"Добрих снів і до зустрічі на Червоній планеті": вчені винайшли спосіб доставки астронавтів на Марс

Йдеться про вплив ультразвуком на певну частину мозку

Незважаючи на те, що вчені знайшли матеріал для будівництва будинків на Марсі, питання доставки землян на Червону планету поки що залишається відкритим – адже подорож обіцяє бути досить довгою. Тим не менш, і для нього, можливо, в найближчому майбутньому знайдеться оригінальне рішення.

Йдеться, зокрема, про те, щоб вводити астронавтів, які прямують на Марс, у "зупинену анімацію" за допомогою звукових хвиль, пишуть автори статті від 25 травня у виданні Nature Metabolism.

У ній описується експеримент, в ході якого вчені впливали ультразвуком на мозок мишей і щурів, щоб ввести їх у стан, схожий на сплячку, і дослідники кажуть, що якось цю техніку можна буде використовувати для поранених людей, які перебувають у реанімації, або для астронавтів, що здійснюють далекі космічні польоти.

Перший у своєму роді метод, який працює шляхом впливу ультразвуком на область мозку, що відповідає за контроль метаболізму та температури тіла, знизив середню температуру тіла гризунів до 3,5 градусів за Цельсієм, а також уповільнив частоту серцевих скорочень та споживання кисню.

" Якщо ця технологія буде успішно продемонстрована на людях, вона буде мати значний потенціал для медичних застосувань, особливо при небезпечних для життя станах, таких як інсульт та серцеві напади. Виклик заціпеніння у цих пацієнтів може розширити вікно лікування та підвищити їх шанси на виживання", — каже провідна авторка дослідження Хонг Чен із Вашингтонського університету в Сент-Луїсі.

За її словами, коли їжі не вистачає або погода занадто холодна, деякі ссавці, птахи, комахи, земноводні та риби зберігають свою енергію, мимоволі впадаючи в стан, відомий як заціпеніння,- стан, що характеризується різко зниженим метаболізмом.

У такому "торпідному" стані температура тіла тварини і частота серцевих скорочень різко падають, а кров тече повільніше. Під час зимової сплячки (попередньо підготовленого довільного акту) тварини пов’язують численні напади заціпеніння. Вони уповільнюють частоту серцевих скорочень із сотень ударів за хвилину до кількох; дихають раз на десять хвилин і рідше; і уповільнуюють мозкову активність доти, доки вона не стане непомітною.

Глибокі фізіологічні зміни заціпеніння різко скорочують енергію, необхідну тваринам для виживання. Наразі вчені давно прагнуть з’ясувати, чи ці переваги можуть бути надані людям у критичних станах або людям, які здійснюють тривалі та самотні польоти до далеких планет.

Стан корисного для організму падіння температури тіла спостерігав головний хірург Наполеона барон де Ларрі: він прикладав лід до кінцівок перед їхньою ампутацією і помітив, що поранені вмирали швидше від тепла вогню, ніж від холоду. У наш час хірурги використовують гіпотермічні стани для збільшення виживання пацієнтів під час операцій на серці та головному мозку.

Але чи можна штучно та безпечно ввести до нього людей, які природно не впадають у заціпеніння, залишається відкритим питанням.

Щоб дослідити цю можливість, вчені, які стоять за новим дослідженням, створили переносну ультразвукову шапку, яку вони спершу приклеїли на голови мишей. Після включення пристрій направляв ультразвукові хвилі в частину мозку гризунів, так званою преоптичною областю гіпоталамуса, критично важливою областю мозку для контролю температури тіла та сну у багатьох тварин, а також для активації станів глибокого сну і заціпеніння у тварин, що зимують.

Після впливу ультразвукових імпульсів миші відразу впадали в стан, схожий на заціпеніння, при якому температура їх тіла, частота серцевих скорочень та споживання кисню різко знижувалися. Миші стали млявими та з’їдали значно менше їжі.

Повторюючи ультразвукові імпульси кожного разу, коли температура тіла мишей піднімалася вище за цільовий рівень, вчені змогли утримувати мишей у цьому стані, схожому на заціпеніння, до 24 годин, не спостерігаючи жодних ознак травм або дискомфорту. Коли ультразвуковий шолом було вимкнено, нормальна температура тіла мишей та рівень активності відновилися менш ніж за 90 хвилин.

Повторивши свій експеримент із 12 щурами, вчені побачили, що пристрій також викликав зниження температури тіла щурів, хоча й дрібніше падіння до 2 C. Це означає, пишуть автори дослідження, що шолом все ще може працювати на ссавців, які не впадають у заціпеніння природним чином, включаючи людей.

"Все ще необхідні подальші дослідження, щоб визначити безпеку і здійсненність цього підходу на людях. Ми могли б уявити собі астронавтів, які носять пристрій, схожий на шолом, призначений для націлювання на область гіпоталамуса, щоб викликати стан, подібний до заціпеніння", — пояснює Чен.

У той же час вона зазначає, що доведеться подолати багато перешкод, перш ніж ультразвукові пристрої, що викликають заціпеніння, можна буде використовувати для того, щоб виграти час лікарів під час операцій або помістити астронавтів у своєрідний анабіоз.

Нагадаємо, що інша група вчених вирішила застосувати штучний інтелект для вирішення не менш важливої проблеми – пошуку життя на Марсі.