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人类能冬眠吗?
在各个系列的科幻作品中 , 每一艘太空飞船上都为乘客准备了休眠舱 。 这是长达数年的太空旅行中 , 必不可少的设备 。 然而可惜的是 , 人类并没有冬眠这一能力 , 又或者说被抛弃了 。
在自然界 , 冬眠对于很多动物来说是一项重要的生存技能 。 这是因为冬季气温降低 , 空气变得寒冷干燥 , 可获得的食物水源大量减少 , 所以冬眠就成了很多动物应对冬季外界不良环境条件的一种重要手段 。
它们钻入岩缝、树洞或地下的洞穴等 , 停止活动、进食和饮水等维系生存的必要行为 , 来降低新陈代谢速率 , 并度过严酷的寒冬 。
同时当它们从休眠中苏醒后 , 又可继续保持生存状态 , 肌肉也不发生萎缩 。 甚至有研究表明:休眠的动物对衰老和辐射具有一定的抵抗能力 。 然而这项能力 , 可能被现在的人类抛弃了 。 因为有研究显示 , 远古人类之一的海德堡人 , 就可能有冬眠的能力 。
海德堡人通常被认为是尼安德特人、丹尼索瓦人和现代智人的共同祖先 。 但奇怪的是 , 挖掘出的化石显示他们总是患有跟缺乏维生素D有关的一系列疾病 。
这表明 , 远古人类一年中经常在黑暗环境度过数月 , 而在此期间 , 由于缺少阳光 , 他们的身体无法合成维生素D 。 这样的疾病在洞穴中冬眠的动物 , 包括蝙蝠 , 也经常出现 。
因此科学家认为 , 海德堡人很可能是靠冬眠来度过漫漫长冬的 。 毕竟他们生活在距今44万至45.5万年之间 , 经历着过去百万年中最严重的冰期之一 。 这种情况很可能促使他们在大约5万年的时间里 , 迅速适应冬眠的生活方式 。
然而现在 , 相对优渥的环境温度使得自然休眠的动物所剩无几 。 特别是灵长类动物 , 也只有狐猴还具有休眠的能力 。 而其他包括人类在内的灵长类动物都不能自然休眠 。
因此国内外科学家们前仆后继 , 试图破解自然休眠的奥秘 , 建立诱发人类休眠的技术 , 实现科幻作品中的幻想 , 即宇航员躺进休眠舱并进入休眠状态 , 以度过漫长的太空旅行 。
2005年 , 美国科学家发现一些动物的血液中存在着一种能够诱发动物冬眠的物质 , 最终提炼出了一种类似于荷尔蒙的特殊蛋白质 , 被称为“冬眠激素” 。
2016年 , 中国科学家找到了大脑中调控温度的神经元——TRPM2 。
2022年 , 日本科学家通过刺激小鼠的“休眠诱导神经” , 使其进入冬眠状态 。
但可惜的是 , 迄今为止 , 还没有任何一种手段 , 能在非自然休眠的灵长类动物中诱导出休眠现象 。
然而就在近日 , 中国科研团队的最新成果指出 , 通过特异性激活下丘脑神经元或可开启人工冬眠之路 。
已知特异性激活下丘脑视前区神经元 , 可促使转基因小鼠在1-2个小时内将体温降至28℃ , 并维持十余小时低体温状态 , 与小鼠的天然休眠类似 。
但人毕竟不是小鼠 , 人类和非人灵长类等其他大型动物对体温变化的耐受性要弱得多 。 例如 , 体温过低 (<35°C) 和过高 (40.5°C) 都要紧急就医 。 所以研究人员选择对猕猴进行实验 。
上图:猕猴实验装置示意图
随后研究发现 , 确实可以通过升高下丘脑视前区 , 一类进化保守的兴奋性神经元的活性 , 促进动物降低体温 。 但值得注意的是 , 与小鼠相比 , 非人灵长类动物对体温的变化更为敏感 。
当体温降低约0.5℃的时候 , 猕猴即可通过加速心率、肌肉颤栗、收缩外周血管等自主神经机制产热 , 阻止体温的降低 。 此外 , 猕猴会大幅度增加运动量 , 通过运动产热 , 从而抵御体温的降低 。
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