人能像動物一樣冬眠嗎

許多動物到了冬天都要冬眠，為什么我們?nèi)祟惒欢吣?？人類是否可以通過技術(shù)誘導(dǎo)絕癥病人進(jìn)行類似冬眠一樣的“休眠”，或者使未來飛往遙遠(yuǎn)星球的宇航員進(jìn)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(hù)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(xué)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(jī)能減慢，呼吸、體溫、新陳代謝和心率都會下降。正在進(jìn)行冬眠的動物體內(nèi)溫度相當(dāng)?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(yīng)變慢。所有這些都能讓動物保存更多的能量。

冬眠是某些動物抵御寒冷、維持生命的特有本領(lǐng)。專家指出，動物冬眠可能是它們體內(nèi)的某種物質(zhì)調(diào)控的結(jié)果。美國科學(xué)家在冬眠動物血液里發(fā)現(xiàn)，有一種叫作“冬眠激素”的物質(zhì)對冬眠起調(diào)控作用。

科學(xué)家們曾把“冬眠激素”注入老鼠、蝙蝠和猴子的身體，它們也出現(xiàn)規(guī)律性的長時間沉睡、心跳變慢、體溫降低，呈典型冬眠狀態(tài)。當(dāng)“冬眠激素”的作用減弱后，它們又逐漸恢復(fù)正常。

國際冬眠學(xué)會主席馬伊爾宣稱，他和另一位科學(xué)家安德魯發(fā)現(xiàn)了兩種會引發(fā)動物冬眠的基因PL和PDK-4，這兩種基因能控制和啟動一些酶，改變身體耗用糖類以取得能量的習(xí)性，負(fù)責(zé)指揮動物機(jī)體在嚴(yán)寒下少消耗糖，并多儲存一些葡萄糖，從而進(jìn)入冬眠狀態(tài)。

如果破譯了控制人清醒與睡眠的神經(jīng)細(xì)胞分泌出的神經(jīng)物質(zhì)信息，就能人為地控制人類進(jìn)行休眠

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(xué)家發(fā)現(xiàn)，能進(jìn)行冬眠的動物的大腦細(xì)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(dāng)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(fù)，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(yīng)，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(dāng)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。

我們所處地區(qū)的天氣和食物供應(yīng)決定了我們不需要通過冬眠來躲避惡劣的生存條件。而同樣重要的一點是，人類是頂級的捕食者，可以對付比自己大得多的獵物，我們也沒有通過冬眠來躲避天敵的需求。需要注意的是，冬眠帶來的并非全部都是益處，研究團(tuán)隊還給我們列出冬眠的一些缺點。

比如，動物在冬眠時，其免疫系統(tǒng)是不工作的，因此會有被感染的風(fēng)險。此外，一項研究顯示，冬眠似乎也會影響動物的記憶，經(jīng)過迷宮訓(xùn)練的睡鼠在冬眠之后完全忘了它們曾經(jīng)學(xué)到過什么。

人類進(jìn)行人工休眠是否可行

科學(xué)家認(rèn)為，如果人工誘導(dǎo)“冬眠”技術(shù)能夠使用在人類身上，無疑將為醫(yī)學(xué)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(xué)發(fā)達(dá)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(xué)家能讓健康的細(xì)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(xì)胞。

現(xiàn)在的大多數(shù)癌癥治療方法，我們在消滅腫瘤細(xì)胞前，已經(jīng)先殺死了大量正常細(xì)胞。通過減少健康細(xì)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(yuǎn)的星球，宇航員需要暫時進(jìn)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(xué)家也嘗試一些方法讓人類進(jìn)行休眠，但是，讓人類進(jìn)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常活動了，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(dāng)溫度降低到一定程度時，人體內(nèi)的細(xì)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(jìn)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(jìn)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(fù)。

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(jī)制。

科學(xué)家研究對宇航員進(jìn)行人工休眠

宇宙天體之間遙遠(yuǎn)的距離使飛船的速度變得像蝸牛爬行一樣緩慢，宇航員到遙遠(yuǎn)星際去考察，需要千百年的時間，一個宇航員窮其一生也難以完成考察任務(wù)。因此，克服時間對宇航員的束縛，是宇航學(xué)研究的又一大課題，也將是21世紀(jì)宇航事業(yè)的一個偉大成就?？茖W(xué)家正在研究對宇航員進(jìn)行人工休眠。

人的睡眠和清醒像動物一樣，是由隱藏在下丘腦的一小串神經(jīng)細(xì)胞控制的。這些神經(jīng)細(xì)胞通過某種物質(zhì)發(fā)出睡眠或清醒的信息。動物冬眠就是這一小串神經(jīng)細(xì)胞發(fā)出冬眠指令后實現(xiàn)的。冬眠時，動物的生命幾乎停頓，它不吃、不喝、不動，體溫下降，能量消耗下降到最低水平。因此，如果破譯了這一小串神經(jīng)細(xì)胞分泌出的神經(jīng)物質(zhì)的信息，就能人為地控制休眠，就像控制生命的發(fā)條一樣。

目前，冬眠機(jī)制的研究已有一定進(jìn)展，這將為宇航員的超遠(yuǎn)飛行提供一種新方式。美國國家航空航天局的科學(xué)家們設(shè)想，在漫長的遠(yuǎn)航途中，給宇航員注射一定量的休眠物質(zhì)，讓他們進(jìn)入深度休眠狀態(tài)。飛船的飛行則由電子計算機(jī)和地面指揮站操縱指揮。而在接近飛行目標(biāo)時，由電子計算機(jī)控制的機(jī)械裝置給宇航員注射一定量的清醒物質(zhì)，使宇航員迅速恢復(fù)正常的生理功能。

由于生命活動的暫時停頓，年輕的宇航員經(jīng)過幾十載的遠(yuǎn)航之后，仍然保持著青春與活力。當(dāng)然，在返回地球的途中，也可以用這種辦法抵抗歲月引起的衰老。

在未來的宇宙飛船上，將有一些休眠狀態(tài)的宇航員在相隔遙遠(yuǎn)的宇宙星際之間來往。在有些飛船上，也許只有一名宇航員在值班操作，其他宇航員則進(jìn)入深度休眠狀態(tài)。當(dāng)輪到另一名宇航員值班時，值班的宇航員就會給他注射一針清醒劑，用這種方法，可大大延長宇航員的生命。

（《百科知識》徐風(fēng)/文）