Turvallisin tapa matkustaa pitkiä matkoja avaruudessa voi olla keinotekoinen lepotila.
Jonain päivänä astronautit, jotka on täytetty kuin raiskauksia rakettitölkkeihin ja lentävät toisille planeetoille, suojataan säteilyltä ja avaruuspahoilta vähentämällä kehon aineenvaihdunnan nopeutta. Ne hibernoivat kuukausien ajan kuten karhut, ja avaruusalukset kuljettavat heitä tilan ja ajan läpi. Todennäköisesti, he nukkuvat valkoisissa kookoneissa, jotka ovat samanlaisia kuin arkut, joita futuristisen tieteiskirjailman ohjaajat osoittavat meille elokuvissa, kuten "2001: A Space Odyssey", "Alien" ja "Avatar".
Mutta astronautit ja avaruus siirtäjät oppivat todennäköisesti yhden tai kaksi kuivuneista etanoista, jotka voivat elää yli vuoden syömättä mitään. Tai jättiläispanduissa, jotka ruokkivat vähäkalorista bambua. Ja myös leekeissä, jotka selviävät nestemäisessä typessä; lapsilla, jotka putosivat jääveteen ja sitten elvytettiin; hiihtäjiin, jotka haudattiin lumivyöryyn, mutta palaavat sitten hitaasti elämään unettomasta hypotermian tilasta.
Tutkijat kutsuvat tätä ilmiötä "hämäräksi horrostilaan". Kerran tällaista torpooa tai torporia pidettiin jotain outoa ja ulkomaista, ja sitä kutsuttiin "toimintojen tunteettomuudeksi". Nyt sitä tutkitaan vakavasti toivoen hyötyvänsä pitkäaikaisista avaruuslennoista.
Tämä kiinnostus johtuu osittain kryogeenisen kirurgian edistymisestä sekä käytännössä saatavasta uudesta tiedosta. Yksi tällainen tapaus ilmoitettiin vuonna 1995 Prehospital and Disaster Medicine -lehdessä. Neljä-vuotias poika putosi jään läpi kylmään veteen järvellä Hannoverissa, Saksassa. Pelastajat veivät hänet vedestä, mutta eivät pystyneet tuomaan häntä järkiinsä paikalla. Pojan oppilaat laajentuivat ja hänen sydämensä pysähtyi kokonaan 88 minuutiksi. Kun uhri vietiin sairaalaan, hänen ruumiinlämpö oli 20 astetta, mikä osoitti äärimmäistä hypotermiaa.
20 minuutin kuluttua, kun lääkärit alkoivat lämmittää pojan rintaonteloa, hänen sydämensä kammot alkoivat supistua. Vielä kymmenen minuutin kuluttua sinusrytmi normalisoitui. Kahden viikon aikana poika toipui täysin ja hänet vapautettiin sairaalasta. Lääkärit päättelivät, että jääkylmä vesi jäähdytti ruumiinsa nopeasti aineenvaihdunnan (torpor) tilaan, säilyttäen kaikki elintärkeät elimet ja kudokset ja vähentäen samalla verenkiertoon tarvittavaa happea. Itse asiassa kylmä pelasti hänen henkensä. "Tällaiset tapaukset saavat meidät ajattelemaan, että erittäin syvä hypotermia voisi antaa potilaillemme selviytyä", Marylandin yliopiston lääketieteen koulun kirurgian professori Samuel Tisherman kirjoitti sähköpostissa. - Tärkeintä on jäähdyttää aivot joko siihen asti, kunnes verenvirtaus pysähtyy,tai heti pysähtymisen jälkeen. Mitä matalampi lämpötila, sitä paremmin aivot selviävät verenvirtauksen puutteesta."
Terapeuttinen hypotermia on vakiintunut kirurgisessa käytännössä. Jäähdytyskokeet aloitettiin 1960-luvulla, pääasiassa vastasyntyneiden ja sydän- ja verisuonisairauksien kanssa. Vastasyntyneet käärittiin jäähdytyshuoviin, laitettiin jäähän ja jopa ajoihin verenkierron hidastamiseksi ja hapenkulutuksen vähentämiseksi ennen sydänleikkausta.
