يمكن أن يؤدي تحريك دماغ القوارض إلى وضع الرسوم المتحركة المعلقة. يريد العلماء يومًا ما استخدام نفس التقنية للإنسان الذي يسافر إلى المريخ.

• قام العلماء بدفع الفئران والجرذان إلى حالة تشبه الرسوم المتحركة المعلقة تسمى السبات.

• تم إحداث الحالة عن طريق إرسال الموجات فوق الصوتية إلى مكان محدد في أدمغة القوارض.

• يمكن استخدام هذه التقنية يومًا ما على البشر للسفر إلى الفضاء والأغراض الطبية.

تمكن العلماء من إحداث حالة سبات في الفئران والجرذان باستخدام الموجات فوق الصوتية ، مما جعلهم يقتربون خطوة من إيجاد طريقة للحث على تعليق الرسوم المتحركة لدى البشر.

وكالات الفضاء مثل وكالة ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) تنتظر بفارغ الصبر العلم الذي يتسبب بشكل مصطنع في حالات تشبه السبات في الحيوانات.

إنهم يأملون أن يؤدي ذلك يومًا ما إلى توفير الطاقة وتكاليف السفر الفضائي لمسافات طويلة إلى كواكب مثل المريخ.

أحدث دراسة نشرت في مجلة مراجعة النظراء استقلاب الطبيعة ، وجد الباحثون قادرين على إحداث السبات في الفئران والجرذان باستخدام الموجات فوق الصوتية التي تستهدف جزءًا محددًا من أدمغة الحيوانات.

قال المؤلف الرئيسي للدراسة هونغ تشن ، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في جامعة واشنطن ، لـ Live Science: “إذا تم إثبات هذه التقنية بنجاح على البشر ، فإنها تحمل إمكانات كبيرة للتطبيقات الطبية ، لا سيما في الحالات التي تهدد الحياة مثل السكتة الدماغية والنوبات القلبية”.

وقالت: “يمكننا أن نتخيل أن يرتدي رواد الفضاء جهازًا يشبه الخوذة مصممًا لاستهداف منطقة ما تحت المهاد لإحداث حالة تشبه السبات”.

خوذات صغيرة تنطلق بأدمغة القوارض

Torpor هي حالة من الرسوم المتحركة المعلقة حيث قد تبدو الحيوانات وكأنها تنام ، لكنها في الواقع تقلل بشكل كبير من نشاطها الأيضي ، عادة استجابة لظروف معاكسة للغاية.

وجد العلماء سابقًا أن السبات يمكن أن يحدث عن طريق حقن مادة كيميائية في جزء محدد من الدماغ يتحكم في الجهاز العصبي المركزي. لكن تشين وزملاؤه كانوا مهتمين بمعرفة ما إذا كانت هناك طريقة غير جراحية للحث على هذه الحالة ، دون اختراق الجمجمة جسديًا.

تم تزويد الفئران والجرذان بخوذات صغيرة لإرسال موجات فوق صوتية إلى الدماغ. لاحظ العلماء أن هذه الموجات كانت قادرة بشكل فعال على دفع القوارض إلى حالة من السبات.

لمدة ساعة تقريبًا بعد نبض الموجات فوق الصوتية ، انخفضت درجات حرارة جسم الفئران وعمليات التمثيل الغذائي ، وهي حالة تشبه السبات الذي نراه في الطبيعة. انخفض متوسط ​​درجات حرارة جسم الفئران بما يصل إلى 6.25 درجة فهرنهايت (3.5 درجة مئوية) وانخفض أيضًا معدل ضربات القلب واستخدام الأكسجين.

كما انخفضت درجات حرارة جسم الفئران ، وإن كانت أقل ، حتى 3.57 فهرنهايت (2 درجة مئوية).

وقال العلماء في الدراسة إن حقيقة أن هذه الحالة قد نشأت في الفئران أمر مشجع ، لأن هذه القوارض “لا تدخل بشكل طبيعي في سبات ، مما يشير إلى احتمال حدوث تأثيرات مماثلة على البشر”.

يمكن استخدام هذه التكنولوجيا يومًا ما لجعل السفر إلى الفضاء أكثر اقتصادا

تراقب وكالات الفضاء عن كثب هذا النوع من الأبحاث. إذا كانوا قادرين على كسر علم الرسوم المتحركة المعلقة ، فقد يجعل ذلك السفر إلى الفضاء أكثر أمانًا وأرخص تكلفة ، خاصة بالنسبة للرحلات الطويلة مثل رحلة الذهاب والعودة التي تستغرق 16 شهرًا إلى المريخ.

