Anabios: teknik för djupfrysning av människor

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Förra veckan samlades en grupp experter i New Orleans för att studera möjligheten att fördjupa människor i "syntetisk" viloläge, eller artificiell viloläge. Forskare lär sig av naturen genom att försöka förstå de faktorer som leder till viloläge och återuppvaknande hos djur.

Ingen film om interstellära resor är komplett utan djup sömn. "Prometheus", "Passagerare", överallt ser vi hur huvudkaraktärerna vaknar upp i vilostugor, startar om sin ömtåliga fysiologi från ett långt tillstånd av orörligt fossil - ofta med utbrott av magvätskor, det vill säga helt enkelt kräks. Denna brutala process verkar vara vettig. När allt kommer omkring går människor inte naturligt i viloläge. Men en liten grupp forskare försöker övervinna naturen och försätta människor i konstgjord dvala. Om de lyckas kan de fördröja åldrandet, bota livshotande sjukdomar och ta oss till Mars och vidare.

Förra veckan samlades en grupp experter i New Orleans för att studera möjligheten att fördjupa människor i "syntetisk" viloläge, eller artificiell viloläge. Forskare lär sig av naturen genom att försöka förstå de faktorer som leder till viloläge och återuppvaknande hos djur.

Mysteriet med viloläge

Vad kan vara bättre för att övervinna långa sträckor av livet under förhållanden med hotande kyla och brist på mat än att kasta sig in i djupt medvetslöshet? Det mesta av djurvärlden går in i vinterdvala: björnar, ekorrar, igelkottar. Till och med våra primatkusiner, den fetstjärtade lemuren, sjunker sin ämnesomsättning när mattillgången minskar.

Hur är det med oss? Även om vi tyvärr inte är i viloläge, tyder vissa "mirakel" på att metabolisk djupfrysning kan hjälpa till att bevara våra skadade kroppar för framtiden.

1999 föll radiologen Anna Bagenholm genom isen när hon åkte skidor i Norge. När hon räddades hade hon varit under isen i över 80 minuter. Av allt att döma var hon kliniskt död - ingen andetag, ingen puls. Hennes kroppstemperatur sjönk till oöverträffade 13,7 grader Celsius.

Men när läkarna gradvis värmde hennes blod läkte hennes kropp långsamt. Dagen efter startades hjärtat om. Tolv dagar senare öppnade hon ögonen. Till slut blev hon helt återställd.

Bagenholms fall är bara en ledtråd om att människor har förmågan att återhämta sig från svårt deprimerade metabola tillstånd. I åratal har läkare använt terapeutisk hypotermi, sänkt kroppstemperaturen med flera grader under flera dagar, för att hjälpa patienter att hantera hjärnskada eller försenad epilepsi.

Snabb kylning hjälper till att bevara vävnader som har stängts av från blodtillförseln, så att de kräver mindre syre för att fungera. I Kina har experiment hållit människor frusna i upp till två veckor.

Löftet om terapeutisk hypotermi är så stort att NASA 2014 samarbetade med Atlanta-baserade SpaceWorks och tillhandahöll förhandsfinansiering för en rymdresehibernator för ett uppdrag till Mars.

Även om en flygning ut i rymden bara varar några månader, kan astronauter i ett inaktivt tillstånd kraftigt minska mängden mat som behövs och storleken på livsmiljön. Att somna kan också förhindra allvarliga biverkningar från låg gravitation, såsom förändringar i cerebrospinalvätskeflödet, vilket kan påverka synen negativt. Direkt muskelstimulering, med tillstånd av vilolägesvaggan, kan förhindra muskelförlust i förhållanden med noll gravitation, och ett djupt tillstånd av medvetslöshet kan potentiellt minimera psykologiska problem som tristess och ensamhet.

Projektet har gått in i den andra finansieringsfasen, men många frågor kvarstår för det. En av dem är förknippad med det faktum att långvarig hypotermi har en fruktansvärd effekt på hälsan: blodproppar, blödning, infektion, leversvikt kan uppstå. På en rymdfarkost utan sofistikerad medicinsk utrustning kan dessa komplikationer vara dödliga.