Nykyään lääkärit käyttävät lievää hypotermiaa (noin 31 astetta) tiettyjen vastasyntyneiden hoitamiseen vaikeissa tapauksissa, kuten ennenaikaiset synnytykset tai sikiön hypoksia. Lapsia hoidetaan jäähdytyskapseleissa 72 tunnin ajan, mikä alentaa heidän aineenvaihduntaaan siinä määrin, että kudosten happea koskevat vaatimukset täyttyvät, kun taas aivot ja muut elintärkeät elimet palautuvat.
Mainosvideo:
Samoin kirurgit käyttävät jäähdytystä ja aineenvaihduntaa tukahduttamalla potilaita, jotka kärsivät fyysisistä vammoista ja vammoista, kuten sydänkohtaus, aivohalvaus, laukaushaavat, runsas verenvuoto ja päävammat, jotka aiheuttavat aivoödeeman. Hätätilanteissa anestesiologi voi asettaa potilaan nenään ohut katetriputken, joka toimittaa jäähdyttävää typpeä suoraan aivojen pohjaan. Yhdessä hoitokokeessa kirurgit työntävät sydän-keuhkojen konekatetterin rinnan läpi aorttaan tai nivuksen kautta reisivatsaan. Näitä putkia käytetään kylmän suolaliuoksen toimittamiseen kehon lämpötilan alentamiseksi ja menetetyn veren korvaamiseksi. Kun traumatologi lopettaa verenvuodon, sydän-keuhkojen kone käynnistää verenvirtauksen uudelleen ja potilas saa verensiirron.
"Jos levyt kylmää riittävän nopeasti, ennen kuin sydän pysähtyy, elintärkeät elimet ja erityisesti aivot kestävät jonkin aikaa kylmää ilman verta", Tisherman selittää. Hän suorittaa kliinisiä tutkimuksia kylmällä suolaliuoksella Baltimore-klinikalla yrittääkseen auttaa kriittisesti loukkaantuneita potilaita. Tisherman toivoo jatkavansa tutkimustaan ainakin syksyyn 2018 saakka, ja ehkä pidempään.
Tuloksena oleva hypotermia hidastuu nopeasti tai pysäyttää verenkierron noin tunniksi. Siksi hapen tarve vähenee, ja kirurgilla on aikaa parantaa hengenvaarallisia haavoja, minkä jälkeen he voivat lämmittää potilaan ja palauttaa hänet elämään.
Torpor-arvoitus
Nykyään monet ilmailuyhteisön edustajat toivovat lääketieteellisesti tuotettua hypotermiaa ja siitä johtuvaa aineenvaihdunnan hidastumista keinona säästää tilaa, painoa, rahtia, polttoainetta, ruokaa ja masennusta pitkien lentojen aikana Marsille tai kauemmille planeetoille. Tämän suunnan tutkimus on vasta alkamassa. Yksi ongelma on puhtaasti lääketieteellinen. Mikä on paras tapa laittaa terveet astronautit lepotilaan? Leikkaussalin terapeuttisesta hypotermiasta tiedetään hyvin, mutta miten pitää ulkoavaruudessa olevat ihmiset viileinä ja lepotilassa viikkoja, kuukausia tai jopa vuosia? Tämä on täysin tutkimaton alue. Jotkut tutkijat, jotka tutkivat hibernaatiota eläimillä, sanovat, että muut menetelmät aineenvaihdunnan tukahduttamiseksi ovat parempia. Tämä on erityinen ruokavaliomatalataajuinen säteily ja jopa sellaisten proteiinien käyttö, jotka indusoivat hibernaatiota eläimissä, kuten karhuissa ja beringilaisissa oravissa, koska ne säätelevät aineenvaihdunnan nopeutta ja mahdollisuutta poistua torporista.
