Що таке сплячка і для чого вона тваринам

Сплячка – вельми корисний прийом для виживання в скрутні часи. Вона допомагає деяким ссавцям і птахам знизити температуру тіла і швидкість метаболізму, щоб безпечно подрімати під час складних періодів. Наприклад, узимку (гібернація), коли недостатньо їжі. Трапляються, однак, і літні випадки впадання в сплячку (естивація).

Цікаво Новий штучний інтелект створює відео з сигналів мозку

Лише певні види тварин природно впадають у сплячку. Сучасні люди до них не належать, хоча є свідчення, що так могли робити древні вимерлі види людини.

Вчені досліджують цей процес не лише як спосіб допомоги деяким пацієнтам із небезпечними для життя захворюваннями, але й як метод виживання в умовах довготривалих космічних подорожей. Політ на віддалені планети, про які ми зараз лише мріємо, займатиме роки, які потребуватимуть витрат їжі, води, кисню, та й загалом екіпажу потрібно буде весь цей час чимось займатися. Натомість вони можуть зануритись у тривалий сон, щоб перечекати період польоту.

Дослідження на тваринах

У дослідженні вчені викликали стан, подібний до сплячки, у мишей, використовуючи ультразвук для стимуляції ділянки мозку, що відповідає за регуляцію сну, температури тіла та метаболізму.

Окрім мишей, які природним чином використовують цей процес, дослідники також викликали подібний стан у щурів, які не впадають у сплячку. Вчені кажуть, що це безпечна й неінвазивна методика впливу на центральну нервову систему.

  • Дослідницька група створила невеликий ультразвуковий датчик для стимуляції нейронів у ділянці мозку, яка називається преоптичною областю гіпоталамуса.
  • Коли нейрони в цій ділянці стимулювалися, температура тіла мишей знижувалася приблизно на 3 градуси. Частота серцевих скорочень зменшувалася на 47 відсотків.
  • Миші також зазнали метаболічних змін, перейшовши від використання вуглеводів і жирів як джерел енергії до використання лише жирів, що нагадує зміну, яку вони здійснюють під час природної сплячки.
  • Цікаво, що все це відбулося не при низьких температурах, як зазвичай, а при кімнатній – близько 22 градусів за Цельсієм.
  • Інтенсивність ультразвуку також корелювала з глибиною сплячки. Зі збільшенням акустичного тиску та тривалості ультразвуку у мишей спостерігалося сильніше падіння температури тіла та метаболізму — стан, який отримав назву "ультразвукова гіпотермія та гіпометаболізм" (УЗГГ).

Ми розробили автоматичний контролер зі зворотним зв'язком для досягнення тривалої та стабільної гіпотермії та гіпометаболізму, викликаних ультразвуком, контролюючи вихідну потужність ультразвуку. Контролер зі зворотним зв'язком встановив бажану температуру тіла нижче 34 градусів, яка, як повідомлялося раніше, є критичною для природної сплячки мишей,
– пояснюють вчені.

Це дозволило підтримувати температуру тіла мишей на рівні 32,95 градуса протягом 24 годин. Тварини повернулися до нормального стану, як тільки ультразвук було вимкнено.

Аналіз активності нейронів показав сплески, які відповідали кожному ультразвуковому імпульсу, що збігався зі змінами температури тіла мишей..

Тож хоча вченим ще далеко до використання цієї технології на людях, вона відкриває цікаві можливості та перспективи для далеких космічних подорожей та методів лікування хвороб.