Ученые научились вызывать спячку у животных и теперь хотят перейти к тестам на людях

Что такое спячка и для чего она животным

Спячка – очень полезный прием для выживания в трудные времена. Она помогает некоторым млекопитающим и птицам снизить температуру тела и скорость метаболизма, чтобы безопасно дремать во время сложных периодов. Например, зимой (гиббернация), когда недостаточно еды. Случаются, однако, и летние случаи впадения в спячку (эстивация).

Интересно Новый искусственный интеллект создает видео по сигналам мозга

Лишь определенные виды животных естественно впадают в спячку. Современные люди к ним не относятся, хотя есть свидетельства, что так могли делать древние вымершие виды человека.

Ученые исследуют этот процесс не только как способ помощи некоторым пациентам с опасными для жизни заболеваниями, но и метод выживания в условиях длительных космических путешествий. Полет на отдаленные планеты, о которых мы сейчас только мечтаем, будет занимать годы, которые потребуют расхода пищи, воды, кислорода, да и вообще экипажу нужно будет все это время чем-то заниматься. Они могут погрузиться в длительный сон, чтобы переждать период полета.

Исследования на животных

В исследовании ученые вызвали состояние, подобное спячке, у мышей, используя ультразвук для стимуляции участка мозга, отвечающего за регуляцию сна, температуры тела и метаболизма.

Спячка характеризуется снижением разнообразных показателей жизнедеятельности: температура тела падает на несколько градусов, сердцебиение сильно замедляется, как и дыхание и все процессы метаболизма. Это позволяет экономить энергию.

Кроме мышей, которые естественным образом используют этот процесс, исследователи также вызвали подобное состояние у крыс, не впадающих в спячку. Ученые говорят, что это безопасная и неинвазивная методика воздействия на центральную нервную систему.

• Исследовательская группа создала носимый ультразвуковой датчик для стимуляции нейронов в области мозга, которая называется преоптической областью гипоталамуса.
• Когда нейроны в этом участке стимулировались, температура тела мышей снижалась приблизительно на 3 градуса. Частота сердечных сокращений уменьшалась на 47 процентов.
• Мыши также претерпели метаболические изменения, перейдя от использования углеводов и жиров в качестве источников энергии к использованию только жиров, напоминающих изменение, которое они осуществляют во время естественной спячки.
• Интересно, что все это произошло не при низких температурах, как обычно, а при комнатной – около 22 градусов Цельсия.
• Интенсивность ультразвука также коррелировала с глубиной спячки. С увеличением акустического давления и длительности ультразвука у мышей наблюдалось более сильное падение температуры тела и метаболизма — состояние, которое получило название "ультразвуковая гипотермия и гипометаболизм" (УЗГГ).

Мы разработали автоматический контроллер с обратной связью для достижения длительной и стабильной гипотермии и гипометаболизма, вызванных ультразвуком, контролируя выходную мощность ультразвука. Контроллер с обратной связью установил желаемую температуру тела ниже 34 градусов, которая, как сообщалось ранее, критична для естественной спячки мышей,
– объясняют ученые.

Это позволило поддерживать температуру тела мышей на уровне 32,95 градуса в течение 24 часов. Животные вернулись в нормальное состояние, как только ультразвук был выключен.

Анализ активности нейронов показал всплески, которые соответствовали каждому ультразвуковому импульсу, совпадающему с изменениями температуры тела мышей.

Хотя ученым еще далеко до использования этой технологии на людях, она открывает интересные возможности и перспективы для дальних космических путешествий и методов лечения болезней.