Během zimy se čas zpomaluje. Může se stát, že se s Netflixem kroužíte celé hodiny, půl dne spíte nebo zůstanete doma v nezdravé době. Přitom by vás mohlo zajímat: proč prostě nejde všechno ven, přeskočit nepříjemnost a strávit celou zimu v bezvědomí v teplé, útulné norě?
Vědci, kteří doufají, že připraví lidi na delší vesmírné cestování, mají stejnou myšlenku. Chtějí vědět: Proč se lidé nespatřují - a mohli by v budoucnu?
Abychom na tuto otázku odpověděli, musíme nejprve přesně pochopit, co je to hibernace. Tady je to, co víme: Hibernace je, když zvíře přechází do stavu rozšířené nečinnosti. Metabolismus zvířete se často skrývá před živly a predátory a zpomalí na méně než čtvrtinu své normální rychlosti. To ochlazuje tělo tvora a zpomaluje jeho srdeční rytmus jen několikrát za minutu, a to až po měsíce.
„Skutečně vypínají pilotní světlo, “ říká Kelly Drew, neurofarmakologka na University of Alaska Fairbanks, která studuje mozky hibernace veverky polární. Hibernace je často stimulována drsnými podmínkami, kratšími dny nebo nižšími teplotami, které vedou zvíře k tomu, aby začalo dávat tuk a jinak se připravovat na hibernaci. Stvoření pak zůstane v tomto období nečinnosti, dokud nedostane správný signál - světlo nebo teplotu - aby se vzpamatovalo z jeho trupu.
Tuto mocnou adaptaci však obklopuje mnoho mylných představ. Pro jednoho, i když se hibernace podobá hlubokému spánku, nepovažuje se to vůbec za spánek. Ve skutečnosti to může ve skutečnosti nechat zvířata se spánkovým dluhem, když se z toho probudí, říká Drew. „Hibernace je opravdu úspora energie, “ říká. "Je to adaptace na omezení zdrojů." Stejně jako migrace ptáků se hibernace vyvinula, aby zvířata mohla zvládnout období extrémních útrap.
„Některá zvířata odcházejí, některá zvířata hibernaují a některá zvířata s tím prostě žijí, “ říká Drew. (To vysvětluje, proč zvířata v zoologických zahradách neusiberují: Stvoření s dostatkem jídla, vody a přístřeší nebude muset tento proces podstoupit.)
Z jiného důvodu obvykle považujeme hibernaci za spojenou se zimou, což je období, kdy se zvířata jako medvědi, veverky a podzemnice odhlásí několik měsíců. Hibernace však není pouze chováním za studeného počasí, říká Drew. Plazi, hmyz obojživelníků a dokonce i několik savců, jako je madagaskarský lemur trpaslík lemovaný, praktikují hibernaci za teplého počasí - známou jako aestivace - aby se vyhnuli obdobím sucha nebo extrémním teplotám tím, že se ochladili pod zemí.
Přestože vědci chápou, jak se mohl hibernace vyvinout, je překvapivě málo známo, že skutečný proces se děje v těle. Vědci dosud nenašli například žádné jedinečné geny při hibernaci zvířat. Kromě toho nikdo neví, co přesně reguluje existující geny, aby umožnil proces hibernace u některých zvířat a ne u jiných - například u lidí.
"Ani nevíme, která genová exprese je nezbytná pro hibernaci, " říká Drew.
Jim Preston probudí spolucestujícího z hibernace ve filmu „Cestující“. Ve filmu lidé hibernaují, aby přežili 120letou cestu na jinou planetu. (Columbia Pictures) Toto tajemství se právě stalo naléhavějším, protože lidé se pokoušejí o první misi s posádkou na Mars. Myšlenka „hlubokého spánku“ - ve smyslu hlubokých vesmírných sci-fi filmů jako Alien a nyní Pasažéři - je nyní skutečnou možností pro vědce, kteří chtějí zajistit, aby lidští astronauti mohli přežít během měsíců nebo dokonce letních cest do jiných planety. Jedním z těchto vědců je Drew, který konzultuje společnost s názvem Spaceworks Enterprises na projektu financovaném NASA s cílem uvést lidi do režimu spánku pro kosmické lety.
