Ingen film om interstellar rejser er komplet uden dyb søvn. "Prometheus", "Passagerer", overalt hvor vi ser, hvordan hovedpersonerne vågner op i dvaletakabiner, genstarter deres skrøbelige fysiologi fra en lang tilstand af immobil fossil - ofte med udbruddet af gastriske væsker, det vil sige blot opkast. Denne brutale proces ser ud til at være fornuftig. Når alt kommer til alt, dvale mennesker ikke naturligt. Men en lille gruppe forskere forsøger at overvinde naturen og sætte en person i kunstig dvaletilstand. Hvis de lykkes, kan de forsinke aldring, helbrede livstruende sygdomme og føre os til Mars og videre.
Sidste uge var en gruppe eksperter samlet i New Orleans for at undersøge muligheden for at nedsænke mennesker i "syntetisk" dvaletilstand eller kunstig dvaletilstand. Forskere lærer af naturen og prøver at forstå de faktorer, der fører til dvaletilstand og genopvågning hos dyr.
Dvalet i dvale
Hvad kan være bedre til at overvinde lange livstræk i forhold til truende kulde og mangel på mad end at kaste sig ned i dyb bevidstløshed? Det meste af dyreverdenen går i dvale: bjørne, egern, pindsvin. Selv vores primat-fætre, den fedthalde lemur, styrter deres stofskifte, når fødevareforsyningen aftager.
Hvad med os? Selvom vi desværre ikke dvale, antyder nogle "mirakler", at metabolisk dybfrysning kan hjælpe med at bevare vores beskadigede kroppe for fremtiden.
I 1999 faldt radiolog Anna Bagenholm gennem isen, mens hun var på ski i Norge. Da hun blev reddet, havde hun været under isen i over 80 minutter. I det hele taget var hun klinisk død - ingen åndedræt, ingen puls. Hendes kropstemperatur faldt til en hidtil uset 13,7 grader celsius.
Men når lægerne gradvist opvarmede hendes blod, helede hendes krop langsomt. Den næste dag blev hjertet genstartet. Tolv dage senere åbnede hun øjnene. Hun kom til sidst helt tilbage.
Salgsfremmende video:
Bagenholms sag er kun en antydning om, at mennesker har evnen til at komme sig efter stærkt deprimeret stofskifte. I årevis har læger anvendt terapeutisk hypotermi, hvilket sænker kropstemperaturen med flere grader over flere dage for at hjælpe patienter med at tackle hjerneskade eller forsinket epilepsi.
Hurtig afkøling hjælper med at bevare væv, der er blevet afskåret fra blodforsyningen, så de kræver mindre ilt for at fungere. I Kina holdt eksperimenter folk frosne i op til to uger.
Løftet om terapeutisk hypotermi er så stort, at NASA i 2014 samarbejdede med Atlanta-baserede SpaceWorks og leverede forfinansiering til en dvaletur til rumrejse til en mission til Mars.
Selvom rumrejser kun varer et par måneder, kan det at drastiske astronauter i en inaktiv tilstand drastisk reducere den nødvendige mængde mad og størrelsen på habitatet. At falde i søvn kan også forhindre alvorlige bivirkninger fra lav tyngdekraft, såsom ændringer i cerebrospinalvæskestrøm, som kan have negativ indflydelse på synet. Direkte muskelstimulering, høflighed af dvalet vugge, kan forhindre tab af muskler i nul tyngdekraft, og en dyb tilstand af bevidsthed kan potentielt minimere psykologiske problemer såsom kedsomhed og ensomhed.
Projektet er gået ind i anden fase af finansieringen, men der er stadig mange spørgsmål til det. En af dem er forbundet med det faktum, at langvarig hypotermi har en frygtelig virkning på helbredet: blodpropper, blødning, infektion, leversvigt kan forekomme. På et rumfartøj uden sofistikeret medicinsk udstyr kan disse komplikationer være dødelige.
Et andet problem er, at vi ikke fuldt ud forstår, hvad der sker med et dyr, når det går i dvaletilstand. Dette var, hvad New Orleans-konferencen forsøgte at løse.
