据美国《发现》杂志网站10月16日报道,随着冬季临近,熊和其他冬眠者——从蝴蝶到箱龟——开始准备休眠至春天。
另一方面,我们人类发现自己会有意识地考虑如何度过今后几个月的寒冷时光。在冬季,感觉一切都艰难了一倍:穿衣服,铲雪,规避事关生存的灾难。及时挖掘一些黑暗的洞穴,蜷缩在里面等待更好的日子,这样迎接新年不好吗?
人类冬眠不会没有障碍,也完全无法保证这行得通。但研究人员已经开始分析长期休眠的科学性,因为它有望给太空旅行和医学带来革命性变化——并帮我们逃过每年1月地狱般的严寒。
冬眠是某些动物在严冬条件下使用的一种生存策略。动物显著减少代谢活动并降低体温,以保存能量。冬眠时,动物的体温和生命维持过程降至最低水平,这样一来,其脂肪储备的消耗时间就延长了。它们的心率和呼吸次数在冬眠期间会下降98%。
人类为什么不冬眠?
人类不冬眠,因为我们的祖先是在常年食物充足的热带环境中进化出来的。冬眠这种生存策略对他们没有任何用处,因此人类从来没有为冬眠生成过生物机制。此外,当他们最终迁徙到气候较冷的地方时,他们学会了如何利用火、住所和保暖衣物来熬过冬天。
在熊、蝙蝠和乌龟等动物王国的其他物种中,长时间的行动迟缓是很常见的,但它们并不全是纯粹意义上的冬眠者。实际上,一些生物学家将冬眠视为一种频谱,位于其中一端的暂时无活动状态被称为“停滞”。而且,在我们自己的谱系中,已知只有一个物种——一种名为肥尾鼠狐猴的特别小的灵长目动物——会冬眠。
虽然人类不会冬眠,但用降低体温来实现医疗目的已经是司空见惯的做法。实际上,治疗性降温甚至不是现代想法——被称为“医学之父”的古希腊医师希波克拉底,早在公元前5世纪就建议在雪地里治疗受伤士兵。
如今,医生用降温手段来限制重要器官的受损程度。假设你中风或突发心脏病,这时流向大脑和心脏的血液(及其携带的氧气)就会中断。在正常情况下,血流中断几分钟就会致命。但当体温降至冬眠水平时,人体组织需要的氧气就会减少。这只是一种暂时的停滞。现在还不太清楚我们如何才能安全地冬眠数周、数月甚至数年。但找到一个可行的解决方案将大大有助于解锁最后的领域:深空探索。
在太空冬眠可能吗?
特别认真对待人类冬眠问题的一个机构是美国国家航空航天局(NASA)。宇航员所需的食物、补给和基础设施(按每磅1万美元计算)轻易就会让遥远的太空之旅成本高得惊人。但是,如果这些宇航员能够在睡眠中度过飞行时间,他们的需求就会大幅减少(还能轻松避开许多无聊的月份)。
听起来有点离谱?正如美国得克萨斯大学生物化学家李承志(音)在《医学年评》杂志中所写,“人类可以经历一种类似于冬眠的极致代谢减退状态,这样的想法早已出现在科幻小说中”。的确,它长期以来一直是这类题材作品的主题,曾出现在《异形》和《2001太空漫游》等经典电影中。
NASA自2014年以来一直在资助有关长期冬眠可能性的研究。该机构甚至制定了一份潜在协议,一旦技术水平与雄心匹配就能在未来的任务中使用。
该机构表示,届时航天器上将只有一名宇航员醒着,其他人在睡眠舱内一口气睡上几周。这样一来,他们就可以利用较少的资源到离地球更远的地方旅行。
药物能引发冬眠吗?
NASA的提议伴随着大量医学方面的担忧,这些担忧大多围绕我们身体能适应的温度范围太过狭小而产生——体温无论上升还是降低几摄氏度,我们都会发现自己处于灾难边缘。人类缺乏允许冬眠者无风险降低体温的适应性。
专家指出,需要用一种药物或其他一些方法来克服这一生理障碍。虽然没有开展过人体试验,但动物试验证明,在并非天生就能冬眠的物种中,诱导冬眠是可能的。
2011年,美国阿拉斯加大学费尔班克斯分校的一个研究小组将其对北极地松鼠(会冬眠)的知识应用到大鼠(不会冬眠)身上。生活在寒冷气候下的北极地松鼠之所以会冬眠,是因为它们体内会生成一种能够刺激其腺苷受体的分子,而这对冬眠至关重要。研究小组发现,在给大鼠注射类似物质后,它们同样会打瞌睡。
最近,美国华盛顿大学的研究人员通过向大鼠的下丘脑发射超声波,使它们陷入停滞状态。下丘脑是大脑中一个控制睡眠和体温的区域。
最后,一个重要的区别是:冬眠不是睡眠。实际上,冬眠似乎太过耗费精力,以至于大多数哺乳动物在整个冬季会每隔几周就从冬眠中醒来,用真正的睡眠来恢复体力。所以,冬眠也许并不是我们想象中的那种平静的消遣。也许你最好还是穿暖点,咬紧牙关,投身于让体温保持在98.6华氏度(约合37摄氏度)的永恒斗争。
(责编:赵珊)