ทำไมเราไม่ใช่โกเฟอร์: นักวิทยาศาสตร์ต้องการทำให้คนจำศีล

สัตว์หลายร้อยสายพันธุ์สามารถจำศีลได้ อัตราการเผาผลาญในสิ่งมีชีวิตลดลงสิบเท่า พวกเขากินไม่ได้และแทบจะไม่หายใจ เงื่อนไขนี้ยังคงเป็นหนึ่งในความลึกลับทางวิทยาศาสตร์ที่ใหญ่ที่สุด การแก้ปัญหาอาจนำไปสู่ความก้าวหน้าในหลาย ๆ ด้าน ตั้งแต่เนื้องอกวิทยาไปจนถึงการบินในอวกาศ นักวิทยาศาสตร์ต้องการทำให้คนจำศีล

 Lyudmila Kramarova นักวิจัยอาวุโสของ Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of Russian Academy of Sciences (Pushchino) ยอมรับว่า “ฉันทำงานในสวีเดนเป็นเวลาหนึ่งปีและไม่สามารถให้พวกโกเฟอร์หลับได้เป็นเวลาหนึ่งปี” 

ทางตะวันตกมีรายละเอียดเกี่ยวกับสิทธิของสัตว์ทดลอง – ปฏิญญาสิทธิมนุษยชนกำลังพักอยู่ แต่การทดลองเกี่ยวกับการศึกษาการจำศีลไม่สามารถทำได้ 

– คำถามคือ ทำไมพวกเขาถึงควรนอนถ้าอบอุ่นในบ้านโกเฟอร์และกินอาหารจากท้อง? โกเฟอร์ไม่ได้โง่ ที่นี่ในห้องปฏิบัติการของเรา พวกเขาจะผลอยหลับไปพร้อมกับฉันอย่างรวดเร็ว! 

Lyudmila Ivanovna ผู้ใจดีที่สุดเคาะนิ้วของเธอบนโต๊ะอย่างรุนแรงและพูดถึงโกเฟอร์ในห้องปฏิบัติการที่อาศัยอยู่ในบ้านของเธอ “ซูย่า!” เธอเรียกจากทางเข้าประตู “จ่าย-จ่าย!” – ตอบโกเฟอร์ซึ่งโดยทั่วไปไม่เชื่อง Susya คนนี้ไม่หลับเลยแม้แต่ครั้งเดียวในบ้านสามปี ในฤดูหนาว เมื่ออากาศในอพาร์ตเมนต์เย็นลงอย่างเห็นได้ชัด เขาจึงปีนเข้าไปใต้หม้อน้ำและทำให้ศีรษะอุ่นขึ้น "ทำไม?" ถาม Lyudmila Ivanovna บางทีศูนย์ควบคุมการจำศีลอาจอยู่ที่ไหนสักแห่งในสมอง? นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้ ธรรมชาติของการจำศีลเป็นหนึ่งในแผนการสำคัญในชีววิทยาสมัยใหม่ 

ตายชั่วคราว

ขอบคุณ Microsoft ภาษาของเราได้รับการเสริมด้วยคำศัพท์อื่น - การจำศีล นี่คือชื่อของโหมดที่ Windows Vista เข้าสู่คอมพิวเตอร์เพื่อลดการใช้พลังงาน ดูเหมือนว่าเครื่องจะปิดอยู่ แต่ข้อมูลทั้งหมดได้รับการบันทึกพร้อมกัน: ฉันกดปุ่ม – และทุกอย่างทำงานราวกับว่าไม่มีอะไรเกิดขึ้น สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิต สายพันธุ์ต่างๆ นับพันชนิด ตั้งแต่แบคทีเรียดึกดำบรรพ์ไปจนถึงสัตว์จำพวกลิงขั้นสูง สามารถ "ตาย" ได้ชั่วคราว ซึ่งเรียกทางวิทยาศาสตร์ว่าการจำศีล หรือภาวะ hypobiosis 