Toinen ilmeinen ongelma on rahoitus. Kuinka paljon rahaa NASA myöntää eläinten ja ihmisten aineenvaihdunnan hidastumisen tutkimiseen, jos virastolle leikataan budjettia jopa avaruuslennoille? Kalifornian Ames-tutkimuskeskuksen entinen johtaja Pete Worden, joka on nyt Breakthrough Starshot -projektin pääjohtaja, sanoo, että koska NASA painottaa paljon synteettistä biologiaa ja organismien selviytymistä ja toimintaa epätavallisissa ympäristöissä, kuten Mars,”mikä on lepotila rahoitetaan, se on melkein väistämätöntä."
Kaikki eivät ole samaa mieltä tästä optimismista. "Ihmiset ovat pettyneitä", sanoo Nuri-koulutettu radiobiologi ja johtava tutkija Yuri Griko Ames-keskuksen avaruusbiologian osastolla. - Kun satelliitti lensi avaruuteen vuonna 1957, sukupolveni iloitsi ja iloitsi. Uskoimme lentävän Marsiin jo 1900-luvulla. Mutta … se on 2000-luku ja emme koskaan lentäneet Marsille. Minun kaltaisillani on henkilökohtainen kauna, koska odotimme menevän paljon pidemmälle kuin nyt."
Griko myöntää, että aineenvaihdunnan alentamista koskeva tutkimus on tällä hetkellä rajallista. Hän tuli töihin NASA: han vuonna 2005, ja ennen sitä työskenteli viisi vuotta bioteknologiayrityksessä Clearant, Inc., jossa hän käytti ionisoivaa säteilyä estämään patogeenien vaikutusta lääketieteellisissä verituotteissa, elinsiirtoelimissä ja biologisissa tuotteissa. Avaruusjärjestö kutsui sitten Grikoa suorittamaan tutkimuksen astronautien suojelemiseksi avaruussäteilyltä. Kävi ilmi, että aineenvaihdunnan hidastaminen on yksi tehokkaimmista mekanismeista, jonka luonto antaa meille.
Kun eläimet menevät lepotilaan, heidän ruumiinsa kuljettaa säteilyä aiheuttamatta merkittävää haittaa soluille. Griko uskoo, että aineenvaihdunnan lasku johtaa säteilyvaurioiden vähentymiseen, koska biokemialliset prosessit ovat hidastuneet ja hapettumisstressi heikentynyt. Hypoksia tai alhaiset happitasot veressä ja kudoksissa ovat yksi mahdollinen selitys säteilyä suojaavalle vaikutukselle. Hypoksiassa vapaiden happi- ja hydroksyyliradikaalien muodostuminen vähenee. Koska ionisoiva säteily vapauttaa vapaita radikaaleja aiheuttaen vaurioita soluille, hidastaa aineenvaihduntaa ja vähentää hapenkulutusta työskentelemällä vastakkaiseen suuntaan. Nämä prosessit häiritsevät normaalien solujen kuolemaa ja pidentävät terveiden solujen elämää. Tämä suojavaikutus on paljon selvempi alhaisemmissa lämpötiloissa.
Griko uskoo, että lepotila voi myös suojata eläimiä lihasten ja luiden surkastumiselta, joka tapahtuu yleensä nollapainolla. Hänen mukaansa normaalisti syövä ihminen menettää 90 päivää sängyssä menettäen yli puolet lihasvoimastaan. Mutta karhu, joka ei syö mitään ja nukkuu Denissään suunnilleen saman ajan tai vähän kauemmin, menettää vain 25% lihasvoimastaan, eikä siinä ole merkkejä luun menetyksestä. Tutkija toteaa, että talvehtivia eläimiä, kuten kilpikonnia ja marsupiaalia, ei ole lähetetty avaruuteen vuosikymmenien ajan.
