超声波突破可能帮助人类冒险进入深度太空

俊博聊军事 2023-06-10 08:26:06

在科学家证明他们可以使用超声波使哺乳动物进入睡眠状态后,人类进入冬眠状态进入太空的未来又近了一步。

许多动物和鸟类能够进入类似麻木的状态,在极度寒冷或缺乏食物的时期,它们会抑制新陈代谢并降低体温以保存能量和热量。

自20世纪60年代以来,科学家们提出,在人类身上诱导类似的状态有助于保护有生命危险的患者,并使宇航员能够用更少的物资进行长途星际飞行。

现在,圣路易斯华盛顿大学的一个研究小组表明,他们可以通过向啮齿动物的头部发射超声波脉冲,刺激大脑中的下丘脑视前区,使其心率减半,体温下降,从而使啮齿动物进入可逆冬眠状态。

他们将这种现象称为UIH——超声诱导的体温过低和代谢低下。

华盛顿大学副教授洪晨说:“超声诱导的体温过低和低代谢有可能实现长期以来备受追捧的目标,即实现无创、安全地诱导麻木状态,至少自20世纪60年代以来,科学界一直在追求这一目标。

“超声刺激具有一种独特的能力,可以在动物和人类大脑中以高空间和时间精度无创地到达大脑深处。”

当动物进入代谢率降低的短期时,称为冬眠,而长期或季节性睡眠称为冬眠。

为了诱导冬眠,该团队创造了一种可穿戴的超声波设备,可以安装在大鼠和小鼠的头部,以刺激下丘脑视前大脑区域,该区域被认为可以调节冬眠。

当超声波打开时,啮齿动物的体温下降了大约3摄氏度,持续了大约一个小时。老鼠的新陈代谢也从同时使用碳水化合物和脂肪作为能量转变为只使用脂肪——这是冬眠的一个关键特征——它们的心率下降了约47%。他们呼吸的氧气也减少了。

当科学家们深入研究造成这种影响的原因时,他们发现超声波激活了一个与新陈代谢和温度有关的离子通道。

尽管老鼠可以自然进入冬眠状态,但研究小组表明,同样的过程也适用于不冬眠的大鼠。

研究人员表示,大鼠实验表明,调节冬眠的大脑区域可能也存在于非冬眠哺乳动物中,这给这项技术在人类身上应用带来了希望。

“UIH可能会开启从新医疗到长时间载人航天的各种应用。”

斯德哥尔摩大学哺乳动物分子生理学教授马丁·贾斯特罗克在一篇相关评论中表示,这项研究代表着一个“巨大的突破”。

他说:“将人类新陈代谢‘置于冰上’可能有多种好处,因为它可以为移植或手术或重症监护患者保存器官,减少心脏骤停和中风期间的细胞损伤,并有可能使人类在长途太空探险中冬眠,预计到达我们最近的邻居星球需要7-8个月的旅行时间火星

“对这个研究小组来说,这似乎是一小步,但对人类来说,这将是一个巨大的飞跃,可以利用医学上类似鱼雷的状态,并可能用于深空旅行。”

0 阅读:0

俊博聊军事

简介:感谢大家的关注