يمكن إرسال شخص في حالة سبات إلى رحلة فضائية، ولن يحتاج إلى طعام. أو تعريفه بهذا
في كل ربيع، عندما تصبح الأيام أطول،بدأت العديد من الحيوانات، من الدببة الرمادية إلى السناجب الأرضية، في الاستيقاظ من السبات. عادة ما نقول إنهم يستيقظون، لكن السبات أكثر تعقيدًا من النوم العادي. أي حيوان يمكنه البقاء تحت الأرض لعدة أشهر دون طعام أو ماء ويظل على قيد الحياة يفعل شيئًا أكثر تعقيدًا من مجرد النوم.
من بين الحيوانات التي تسبتالقوارض وبعض البرمائيات وحتى عدد قليل من الرئيسيات. أكبر الممثلين هم الدببة. وفقًا لإيلينا غراتشيفا ، عالمة الأعصاب في جامعة ييل في نيو هافن ، فإن العملية التي تتسبب في "إيقاف" مثل هذا الكائن الضخم تتحدى التفسير البسيط.
ومن المهم دراسة سبات الدب لأنهيمكنك التعرف على بنية الثدييات الكبيرة، وخاصة البشر. إذا درس الباحثون هذه العملية، فمن المحتمل أن تغير الطريقة التي نتعامل بها مع مجموعة واسعة من الأمراض التي تصيب الإنسان، بما في ذلك السكتة الدماغية وهشاشة العظام ومرض باركنسون ومرض الزهايمر.
كيف تسبت الحيوانات المختلفة؟
الدببة السبات بطريقة خاصة، لاعلى غرار الحيوانات الأخرى. يمكن للسناجب الأرضية في القطب الشمالي خفض درجة حرارة جسمها مؤقتًا إلى -3 درجة مئوية دون أن تتجمد تمامًا. من ناحية أخرى، لا تفقد الدببة أي حرارة تقريبًا في أوكارها، لكن العملية لا تزال تسمى السبات لأن عملية التمثيل الغذائي لديها تتباطأ.
هذه العملية ، قام بها براين بارنز ، عالم الحيوان بجامعة ألاسكا فيربانكس ، وزملاؤه بالتتبع بعناية منذ أكثر من 10 سنوات ، ودرسوا الدببة السوداء وهي في سبات في أوعية اصطناعية.
كانت هذه المخبأ في الواقع غرفًاقياس استهلاك الأكسجين وإنتاج ثاني أكسيد الكربون - هذه مؤشرات مهمة لعملية التمثيل الغذائي. أجهزة الاستشعار تتعقب درجة حرارة الجسم. كانت هذه أول دراسة تؤكد أن الحيوانات يمكنها السبات دون أن تصاب بالبرد.
ومع ذلك، قال بارنز إن الدببة السباتية لا تستريح فقط. إنهم ينطفئون حقًا.
"يدخلون المخبأ ويبلغون من العمر عامين أو ثلاثةمرات ، استلقِ وابقى على هذا النحو لمدة ستة أشهر ، "يقول بارنز. هم فقط يستيقظون للتبديل بين الجانبين كل بضعة أيام. تلاحظ بارنز أنها تحمل صغارًا أثناء سباتها الشتوي دون أن تأكل أو تستخدم احتياطياتها الخاصة من الدهون والماء.
هل يمكن لأي شخص أن يدخل في وضع السبات؟
مثل هذا الحلم سيكلف الناس غاليا.يمكن لأي شخص أن يعالج ويستلقي على سرير في المستشفى أو يطير إلى المريخ، والنتيجة واحدة: ضمور عضلاتنا، وتصبح عظامنا أرق بعد أشهر من عدم النشاط.
ليس لدى الدببة هذه المشكلة.كشف العلماء مؤخرًا عن جزء من سر عظامهم القوية. في عام 2021 ، نشر بارنز وزملاؤه دراسة تظهر أن الدببة في فترة السبات قادرة على إيقاف الجينات المرتبطة بانهيار العظام.
يتوقع الباحثون أن يومًا ماسيكون من الممكن التلاعب بنفس العملية عند البشر للوقاية من هشاشة العظام. يلاحظ بارنز أن هذا النهج يمكن أن يساعد طريح الفراش.
التمثيل الغذائي البطيء للدببة التي تقع فيهالسبات هو عملية مذهلة. يستطيع الدب أن يبطئ تنفسه ومعدل ضربات قلبه بحوالي 75% على مدار عدة أشهر مع الحفاظ على درجة حرارة جسمه مرتفعة نسبيًا. حتى الآن، لا أحد يعرف بالضبط كيف تبطئ الدببة عملية التمثيل الغذائي.