Biologisk inspiration
Dr. Hannah Carey fra University of Wisconsin mener, at muligheden for dvaletid for mennesker ikke bør søges i medicin, men i naturen.
Carey studerer dvalevaner for landekornet, en lille altetende gnaver, der strejfer rundt i de nordamerikanske prærier. Fra slutningen af september til maj dvaler jorden egern i underjordiske huler og overlever alvorlige vintre.
En af de nysgerrige observationer, der er foretaget af Carey, er, at lave stofskifte ikke holder hele vinteren. Regelmæssigt kommer sovende dyr ud af deres krop i en halv dag og hæver deres kropstemperatur til et normalt niveau. Imidlertid spiser eller drikker dyr stadig ikke i disse perioder.
Neurovidenskabsmænd har længe forsøgt at udarbejde en omfattende liste over fordelene ved søvn. For eksempel viser forskning, at søvn hjælper hjernen med at fjerne giftige affaldsprodukter i lymfesystemet og tillader hjernens synapser at "genstarte". Hvis dvaletid i sig selv fører til en tilstand af søvnberøvelse, kan periodisk sovende hjælpe med dette?
Vi ved ikke endnu. Men Carey mener, at resultaterne af dyreforsøg viser, at når man søger efter menneskelig dvaletilstand, vil studier af biologiske naturlige hibernatorer give flere resultater end anvendelse af medicinsk praksis baseret på hypotermi, det vil sige hypotermi.
Kunstig søvn
Mens Carey og Vyazovsky undersøger, hvordan dvaletid hjælper dyr med at forblive sunde, tog Dr. Matteo Serri fra University of Bologna i Italien en lidt anden vej: hvordan kunstigt fremkalder følelsesløshed hos dyr, der ikke dvale?
Svaret kan ligge i en lille gruppe af neuroner i raphe pallidus hjerneområdet. Da metabolismen aftager dramatisk under dvaletilstand, er hormonelle og hjernemekanismer sandsynligvis udløse denne proces.
Tilbage i 2013 var hans forskerhold et af de første til at sætte rotter i dvaletilstand. Normalt sover disse dyr ikke om vinteren. De blev injiceret med et kemikalie i raphe pallidus for at hæmme neuronal aktivitet. Disse neuroner er normalt involveret i "termoregulerende beskyttelse mod kulde", siger Serry, dvs. at de udløser biologiske reaktioner, der modvirker faldet i kropstemperatur.
Rotterne blev derefter anbragt i et mørkt, koldt rum og fodret med en diæt med fedtindhold, hvilket er kendt for at reducere metabolisk hastighed.
At slukke for forsvarets neuroner i seks timer førte til et kraftigt fald i temperaturen i rotternes hjerner. Deres hjerterytme og blodtryk sænkede og faldt også. Til sidst begyndte mønsteret af hjernebølger at ligne dyrets mønster i en naturlig tilstand i dvale.
Den mest interessante ting var, at da forskerne stoppede "behandlingen", blev rotterne kommet sig - allerede næste dag viste de ingen tegn på unormal opførsel.
Tidligere forsøg på at inducere torpor hos dyr, der ikke dvale, er mislykkedes, men denne undersøgelse viste, at inhibering af neuroner i raphe pallidus er essentiel for at inducere en torporlignende tilstand.
Hvis disse resultater bekræftes af eksemplet med større pattedyr, vil det være fornuftigt at gå videre til dvaletilstand hos mennesker. Serri og andre arbejder på at analysere hjernens kontrol over følelsesløshed og hvordan man hacker den for at sætte hjernen i dvale.
Hvad er det næste?
Nedsænkningen af en person i en tilstand af dvaletilstand, dvaletilstand, suspenderet animation - kalder det, hvad du vil - er stadig langt fra virkeligheden. Men forskningsresultater afslører gradvist molekylære og neuronale faktorer, der i teorien kan give os en tilstand af dyb frysning.
Ilya Khel