ตัวอย่างคลาสสิกคือโกเฟอร์ คุณรู้อะไรเกี่ยวกับโกเฟอร์? ปกติหนูดังกล่าวจากตระกูลกระรอก พวกเขาขุดมิงค์เอง กินหญ้า ผสมพันธุ์ เมื่อฤดูหนาวมาถึง พวกโกเฟอร์จะไปใต้ดิน นี่คือสิ่งที่น่าสนใจที่สุดจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ การจำศีลของ Gopher สามารถอยู่ได้นานถึง 8 เดือน บนพื้นผิวบางครั้งน้ำค้างแข็งถึง -50 รูแข็งตัวลงไปที่ -5 จากนั้นอุณหภูมิของแขนขาของสัตว์จะลดลงเหลือ -2 และอวัยวะภายในลดลงเหลือ -2,9 องศา อย่างไรก็ตาม ในช่วงหน้าหนาว โกเฟอร์จะนอนติดต่อกันเป็นเวลาเพียงสามสัปดาห์เท่านั้น จากนั้นมันก็ออกมาจากโหมดไฮเบอร์เนตสักสองสามชั่วโมง แล้วก็ผล็อยหลับไปอีกครั้ง โดยไม่ต้องพูดถึงรายละเอียดทางชีวเคมี สมมติว่าเขาตื่นมาเพื่อฉี่และยืดเส้นยืดสาย 

กระรอกดินที่ถูกแช่แข็งใช้ชีวิตแบบสโลว์โมชั่น: อัตราการเต้นของหัวใจลดลงจาก 200-300 เป็น 1-4 ครั้งต่อนาที หายใจเป็นจังหวะ - หายใจ 5-10 ครั้ง จากนั้นจะหายไปทั้งหมดเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมง เลือดไปเลี้ยงสมองลดลงประมาณ 90% คนธรรมดาไม่สามารถอยู่รอดได้ใกล้กับสิ่งนี้ เขาไม่สามารถแม้แต่จะกลายร่างเป็นหมี ซึ่งอุณหภูมิจะลดลงเล็กน้อยระหว่างการจำศีล – จาก 37 เป็น 34-31 องศา สามถึงห้าองศานี้น่าจะเพียงพอสำหรับเรา: ร่างกายจะต่อสู้เพื่อสิทธิ์ในการรักษาอัตราการเต้นของหัวใจ จังหวะการหายใจ และคืนอุณหภูมิร่างกายปกติเป็นเวลาหลายชั่วโมง แต่เมื่อแหล่งพลังงานหมดลง ความตายก็เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ 

มันฝรั่งมีขน

คุณรู้หรือไม่ว่าโกเฟอร์มีลักษณะอย่างไรเมื่อนอนหลับ? ถาม Zarif Amirkhanov นักวิจัยอาวุโสของ Institute of Cell Biophysics “เหมือนมันฝรั่งจากห้องใต้ดิน แข็งและเย็น มีขนยาวเท่านั้น 

ในระหว่างนี้ โกเฟอร์ดูเหมือนโกเฟอร์ – มันแทะเมล็ดพืชอย่างร่าเริง ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะจินตนาการว่าสิ่งมีชีวิตที่ร่าเริงนี้สามารถตกอยู่ในอาการมึนงงโดยไม่มีเหตุผลและใช้เวลาเกือบทั้งปีเช่นนี้ แล้ว "หลุดออกมา" อีกครั้งโดยไม่มีเหตุผลเลย 

ความลึกลับประการหนึ่งของภาวะ hypobiosis คือสัตว์มีความสามารถในการควบคุมสภาพของมันเองได้ การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิแวดล้อมไม่จำเป็นสำหรับสิ่งนี้ - ค่างจากมาดากัสการ์ตกอยู่ในโหมดไฮเบอร์เนต ปีละครั้งพวกเขาจะพบโพรงเสียบทางเข้าและเข้านอนเป็นเวลาเจ็ดเดือนลดอุณหภูมิร่างกายลงเหลือ +10 องศา และบนถนนในเวลาเดียวกันทั้งหมดเหมือนกัน +30 กระรอกดินบางตัวเช่น Turkestan สามารถจำศีลในความร้อนได้ อุณหภูมิโดยรอบไม่มากนัก แต่การเผาผลาญภายใน: อัตราการเผาผลาญลดลง 60-70% 

