겨울잠을 자는 사람은 우주 여행에 보내질 수 있으며음식이 필요하지 않습니다.
매년 봄, 낮이 길어질수록 다양한 동물들이회색곰과 고퍼가 겨울잠에서 깨어나기 시작한다.우리는 보통 그들이 깨어난다고 말하지만, 동면은 정상적인 수면보다 훨씬 더 어렵습니다.음식, 물 없이 몇 달 동안 지하에 머물면서 생존할 수 있는 동물은 누구나 생존할 수 있습니다그냥 자는 것보다 더 복잡한 것.
겨울잠을 자는 동물 중에는설치류, 일부 양서류, 심지어 소수의 영장류. 가장 큰 대표자는 곰입니다. New Haven에 있는 Yale University의 신경과학자 Elena Gracheva에 따르면, 그렇게 큰 존재가 "스위치를 끄게" 하는 과정은 간단한 설명이 불가능합니다.
곰의 동면을 연구하는 것은 큰 포유류, 특히 인간의 구조에 대해 배우는 데 사용할 수 있기 때문에 중요합니다.연구자들이 이 과정을 연구한다면 잠재적으로뇌졸중, 골다공증, 파킨슨병, 알츠하이머병을 포함한 광범위한 인간 질병에 접근하는 방식을 바꾸십시오.
다른 동물은 어떻게 동면합니까?
곰은 다른 동물과는 다른 특별한 방식으로 겨울잠을 잔다.북극 땅다람쥐는 완전히 얼지 않고 일시적으로 체온을 -3°C까지 낮출 수 있습니다.반면에 곰은 굴에서 열을 거의 잃지 않지만 이 곰은이 과정은 신진대사가 느려지기 때문에 여전히 동면이라고 불립니다.
이 과정을 알래스카 페어뱅크스 대학의 동물학자인 Bryan Barnes와 그의 동료들은 10년 이상 전에 조심스럽게 추적하여 인공 은신처에서 동면하는 흑곰을 연구했습니다.
이 은신처는 실제로 방이었습니다.측정된 산소 소비 및 이산화탄소 생산 - 이는 신진대사의 중요한 지표입니다. 센서는 체온을 추적했습니다. 이것은 동물이 춥지 않고 동면할 수 있다는 것을 확인한 최초의 연구였습니다.
하지만 반스에 따르면, 겨울잠을 자는 곰들은 그저 쉬기만 하는 것이 아니다.그들은 정말로 문을 닫고 있습니다.
"그들은 은신처에 들어가 두세 차례몇 번이고 누워서 6개월 동안 그대로 있으십시오.”라고 Barnes는 말합니다. 그들은 며칠에 한 번씩 자리를 바꾸기 위해 일어납니다. Barnes는 겨울잠을 자는 동안 암곰이 새끼를 먹거나 비축한 지방과 물을 사용하지 않는다는 점에 주목합니다.
사람이 최대 절전 모드로 들어갈 수 있습니까?
사람은 치료를 받고 병원 침대에 누워 있거나 화성으로 날아갈 수 있습니다하나는 몇 달 동안 활동하지 않으면 근육이 위축되고 뼈가 얇아진다는 것입니다.
곰은 이 문제가 없습니다.그들의 강한 뼈의 비밀의 일부인 과학자들은 최근에야 밝혀냈습니다. 2021년 Barnes와 동료들은 겨울잠을 자는 곰이 뼈 분해와 관련된 유전자를 끌 수 있다는 연구를 발표했습니다.
연구자들은 언젠가는골다공증을 예방하기 위해 인간에서 동일한 과정을 조작하는 것이 가능할 것입니다. Barnes는 이 접근 방식이 병상에 누워 있는 사람들을 도울 수 있다고 말합니다.
겨울잠을 자는 곰의 느린 신진대사는 놀라운 과정입니다.곰은 비교적 높은 체온을 유지하면서 몇 달 동안 호흡과 심박수를 약 75% 늦출 수 있습니다.아직까지 곰이 어떻게 신진대사를 늦추는지 정확히 아는 사람은 아무도 없다.
