunstig nedsenking i søvn

Mens Carey og Vyazovsky utforsker hvordan dvalemodus hjelper dyr med å holde seg friske, tok Dr. Matteo Serri ved Universitetet i Bologna i Italia en litt annen vei: hvordan man kunstig kan indusere nummenhet hos dyr som ikke går i dvale?

Svaret kan ligge i en liten gruppe nevroner i raphe pallidus hjerneregion. Siden metabolismen bremses dramatisk under dvalemodus, vil hormonelle og hjernemekanismer sannsynligvis utløse denne prosessen.

Tilbake i 2013 var teamet hans av forskere en av de første som la rotter i dvalemodus. Vanligvis sover ikke disse dyrene om vinteren. De ble injisert med et kjemikalie i raphe pallidus for å hemme neuronal aktivitet. Disse nevronene er vanligvis involvert i "termoregulatorisk beskyttelse mot kulde," sier Serry, noe som betyr at de utløser biologiske responser som motvirker reduksjonen i kroppstemperatur.

Rottene ble deretter plassert i et mørkt, kaldt rom og matet en diett med mye fett, som er kjent for å redusere stoffskiftet.

Å slå av de beskyttende nevronene i seks timer førte til et kraftig fall i temperaturen i rottenes hjerner. Deres hjertefrekvens og blodtrykk ble også redusert og falt. Etter hvert begynte mønsteret av hjernebølger å ligne mønsteret til bølgene til dyr i en naturlig dvaletilstand.

Det mest interessante var at når forskerne stoppet "behandlingen", kom rottene seg - allerede dagen etter viste de ingen tegn til unormal oppførsel.

Tidligere forsøk på å indusere torpor hos dyr som ikke går i dvale har mislyktes, men denne studien viste at hemming av nevroner i raphe pallidus er avgjørende for å indusere en torpor-lignende tilstand.

Hvis disse resultatene bekreftes av eksemplet med større pattedyr, vil det være fornuftig å gå videre til dvalemodus hos mennesker. Serri og andre jobber med å videre analysere hjernens kontroll over nummenhet og hvordan man hacker den for å sette hjernen i dvalemodus.

Hva blir det neste?

Nedsenkingen av en person i en tilstand av dvalemodus, dvalemodus, suspendert animasjon - kall det hva du vil - er fortsatt langt fra virkeligheten. Men forskningsresultater avslører gradvis molekylære og nevronale faktorer som i teorien kan gi oss en dypfrysingstilstand.