“คุณเข้าใจแล้ว นี่เป็นสภาวะของร่างกายที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง” ซารีฟกล่าว – อุณหภูมิร่างกายลดลงไม่ใช่สาเหตุ แต่เป็นผลที่ตามมา มีการเปิดใช้งานกลไกการกำกับดูแลอื่น การทำงานของโปรตีนหลายสิบชนิดเปลี่ยนไป เซลล์หยุดแบ่งตัว โดยทั่วไปแล้วร่างกายจะสร้างใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมง และในไม่กี่ชั่วโมงเดียวกันก็มีการสร้างใหม่อีกครั้ง ไม่มีอิทธิพลจากภายนอก 

ฟืนและเตา

ลักษณะเฉพาะของการจำศีลคือสัตว์สามารถเย็นตัวลงก่อนแล้วจึงอุ่นขึ้นโดยไม่ได้รับความช่วยเหลือจากภายนอก คำถามคือยังไง?

 “มันง่ายมาก” Lyudmila Kramarova กล่าว “เนื้อเยื่อไขมันสีน้ำตาล คุณเคยได้ยินไหม?

สัตว์เลือดอุ่นทุกชนิดรวมถึงมนุษย์มีไขมันสีน้ำตาลลึกลับนี้ นอกจากนี้ในทารกจะมีมากกว่าผู้ใหญ่ เป็นเวลานานแล้ว บทบาทของมันในร่างกายโดยทั่วไปไม่สามารถเข้าใจได้ ในความเป็นจริงมีไขมันธรรมดาทำไมยังเป็นสีน้ำตาล?

 Lyudmila อธิบาย และไขมันสีขาวเป็นเพียงฟืนเท่านั้น 

ไขมันสีน้ำตาลสามารถอุ่นร่างกายได้ตั้งแต่ 0 ถึง 15 องศา แล้วก็รวมผ้าอื่นๆในงานด้วย แต่เพียงเพราะเราพบเตาไม่ได้หมายความว่าเรารู้วิธีที่จะทำให้มันใช้งานได้ 

"ต้องมีบางอย่างที่เปิดใช้งานกลไกนี้" Zarif กล่าว – การทำงานของสิ่งมีชีวิตทั้งหมดกำลังเปลี่ยนแปลง ซึ่งหมายความว่ามีศูนย์ที่ควบคุมและเปิดตัวทั้งหมดนี้ 

อริสโตเติลพินัยกรรมเพื่อศึกษาการจำศีล ไม่สามารถพูดได้ว่าวิทยาศาสตร์ได้ทำเช่นนั้นมาตั้งแต่ปี 2500 ปัญหานี้เริ่มได้รับการพิจารณาอย่างจริงจังเมื่อ 50 ปีที่แล้วเท่านั้น คำถามหลักคือ: อะไรในร่างกายกระตุ้นกลไกการจำศีล? ถ้าเราพบมัน เราจะเข้าใจวิธีการทำงาน และถ้าเราเข้าใจวิธีการทำงาน เราจะเรียนรู้วิธีการทำให้จำศีลในผู้ที่ไม่ได้นอน เป็นการดีที่เราอยู่กับคุณ นี่คือตรรกะของวิทยาศาสตร์ อย่างไรก็ตาม ด้วยภาวะไฮโปไบโอซิส ตรรกะปกติไม่ได้ผล 

