אנביוזיס: טכנולוגיה של הקפאה עמוקה של אנשים

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

בשבוע שעבר התכנסה קבוצת מומחים בניו אורלינס כדי לחקור את האפשרות לטבול בני אדם בתרדמה "סינטטית", או תרדמה מלאכותית. מדענים לומדים מהטבע על ידי ניסיון להבין את הגורמים המובילים לתרדמת חורף ולהתעוררות מחדש אצל בעלי חיים.

אף סרט על נסיעות בין כוכביות אינו שלם ללא שינה עמוקה. "פרומתאוס", "נוסעים", בכל מקום אנו רואים כיצד הדמויות הראשיות מתעוררות בבקתות תרדמה, מתחילות מחדש את הפיזיולוגיה השברירית שלהן ממצב ארוך של מאובן חסר תנועה - לעתים קרובות עם התפרצות של נוזלי קיבה, כלומר פשוט הקאות. נראה שהתהליך האכזרי הזה הגיוני. אחרי הכל, בני אדם אינם עוברים תרדמה באופן טבעי. אבל קבוצה קטנה של מדענים מנסה להתגבר על הטבע ולהכניס בני אדם לתרדמה מלאכותית. אם יצליחו, הם יכולים לעכב את ההזדקנות, לרפא מחלות מסכנות חיים, ולהוביל אותנו למאדים ומעבר לו.

בשבוע שעבר התכנסה קבוצת מומחים בניו אורלינס כדי לחקור את האפשרות לטבול בני אדם בתרדמה "סינטטית", או תרדמה מלאכותית. מדענים לומדים מהטבע על ידי ניסיון להבין את הגורמים המובילים לתרדמת חורף ולהתעוררות מחדש אצל בעלי חיים.

תעלומת התרדמה

מה יכול להיות טוב יותר להתגבר על פרקי חיים ארוכים בתנאים של קור מאיים וחוסר מזון מאשר לצלול לתוך חוסר הכרה עמוק? רוב עולם החי נכנס לתרדמה: דובים, סנאים, קיפודים. אפילו בני הדודים הפרימטים שלנו, הלמור בעל הזנב השמן, צונחים בקצב חילוף החומרים שלהם כאשר מלאי המזון מתדלדל.

מה איתנו? למרות שלמרבה הצער אנחנו לא נמצאים בתרדמת חורף, כמה "ניסים" מצביעים על כך שהקפאה עמוקה מטבולית עשויה לעזור לשמר את גופנו הפגוע לעתיד.

בשנת 1999 נפלה הרדיולוג אנה באגנהולם דרך הקרח בזמן סקי בנורבגיה. עד שחולצה, היא הייתה מתחת לקרח יותר מ-80 דקות. לכל הדעות, מבחינה קלינית היא מתה - ללא נשימה, ללא דופק. טמפרטורת הגוף שלה ירדה לרמה חסרת תקדים של 13.7 מעלות צלזיוס.

עם זאת, כשהרופאים חיממו בהדרגה את דמה, גופה החלים לאט. למחרת, הלב הופעל מחדש. 12 ימים לאחר מכן, היא פקחה את עיניה. בסופו של דבר היא התאוששה לחלוטין.

המקרה של באגנהולם הוא רק רמז אחד לכך שלבני אדם יש את היכולת להתאושש ממצבים מטבוליים מדוכאים חמורים. במשך שנים, רופאים השתמשו בהיפותרמיה טיפולית, הורדת טמפרטורת הגוף בכמה מעלות במשך מספר ימים, כדי לעזור לחולים להתמודד עם פגיעה מוחית או אפילפסיה מאוחרת.

קירור מהיר עוזר לשמר רקמות שנותקו מאספקת הדם, כך שהן דורשות פחות חמצן כדי לתפקד. בסין, ניסויים החזיקו אנשים קפואים עד שבועיים.

ההבטחה להיפותרמיה טיפולית היא כל כך גדולה שבשנת 2014 נאס א שיתפה פעולה עם SpaceWorks שבסיסה באטלנטה וסיפקה מימון מראש עבור מצב שינה לחלל למשימה למאדים.

למרות שטיסה לחלל נמשכת רק כמה חודשים, העמדת אסטרונאוטים במצב לא פעיל יכולה להפחית מאוד את כמות המזון הדרושה ואת גודל בית הגידול. הירדמות יכולה גם למנוע תופעות לוואי חמורות כתוצאה מכוח הכבידה הנמוך, כגון שינויים בזרימת נוזל המוח השדרה, שעלולים להשפיע לרעה על הראייה.גירוי שרירים ישיר, באדיבות עריסת התרדמה, יכול למנוע אובדן שרירים בתנאי אפס כבידה, ומצב עמוק של חוסר הכרה עלול למזער בעיות פסיכולוגיות כמו שעמום ובדידות.

הפרויקט נכנס לשלב השני של המימון, אך נותרו לו שאלות רבות. אחד מהם קשור לעובדה שלהיפותרמיה ממושכת יש השפעה נוראית על הבריאות: עלולים להופיע קרישי דם, דימום, זיהום, אי ספיקת כבד. בחללית ללא מכשירים רפואיים מתוחכמים, סיבוכים אלו עלולים להיות קטלניים.

