Tidak ada film tentang perjalanan antarbintang yang lengkap tanpa tidur nyenyak. “Prometheus”, “Penumpang”, di mana-mana kita melihat bagaimana karakter utama terbangun di kabin hibernasi, memulai kembali fisiologi rapuh mereka dari keadaan lama fosil yang tidak bergerak - seringkali dengan letusan cairan lambung, yaitu hanya muntah. Proses brutal ini tampaknya masuk akal. Bagaimanapun, manusia tidak secara alami berhibernasi. Tetapi sekelompok kecil ilmuwan mencoba mengatasi alam dan menempatkan seseorang ke dalam hibernasi buatan. Jika berhasil, mereka dapat menunda penuaan, menyembuhkan penyakit yang mengancam jiwa, dan membawa kita ke Mars dan sekitarnya.
Minggu lalu, sekelompok ahli berkumpul di New Orleans untuk mempelajari kemungkinan membenamkan manusia dalam hibernasi "sintetis", atau hibernasi buatan. Ilmuwan belajar dari alam, mencoba memahami faktor-faktor yang menyebabkan hibernasi dan kebangkitan kembali pada hewan.
Misteri hibernasi
Apa yang lebih baik untuk mengatasi rentang hidup yang panjang dalam kondisi yang akan segera terjadi dan kekurangan makanan daripada jatuh ke dalam ketidaksadaran yang dalam? Sebagian besar dunia hewan memasuki masa hibernasi: beruang, tupai, landak. Bahkan sepupu primata kita, lemur ekor gemuk, menurunkan tingkat metabolisme mereka saat persediaan makanan berkurang.
Bagaimana dengan kita? Meskipun sayangnya kita tidak berhibernasi, beberapa "keajaiban" menunjukkan bahwa pembekuan dalam secara metabolik dapat membantu menjaga tubuh kita yang rusak untuk masa depan.
Pada tahun 1999, ahli radiologi Anna Bagenholm jatuh melalui es saat bermain ski di Norwegia. Pada saat dia diselamatkan, dia telah berada di bawah es selama lebih dari 80 menit. Secara keseluruhan, secara klinis dia sudah meninggal - tidak ada nafas, tidak ada denyut nadi. Suhu tubuhnya turun menjadi 13,7 derajat Celcius yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Namun, ketika dokter memanaskan darahnya secara bertahap, tubuhnya perlahan sembuh. Keesokan harinya, jantung di-restart. Dua belas hari kemudian, dia membuka matanya. Dia akhirnya sembuh total.
Video promosi:
Kasus Bagenholm hanyalah satu petunjuk bahwa manusia memiliki kemampuan untuk pulih dari keadaan metabolisme yang sangat tertekan. Selama bertahun-tahun, dokter telah menggunakan hipotermia terapeutik, menurunkan suhu tubuh beberapa derajat selama beberapa hari, untuk membantu pasien mengatasi cedera otak atau epilepsi yang tertunda.
Pendinginan cepat membantu melestarikan jaringan yang telah terputus dari suplai darah, sehingga membutuhkan lebih sedikit oksigen untuk berfungsi. Di China, eksperimen membuat orang membeku hingga dua minggu.
Janji hipotermia terapeutik begitu besar sehingga pada 2014 NASA bermitra dengan SpaceWorks yang berbasis di Atlanta dan menyediakan dana awal untuk hibernator perjalanan luar angkasa untuk misi ke Mars.
Meskipun perjalanan luar angkasa hanya berlangsung beberapa bulan, menempatkan astronot dalam keadaan tidak aktif dapat secara drastis mengurangi jumlah makanan yang dibutuhkan dan ukuran habitat. Tertidur juga dapat mencegah efek samping yang serius dari gravitasi rendah, seperti perubahan aliran cairan serebrospinal, yang dapat berdampak negatif pada penglihatan. Stimulasi otot langsung, berkat hibernasi cradle, dapat mencegah hilangnya otot dalam kondisi gravitasi nol, dan keadaan tidak sadar yang dalam berpotensi meminimalkan masalah psikologis seperti kebosanan dan kesepian.
Proyek ini telah memasuki tahap pembiayaan kedua, tetapi masih banyak pertanyaan yang muncul. Salah satunya dikaitkan dengan fakta bahwa hipotermia berkepanjangan memiliki efek buruk pada kesehatan: pembekuan darah, pendarahan, infeksi, gagal hati mungkin muncul. Pada pesawat luar angkasa tanpa perangkat medis canggih, komplikasi tersebut bisa berakibat fatal.