ทุกอย่างเริ่มต้นจากจุดสิ้นสุด ในปี 1952 นักวิจัยชาวเยอรมัน Kroll ได้ตีพิมพ์ผลการทดลองที่น่าตื่นเต้น ด้วยการแนะนำสารสกัดจากสมองของแฮมสเตอร์ที่หลับใหล เม่น และค้างคาวเข้าสู่ร่างกายของแมวและสุนัข เขาทำให้เกิดภาวะ hypobiosis ในสัตว์ที่ไม่หลับ เมื่อปัญหาเริ่มมีการจัดการอย่างใกล้ชิดมากขึ้น ปรากฎว่าปัจจัย hypobiosis ไม่เพียงมีอยู่ในสมองเท่านั้น แต่โดยทั่วไปในอวัยวะของสัตว์จำศีล หนูจะจำศีลอย่างเชื่อฟังหากได้รับพลาสมาเลือด สารสกัดจากกระเพาะ และแม้แต่ปัสสาวะของกระรอกดินที่หลับใหล ลิงก็ผล็อยหลับไปจากปัสสาวะโกเฟอร์หนึ่งแก้ว เอฟเฟกต์จะทำซ้ำอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม มันปฏิเสธที่จะทำซ้ำอย่างเด็ดขาดในความพยายามทั้งหมดที่จะแยกสารเฉพาะ: ปัสสาวะหรือเลือดทำให้เกิดภาวะ hypobiosis แต่ส่วนประกอบแยกกันไม่ได้ ทั้งกระรอกดิน ลิงจำพวกลิง และโดยทั่วไปแล้ว ไม่พบสิ่งมีชีวิตจำศีลใดๆ ในร่างกายที่จะแยกแยะพวกมันออกจากตัวอื่นๆ ได้ 

การค้นหาปัจจัยไฮโปไบโอซิสดำเนินมาเป็นเวลา 50 ปีแล้ว แต่ผลลัพธ์ที่ได้แทบจะเป็นศูนย์ ไม่พบยีนที่รับผิดชอบในการจำศีลหรือสารที่ทำให้เกิดการจำศีล ยังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าอวัยวะใดมีหน้าที่รับผิดชอบต่อสภาวะนี้ การทดลองต่าง ๆ รวมถึงต่อมหมวกไตและต่อมใต้สมองและมลรัฐและต่อมไทรอยด์ในรายชื่อ "ผู้ต้องสงสัย" แต่ทุกครั้งที่ปรากฎว่าพวกเขาเป็นเพียงผู้เข้าร่วมในกระบวนการ แต่ไม่ใช่ผู้ริเริ่ม

 Lyudmila Kramarova กล่าวว่า "เป็นที่ชัดเจนว่าสารทั้งหมดที่อยู่ในส่วนที่สกปรกนี้มีประสิทธิภาพ" Lyudmila Kramarova กล่าว — ถ้าเพียงเพราะเรามีพวกเขาเป็นส่วนใหญ่ มีการศึกษาโปรตีนและเปปไทด์หลายพันรายการที่รับผิดชอบต่อชีวิตของเราด้วยกระรอกดิน แต่ไม่มีสิ่งใดที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการจำศีล 

เป็นที่ยอมรับได้อย่างแม่นยำว่ามีเพียงความเข้มข้นของสารเท่านั้นที่เปลี่ยนแปลงในร่างกายของโกเฟอร์ที่กำลังหลับอยู่ แต่ยังไม่ทราบว่ามีสิ่งใหม่เกิดขึ้นหรือไม่ ยิ่งนักวิทยาศาสตร์ก้าวหน้ามากขึ้นเท่าไร พวกเขาก็ยิ่งมีแนวโน้มที่จะคิดว่าปัญหาไม่ใช่ "ปัจจัยการนอนหลับ" ที่ลึกลับ 

"เป็นไปได้มากว่านี่เป็นลำดับเหตุการณ์ทางชีวเคมีที่ซับซ้อน" Kramarova กล่าว – บางทีค็อกเทลกำลังแสดงอยู่นั่นคือส่วนผสมของสารจำนวนหนึ่งที่มีความเข้มข้นที่แน่นอน บางทีมันอาจจะเป็นน้ำตก นั่นคือผลที่สม่ำเสมอของสารจำนวนหนึ่ง นอกจากนี้ น่าจะเป็นโปรตีนที่ทุกคนรู้จักกันมานาน 

