Talvella aika hidastuu. Saatat joutua käpristymään Netflix-laitteesi kanssa tuntikausia, nukkumaan puolet päivästä tai pysymään sisätiloissa epäterveellisinä ajanjaksoina. Kun teet niin, saatat ihmetellä: miksi et vain mennä ulos, ohittaa epämiellyttävyys ja viettää koko talvi tajuttomana lämpimässä, viihtyisässä urossa?
Tutkijat, jotka toivovat valmistelevansa ihmisiä laajennettuun avaruusmatkaan, ovat samaa mieltä. He haluavat tietää: Miksi ihmiset eivät hiberneeru - ja voisiko he tulevaisuudessa?
Kysymykseen vastaamiseksi meidän on ensin ymmärrettävä tarkalleen, mikä on lepotila. Tässä on mitä me tiedämme: horrostila on, kun eläin menee pitkään käyttämättömään tilaan. Piiloutuen itsensä usein alkuaineista ja petoeläimistä eläimen aineenvaihdunta hidastuu alle neljännekseen normaalista nopeudesta. Tämä jäähdyttää olennon vartaloa ja hidastaa hänen sykettä vain muutaman kerran minuutissa, jopa kuukausiksi kerrallaan.
"Ne kääntävät pilottivalon todella pois", sanoo Alaskan yliopiston Fairbanksin yliopiston neurofarmakologi Kelly Drew, joka tutkii arktisen maan oravien talvehtimisen aivoja. Hibernaatiota stimuloivat usein ankarat olosuhteet, lyhyemmät päivät tai kylmemmät lämpötilat, jotka ajavat eläimen aloittamaan rasvan lisääminen ja muuten valmistautuminen lepotilaan. Sitten olento pysyy tässä toimimattomuuden jaksossa, kunnes se saa oikean signaalin - valon tai lämpötilan - sekoittaakseen sen torporista.
Silti monet väärinkäsitykset ympäröivät tätä voimakasta sopeutumista. Toisaalta, vaikka lepotila muistuttaa syvää unta, sen ei ajatella olevan yhteydessä uneen. Itse asiassa se voi tosiasiassa jättää eläimiä nukkumavelan sen jälkeen, kun he heräävät siitä, Drew sanoo. "Hibernation on todella energiansäästöä", hän sanoo. "Se on mukauttaminen resurssien rajoittamiseen." Aivan kuten lintujen muuttoliike, hibernaatio kehittyi niin, että eläimet saivat sen aikaan äärimmäisissä vaikeuksissa.
"Jotkut eläimet lähtevät, jotkut elävät hibernaation ja jotkut elävät vain elävät sen mukana", Drew sanoo. (Tämä selittää sen, miksi eläintarhoissa olevat eläimet eivät hibernoidu: olento, jolla on runsaasti ruokaa, vettä ja suojaa, ei tarvitse käydä läpi prosessia.)
Toisaalta ajattelemme yleensä, että lepotila liittyy talveen, jolloin eläimet, kuten karhut, oravat ja pohjaiset, tarkistavat useita kuukausia. Mutta lepotila ei ole yksinomaan kylmän sään käyttäytymistä, Drew sanoo. Matelijat, sammakkoeläimet, hyönteiset ja jopa muutamat nisäkkäät, kuten Madagaskarin rasvapään kääpiö lemuri, harjoittavat lämpimän säällä talvehtimista, jota kutsutaan tuhoamiseksi, jotta vältetään kuivuus ja äärimmäiset lämpötilat jäähdyttämällä maanalaista.
Vaikka tutkijat ymmärtävät, kuinka lepotila olisi voinut kehittyä, yllättävän vähän on tietoa todellisesta prosessista, joka tapahtuu kehossa. Toistaiseksi tutkijat eivät ole löytäneet mitään ainutlaatuisia geenejä esimerkiksi hibernoloivissa eläimissä. Lisäksi kukaan ei tiedä, mitä tarkalleen säätelee näitä olemassa olevia geenejä hibernaatioprosessin sallimiseksi joillekin eläimille, ei toisille - kuten esimerkiksi ihmisille.
"Emme edes tiedä, mikä geeniekspressio on välttämätöntä lepotilaan", Drew sanoo.
Jim Preston herättää matkustajan lepotilasta elokuvassa "Matkustajat". Elokuvassa ihmiset hibernoivat selviytyäkseen 120-vuotisesta matkasta toiselle planeetalle. (Columbia-kuvat) Tämä mysteeri on juuri tullut kiireellisemmäksi, kun ihmiset yrittävät ensimmäistä miehitettyä matkaa Marsiin. Ajatus "syvästä unesta" - Alienin ja nykyään matkustajien kaltaisten syväavaruus sci-fi -elokuvien katselusta - on nyt todellinen mahdollisuus tutkijoille, jotka haluavat varmistaa, että ihmisen astronautit selviävät kuukausien tai jopa vuosien pituisten matkojen aikana muihin planeetat. Yksi näistä tutkijoista on Drew, joka neuvottelee Spaceworks Enterprises -nimisen yrityksen kanssa NASA: n rahoittamassa projektissa ihmisten hibernation aikaansaamiseksi avaruuslennoille.