Podle Drewa nejsou známy žádné případy přirozené lidské hibernace. Ve svém výzkumu však slyšela anekdoty o zkušenostech podobných hibernaci, včetně praktik „lotska“, ve kterých by rusští rolníci před sto lety údajně vydrželi krutou zimu tím, že se probudí jen jednou denně po dobu 6 měsíců, aby spotřebovali malé množství chléb a pivo. Kardiolog Harvardské univerzity Herbert Benson také zaznamenával buddhistické mnichy, kteří byli schopni určitými meditačními technikami snížit svůj metabolismus o 64 procent.
V současné době však Spaceworks zkoumá techniky, které se již v medicíně používají, jmenovitě terapeutické podchlazení. Tato technika, která byla poprvé použita lékařsky před více než 70 lety, zahrnuje ochlazení těla člověka na teplotu blízkou bodu mrazu (32 ° F), aby se zpomalily jeho buněčné a mozkové funkce. Tato technika může chránit tkáně pacienta před poškozením v důsledku nedostatku kyslíku nebo krve, obvykle po srdečním infarktu nebo po chirurgickém zákroku, jako je například transplantace srdce. (Poznámka: toto by nemělo být zaměňováno s trendem kryoterapie, který má jen malou vědeckou podporu a byl spojen s několika úmrtími.)
Zatímco terapeutická hypotermie se obvykle používá po dobu jednoho nebo dvou dnů, prezident Spaceworks John Bradford poznamenává, že žena v Číně byla chlazena po dobu dvou týdnů, aby jí mozek uzdravil před traumatickým zraněním. Plně se vzpamatovala a vrátila se do svého každodenního života. Nebylo však zaznamenáno žádné další použití terapeutické hypotermie v této délce nebo déle, takže zůstává nejasné, jak dlouho lze techniku bezpečně používat.
Bradford počítá s tím, že do týdenních přírůstků hibernace přiblíží lidi pomocí technik chlazení těla a mozku podobných terapeutickým podchlazením, aby se zachoval prostor a zdroje pro rozsáhlé výlety na Mars. „Je to blíže realitě, než to zní, ale stále existuje spousta otázek a spousta vývoje, které musí nastat, “ řekl Bradford v prosinci o projektu Popular Science .
Přesto je stále ještě několik překážek, které je třeba překonat, upozorňuje Drew. Hibernace není jen otázkou otočení knoflíku na váš metabolismus; zahrnuje řadu dalších souvisejících úprav. Mezi ně patří především nakládání s odpady. Zvířata, která hibernace, jsou schopna během hibernace v zásadě zastavit močení a vyprázdnění, říká Drew, někdy prostřednictvím procesu reabsorpce k zachování živin. Lidé to bohužel nemohou udělat, přestože Drew slyšel o návrzích, jako je použití rektálních katétrů.
A i když zjistíme problém s poo, existují další výzvy. Tělesné teploty pod 37 stupňů Fahrenheita mají tendenci narušovat lidský trávicí trakt a mohou způsobit bolest. Chladné teploty mohou také potlačit imunitní systém, díky čemuž jsou lidé náchylnější k infekcím. Může se ukázat, že lidé prostě nebyli určeni pro hibernaci.
Z méně vědeckého hlediska by dotyčný člověk musel souhlasit s hibernací - což nemusí být lákavou alternativou. Když se lidé dostanou do zranitelného stavu hibernace a vynechají vás týdny nebo měsíce svého života, může si jich mnoho lidí vybrat. Bradford líbil časopisu Inverzní, že astronaut Buzz Aldrin namítl při konferenční prezentaci myšlenku hibernace, protože tam nechtěl nechat ujít cestu.
Nicméně, Bradford si myslí, že praktické obavy nakonec zvítězí. "Pokud to znamená rozdíl mezi schopností jít na Mars a ne, " říká Bradford, "myslím, že to udělá každý."
Pokud vědci umožní, aby se lidé během kosmického letu spali v režimu spánku, bude to určitě velký úspěch. Ale možná nejúžasnější věcí na hibernaci je to, že lidé se naučili přežít bez ní - v prostředích stejně tvrdých jako Arktida a tundra - po tisíciletí. Od přizpůsobení naší stravy po stavbu iglú na nošení zvířecích kůží, arktická společenství více než vykompenzovala naši neschopnost vstoupit do zimy dlouhého torpéda. I když se můžeme divit medvědům a dveřím, dejte nám také trochu zásluhy.