ปรากฎว่าการจำศีลเป็นสมการที่รู้จักทั้งหมด ยิ่งง่าย ยิ่งแก้ยาก 

ความวุ่นวายที่สมบูรณ์ 

ด้วยความสามารถในการจำศีล ธรรมชาติจึงสร้างความวุ่นวายอย่างสมบูรณ์ การให้อาหารทารกด้วยนม การวางไข่ การรักษาอุณหภูมิร่างกายให้คงที่ - คุณสมบัติเหล่านี้ถูกแขวนไว้อย่างเรียบร้อยบนกิ่งก้านของต้นไม้วิวัฒนาการ และ hypobiosis สามารถแสดงออกได้อย่างชัดเจนในสายพันธุ์เดียวและในเวลาเดียวกันก็หายไปอย่างสมบูรณ์ในญาติสนิท ตัวอย่างเช่น มาร์มอตและกระรอกดินจากตระกูลกระรอกนอนอยู่ในตัวมิงค์เป็นเวลาหกเดือน และตัวกระรอกเองก็ไม่คิดว่าจะผล็อยหลับไปแม้ในฤดูหนาวที่รุนแรงที่สุด แต่ค้างคาว (ค้างคาว) สัตว์กินแมลง (เม่น) กระเป๋าหน้าท้อง และไพรเมต (ลีเมอร์) บางตัวก็ตกอยู่ในภาวะจำศีล แต่พวกเขาไม่ใช่ลูกพี่ลูกน้องของพวกโกเฟอร์ด้วยซ้ำ 

นก สัตว์เลื้อยคลาน แมลงบางชนิดนอนหลับ โดยทั่วไปยังไม่ชัดเจนว่าธรรมชาติเลือกพวกเขาจากพื้นฐานใดและไม่ใช่ผู้อื่นในฐานะผู้จำศีล แล้วเธอเลือกหรือยัง? แม้แต่สปีชีส์ที่ไม่คุ้นเคยกับการจำศีลเลยภายใต้เงื่อนไขบางประการก็สามารถเดาได้ง่ายว่ามันคืออะไร ตัวอย่างเช่น แพรี่ด็อกหางดำ (สัตว์ในตระกูลหนู) จะหลับในห้องทดลองหากขาดน้ำและอาหาร และถูกขังไว้ในห้องมืดและเย็น 

ดูเหมือนว่าตรรกะของธรรมชาติมีพื้นฐานมาจากสิ่งนี้: หากสิ่งมีชีวิตต้องการอยู่รอดในช่วงฤดูแห่งความอดอยากเพื่อให้มีชีวิตรอด มันก็มีตัวเลือกที่มีภาวะไฮโปไบโอซิสสำรอง 

“ดูเหมือนว่าเรากำลังจัดการกับกลไกการกำกับดูแลแบบโบราณ ซึ่งมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตโดยทั่วไป” Zarif คิดดังๆ – และสิ่งนี้นำเราไปสู่ความคิดที่ขัดแย้ง: ไม่แปลกที่พวกโกเฟอร์จะหลับ ที่แปลกคือเราเองไม่จำศีล บางทีเราอาจจะสามารถเกิดภาวะ hypobiosis ได้หากทุกสิ่งในวิวัฒนาการพัฒนาเป็นเส้นตรงนั่นคือตามหลักการของการเพิ่มคุณสมบัติใหม่ในขณะที่ยังคงรักษาคุณสมบัติเดิมไว้ 

อย่างไรก็ตาม ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าบุคคลที่เกี่ยวข้องกับการจำศีลนั้นไม่ได้สิ้นหวังไปเสียทั้งหมด ชาวอะบอริจินในออสเตรเลีย นักเล่นมุก และโยคะอินเดียสามารถลดการทำงานทางสรีรวิทยาของร่างกายได้ ปล่อยให้ทักษะนี้สำเร็จได้ด้วยการฝึกฝนที่ยาวนาน แต่ก็สำเร็จ! จนถึงขณะนี้ยังไม่มีนักวิทยาศาสตร์คนใดสามารถทำให้บุคคลเข้าสู่โหมดไฮเบอร์เนตได้อย่างสมบูรณ์ อาการง่วงหลับ อาการง่วงนอน อาการโคม่า เป็นสภาวะที่ใกล้เคียงกับภาวะไฮโปไบโอซิส แต่มีพื้นฐานที่แตกต่างกัน และพวกมันถูกมองว่าเป็นพยาธิสภาพ 

