媒体报道

《深圳商报》:人类或许可以像熊一样冬眠

深圳科学家正在进行相关研究,为医疗乃至太空探索带来新可能

时间:2018-08-31  来源: 文本大小:【 |  | 】  【打印

 

   在著名导演克里斯托弗·诺兰执导的电影《星际穿越》中,宇航员们可以把身体浸入一种液体内,随后进入低温休眠状态,从而实现远距离的太空旅行。

  这样的脑洞并不是诺兰的独创,在许多科幻小说和电影中都有类似低温休眠的情节。事实上,科学家们正在设想,人类能否像冬眠的动物一样,通过事先储备能量、降低体温、减少代谢等方式进入低能耗状态,为一些疾病的治疗乃至太空的探索带来新的可能。

  探索人类体温调节奥秘

  脑认知科学和脑疾病研究所,于2014年11月16日由中国科学院深圳先进技术研究院与美国麻省理工学院麦戈文脑科学研究所联合建立。

  目前,中国科学家正在进行相关的研究,试图在大脑中找到特定的神经元,揭开人类体温调节机制的奥秘。

  科学界已经发现,下丘脑是大脑中的“体温调节器”,但是传统的电极实验方法无法精确地知道是哪些神经元在体温调节中起到关键性的作用。针对这个难题,中国科学院深圳先进技术研究院的脑科学家王虹利用最新的遗传生物学手段,在小鼠身上成功地标记出了负责设定和调节体温的神经元。

  在体外实验中,科研人员发现,小鼠的下丘脑中有约20%的神经元对热产生反应,这些神经元有一个共同的特点——表达TRPM2这种基因。

  王虹是中国科学院深圳先进技术研究院的研究员,长期从事脑科学研究。

  在进一步的实验中,王虹与她的合作者在小鼠基因组的特定位置植入了一个“分子开关”,并向小鼠体内注射了一种特制的氧化物。这种名叫Clozapine N-oxide的氧化物可以打开这个“分子开关”,激活表达TRPM2基因的神经元。随后,小鼠的体温在两小时内从37℃降到了27℃。随着药物的代谢,小鼠的体温在10多个小时后回归到正常水平。

  更重要的是,在此过程中科学家并未观测到体温的变化对小鼠的健康带来了损害。2016年9月,这项针对小鼠的研究成果发表在《科学》杂志上。

  公开报道显示,美国国家航空航天局也正在加强对“人工冬眠”的研究,NASA已经资助了一家名为Spaceworks的公司,探索如何降低宇航员的体温和代谢水平,在180天的火星之旅中保持“冬眠状态”。

  “冬眠”有望应用在医学领域

  与美国国家航空航天局探索太空的目标不同,王虹的研究成果有望应用在医疗领域。研究显示,在中风等疾病发生之后,降低大脑温度能够最大程度地保护神经系统。

  从20世纪90年代开始,亚低温疗法就在中风的临床治疗中发挥作用。然而,这种以物理降温为主的治疗方法依赖复杂的仪器设备,在患者突然发病时难以起到及时救治的作用。

  “我们希望找到靶点,研发一种调控体温的药物,通过微创、无创的方法让中风的患者迅速降温,及时保护神经系统。”王虹说,“目前,神经保护的原理还不很明确,但是通常认为降低细胞代谢率,减少自由基的产生,是神经保护的机制之一。”

  2016年9月,《科学》杂志刊发了王虹成功调控小鼠体温的研究成果。

  下一步,王虹计划在灵长类动物身上验证她的实验结果,但她表示,物种之间的差异是进一步验证研究成果最大的难题,带有TRPM2基因的神经元在灵长类动物体内是否发挥同样的作用,这尚待进一步验证,研发适用于人类的体温调节药物仍然充满了不确定性,未来还需要进行大量研究。

  那么在掌握了体温调节的机制后,人类在太空旅行中是否就可以“休眠”?王虹表示,这是美好的愿望,但是目前看起来还非常遥远,因为休眠还受到昼夜节律、营养水平等多种因素的影响,仅仅解决体温问题还无法实现休眠。此外,如何把休眠状态下的宇航员唤醒,则是一个更复杂的难题。

  “无论如何,如果人们能根据需求调节体温,这就迈出了第一步。”王虹说。

    《深圳商报》2018年8月31日A16版报道:http://szsb.sznews.com/MB/content/201808/31/content_453723.html