يشتبه الباحثون في أن الدببة لا تستلقي مسترخية مثل الغوفر، بل تتجعد: هذه هي الطريقة التي تحافظ بها الدهون والفراء على دفء الدببة.
أثار البحث في هذا المجال السؤال الرئيسي:يمكن للشخص أن يسبت؟ هل من الممكن استخدام هذه الحالة للسفر بسهولة في الفضاء وعدم استخدام الكثير من الموارد. بالإضافة إلى ذلك ، يمكنك إسبات شخص في العناية المركزة لإنقاذ حياته.
لماذا الشخص في حالة سبات؟
يتم تقليل النوبات القلبية والسكتات الدماغية بشكل ملحوظكمية الأكسجين التي تدخل الدماغ. ستكون هذه المشكلة أقل تدميراً بكثير إذا تمكن الأطباء من تقليل كمية الأكسجين المطلوبة بسرعة. بمعنى آخر، وضع الشخص في حالة من السبات.
إذا لم يتم مساعدة الشخص المصاب بالسكتة الدماغيةالساعة الأولى بعد المأساة، سيبدأ الدمار الذي لا رجعة فيه في الجسم. وتسمى هذه الفترة بالساعة الذهبية. إذا تمكن الأطباء من إعادة إنتاج السبات، فقد تصبح هذه الساعة الذهبية أسبوعًا ذهبيًا أو ثلاثة أسابيع.
كيف نتعامل مع الاشخاص الذين يعانون من السبات؟
لاحظ العلماء أن الدببة في حالة سباتيشبه الغوفر والحيوانات الأخرى إلى حد كبير الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر أو مرض باركنسون. وتتميز هذه الأمراض عند البشر بتراكم بروتينات تاو التي تشكل تشابكات في الدماغ. ويخضع دماغ الدب النائم لتحول مماثل، ربما لأن البروتينات تساعد في حماية الخلايا العصبية خلال فترات الراحة الطويلة.
قالت إلينا جراتشيفا ، عالمة الأعصاب بجامعة ييل: "أثناء السبات ، هناك تراكم هائل لبروتينات تاو في الدماغ والجهاز العصبي المركزي".
لكن هناك فرق بين هاتين العمليتين:في المرضى الذين يعانون من مرض الزهايمر ومرض باركنسون ، تستمر بروتينات تاو في التراكم مع تفاقم المرض ، ويمكن للحيوان السبات التخلص منها. نتيجة لذلك ، لا تظهر على أدمغتهم أي علامات تدل على وجود ضرر ، وتعمل مهاراتهم الحركية والذاكرة كما كانت من قبل.
هل يمكن أن نضع الإنسان في حالة سبات؟
ربما في يوم من الأيام سيتمكن العلماء من استخدامهانفس الآلية لعلاج المرضى. لا تزال دراسة السبات في مراحلها الأولى، لكن الباحثين يدرسون بنشاط عملية السبات لفهم كيف يمكننا إدارة أمراض الدماغ التقدمية.
دراسة 2021 نشرت فيوجدت التقارير العلمية أن الإسبات والاستيقاظ المستحثين وحدهما يعززان اتصالات الدماغ ويحسن الذاكرة لدى الفئران التي كانت تعاني من حالة مشابهة جدًا لمرض الزهايمر. يقترح المؤلفون أنه يمكن تطوير العلاج الدوائي الذي يمكن أن يوفر دفعة معرفية مماثلة للإنسان ، دون الحاجة إلى السبات.
الآن أحد فرق العلماء منخرط في حقيقة ذلكيدرس التغيرات في الدماغ التي تسبب ضعف الإدراك لدى الأشخاص المصابين بمرض باركنسون. على وجه الخصوص ، ستعمل على التسلسل الجيني لفهم أفضل للاختلاف الجيني بين خلايا الدماغ المعرضة للإصابة بمرض باركنسون وخلايا الدماغ التي تظل سليمة.
يستخدم الفريق بعض الأساليب نفسها التي اتبعوها عند دراسة الحيوانات في فترة السبات.
قراءة المزيد:
لقد تم اصطياده لقرون: ماذا نعرف عن كوكب فولكان المجاور للشمس
وجد علماء الفلك كوكبًا بالقرب من الأرض: له مدار غريب جدًا
العلماء يعيدون إحياء إنزيم قديم لإطعام 9 مليارات شخص بحلول عام 2050