Ett annat problem är att vi inte helt förstår vad som händer med djuret när det går i vinterdvala. Detta var vad New Orleans-konferensen försökte lösa.

Biologisk inspiration

Dr. Hannah Carey från University of Wisconsin anser att möjligheten till nedsänkning i viloläge inte bör sökas inom medicinen, utan i naturen.

Carey studerar vilovanorna hos landekorren, en liten allätande gnagare som strövar omkring på den nordamerikanska prärien. Från slutet av september till maj övervintrar jordekorren i underjordiska hålor och överlever stränga vintrar.

En av Careys märkliga observationer är att låga ämnesomsättningshastigheter inte varar hela vintern. Med jämna mellanrum kommer sovande djur ut ur sin torpor under en halv dag, vilket ökar deras kroppstemperatur till en normal nivå. Dock äter eller dricker djur fortfarande inte under dessa perioder.

Neuroforskare har länge försökt att sammanställa en omfattande lista över fördelarna med sömn. Forskning visar till exempel att sömn hjälper hjärnan att ta bort giftigt avfall från lymfsystemet och låter hjärnans synapser "starta om". Om viloläge i sig leder till ett tillstånd av sömnbrist, kan periodisk sömn hjälpa till med detta?

Vi vet inte än. Men Carey tror att resultaten av djurstudier visar att i sökandet efter mänsklig dvala kommer studier av naturliga vilolägens biologi att ge fler resultat än att tillämpa medicinsk praxis baserad på hypotermi, det vill säga hypotermi.

Konstgjord nedsänkning i sömnen

Medan Carey och Vyazovsky undersöker hur viloläge hjälper djur att hålla sig friska, tog Dr Matteo Serri vid universitetet i Bologna i Italien en något annorlunda väg: hur man på konstgjord väg framkallar domningar hos djur som inte går i viloläge?

Svaret kan ligga i en liten grupp nervceller i hjärnregionen raphe pallidus. Eftersom ämnesomsättningen saktar ner dramatiskt under viloläge, kommer hormonella mekanismer och hjärnmekanismer sannolikt att utlösa denna process.

Redan 2013 var hans team av forskare en av de första som satte råttor i viloläge. Vanligtvis sover dessa djur inte på vintern. De injicerades med en kemikalie i raphe pallidus för att hämma neuronal aktivitet. Dessa neuroner är vanligtvis involverade i "termoregulatoriskt skydd mot kyla", säger Serry, vilket innebär att de utlöser biologiska reaktioner som motverkar minskningen av kroppstemperaturen.

Råttorna placerades sedan i ett mörkt, kallt rum och matades med en diet med hög fetthalt, som är känd för att minska ämnesomsättningen.

Att stänga av de skyddande neuronerna i sex timmar ledde till en kraftig temperatursänkning i råttornas hjärnor. Deras hjärtfrekvens och blodtryck saktade också ner och sjönk. Så småningom började mönstret av hjärnvågor att likna mönstret för vågorna av djur i ett tillstånd av naturlig dvala.

Det mest intressanta var att när forskarna stoppade "behandlingen" återhämtade sig råttorna - redan nästa dag visade de inga tecken på onormalt beteende.

Tidigare försök att framkalla torpor hos djur som inte går i dvala har misslyckats, men denna studie visade att hämning av neuroner i raphe pallidus är avgörande för att inducera ett torporliknande tillstånd.

Om dessa resultat bekräftas av exemplet med större däggdjur, kommer det att vara vettigt att gå vidare till viloläge hos människor. Serri och andra arbetar med att ytterligare analysera hjärnans kontroll över domningar och hur man hackar den för att försätta hjärnan i viloläge.

Vad kommer härnäst?

Nedsänkningen av en person i ett tillstånd av viloläge, viloläge, suspenderad animation - kalla det vad du vill - är fortfarande långt ifrån verkligheten. Men forskningsresultat avslöjar gradvis molekylära och neuronala faktorer som i teorin skulle kunna ge oss ett djupfryst tillstånd.