يأكل رائد فضاء واحد حوالي 30 كيلوغرامًا (66 رطلاً) من الطعام والماء أسبوعيًا ، لكن استهلاكهم قد ينخفض ​​بنسبة 75 ٪ في تعليق الرسوم المتحركة ، وفقًا لهيئة الإذاعة البريطانية. سيحتاج رواد الفضاء أيضًا إلى مساحة أقل بكثير للتجول ، لذلك لن يحتاج الصاروخ إلى أماكن للطاقم.

توصلت وكالة الفضاء الأوروبية في دراسة أجريت عام 2019 إلى أن هذه التخفيضات مجتمعة يمكن أن توفر عدة أطنان من الكتلة ، وهو توفير حاسم عندما يضيف كل رطل وزنًا إلى صاروخ ضخم بالفعل.

إن إحداث حالة تشبه السبات له فوائد صحية أيضًا. تشير الدراسات إلى أن رواد الفضاء سيكونون أقل عرضة للإصابة بفقدان كبير في كثافة العضلات والعظام ، كما أنهم محميون من أسوأ آثار التعرض للإشعاع الكوني. يمكن أن يحمي أيضًا الصحة العقلية لرواد الفضاء ، حيث لا أحد يعرف ما يحدث للعقول البشرية بعد الابتعاد عن الأرض لفترة طويلة.

قال جون برادفورد ، الرئيس والمدير التنفيذي للتكنولوجيا في SpaceWorks Enterprises ، لـ CNET سابقًا ، إن السبات في الفضاء “لن يكون قريبًا من الحد الأقصى لما نراه في الأفلام”. تلقت Spaceworks عدة جولات تمويل من وكالة ناسا في عام 2016 لتطوير مفهوم الإسبات الفضائي.

بالنسبة إلى Spaceworks ، سيتم حث رواد الفضاء على السبات لمدة 14 يومًا في كل مرة وإيقاظهم لمدة ثلاثة أو أربعة أيام. بهذه الطريقة ، سيكون هناك دائمًا رائد فضاء نشط في وردية لمراقبة الإجراءات.

العلماء يقتربون ، لكنهم ليسوا هناك تمامًا

إن التقدم السريع في العلوم الأساسية لدعم هذا الابتكار أمر مشجع.

أحد السبل للحث على تعليق الرسوم المتحركة هو تبريد الجسم بشكل كبير. في الواقع ، يستخدم الجراحون بالفعل انخفاض حرارة الجسم العميق – تبريد درجة حرارة الجسم إلى أقل من 95 درجة فهرنهايت (35 درجة مئوية) – لإيقاف الدم أثناء العمليات الجراحية القلبية الصعبة بشكل خاص ، على الرغم من أن هذا يجب أن يتم لأكثر من 20 إلى 30 دقيقة.

تشير دراسات أخرى ، مثل هذه الأخيرة ، إلى اختراق آلية السبات الخامل للدماغ للحث على هذه الحالة. قال العلماء في الدراسة إن الدراسات السابقة كانت قد اقترحت أن السبات يمكن أن يحدث مع الأدوية ، لكن ميزة النهج في هذه الدراسة الأخيرة ، هي أنه غير جراحي ودقيق وآمن.

“بقدر ما نعلم ، لا يوجد شيء فريد من نوعه الانسان العاقل قال فلاديسلاف فيازوفسكي ، أستاذ فسيولوجيا النوم في جامعة أكسفورد ، لبي بي سي: “هذا من شأنه أن يمنع جنسنا البشري من السبات ، وأعتقد أن السعة موجودة ولكن يجب فتحها”.

قال: “بالنسبة لي ، السؤال الحقيقي ليس ما إذا كان بإمكاننا السبات ، ولكن كيف… كيف تعرف الخلايا العصبية في منطقة ما تحت المهاد أن الوقت قد حان للسبات؟ من يخبرهم؟ هذا هو السؤال الحقيقي”.

ومع ذلك ، فإن معظم الأبحاث في الرسوم المتحركة المعلقة طويلة المدى لا تزال تُجرى على الحيوانات فقط ، ومن المحتمل أننا ما زلنا بعيدين عن اختبارها على البشر.

قال تشين لـ Live Science: “لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد سلامة وجدوى هذا النهج في البشر”.

اقرأ المقال الأصلي على موقع Business Insider