傳說中的休眠技術在科幻電影中看得已經很多了,從《阿凡達》中的休眠到潘多拉星軌道上甦醒的傑克,到《太空旅客》中被小行星撞擊所喚醒的星爵,甚至還有《星際穿越》中的老黑在卡岡圖雅的軌道上等待庫伯回來,休眠技術的完美表現讓大家心馳神往!但看似簡單的技術,以現代條件下能實現嗎?
《阿凡達》的休眠艙,一個艙室上下兩面都有人員,看起來這不是VIP艙,比起《太空旅客》中的VIP待遇那是差多了!
《太空旅客》中可是低密度的頭等艙待遇,當這並不是我們今天討論的關鍵,本文的主題是以地球上現有的技術能實現休眠(冬眠)嗎?
一、什麼是休眠(冬眠)?
冬眠是動物對極端外界條件的適應,比如缺乏食物和寒冷的冬季,動物在消耗極低的狀態中度過漫長的冬季,直達溫暖的春天!在這種條件下,身體的各項機能都降到臨界狀態,比如心跳一分鐘幾次甚至更低,呼吸甚至數分鐘才一次,新陳代謝降到了僅僅能維持生命的狀態!對於動物來說,這是應對極端條件的一種生存狀態!一般冬眠的類型有三種:
1.提體溫調節與周圍環境一致,因外界條件觸發的冬眠,比如蛇以及蛙類等兩棲爬行類動物!
2.主動調節體溫接近周圍環境進入冬眠狀態,但一般體溫會維持在5℃以上,避免體液達到0℃以下結冰!
3.介於冬眠與睡眠之間的「沉睡狀態」,比如熊等動物,冬眠時體溫僅僅下降幾度!
從生活習慣上看人類並不需要進入冬眠狀態,因為人類的儲藏習慣可以捱過漫長的冬季,並且冬季也是一個準備與學習的季節,怎麼可以在冬眠中浪費呢?事實上是在漫長的太空旅途中,如果不能進入冬眠,那麼將消耗極度寶貴的資源,甚至在還沒有到達目的地之前就消耗殆盡!當然我們的規劃不可能如此草率,但如果能冬眠的話,則可以將更多的資源應用於目的地的建設物資準備!
二、我們人類能進入冬眠狀態嗎?
上文中的特別是第二種和第三種我們人類非常感興趣,因為哺乳動物的身體構造是類似的,而冬眠的哺乳類能在冬眠之前發出特殊的信號調節器官的代謝狀態!而我們人類最想了解的就是這個信號是怎麼發出的,過程是如何控制的,又是如何做到不損傷其他器官的!
2016年9月,中國科學院深圳先進技術研究院王虹在《科學》上發表了一片論文,部分揭開哺乳動物體溫調節機制的奧秘!實驗過程:利用最新的生物遺傳學技術,將小白鼠身上的設定和體溫調節神經元以特定的方式標記出來,這些神經元有一個特點,即表達TRPM2基因!,然後王虹在小白鼠基因組的特定位置植入一個「分子開關」,並向小白鼠體內注射一種名叫「Clozapine N-oxide」的藥物,它可以打開這個開關!激活TRPM2表達基因,小白鼠的體溫在2個小時內從37℃下降到了27℃,藥物代謝完畢後小白鼠體溫恢復正常,在隨後的檢測中,歷時約10個小時的實驗並沒有損傷小白鼠的健康!
當然這項技術是否能應用到人體上現在還無法下結論,但這就是黎明前的曙光,我們已經在根本上發現了這個調節的原理,但這僅僅是體溫調節,而其他是否有關聯,或者小白鼠的生理過程儘管類似但卻不能替代,因此應用到人體還需時日!
美國國家航空航天局也正在加緊對「人工冬眠」的研究,公開的資料表明NASA資助一家名為Spaceworks的公司,探索如何降低太空人的體溫和代謝水平,以其達到類似冬眠或者極度沉睡的狀態,在180天的旅途中保持低消耗狀態到達火星!
三、冬眠的副作用
上文不是說沒有副作用麼?當然這僅僅是十小時的實驗,時間上並不足以表達整個冬眠進程!據維也納大學對歐洲黃鼠的研究中發現,長達整個冬季的冬眠會對動物的記憶造成負面影響,與沒有冬眠的其他動物比較,歐洲黃鼠在冬眠後似乎已經在冬眠前學習的技能忘得一乾二淨(冬眠之前在實驗室學習的走迷宮以及食物自給的槓桿等),維也納大學的研究人員對此解釋,冬眠可能會降低腦部機能!
這也許是一個悲傷的故事,加入個冬眠周期醒來的太空人們個個都失憶了的話,這絕對將要發生事實上的《深空失憶》事件!可能有很多朋友並不知道《深空失憶》這部電影,但只要了解這是一部大規模星際移民的電影,在到達目的星球降落於海洋後,醒來的隊員沒有一個記得他們擔負的使命,而且都過了數百年,甚至都出現了新的人種……
也許上圖的劇照能讓各位想起些什麼,這是一部震撼的科幻片,一直堅持到最後才揭開謎底,有興趣的朋友不妨去看看2009年9月25日上映的老片,但表達的思想可絕不陳舊!
從冬眠的整個理論體系上來看,我們實現它還是非常具有潛力的,也許就在不遠的未來,但對於冬眠生理學以及冬眠的大腦記憶過程的研究還是一片空白,甚至還有我們未曾面對的未知領域,我們並不能簡單的一句話來概括行或者不行,不過未來的大門已經向我們打開,剩下的只有人類的不懈努力以及給予足夠的時間!