實驗老鼠能長時間冬眠,人類太空冬眠旅行指日可待?
據國外媒體報導,在一項最新研究中,科學家對老鼠大腦進行了一些調整,使它們進入一種類似冬眠的深度睡眠狀態,可持續一周時間,該發現在太空探索領域引起很大的轟動。幾十年以來,專家們一直認為,冬眠是人類實現太空長途旅行的唯一方式。
人類會是下一個太空冬眠者嗎?
長時間睡眠(僅僅是睡眠)是很容易實現的,但是睡眠與之不同,冬眠狀態下生物體需保持睡眠新陳代謝和健康體溫,這兩種過程能使清醒的人保持良好的生活狀態。在一篇最新研究報告中,日本研究人員詳細描述了一種“下丘腦神經迴路”,它能使老鼠進入深度、長期睡眠,並誘導體溫和代謝降低。
科學家發現通過觸發老鼠大腦中的“Q神經元”,可讓老鼠進入一種類似冬眠的長期低溫和代謝不足狀態,但他們並不確定人類是否有類似的Q神經元,但這項研究是探索冬眠太空旅行方案的第一步。
研究小組現已在老鼠身體進行此類實驗,但關鍵問題在於人類和老鼠的生理方式不同。冬眠老鼠經歷的“麻木狀態”是一段生物誘導的休息時間,但是正常情況下老鼠和人類都沒有經歷過該狀態。人類Q神經元只需適應實現冬眠的條件即可,研究人員指出,冬眠生物體新陳代謝一定會減緩,心率變慢,體溫下降。
冬眠狀態下的老鼠體溫下降16%,從97華氏度(37攝氏度)下降至81華氏度(27攝氏度),即使老鼠體溫下降到21攝氏度,仍能具有健康的生物學功能。
目前,誘導性降低體溫應用於人類某些醫學條件,但通常這是治療人類絕症患者的唯一選擇,這更像是為病人“凍結時間”,延緩不可逆轉的傷害,而不是簡單地打發時間,直到環境處境好轉。
長途太空旅行產生巨大的後勤難題,科學家仍不確定宇航員在冬眠狀態下如何安全導航,雖然冬眠會讓部分太空旅行變得更容易,但太空旅行還會遇到各種問題。例如:如果人類前往半人馬座阿爾法星,則需要100年時間,那麼這艘飛船將是一艘世代飛船,飛船上的人類必須生育後代,確保太空旅行後繼有人。大多數專家認為,太空環境下成長對於任何孩子而言都是非常糟糕的事情。
宇航員長期深度睡眠可避免長期太空旅行帶來的“世代危害”,但他們仍然需保護自己免遭外太空的宇宙輻射。Space X公司總裁埃隆·馬斯克(Elon Musk)稱,對於宇航員來講,使用核推進系統比高輻射太空旅行的安全性更高。
事實上,最理想的長途太空旅行方案是結合冬眠、高速旅行和某種輻射保護。