徐風
我們知道,許多動物到了寒冷的冬天都要冬眠,為什么我們?nèi)祟惒欢吣??人類為何沒有進化成可以冬眠的動物?是否可以通過技術(shù)誘導絕癥病人進行類似冬眠一樣的“休眠”,或者使未來飛往遙遠星球的宇航員進入休眠狀態(tài),以便在沉睡中度過漫長的旅途?
動物為什么要冬眠?
動物的冬眠,完全是一項對付不利環(huán)境的保護性行動。引起動物冬眠的主要因素,一是環(huán)境溫度的降低,二是食物的缺乏??茖W家通過實驗證明,動物冬眠會引起甲狀腺和腎上腺作用的降低。與此同時,生殖腺卻發(fā)育正常。動物冬眠其實是一個節(jié)能的過程,冬眠使得它們的身體機能減慢,呼吸、體溫、新陳代謝和心率都會下降。正在進行冬眠的動物體內(nèi)溫度相當?shù)?,有時甚至與外界溫度一樣。隨著它們體溫的降低,它們的新陳代謝也會變慢。這也就降低了它們對氧的需求,因此呼吸會變慢,有時每分鐘僅呼吸1~5次。心跳速度也相應變慢。所有這些都能讓動物保存更多的能量。
人類為什么無法冬眠?
人類為什么無法冬眠呢?首先,我們?nèi)祟惔竽X似乎已經(jīng)失去一些關(guān)鍵性的能力??茖W家發(fā)現(xiàn),能進行冬眠的動物的大腦細胞中含有一種經(jīng)過修飾的特殊蛋白質(zhì),看起來非常像阿爾茨海默病患者大腦中的蛋白質(zhì)分子。大腦神經(jīng)元之間的突觸在冬眠期間有不同程度的退化。當春天來臨的時候,冬眠的動物開始蘇醒,退化的神經(jīng)元會重新自我修復,看不出有任何的創(chuàng)傷。如果是人類的話,大腦中的神經(jīng)元會有不可逆轉(zhuǎn)的永久損害。其次,我們的心臟在太冷的情況下是無法正常工作的。人類的心臟會對鈣產(chǎn)生收縮反應,如果鈣太多的話,最終結(jié)果就是心臟驟停。在一定的溫度下,人的心臟不能去除多余的鈣,因此,當中心血液的溫度在28℃以下的時候,人類的心臟就會停止工作。相比之下,冬眠動物的心臟即使在1℃的環(huán)境下也能繼續(xù)跳動,因為它們的心臟可以自動去除多余的鈣,這是人類所做不到的。
人類進行人工休眠是否可行?
科學家認為,如果人工誘導“冬眠”技術(shù)能夠使用在人類身上,無疑將為醫(yī)學治療打開一扇全新之門。譬如醫(yī)生們可以將那些身患絕癥的病人先休眠起來,使他們在未來醫(yī)學發(fā)達到可以治愈時再蘇醒。這種技術(shù)還將改善對癌癥的治療,如果科學家能讓健康的細胞組織陷入假死狀態(tài),那么醫(yī)生就可以增大放射線療法的輻射劑量,更有效地殺死癌細胞?,F(xiàn)在的大多數(shù)癌癥治療方法,我們在消滅腫瘤細胞前,已經(jīng)先殺死了大量正常細胞。通過減少健康細胞的新陳代謝,可以有效地阻止它們被癌癥療法殺死。此外,人類對冬眠技術(shù)的需求還集中在太空旅行方面。為了飛往更遙遠的星球,宇航員需要暫時進入一種休眠狀態(tài),以便在沉睡中度過幾年甚至幾十年的漫長時間。
雖然科學家也嘗試一些方法讓人類進行休眠,但是,讓人類進入真正的休眠狀態(tài)還需要長時間的研究。
首先,人不像動物,天冷了,咱們只要穿上厚衣服就可以照?;顒恿?,不需要窩在被窩里睡大覺。久而久之,人類的冬眠“潛能”慢慢“退化”了。其次,單純地用低溫來讓人冬眠其實是不行的。因為當溫度降低到一定程度時,人體內(nèi)的細胞就會被破壞,體內(nèi)的血液和其他液體也會開始凝固,這一“睡”可能就再也醒不過來了。所以,現(xiàn)在用來使人進入冬眠狀態(tài)的手段,實際跟麻醉差不多,需要使用一定的藥物,而到目前為止,這種辦法只能使體型較小的動物進入冬眠。對體型較大的動物來說,藥量小了不起作用,藥量大的話又極容易引發(fā)危險。
人類還會遇到另外一個關(guān)鍵問題:人工休眠可能會在某種程度上損害大腦,正如我們前面提到過的,人工休眠會降低、重組大腦中的突觸連接,這些突觸連接是大腦記憶的基礎(chǔ)。針對蝙蝠等動物的研究表明,即使經(jīng)歷了數(shù)月的冬眠,即使神經(jīng)元處于幾乎完全抑制的狀態(tài),動物的大部分記憶仍然得以保存,只是部分記憶比較模糊,但人的記憶有可能不可恢復。因此,如果人類想實現(xiàn)休眠,關(guān)鍵在于深入了解記憶在長期休眠中是否得以保存。要想完全了解人類如何實現(xiàn)安全休眠,研究人員還需要解剖關(guān)鍵的大腦回路,并確定調(diào)節(jié)人類睡眠功能的關(guān)鍵分子機制。
(摘自《百科知識》)