NASA on hylännyt pyyntönsä rahoittaa avaruuskokeita hibernoloivien eläinten kanssa. Nykyään Grikon tieteellinen toiminta rajoittuu hibernaatiota koskevan tutkimuksen analysointiin. Hän myös suorittaa omia laboratoriotutkimuksiaan tutkimalla hiiren, etanoiden ja iilien staattia. Tutkija ehdotti vuonna 2015 kansainvälisen torpori -konferenssin järjestämistä, kutsuen siihen johtavat maailman asiantuntijat ja keskustelemaan kysymyksestä siitä, miten horrostila löytyy avaruudesta. NASA on kieltäytynyt rahoittamasta sitä, mutta Griko toivoo edelleen keräävänsä tarvittavaa rahaa.
"Torpor-tutkinnalla on merkittäviä esteitä, vaikka ilman tätä emme voi vakavasti puhua pitkän matkan avaruuslennoista", sanoo entinen NASA-astronautti ja ISS-miehistön komentaja Leroy Chiao, joka vietti 193 päivää kiertoradalla lokakuusta 2004 huhtikuuhun 2005. vuoden. Eläintutkimus on erityisen haastava aihe, koska NASA on aiemmin kritisoinut eläinten kannattajia.”Jopa kädellisten tutkimusta tarkastellaan ihmisten vihamielisesti”, Chiao toteaa.
Ratkaisu on kahdessa planeetassa
NASA: n innovatiivisten edistyneiden käsitteiden (NIAC) ohjelmapäällikkö Jason Derleth näkee syyn toivolle. Hänen johdollaan ohjelma on myöntänyt kaksi innovaatiorahoitusta vuodesta 2013, ja sillä tuetaan yhden yrityksen yksityiskohtaisia suunnitelmia väliaikaisen laboratorion luomisesta Marsille käyttämällä keinotekoisia lepotilan tekniikoita. Projektin johtava yritys SpaceWorks Enterprises on NASA: n ja puolustusministeriön ilmailualan suunnittelija ja urakoitsija. Se sijaitsee Dunwoodyssa, Georgiassa, 30 kilometrin päässä Atlantasta. Yhtiö osallistui CubeSat-muodon luomiseen pienille keinotekoisille maan satelliiteille. Mutta juuri torpor kiinnitti tämän yhtiön presidentin ja pääinsinöörin, John Bradfordin (John Bradford) erityistä huomiota.
"Olen kysynyt itseltäni 15 vuotta siitä, kuinka suunnitella materiaalit, rakenteet ja käyttövoimajärjestelmät, joiden avulla voimme lentää Marsille ja sen satelliiteille", Bradford sanoo. Hän on tohtori ja ilmailuinsinööri. Bradford on johtanut useita NASA: n, Defense Advanced Research Projects Agencyn ja Ilmavoimien tutkimuslaboratorion hankkeita sotilasalusten rakentamiseksi. Hän oli myös konsultti tieteiskirjallisuuselokuvalle Passengers, joka ilmestyi vuonna 2016. Siellä planeettojenväliset siirtokunnat, joita pelaavat Jennifer Lawrence ja Chris Pratt, heräävät keinotekoisesta unesta etukäteen. "Emme enää kuvata Apollon tehtävää", Bradford selittää. - Ei lippuja ja jalanjälkiä. Meidän on tultava kahden planeetan lajeiksi."
Bradfordin lääketieteellinen suunnittelutiimi käytti ensimmäistä Innovative Advanced Concepts -apurahaa vuonna 2013 suunnitellakseen nollapainoisen kompaktin asumismoduulin jäykistä rakenteista, perustuen ISS-asumismoduuliin. Tässä avaruusrakennuksessa järjestettiin suljetun jakson järjestelmä hapen ja veden tuottamiseksi, suora pääsy lentoonlähtö- ja laskeutumismoduuliin Marsiin laskeutumiseksi, samoin kuin hengen tukikompleksi kuudelle henkilölle, joiden piti sukeltaa torpor-tilaan koko lentoajan (kuudesta vuoteen) yhdeksän kuukautta).
