人間は冬眠の力を活用できますか？

冬の間、時間が遅くなります。 Netflixで何時間も丸まったり、半日寝たり、不健康な時間室内にいることがあります。 そうしている間、不思議に思うかもしれません：なぜただ外に出て、不快をスキップし、暖かく居心地の良い巣穴で冬全体を無意識に過ごすのですか？

宇宙旅行を延長するために人間を準備することを望む研究者たちも同じ考えを持っています。 彼らは知りたがっている：なぜ人間は冬眠しないのか、そして将来彼らができるのか？

この質問に答えるには、まず冬眠とは何かを正確に理解する必要があります。 私たちが知っていることは次のとおりです。冬眠とは、動物が長時間活動しない状態になることです。 多くの場合、要素や捕食動物から身を隠して、動物の代謝は通常の速度の4分の1未満に低下します。 これにより、クリーチャーの体が冷却され、一度に最大数か月間、心拍数が1分間に数回まで低下します。

「彼らはパイロットの光を本当に消します」と、アラスカ大学フェアバンクス大学の神経薬理学者で、北極圏の冬眠中のリスの脳を研究しているケリー・ドリューは言います。 冬眠はしばしば、過酷な条件、短い日数、またはより低い温度によって刺激され、動物が脂肪を蓄え始めたり、冬眠の準備を始めたりします。 その後、クリーチャーは、適切な信号（光または温度）を取得して休眠状態から攪拌するまで、この非アクティブ期間に留まります。

しかし、この強力な適応を取り巻く多くの誤解があります。 たとえば、冬眠は深い眠りに似ていますが、睡眠とはまったく関係がないと考えられています。 実際、動物が目覚めた後、実際に動物に睡眠不足を残すことがあります、とドリューは言います。 「冬眠は本当に省エネです」と彼女は言います。 「これはリソースの制限への適応です。」 鳥の渡りのように、冬眠は動物が極端な苦難の期間を乗り切ることができるように進化しました。

「一部の動物は去り、一部の動物は冬眠し、一部の動物はそれと共に生きます」とドリューは言います。 （これは動物園の動物が冬眠しない理由を説明します。豊富な食物、水、避難所を持つ生物はプロセスを受ける必要がありません。）

別の理由として、冬眠は冬に関連すると考えられます。冬は熊、リス、グラウンドホッグなどの動物が数ヶ月間チェックアウトする時期です。 しかし、冬眠は寒冷な行動だけではありません、とドリューは言います。 爬虫類、両生類の昆虫、さらにはマダガスカルの太い尾のキツネザルなどの数頭の哺乳類でさえ、地下で冷やして干ばつや極端な気温の期間を避けるために、温和な冬眠を実践します。

しかし、研究者は冬眠がどのように進化したかを理解していますが、驚くべきことに、実際のプロセスが体内で起こることについてほとんど知りません。 これまでのところ、科学者たちは、たとえば冬眠動物にユニークな遺伝子を発見していません。 さらに、一部の動物では冬眠のプロセスを可能にし、他の動物ではできません-たとえば人間のように、これらの既存の遺伝子を正確に制御しているものを誰も知りません。

「冬眠するためにどの遺伝子発現が必要かさえわからない」とドリューは言う。

この謎は、人間が火星への最初の有人ミッションを試みるにつれて、より緊急になりました。 「ディープスリープ」のアイデアは、かつてエイリアンや現在の乗客のような深宇宙SF映画の範囲内にありましたが、人間の宇宙飛行士が他の人に1か月またはさらに1年の旅をすることを確実にしたい科学者にとって、今では本当の可能性です惑星。 それらの科学者の一人は、宇宙飛行のために人間を冬眠状態にするためにNASAが資金提供するプロジェクトでSpaceworks Enterprisesと呼ばれる会社と相談しているドリューです。

ドリューによると、人間の自然な冬眠の既知の例はありません。 しかし、彼女は、1世紀前のロシアの農民が6か月間1日1回だけ覚醒して厳しい冬に耐える「lotska」の実践を含む、彼女の研究における冬眠のような経験についての逸話を聞いたことがあります。パンとエール。 ハーバード大学の心臓病専門医であるハーバート・ベンソンは、特定の瞑想法によって代謝を64パーセント低下させることができた仏教僧も記録しています。

ただし、現在、Spaceworksは、医療ですでに使用されている技術、すなわち低体温療法を検討しています。 70年以上前に医学的に初めて使用されたこの手法では、人の体を水の凝固点（華氏32度）近くまで冷却して、細胞機能と脳機能を低下させます。 この技術は、通常、心臓発作や心臓移植などの手術の後、酸素や血液の不足による損傷から患者の組織を保護できます。 （注：これは、科学的裏付けがほとんどなく、数人の死亡に関連している凍結療法の傾向と混同しないでください。）

通常、低体温療法は1〜2日間使用されますが、Spaceworksの社長ジョン・ブラッドフォードは、中国の女性は脳が外傷から回復するために2週間冷やされたと述べています。 彼女は完全に回復し、日常生活に戻った。 しかし、その長さ以上の治療的低体温療法の他の使用は記録されていないため、この技術を安全に使用できる期間は不明です。

ブラッドフォードは、火星への大規模な旅行のためのスペースとリソースを節約するために、低体温療法に似た体と脳冷却技術を使用して、数週間の冬眠の段階に人々を入れることを想定しています。 「それは思ったより現実に近いですが、まだ多くの質問と、発生する必要のある多くの開発があります」とブラッドフォードは12月にこのプロジェクトについてポピュラーサイエンスに語った。

それでも、克服すべきいくつかのハードルがまだある、とドリューは指摘します。 休止状態は、単に代謝のノブを回すだけの問題ではありません。 他の多くの関連する適応が含まれます。 これらの中で最も重要なのは廃棄物管理です。 冬眠中の動物は、冬眠中に排尿と排便を本質的に止めることができる、とドリューは言う。 残念ながら、人間はこれを行うことができませんが、ドリューは直腸カテーテルを使用するなどの提案を聞いています。

そして、うんちの問題を理解したとしても、他の課題があります。 華氏37度以下の体温は、人間の消化管を破壊する傾向があり、痛みを引き起こす可能性があります。 寒い気候は免疫系を抑制し、感染症にかかりやすくします。 人間は単に冬眠を目的としていないことが判明するかもしれません。

科学的ではない側面では、問題の人間は冬眠に同意する必要があります。これは魅力的な選択肢ではないかもしれません。 冬眠の脆弱な状態に自分自身を入れて、あなたの人生の数週間または数ヶ月を逃すことは、多くの人々が選ぶのをためらうかもしれません。 ブラッドフォードは、宇宙飛行士のバズ・アルドリンが会議のプレゼンテーションで冬眠のアイデアに反対したとインバース誌に語りました。彼はそこでの旅を逃したくないからです。

しかし、ブラッドフォードは、実際的な懸念が最終的に勝つと考えています。 「それが火星に行くことができるかどうかの違いを意味する場合、誰もがそれを行うと思います。」とブラッドフォードは言います。

科学者が宇宙飛行中に人間が冬眠することを可能にできれば、それは確かに大きな成果になるでしょう。 しかし、おそらく冬眠について最も驚くべきことは、人間が何千年もの間、北極やツンドラのような厳しい環境で、冬眠なしで生き残ることを学んだことです。 北極圏のコミュニティは、食生活の適応からイグルーの作成、動物の皮の着用にいたるまで、冬の休眠状態に陥ることができないことを十分に補っています。 したがって、クマとドアマウスに驚嘆するかもしれませんが、クレジットも与えてください。

スミソニアンに尋ねる番です。