בעיה נוספת היא שאנחנו לא לגמרי מבינים מה קורה לבעל החיים כשהיא נכנסת לתרדמת חורף. זה מה שוועידת ניו אורלינס ניסתה לפתור.

השראה ביולוגית

ד ר האנה קארי מאוניברסיטת ויסקונסין מאמינה שיש לחפש את האפשרות של טבילה בתרדמת חורף לא ברפואה, אלא בטבע.

קארי חוקר את הרגלי התרדמה של סנאי היבשה, מכרסם אוכל-כל קטן שמסתובב בערבות צפון אמריקה. מסוף ספטמבר עד מאי, הסנאי הקרקעי מתרדם במחילות תת-קרקעיות, ושורד חורפים קשים.

אחת התצפיות המוזרות של קארי היא שקצב חילוף חומרים נמוך לא נמשך כל החורף. מעת לעת, בעלי חיים ישנים יוצאים מבעייתם למשך חצי יום, ומגבירים את טמפרטורת גופם לרמה נורמלית. עם זאת, בעלי חיים עדיין לא אוכלים או שותים בתקופות אלה.

מדעני מוח ביקשו זה מכבר להרכיב רשימה מקיפה של יתרונות השינה. לדוגמה, מחקר מראה ששינה עוזרת למוח לפנות פסולת רעילה ממערכת הלימפה ומאפשרת לסינפסות המוח "להתחיל מחדש". אם תרדמה כשלעצמה מובילה למצב של חוסר שינה, האם שינה תקופתית יכולה לעזור בכך?

אנחנו עדיין לא יודעים. אבל קארי מאמין שתוצאות מחקרים בבעלי חיים מראות שבחיפוש אחר תרדמה אנושית, חקר הביולוגיה של חולי תרדמה טבעיים יניב יותר תוצאות מאשר יישום שיטות רפואיות המבוססות על היפותרמיה, כלומר היפותרמיה.

טבילה מלאכותית בשינה

בזמן שקארי וויאזובסקי בודקים כיצד שינה תרדמה עוזרת לבעלי חיים להישאר בריאים, ד ר מתאו סרי מאוניברסיטת בולוניה באיטליה נקט בדרך מעט שונה: כיצד לגרום לחוסר תחושה באופן מלאכותי בבעלי חיים שאינם מתנהלים בתרדמה?

ייתכן שהתשובה טמונה בקבוצה קטנה של נוירונים באזור המוח raphe pallidus. מכיוון שחילוף החומרים מאט באופן דרמטי במהלך תרדמת החורף, מנגנונים הורמונליים ומנגנונים סבירים שיגרמו לתהליך זה.

עוד ב-2013, צוות המדענים שלו היה מהראשונים שהכניסו חולדות לתרדמה. בדרך כלל בעלי חיים אלו אינם ישנים בחורף. הם הוזרקו חומר כימי ל-raphe pallidus כדי לעכב את הפעילות העצבית. נוירונים אלה מעורבים בדרך כלל ב"הגנה תרמו-רגולטורית מפני קור", אומר סרי, מה שאומר שהם מעוררים תגובות ביולוגיות המונעות את הירידה בטמפרטורת הגוף.

לאחר מכן הונחו החולדות בחדר חשוך וקר והוזנו בתזונה עשירה בשומן, הידועה כמפחיתה את קצב חילוף החומרים.

כיבוי הנוירונים המגנים למשך שש שעות הוביל לירידה חדה בטמפרטורה במוחן של החולדות. גם קצב הלב ולחץ הדם שלהם הואטו וירדו. בסופו של דבר, דפוס גלי המוח החל להידמות לתבנית גלי החיות במצב של תרדמה טבעית.

הדבר המעניין ביותר היה שכשהמדענים הפסיקו את ה"טיפול", החולדות התאוששו - כבר למחרת לא הראו סימנים להתנהגות חריגה.

ניסיונות קודמים לעורר עצבנות בבעלי חיים שאינם נמצאים בתרדמת חורף נכשלו, אך מחקר זה הראה שעיכוב של נוירונים ב-raphe pallidus חיוני להשראת מצב דמוי פיתול.

אם תוצאות אלו יאוששו בדוגמה של יונקים גדולים יותר, יהיה הגיוני לעבור לתרדמת חורף בבני אדם. סרי ואחרים פועלים לניתוח נוסף של השליטה של המוח על חוסר תחושה וכיצד לפרוץ אותו כדי להכניס את המוח למצב שינה.

מה הלאה?

הטבילה של אדם במצב של תרדמה, תרדמה, הנפשה מושעה – תקראו לזה מה שאתם רוצים – עדיין רחוקה מהמציאות. אבל תוצאות המחקר חושפות בהדרגה גורמים מולקולריים ונוירונים שיכולים, בתיאוריה, לספק לנו מצב של הקפאה עמוקה.