Drew: n mukaan ihmisen luonnollisesta lepotilasta ei ole tiedossa. Mutta hän on kuullut tutkimuksissaan anekdooteja lepotilan kaltaisista kokemuksista, mukaan lukien "Lotkan" käytännöstä, jossa venäläiset talonpojat vuosisata sitten kestäisivät kovan talven herättämällä vain kerran päivässä kuuden kuukauden ajan kuluttaakseen pienen määrän leipä ja ale. Harvardin yliopiston kardiologi Herbert Benson on myös kroonistanut buddhalaisia munkkeja, jotka pystyivät laskemaan aineenvaihduntaaan 64 prosentilla tietyillä meditaatiotekniikoilla.
Spaceworks tutkii kuitenkin tällä hetkellä lääketieteessä jo käytettyjä tekniikoita, nimittäin terapeuttista hypotermiaa. Ensimmäistä kertaa lääketieteellisesti yli 70 vuotta sitten käytettyyn tekniikkaan sisältyy ihmisen ruumiin jäähdyttäminen lähellä veden jäätymispistettä (32 astetta F) hidastamaan solujen ja aivojen toimintaa. Tämä tekniikka voi suojata potilaan kudoksia hapen tai veren puutteen aiheuttamilta vaurioilta, yleensä sydänkohtauksen tai leikkauksen, kuten sydämensiirron jälkeen. (Huomaa: tätä ei pidä sekoittaa kryoterapian kehitykseen, jolla on vain vähän tieteellistä tukea ja joka on liitetty useisiin kuolemiin.)
Vaikka terapeuttista hypotermiaa käytetään yleensä päivän tai kahden ajanjakson ajan, Spaceworksin presidentti John Bradford toteaa, että kiinalaista naista pidettiin jäähdytettynä kahden viikon ajan, jotta hänen aivonsa parantuisivat traumaattisesta vammasta. Hän toipui täysin ja palasi päivittäiseen elämäänsä. Mikään muu terapeuttisen hypotermian käyttö niin pitkään tai pidempään ei ole kuitenkaan rekisteröity, joten on edelleen epäselvää, kuinka kauan tekniikkaa voidaan käyttää turvallisesti.
Bradford harkitsee ihmisten asettamista viikon mittaisiin horrostiloihin käyttämällä kehon ja aivojen jäähdytystekniikoita, jotka ovat samanlaisia kuin terapeuttinen hypotermia, säästääksesi tilaa ja resursseja laajamittaisille matkoille Marsiin. "Se on lähempänä todellisuutta kuin miltä se kuulostaa, mutta siellä on vielä paljon kysymyksiä ja paljon kehitystä, jotka täytyy tapahtua", Bradford kertoi Popular Sciencelle projektista joulukuussa.
Silti on vielä useita esteitä ylitettäväksi, Drew huomauttaa. Lepotila ei ole pelkästään metabolian nupin kääntämistä; se sisältää joukon muita siihen liittyviä mukautuksia. Näistä tärkein on jätehuolto. Dber kertoo, että hibernaatit eläimet pystyvät keskeyttämään virtsaamisen ja ulostamisen hibernaation aikana, joskus imeytymisprosessin avulla ravintoaineiden säilyttämiseksi. Valitettavasti ihmiset eivät voi tehdä tätä, vaikka Drew on kuullut ehdotuksista, kuten esimerkiksi peräsuolen katetrien käytöstä.
Ja vaikka selvitämme poo-ongelman, on muita haasteita. Kehon lämpötiloilla alle 37 Fahrenheit-astetta on taipumus hajottaa ihmisen ruuansulatuksia ja saattaa aiheuttaa kipua. Kylmä lämpötila voi myös tukahduttaa immuunijärjestelmää, jolloin ihmiset ovat alttiimpia infektioille. Voi osoittautua, että ihmisiä ei yksinkertaisesti ollut tarkoitettu lepotilaan.
Vähemmän tieteelliseltä kannalta kyseisen ihmisen olisi suostuttava lepotilaan - mikä ei välttämättä ole houkutteleva vaihtoehto. Asettaminen itsellesi haavoittuvassa lepotilassa ja viikon tai kuukauden aikana elämästä poistuminen on asia, jota monet ihmiset voivat epäröimään valita. Bradford kertoi Inverse -lehdelle, että astronautti Buzz Aldrin vastusti konferenssiesittelyssä hibernaation ajatusta, koska hän ei haluaisi unohtaa matkaa sinne.
Bradfordin mielestä käytännölliset huolet kuitenkin lopulta voittavat. "Jos se tarkoittaa eroa mahdollisuuden välillä mennä Marsille, ei", Bradford sanoo, "uskon, että kaikki tekevät sen."
Jos tutkijat voivat antaa ihmisille mahdollisuuden hibernatoida avaruuslennon aikana, se on varmasti suuri saavutus. Mutta ehkä kaikkein hämmästyttävä asia lepotilassa on se, että ihmiset ovat oppineet selviytymään ilman sitä - niin ankarissa ympäristöissä kuin arktinen alue ja tundra - vuosituhansien ajan. Arktisen alueen yhteisöt ovat ruokavalion mukauttamisesta iglujen rakentamiseen eläinnahkojen käyttämiseen enemmän kuin kompensoineet kyvyttömyytemme päästä talvipitkiseen tuulenpitoon. Joten vaikka voimme ihmetellä karhuja ja asuntoja, antakaa meille myös kunniaa.