Ehdotettu keinotekoisen lepotilan tekniikka perustuu tekniikoihin, joita kirurgit käyttävät potilaan hypotermian indusoimiseen. Esimerkiksi jäähdytyskaasun typpeä voidaan toimittaa astronautille nenäputken kautta, alentamalla aivojen ja kehon lämpötilaa 31 asteeseen. Tämä riittää lepotilan ylläpitämiseen, mutta sydän ei jäähty, joten muihin komplikaatioihin ei ole riskiä. Jäähtyessä veren hyytyminen vähenee, Tisherman toteaa. Hän huomasi myös, että potilaat, jotka ovat alttiina kohtalaiselle hypotermialle (33 astetta) vähintään kahden päivän ajan, ovat todennäköisemmin infektioita kuin jäähdyttämättömät.
SpaceWorks Enterprisen avaruuskodissa modulaariset mekaaniset manipulaattorit on ohjelmoitu tekemään askareita, harjoittamaan astronautien raajoja, tarkistamaan kehon antureita, tyhjentämään virtsa-astioita ja seuraamaan ravinteiden kuljetusta. Robottien on lähetettävä sähköisiä impulsseja astronautien lihaksiin pitäen ne hyvässä kunnossa ja ruiskuttava myös rauhoittavia aineita luonnollisten vapinajen vaimentamiseksi. Astronautien on myös saatava täydellinen parenteraalinen ravitsemus sellaisilla aineilla kuin elektrolyytit, D-glukoosi, lipidit, vitamiinit ja niin edelleen. Ne toimitetaan kehossa nesteellä katetrin kautta, joka työnnetään rintaan tai reiteen. Kokeellisessa moduulissa koko parenteraalisen ravinnon varastot luotiin 180 vuorokaudeksi. Mutta jos lento Marsiin kestää pidempään,moduulissa voit luoda tarjonnan ruokaa vielä 500 päiväksi.
Kaiken kaikkiaan SpaceWork pystyi pienentämään pienimuotoisen elinympäristön kokonaispainon 19,9 tonniin, mukaan lukien tarvikkeet ja tarvikkeet (maapallon kiertoradan matala paino). Vertailun vuoksi NASA: n TransHab-asuntoyksikkö painaa tarvikkeiden kanssa 41,9 tonnia. Tämä on 52% enemmän kuin SpaceWork. Verrattuna NASA: n SpaceWork-moduuliin, varaston kokonaispaino on laskenut 70%.
NIAC-ohjelman hallinta oli kiehtovaa. "SpaceWorks teki mielenkiintoisen ehdotuksen", Derlet sanoo.”Ihmiset ovat tutkineet lepotilaa lääketieteellisiin tarkoituksiin. Mutta tietojemme mukaan kukaan ei tällä hetkellä suorita rakentavaa tutkimusta hypotermian tai torporin käytöstä avaruuslennoilla."
Vuonna 2013 NIAC: n johto myönsi SpaceWorksille ensimmäisen osan 100 000 dollarin apurahasta mallin kehittämiseksi keinotekoisesti nukkuville tutkimuslennoille Marsiin ja sen satelliiteihin. Miehistön piti sisältää neljä-kahdeksan ihmistä. Avaruusjärjestö vastusti kuitenkin ehdotusta asettaa kaikki miehistön jäsenet keinotekoiseen nukkumiseen koko lennon ajan. Entä jos avaruusaluksessa on lääketieteellisiä komplikaatioita tai toimintahäiriöitä? Kuinka kauan kestää, kunnes astronautit alkavat kärsiä psykologisista ja fyysisistä vaurioista? Entä jos aluksella olevat komplikaatiot vaativat heitä heräämään aikaisin? Entä kehon asteittainen ja hidas herääminen ja lämmittäminen herättäen astronauttia hibernaatiosta?
