Люди не еволюціонували до того, щоб впадати в сплячку, з багатьох причин. Але гени наших давніх предків можуть означати, що така можливість є в нас самих. Насправді людська сплячка могла б допомогти просунути медичну та астронавтичну науку.
У довгі зимові дні, коли надворі надто крижано, сіро і холодно, щоб рухатися, ви можете задатися питанням, чому люди не можуть уподібнитися ведмедям і не впасти в сплячку. Хіба це не був би чудовий спосіб пережити довгу зиму, повну занадто ранніх, занадто холодних ранків?
І чи не могли б ми використовувати людську сплячку, щоб пережити травму чи хворобу або навіть досліджувати космос?
Відповідь складна.
Ось що потрібно знати про те, чому люди не впадають в сплячку (поки що) і чому деякі вчені і дослідники вважають, що це лише питання часу.
Доказів людської сплячки немає?
Існує не так багато достовірних доказів того, що людина перебуває у сплячці.
У статті Британського медичного журналу від 1900 року стверджувалося, що в Пскові, Росія, була виявлена форма людської сплячки, яка називається зимовим сном, або “лоткою”. Але сучасні дослідники кажуть, що немає жодних доказів того, що це щось більше, ніж вигадка.
У статті змальовується картина російських селян, які проводять пів року уві сні, щоб уникнути труднощів хронічного голоду. Невідомий автор розповідає, що члени сім’ї по черзі доглядають за вогнищем, поки інші сплять. Вони прокидаються один раз на день, щоб з’їсти шматок хліба, знову засинають і прокидаються через місяці, коли потеплішає.
Уникнути суворого зимового холоду звучить дуже добре. Але не так швидко…
Докторка Сенді Мартін, експертка з гібернації і почесний професор Університету Колорадо, каже, що вона не бачила переконливих доказів людської гібернації або псковського зимового сну.
За її словами, вона хотіла б побачити фізіологічне дослідження цього типу практики, оскільки це може бути життєво важливим для відтворення людської сплячки.
“Якщо ці люди все ще роблять це — ура! Давайте їх вивчати, — каже Мартін. — Я ніколи не чула про щось подібне за 40 років зустрічей, присвячених гібернації. Я чула про те, що аборигени сплять голими на вулиці в умовах, близьких до замерзання. Але це не сплячка. Це сон на одну ніч”.
Отже, люди не впадають в сплячку. Поки що.
Чому люди не впадають в сплячку?
Це гарне питання з деякими еволюційними відповідями.
Дуже давно один з наших доісторичних предків впадав у сплячку. Цей предок був попередником всіх ссавців, в тому числі і людини. Дехто вважає, що це означає, що наука може змусити людину знову впасти у сплячку.
“На мою думку, сплячка — це первісна риса, — пояснює Мартін. — Можливо, ми пережили велике астероїдне вимирання тому, що наші родичі могли використовувати сплячку на той час. Можливо, ми були підземними, дорадіаційними ссавцями. Еволюційна генетика каже, що спільні предки всіх ссавців були гібернаторами”.
Дослідження 2020 року свідчать про те, що ранні люди, можливо, були здатні впадати в сплячку. Хоча висновки не є остаточними, дослідники припустили, що ці предки півмільйона років тому, можливо, впадали в сплячку, щоб вижити в екстремально холодних умовах.
“Я думаю, що це риса наших предків, яку ми втратили, — додає Мартін. — Це означає, що у нас є гени, необхідні для того, щоб впадати в сплячку”.
Мартін вважає, що це означає, що це лише питання часу, коли ми зможемо з’ясувати, як впадати в сплячку. Так чому б нам не робити це природним шляхом?
На думку Мартін, люди, ймовірно, не впадають в сплячку, тому що це не було в наших еволюційних інтересах. Це не сприяло б виживанню та розмноженню.
Ось кілька причин, чому:
- Перебування в заціпенінні (вимкнення метаболізму) або гібернації (тривале заціпеніння) означало б, що ви не здатні розмножуватися.
- Якщо ви не розмножуєтеся, це означає, що інші види-конкуренти розмножуються більше, ніж ви, і, можливо, займуть ваше місце.
- Коли ви перебуваєте у заціпенінні, ви не можете захистити себе від хижаків.
“Це еволюційний компроміс. І ви програєте в сенсі успіху, якщо тільки ви не є видом, який використовує заціпеніння в дуже безпечному місці”, — каже Мартін.
Як би працювала людська гібернація?
Дослідники розглядають різні способи введення людини в сплячку.
Контрольована гіпотермія
Медичні працівники вже використовують спосіб зниження температури тіла. Це уповільнює метаболічні процеси, такі як кровообіг і дихання.
Медичні працівники використовують терапевтичну гіпотермію для лікування людей з групи ризику, таких як люди, які пережили фізичну травму, ті, хто отримує трансплантацію, і деякі люди, які проходять хірургічну операцію.
Мартін каже, що медична гіпотермія — це не те саме, що заціпеніння або сплячка. Проте деякі дослідники вважають, що одного дня люди зможуть впадати в сплячку за допомогою контрольованої гіпотермії.
Ступені заціпеніння
Інший підхід може полягати в тому, щоб знайти спосіб запустити ті ж процеси, які інші ссавці використовують для досягнення заціпеніння. Але поки що незрозуміло, як ми можемо це зробити. Дослідники все ще намагаються виявити і зрозуміти всі складні механізми, які дозволяють тваринам впадати в сплячку.
Різні тварини досягають заціпеніння і сплячки різними способами, при різних температурах і обставинах.
