Astronauti možná budou moci přejít do stavu hibernace pomocí ultrazvuku. Vědci udělali pokusy na potkanech
Vědci ošetřili mozky potkanů ultrazvukem, aby je uvedli do stavu podobného hibernaci, tedy umělého spánku. Vědci tvrdí, že tato technika by se jednoho dne mohla používat u zraněných lidí v kritickém stavu nebo u astronautů, kteří se účastní dlouhých letů do vesmíru, jak píše web Live Science.
Metoda funguje tak, že se ultrazvukem zasáhne oblast mozku zodpovědná za řízení metabolismu a tělesné teploty, čímž se u hlodavců sníží průměrná tělesná teplota až o 3,5 stupně Celsia a zároveň se zpomalí srdeční frekvence a sníží spotřeba kyslíku. Výsledky studie na zvířatech by mohly vědcům poskytnout určité poznatky o tom, jak by bylo možné bezpečně a neinvazivně navodit stavy podobné hibernaci u lidí.
Při nedostatku potravy nebo příliš chladném počasí šetří někteří savci, ptáci, hmyz, obojživelníci a ryby energii tím, že se dostanou do stavu známého jako torpor, který se vyznačuje drasticky sníženým metabolismem. Během stavu torporu se výrazně sníží tělesná teplota a srdeční frekvence a krev proudí pomaleji. Během hibernace, na kterou jsou zvířata předem připravena, se zvířata dostávají do několika stavů torporu. Zpomalí srdeční tep ze stovek úderů za minutu na několik úderů za minutu, dýchají jednou za deset minut a jejich mozková aktivita se utlumí, až je neznatelná.
Hluboké fyziologické změny způsobené torporem výrazně snižují množství energie, kterou zvířata potřebují k přežití. Není proto asi překvapivé, že se vědci již dlouho snaží zjistit, zda by tyto výhody mohly být poskytnuty i lidem v kritickém stavu nebo astronautům během dlouhých letů ke vzdáleným planetám. Otázkou však zůstává, zda je možné uměle a bezpečně uvést do stavu torporu lidi, kteří do něj přirozeně nevstupují.
Aby tuto možnost prozkoumali, vytvořili vědci v nové studii publikované v časopise Nature Metabolism nositelnou ultrazvukovou čepici, kterou nejprve přilepili na hlavu myší. Po zapnutí zařízení vysílalo ultrazvukové vlny do části mozku hlodavců zvané hypotalamická preoptická oblast, což je kritická oblast mozku pro řízení tělesné teploty a spánku u mnoha zvířat a aktivaci stavu hibernace a torporu u hibernujících zvířat. Po vystavení ultrazvukovým výbojům se myši okamžitě dostaly do stavu podobného torporu, kdy se jejich tělesná teplota, srdeční frekvence a příjem kyslíku drasticky snížily. Myši byly trhavé a jedly výrazně méně potravy.
Opakováním ultrazvukových výbojů pokaždé, když tělesná teplota myší stoupla nad cílovou úroveň, byli vědci schopni udržet myši v těchto stavech torporu až 24 hodin, aniž by pozorovali jakékoli známky poškození nebo nepohodlí. Po vypnutí ultrazvukové čepice se normální tělesná teplota a aktivita myší obnovila za méně než 90 minut.
Po zopakování pokusu s 12 potkany vědci zjistili, že zařízení způsobilo pokles tělesné teploty i u potkanů, i když pokles byl mírnější (2 °C). To podle autorů studie znamená, že čepice by mohla fungovat i u savců, u kterých se torpor přirozeně nevyskytuje – včetně lidí. K určení bezpečnosti a proveditelnosti tohoto přístupu u lidí je však zapotřebí dalšího výzkumu. Podobně nejasné jsou i účinky dlouhodobé hibernace na mozek, ale některé studie poukazují na možnost, že u hibernujících zvířat způsobí ztrátu paměti.
Zdroj: livescience.com, redakce, nature.com