Masalah lainnya adalah kita tidak sepenuhnya memahami apa yang terjadi pada hewan saat ia masuk ke dalam hibernasi. Inilah yang coba dipecahkan oleh konferensi New Orleans.
Inspirasi biologis
Dr. Hannah Carey dari University of Wisconsin percaya bahwa kemungkinan hibernasi pada orang harus dicari bukan dalam pengobatan, tetapi di alam.
Carey mempelajari kebiasaan hibernasi tupai tanah, hewan pengerat omnivora kecil yang berkeliaran di padang rumput Amerika Utara. Dari akhir September hingga Mei, tupai tanah berhibernasi di liang bawah tanah, bertahan dari musim dingin yang parah.
Salah satu pengamatan aneh yang dilakukan oleh Carey adalah bahwa tingkat metabolisme yang rendah tidak berlangsung sepanjang musim dingin. Hewan yang tidur secara berkala keluar dari keadaan mati suri selama setengah hari, menaikkan suhu tubuhnya ke tingkat normal. Namun, hewan tetap tidak makan atau minum selama periode ini.
Ahli saraf telah lama berusaha menyusun daftar komprehensif tentang manfaat tidur. Misalnya, penelitian menunjukkan bahwa tidur membantu otak membersihkan produk limbah beracun dalam sistem limfatik dan memungkinkan sinapsis otak untuk "reboot". Jika hibernasi itu sendiri menyebabkan keadaan kurang tidur, dapatkah tertidur secara berkala membantu mengatasi hal ini?
Kami belum tahu. Tetapi Carey percaya bahwa hasil penelitian pada hewan menunjukkan bahwa dalam pencarian hibernasi manusia, mempelajari biologi hibernator alami akan menghasilkan lebih banyak hasil daripada menerapkan praktik medis berdasarkan hipotermia, yaitu hipotermia.
Tidur buatan
Sementara Carey dan Vyazovsky mengeksplorasi bagaimana hibernasi membantu hewan tetap sehat, Dr. Matteo Serri dari Universitas Bologna di Italia mengambil jalan yang sedikit berbeda: bagaimana cara menyebabkan mati rasa secara artifisial pada hewan yang tidak hibernasi?
Jawabannya mungkin terletak pada sekelompok kecil neuron di wilayah otak raphe pallidus. Karena metabolisme melambat secara dramatis selama hibernasi, mekanisme hormonal dan otak cenderung memicu proses ini.
Pada tahun 2013, tim ilmuwannya adalah salah satu yang pertama menempatkan tikus ke dalam hibernasi. Biasanya hewan ini tidak tidur di musim dingin. Mereka disuntik dengan bahan kimia ke dalam raphe pallidus untuk menghambat aktivitas saraf. Neuron ini biasanya terlibat dalam "perlindungan termoregulasi dari dingin," kata Serry, yaitu, mereka memicu respons biologis yang melawan penurunan suhu tubuh.
Tikus tersebut kemudian ditempatkan di ruangan yang gelap dan dingin dan diberi makan makanan tinggi lemak, yang diketahui dapat menurunkan laju metabolisme.
Mematikan neuron pertahanan selama enam jam menyebabkan penurunan suhu yang tajam di otak tikus. Detak jantung dan tekanan darah mereka juga melambat dan menurun. Akhirnya pola gelombang otak mulai menyerupai pola hewan dalam keadaan hibernasi alami.
Hal yang paling menarik adalah ketika para ilmuwan menghentikan "pengobatan", tikus-tikus itu pulih - keesokan harinya mereka tidak menunjukkan tanda-tanda perilaku abnormal.
Upaya sebelumnya untuk menginduksi mati suri pada hewan yang tidak hibernasi telah gagal, tetapi penelitian ini menunjukkan bahwa penghambatan neuron pada raphe pallidus sangat penting untuk menginduksi keadaan seperti mati suri.
Jika hasil ini dikonfirmasi oleh contoh mamalia yang lebih besar, masuk akal untuk beralih ke hibernasi pada manusia. Serri dan yang lainnya sedang bekerja untuk menganalisis lebih lanjut kendali otak atas mati rasa dan cara meretasnya untuk membuat otak hibernasi.
Apa berikutnya?
Perendaman seseorang dalam keadaan hibernasi, hibernasi, mati suri - sebut saja apa yang Anda inginkan - masih jauh dari kenyataan. Tetapi hasil penelitian secara bertahap mengungkapkan faktor molekuler dan neuronal yang dapat, secara teori, memberi kita keadaan deep freeze.
Ilya Khel