Nämä kysymykset saivat SpaceWorks-tiimin takaisin töihin. He suunnittelivat miehistölle osaston pysyäkseen keinotekoisessa unessa edellyttäen, että useat astronautit kääntyvät hereillä vuorotellen aluksen ohjaamiseksi ja tarvittavien töiden suorittamiseksi (kuten "Space Odysseyssa", jossa kaksi miehistön jäsentä matkalla Jupiteriin oli hereillä, kun taas kun taas loput olivat keinotekoisesti lepotilassa).
Bradfordin joukkue meni pidemmälle. Suunnitellessaan kolme toisiinsa liitettyä elinyksikköä 100 siirtymään joutuneelle matkustajalle (Marsin asuttamiseksi) hän loi avaruusaluksen, jossa oli elävä osasto, joka on täysin erilainen kuin mitä NASA oli suunnitellut. SpaceWorksin syrjäytyspaikka sisältää kaksi pienikokoista pyörivää koteloyksikköä, joista kukin sisältää 48 torpor-matkustajaa. Eri nopeuksilla tapahtuva kierto luo keinotekoisen painovoiman, joka estää luun menetystä.
Mutta Bradford-joukkueella oli toinen, rohkeampi ehdotus. Erillisessä elävässä moduulissa hän päätti asettaa päivystykseen neljä astronauttia, joiden tulisi palvella alusta ja miehistöä koko lennon ajan. Yksi nukkuu, mutta kolme työskentelee säilyttäen siten vahvuutensa.
SpaceX: n lento Marsiin
"Nukkumisen miehistön kääntäminen ja joidenkin astronautien herättäminen katsomaan on hyödyllisempää kuin kaikkien astronautien hibernaatio kuuden kuukauden ajan", Bradford sanoi. Avaruusalus, jonka asukasluku on laskeutunut torpor-tilassa, on kevyempi, mikä lisää huomattavasti nopeutta, vähentää lentoaikaa ja mahdollisesti tarjoaa myös luotettavamman suojan säteilyltä aineenvaihdunnan hidastumisen vuoksi. Lisäksi Bradfordin mukaan nukkuvilla astronauteilla ei ole liikesairautta, mikä on yleinen ongelma ISS: n asukkaille.
Karhu lepotilassa
Mutta mikä on torpor-tunne avaruudessa? Ei, kyse ei ole siitä, että jäädytetään kuolemaan kryogeenisessä yksikössä ja sitten elvytetään, sanoo synnytyslääkäri-gynekologi ja SpaceWorks-konsultti Doug Talk, joka käyttää terapeuttista hypotermiaa happea tarvitsevien lasten hoitoon. "Cryogenicsillä ei ole menestystä täällä", hän selittää. - Ihmisruumista ei ole tarkoitettu jäädytettäväksi; se koostuu pääasiassa vedestä, ja kun veden tilavuus kasvaa [tämä tapahtuu, kun se jäätyy], se johtaa solujen tuhoutumiseen."
Pikemminkin astronautit hibernoivat kuin kooma. Tämä on ristin uneton uni ja puolitietoinen tila. "Koomassa kärsivillä potilailla on aivojen aktiivisuussyklejä näennäisestä herkkyydestä syvään, uneton uni", Tock selittää. Vaikka koomassa olevat potilaat eivät pysty liikkumaan, heidän aivonsa pysyvät aktiivisina ja reagoivat jopa ulkoisiin ärsykkeisiin, mukaan lukien sanalliset käskyt.
Hibernating-karhut kokevat jotain vastaavaa. Heidän kehon lämpötila laskee vain muutamalla asteella (kuten ihmisillä kohtalaisen hypotermian kohdalla), ja heidän aineenvaihdunta laskee 75%. Pohjoisen ilmaston karhut voivat hibernaata seitsemän tai kahdeksan kuukauden ajan syömättä tai juomatta mitään; ja raskaana olevat naaraat synnyttävät jälkeläisiä ja ruokkivat heitä jopa lepotilassa.
"Torpor-ihmiset käyttäytyvät kuin karhut", Tok ehdottaa.”Heillä on sykliä herättävyydestä syvään unetonuntoon. Ja kuten karhut, kun he heräävät, heillä on merkkejä unen puutteesta."