연구자들은 곰이 땅다람쥐처럼 편안하게 누워 있는 것이 아니라 그 반대라고 추측한다웅크리기: 이것이 뚱뚱한 털이 곰을 따뜻하게 유지하는 방법입니다.
이 분야의 연구는 다음과 같은 주요 질문을 제기했습니다.사람이 동면할 수 있습니까? 이 상태를 이용하여 많은 자원을 사용하지 않고 쉽게 우주를 여행할 수 있습니까? 또한 생명을 구하기 위해 중환자실에 있는 사람을 동면할 수 있습니다.
왜 사람이 동면할까요?
심장마비와 뇌졸중은 뇌에 도달하는 산소의 양을 현저히 감소시킨다.의사가 필요한 산소의 양을 신속하게 줄일 수 있다면 이 문제는 훨씬 덜 치명적일 것입니다.다른 말로 하면, 사람을 일종의 동면에 빠뜨리는 것입니다.
뇌졸중을 앓고 있는 사람이 비극이 일어난 후 첫 한 시간 동안 도움을 받지 못하면 신체의 돌이킬 수 없는 파괴가 시작됩니다.이 간격을 골든 아워라고 합니다.만약 의사들이 동면을 재현할 수 있다면, 이 골든아워는 골든 위크가 될 수도 있고 3주가 될 수도 있다.
최대 절전 모드로 사람들을 치료하는 방법?
과학자들은 겨울잠을 자는 곰, 땅다람쥐 및 기타 동물이 알츠하이머병이나 파킨슨병을 앓고 있는 사람들과 매우 유사하다는 점에 주목합니다.인간의 경우 이러한 질병은 뇌에 엉킴을 형성하는 타우 단백질의 축적을 특징으로 합니다.잠자는 곰의 뇌도 비슷한 변화를 겪는데, 아마도 단백질이 도움이 되기 때문일 것이다장시간 휴식을 취하는 동안 뉴런을 보호하십시오.
예일 대학의 신경과학자 엘레나 그라체바는 “동면하는 동안 뇌와 중추신경계에 타우 단백질이 엄청나게 축적된다”고 말했다.
그러나 이러한 프로세스에는 다음과 같은 차이점이 있습니다.알츠하이머 및 파킨슨병 환자의 경우 질병이 악화됨에 따라 타우 단백질이 계속 축적되며 동면 중인 동물이 이를 제거할 수 있습니다. 그 결과, 그들의 두뇌는 손상의 징후를 보이지 않으며, 그들의 기억과 운동 능력은 이전과 같이 작동합니다.
인간을 최대 절전 모드로 전환할 수 있습니까?
어쩌면 언젠가는 과학자들도 환자를 치료하는 데 동일한 메커니즘을 사용할 수 있게 될지도 모른다.동면 과정에 대한 연구는 아직 초기 단계이지만 연구자들은 적극적으로 연구하고 있습니다진행성 뇌 질환을 관리할 수 있는 방법을 이해하기 위한 동면 과정.
2021년에 발표된 연구Scientific Reports에 따르면 최대 절전 모드 및 기상 유도만으로도 알츠하이머와 매우 유사한 상태의 쥐에서 뇌 연결이 강화되고 기억력이 향상됩니다. 저자들은 최대 절전 모드 없이도 인간에게 유사한 인지 능력 향상을 제공할 수 있는 약물 요법이 개발될 수 있다고 제안합니다.
이제 과학자 팀 중 하나가 다음과 같은 사실에 종사하고 있습니다.파킨슨병 환자의 인지 장애를 일으키는 뇌의 변화를 연구합니다. 특히 파킨슨병에 취약한 뇌세포와 손상되지 않은 뇌세포의 유전적 차이를 더 잘 이해하기 위해 유전자 염기서열 분석을 연구할 예정이다.
팀은 동면하는 동물을 연구할 때 취했던 것과 동일한 접근 방식을 사용하고 있습니다.
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