Багато дрібних ссавців, таких як кажани, миші та лемури, впадають у заціпеніння щодня. Інші ссавці можуть впадати в сплячку на 6 місяців протягом осені та зими. У лабораторних умовах сумчастий опосум під назвою карликовий опосум зміг впасти в сплячку на термін до року.
2015 року Мартін стала співавторкою статті про континуум сплячки. Вона припускає, що існують різні стадії метаболічної активності. Крайніми точками цього континууму є активність на одному кінці і сплячка на іншому.
Інша теорія полягає в тому, що ми можемо досягти сплячки через повільний сон, що лежить посередині цього континууму. Люди природно відчувають повільний сон щоночі. Повільний сон знижує швидкість метаболізму та температуру тіла.
Заціпеніння проти сплячки
Заціпеніння: Це коли тварина вимикає свої метаболічні процеси, такі як дихання, кровообіг та використання енергії. Ключовим елементом цього є зниження температури тіла до рівня нижче 33ºC. Заціпеніння, як правило, короткочасне, триває менше 24 годин.
Гібернація: Це тривалий період заціпеніння, який тварини використовують, щоб пережити сезонні зміни температури або дефіцит їжі. Це заціпеніння триває довше 24 годин і може тривати від кількох днів до кількох місяців. Температура тіла може опускатися до -3ºC і зберігати до 90% енергії.
Як гібернація людини може вплинути на медицину і науку?
Згідно з кількома дослідженнями, заціпеніння або гібернація, викликані людиною, можуть мати велике значення для дослідження космосу і медицини.
Здатність спати протягом тривалих періодів зменшила б стрес космічних польотів і дозволила б розтягнути цінні ресурси життєзабезпечення. Це дозволило б людям подорожувати на великі відстані до таких віддалених місць, як Марс і його супутники.
Здатність до гібернації також може допомогти пережити інтенсивні операції, в тому числі трансплантацію органів. Медики могли б краще лікувати ракові пухлини, якби могли вводити людей у стан заціпеніння. Люди, які зазнали фізичної травми, також могли б мати більше шансів вижити, поки медичний персонал не зможе ефективно лікувати їхні травми.
Застосування в медицині
Тварини безпечно знижують кров’яний тиск, температуру тіла, дихання та інші процеси за допомогою природної сплячки. Гібернація може допомогти людям вижити в надзвичайних ситуаціях, що загрожують життю, таких як серцевий напад, інсульт і втрата крові. Це також може допомогти реципієнтам трансплантації органів.
В даний час медичні працівники можуть викликати гіпотермію. Однак це не те саме, що заціпеніння або сплячка.
Огляд досліджень 2018 року свідчить про те, що заціпеніння або гібернація можуть:
- підвищити стійкість під час операції з трансплантації;
- запобігти втраті м’язової маси та остеопорозу у людей з обмеженою рухливістю;
- запобігти шоку всього тіла або окремого органу;
- змусити рак перебувати в сплячому стані, доки не з’являться кращі варіанти лікування.
Освоєння космосу
У статті 2017 року дослідники розглянули потенційні переваги заціпеніння для космічних польотів людини на Марс та його супутники. Автори припустили, що заціпеніння, викликане терапевтичною гіпотермією, може:
- скоротити використання систем життєзабезпечення та інших ресурсів;
- зменшити споживання води та їжі до 75% на добу;
- зменшити утворення відходів;
- захистити від радіації;
- полегшити психологічні проблеми, пов’язані з тривалими космічними польотами.
Заціпеніння може також діяти як буфер до стресу, пов’язаного з перебуванням з кількома іншими людьми протягом тривалого часу, наприклад, під час космічного польоту з екіпажем.
Якими були б ризики людської гібернації?
Введення людини в заціпеніння або сплячку — це одне. Інша справа — безпечний вихід з нього. Дослідники ще не знають, як це зробити. Потрібно набагато більше досліджень, щоб зрозуміти, як організми ссавців впадають у заціпеніння і безпечно виходять з нього.
У дослідженнях на тваринах активність мозку у сплячих ссавців відрізняється від сну, коми або анестезії. Деякі дослідники вважають, що ми повинні більше розуміти про цей стан у людей.
Мартін каже, що можливі також проблеми з серцем.
“Серця людей погано працюють, коли вони замерзають, — каже Мартін. — Це реальний і безпосередній ризик. Ми повинні зрозуміти, чому людські серця фібрилюють і не можуть робити успішні скорочення”.
Запропонований НАСА протокол використання людської гібернації для космічних подорожей передбачає й інші ризики:
- згустки крові;
- кровотеча;
- інфекції;
- електролітний дисбаланс;
- дисбаланс глюкози;
- жирова дистрофія печінки та печінкова недостатність.
Мартін застерігає: “Я думаю, що нам потрібно знати набагато більше про механізми, які лежать в основі гібернації, перш ніж ми зможемо сказати, що люди здатні до гібернації”.
Висновок
Немає ніяких доказів того, що люди можуть впадати в гібернацію, тривалий стан заціпеніння.
Заціпеніння — це фізіологічний стан метаболічної депресії, при якому температура тіла, дихання і витрати енергії знижуються.
Але у людей є далекі предки, які дійсно впадали в сплячку. Деякі дослідники вважають, що ми все ще можемо мати гени для сплячки. Було проведено багато досліджень того, як інші ссавці впадають у сплячку, і як ми можемо застосувати ці знання до людини.
Наука ще не розкрила всіх таємниць. Проте деякі дослідники вважають, що це лише питання часу, коли люди зможуть безпечно впадати в заціпеніння або сплячку. Якщо це станеться, ми зможемо досліджувати більш віддалені регіони космосу і навіть отримувати більш ефективну медичну допомогу тут, на Землі.