NIAC: n johto hyväksyi toukokuussa 2016 SpaceWorks-projektin toisen vaiheen, tällä kertaa tarjoamalla sille 250 000 dollaria teknisen tutkimuksen sekä operatiivisen ja lääketieteellisen tutkimuksen jatkamiseen.”Vaiheen 1 projektit ovat osoittaneet, että visiomme on todellinen”, Derlet sanoo. "Olemme iloisia, että tohtori Bradford etenee."
SpaceWorks-tiimi ehdotti joitain parannuksia elävään moduuliin, samoin kuin kokeilua keinotekoisen unen kanssa kahden tai kolmen viikon ajan useiden terveiden sikojen kanssa. Siat, kuten ihmiset, eivät hibernoidu luonnollisessa ympäristössään, ja siksi niiden fysiologinen reaktio keinotekoiseen nukkumiseen auttaa ihmisiä paremmin ymmärtämään, mitä odottaa torporaa kuin hiirien ja etanoiden kokeet. Derlethin mukaan NASA: n säännöt kieltävät sikojen tutkimuksen rahoittamisen.
Siksi SpaceWorks teki vaihtoehtoisen ehdotuksen: tutkia kattavasti jo suoritetut ja meneillään olevat kokeet aineenvaihdunnan tukahduttamiseksi, perustaa tämän perusteella toimintaohjelma lähitulevaisuutta varten tarvittavan tekniikan kehittämiseksi, joka mahdollistaa siirtymisen ihmiskokeisiin, mukaan lukien systemaattisempi eläintutkimus. Tänä kesänä NIAC: n on määrä tehdä SpaceWorksista välikatsaus ja päättää, osoittaako se edelleen 250 000 dollaria rahoitusta.
"Uskomme edelleen elävien olosuhteiden tutkimuksen tarpeeseen torpor-tekniikoiden kehittämiseksi ja niiden soveltamiseksi pitkällä aikavälillä", kirjoitti SpaceWorksin perustaja ja toimitusjohtaja John Olds. "Ja tämä vaihe voi edellyttää yksityisten sponsorien osallistumista."
Kuka maksaa tämän työn, on vaikeaa tehdä eläinkokeita, koska se herättää eettisiä kysymyksiä.
"Mielestäni NASA toimii oikein hitaasti ja vähitellen", sanoo New Yorkin yliopiston lääketieteellisen etiikan johtaja Arthur Caplan. Vaikka monet ovat innostuneita keinotekoisen unen lupauksesta pidentyneiden avaruusmatkustusten aikana, NASA ei tarvitse ylimääräistä vaivaa, jonka eläinten puolustajat voivat saada, hän sanoi.
”Siat ovat fysiologisesti melko samankaltaisia kuin ihmiset, joten on järkevää käyttää niitä kokeisiin”, Kaplan sanoo. "Ja kriitikkoille voimme sanoa tämän: tällaista tutkimusta varten rekrytoitavien sikojen määrä on vähemmän kuin amerikkalaisten keskimääräinen syö viikossa aamiaiseksi."
Inhimillinen tekijä
Tieteiskirjallisissa elokuvissa ja kirjoissa torpori idealisoidaan ja romantiisoidaan, Kaplan sanoo. Ne antavat vaikutelman, että ihminen voi helposti päästä sisään ja jättää tämän kooman kaltaisen tilan. Mutta todellisuus voi olla erilainen.
Kaplanin mukaan ensimmäiset kokeet tehdään hyvin epätavallisten ihmisten osallistumisella - todennäköisesti nämä ovat koelentäjiä.”Nämä ihmiset riskittävät henkensä joka päivä; he ymmärtävät fysiologiset vaarat, koska he kokeilevat lentokoneita ja tietävät, että monet heidän kollegoistaan ovat kuolleet. Astronautit kertoivat minulle olevansa valmiita osallistumaan mihin tahansa kokeeseen vain lentääkseen avaruuteen. Meidän tehtävämme on hillitä niitä”, hän sanoo.
