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《少年科学画报》

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人体冬眠:沉睡不知归路

2017-10-20 10:42:00

  如果人类发现另一颗适合居住的星球,我们怎么移居那里?电影《太空旅客》讲述的是一个发生在未来的宇宙移民故事。人类乘坐“阿瓦隆”号飞船去往另一个星球开始新的生活,凭借冬眠技术度过长达120 年的太空旅行。还有很多科幻电影里出现了让人体冬眠并在某个特定的时间将之唤醒的情节,然而人体冬眠技术最初的探索初衷却不是为了做太空旅行。

  冬眠技术要向动物取经

  “将人体冰冻保存”这个概念最早是由一部科幻小说提出的,真正的技术研究则起源于1967 年,当时的医学家认为当下得不到救治的绝症在将来也许可以治疗,而病人可以通过冷冻身体等到那一刻的到来。这一想法或许来源于一些动物与生俱来的冬眠本领,每当进入冬眠,这些动物身体内会产生一系列生理变化:心跳变慢、呼吸减弱、感觉器官变得迟钝、身体的耗能减少,以帮助它们在冬天不吃不喝也能存活下去。

  在冬眠期间,这些动物会启动一整套自我保护机制,避免大脑和肌肉损伤,而如何掌握这一机制,在人类的冬眠技术发展中至关重要。虽然科学家已经发现了控制冬眠动物体温降低的腺苷AI 受体,但是对动物冬眠的原理尚不明确。

  一睡三十年的水熊虫

  为了揭开动物冬眠的秘密,科学家进行了水熊虫的冷冻复苏实验。

  水熊虫是缓步动物门生物的俗称,它们体型极小,可能是地球上已知的生命力最强的生物,能在各种极限条件下存活,甚至能在真空中或者放射性射线下存活。

  1983年,科学家在南极洲的苔藓植物中发现了一些水熊虫,把它们低温冷藏起来,2014 年,科学家决定将其解冻,进行进一步的研究。研究团队将这些水熊虫放在温暖的环境中,解冻第一天,它们就有了生命迹象,并在两周后复原,还能产下无缺陷的正常后代。

  缓步动物能够长时间承受这样极端恶劣的环境,是因为它们可将自身置于一个“隐生状态”,长时间放慢或停止自己的新陈代谢活动。研究人员称,未来还会对隐生状态做进一步的详细研究,以提高对隐生生物长期存活机制及条件的理解,从而寻找让人类利用这一功能的可能性。

  我们也能冬眠吗

  相比“隐生生物”的冬眠能力而言,人体冬眠技术是个难度大得多的挑战,不过通过降温让身体“睡一会儿”的技术已经在实际应用了。在做心脑外科手术时,医生会通过降低体温,减缓患者新陈代谢,来为手术赢得宝贵时间;一些内科医师正运用“低体温疗法”治疗创伤性脑损伤或癫痫等疾病。不过,28 摄氏度是人体温度的最低阈值,低于这个温度,身体就会遭到不可逆转的损害。

  目前来说,应用人体冬眠技术的主要还是医学领域,但人类早就幻想通过这一技术实现太空旅行。美国的航天专家在谈及火星载人航天计划时提出,可以将宇航员体温降低5 摄氏度,让其处于“冬眠”状态,让宇航员的新陈代谢降低50% ~70%,这样可以极大减少航行期间的能量消耗和空间占用。但想要实现电影《太空旅客》中采用的人体低温冬眠技术,还需要科学家们坚持不懈地努力攻关。

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