การทดลองเพื่อแนะนำให้บุคคลเข้าสู่โหมดไฮเบอร์เนตจะเริ่มขึ้นในไม่ช้า แพทย์ชาวยูเครน วิธีการที่พวกเขาพัฒนาขึ้นขึ้นอยู่กับปัจจัย XNUMX ประการ ได้แก่ ระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศสูงและอุณหภูมิต่ำ บางทีการทดลองเหล่านี้จะไม่อนุญาตให้เราเข้าใจธรรมชาติของการจำศีลอย่างถ่องแท้ แต่อย่างน้อยก็เปลี่ยนภาวะไฮโปไบโอซิสให้เป็นกระบวนการทางคลินิกที่เต็มเปี่ยม 

ส่งคนไข้เข้านอน 

ในช่วงเวลาของการจำศีล โกเฟอร์ไม่กลัวไม่เพียงแต่ความหนาวเย็นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอาการป่วยหลักของโกเฟอร์ด้วย: การขาดเลือด การติดเชื้อ และโรคมะเร็ง จากโรคระบาดสัตว์ที่ตื่นตายในหนึ่งวันและหากมันติดเชื้อในสภาวะหลับใหลมันก็ไม่สนใจ มีโอกาสมากมายสำหรับแพทย์ การดมยาสลบแบบเดียวกันไม่ใช่สถานะที่น่าพอใจที่สุดสำหรับร่างกาย ทำไมไม่แทนที่ด้วยการจำศีลตามธรรมชาติมากกว่านี้ล่ะ 

ลองนึกภาพสถานการณ์: ผู้ป่วยใกล้จะเป็นและตายนาฬิกาก็นับ และบ่อยครั้งที่ชั่วโมงเหล่านี้ไม่เพียงพอที่จะดำเนินการหรือหาผู้บริจาค และในช่วงจำศีล โรคเกือบทุกชนิดจะพัฒนาเหมือนการเคลื่อนไหวช้าๆ และเราไม่ได้พูดถึงชั่วโมงอีกต่อไป แต่หมายถึงวันหรือแม้แต่สัปดาห์ หากคุณปล่อยให้จินตนาการของคุณเป็นอิสระคุณสามารถจินตนาการได้ว่าผู้ป่วยที่สิ้นหวังจมอยู่ในสภาวะของภาวะไฮโปไบโอซิสได้อย่างไรโดยหวังว่าสักวันหนึ่งจะพบวิธีการที่จำเป็นสำหรับการรักษาของพวกเขา บริษัทที่เกี่ยวข้องกับครายโอนิกส์ทำสิ่งที่คล้ายกัน เพียงแต่พวกเขาแช่แข็งคนที่ตายไปแล้ว และแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะฟื้นฟูสิ่งมีชีวิตที่อยู่ในไนโตรเจนเหลวเป็นเวลาสิบปี

 กลไกการจำศีลสามารถช่วยให้เข้าใจถึงความเจ็บป่วยต่างๆ ตัวอย่างเช่น Veselin Denkov นักวิทยาศาสตร์ชาวบัลแกเรียในหนังสือของเขา "On the Edge of Life" แนะนำให้ให้ความสนใจกับชีวเคมีของหมีที่หลับใหล: "ถ้านักวิทยาศาสตร์จัดการเพื่อให้ได้สาร (น่าจะเป็นฮอร์โมน) ที่เข้าสู่ร่างกายในรูปแบบบริสุทธิ์ จากมลรัฐของหมีด้วยความช่วยเหลือซึ่งกระบวนการชีวิตถูกควบคุมในระหว่างการจำศีลจากนั้นพวกเขาจะสามารถรักษาผู้ที่เป็นโรคไตได้สำเร็จ 

จนถึงขณะนี้แพทย์ต่างระมัดระวังความคิดในการใช้โหมดไฮเบอร์เนต ถึงกระนั้นก็เป็นอันตรายที่จะจัดการกับปรากฏการณ์ที่ยังไม่เข้าใจอย่างสมบูรณ์