Ihmiskokeet ovat ennennäkemätön askel. Kukaan ei ole koskaan käyttänyt hypotermiaa hidastaakseen aineenvaihduntaa ihmisillä, jotka eivät ole sairaita tai loukkaantuneita, vielä vähemmän poikkeuksellisen terveillä astronauteilla.
"Meillä on paljon terveitä ihmisiä, jotka ovat ilmaisseet halua osallistua pitkäaikaisiin kokeisiin keinotekoisen unen kanssa", Tok sanoo. - Ihmisille, jotka ovat valmiita katkaisemaan elämänsä kuudeksi kuukaudeksi, on katkennut kysyntä. Olen varma, että terveysviranomaiset eivät hyväksy tätä."
Sillä välin, Tok on rekrytoinut kaksi terapeuttista hypotermia-asiantuntijaa SpaceWorks-tutkimusryhmään: Alejandro Rabinstein, Mayon klinikan neurologian tehosteen yksikön lääketieteellinen johtaja ja neurotieteilijä Kelly Drew, joka työskentelee Alaskan yliopiston Fairbanksissa hibernaatioon erikoistuneena. eläimet. Drew tutkii yhdessä muiden Alaskan yliopiston arktisen biologian instituutin tutkijoiden kanssa lämminveristen eläinten, kuten siilien, Beringin oravien ja karhujen, lepotiloja. He toivovat ratkaisevansa terveellisen lepotilan mysteerin ja sitä laukaisevat aivosignaalit uskoen, että se auttaa astronautteja sopeutumaan ilman sivuvaikutuksia.
Esimerkiksi beringilaisen maa-oravan (evrazhka) talvella kehon lämpötila laskee nollaan asteeseen. Kukaan tutkija ei tiedä tarkalleen, mikä laukaisee lepotilan. On totta, että erityinen aivojen ja lihasten reseptori - A1-adenosiinireseptori - johtaa goferin ruumiinlämpötilan laskuun ja saa hänet nukkumaan, josta hän herää kahdeksan kuukautta myöhemmin aiheuttaen minimaalista luu- ja lihasmassan menetystä.
"Adenosiini on neuromodulaattori, jolla on rooli stimuloida unta ja vähentää aivojen herkkyyttä", Drew sanoo. "Se on kaikkialla eläinten aivoissa." Hän pisti hibernaation euras lääkkeellä, joka stimuloi heidän A1-adenosiinireseptoreitaan. Drew voi myös herättää gopfeja käyttämällä toista lääkettä, joka estää näitä reseptoreita.
Mutta ihmisten signalointijärjestys ja geenijoukot ovat paljon monimutkaisempia ja erittäin vaikeasti purettavissa. Tehtävän monimutkaisuus on, että lepotilassa olevat eläimet nukkuvat eri tavoin.
Ainoa talvehtunut kädellis on Madagaskarin pygmi-maito, joka viettää kahdeksan kuukautta vuodessa torporissa, lähinnä kuumalla säällä. Hän elää rasvan kerääntymisessä häntästä. Tämän eläimen aineenvaihdunnan väheneminen ei vaadi ruumiinlämpötilan laskua.
Samaan aikaan Rabinstein, joka aikoo suorittaa lievän hypotermia-analyysin torporin aikaansaamiseksi, sanoo, että avaruudessa annettavassa tehohoidossa käytetyt tekniikat eivät ehkä ole yhtä luotettavia.
"Se, että pienet lapset" hukkuvat "jäiseen veteen ja sitten tulevat mieleensä, on huomattavaa, ja se antaa meille toivoa", hän sanoo. - Mutta voimmeko käyttää [syvän hypotermian] tietämystämme lievemmän hypotermian luomiseen, jotta ihmiset voivat pysyä tässä tilassa paljon kauemmin ilman haitallisia seurauksia, ilman psykologista ja fysiologista stressiä? Se on vielä nähtävissä, mutta mielestämme on mahdollisuus."
Arielle Emmett