Anabiosis: teknologi pembekuan manusia

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Pekan lalu, sekelompok ahli berkumpul di New Orleans untuk mempelajari kemungkinan membenamkan manusia dalam hibernasi "sintetis", atau hibernasi buatan. Para ilmuwan belajar dari alam dengan mencoba memahami faktor-faktor yang menyebabkan hibernasi dan kebangkitan kembali pada hewan.

Tidak ada film tentang perjalanan antarbintang yang lengkap tanpa tidur nyenyak. "Prometheus", "Penumpang", di mana-mana kita melihat bagaimana karakter utama bangun di kabin hibernasi, memulai kembali fisiologi rapuh mereka dari keadaan fosil yang lama tidak bergerak - seringkali dengan letusan cairan lambung, yaitu, hanya muntah. Proses brutal ini tampaknya masuk akal. Lagi pula, manusia tidak secara alami berhibernasi. Tetapi sekelompok kecil ilmuwan mencoba untuk mengatasi alam dan menempatkan manusia ke dalam hibernasi buatan. Jika berhasil, mereka dapat menunda penuaan, menyembuhkan penyakit yang mengancam jiwa, dan membawa kita ke Mars dan seterusnya.

Pekan lalu, sekelompok ahli berkumpul di New Orleans untuk mempelajari kemungkinan membenamkan manusia dalam hibernasi "sintetis", atau hibernasi buatan. Para ilmuwan belajar dari alam dengan mencoba memahami faktor-faktor yang menyebabkan hibernasi dan kebangkitan kembali pada hewan.

Misteri hibernasi

Apa yang bisa lebih baik untuk mengatasi rentang hidup yang panjang dalam kondisi dingin yang mengancam dan kekurangan makanan daripada terjun ke dalam ketidaksadaran yang dalam? Sebagian besar dunia hewan masuk ke hibernasi: beruang, tupai, landak. Bahkan sepupu primata kita, lemur ekor gemuk, menurunkan tingkat metabolisme mereka ketika persediaan makanan berkurang.

Bagaimana dengan kita? Meskipun sayangnya kita tidak sedang berhibernasi, beberapa "keajaiban" menunjukkan bahwa pembekuan dalam metabolisme dapat membantu melestarikan tubuh kita yang rusak untuk masa depan.

Pada tahun 1999, ahli radiologi Anna Bagenholm jatuh melalui es saat bermain ski di Norwegia. Pada saat dia diselamatkan, dia telah berada di bawah es selama lebih dari 80 menit. Bagaimanapun, secara klinis dia sudah mati - tidak ada napas, tidak ada denyut nadi. Suhu tubuhnya turun ke 13,7 derajat Celcius yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Namun, ketika para dokter secara bertahap memanaskan darahnya, tubuhnya perlahan sembuh. Keesokan harinya, jantung itu dihidupkan kembali. Dua belas hari kemudian, dia membuka matanya. Dia akhirnya sembuh total.

Kasus Bagenholm hanyalah satu petunjuk bahwa manusia memiliki kemampuan untuk pulih dari keadaan metabolisme yang sangat tertekan. Selama bertahun-tahun, dokter telah menggunakan hipotermia terapeutik, menurunkan suhu tubuh beberapa derajat selama beberapa hari, untuk membantu pasien mengatasi cedera otak atau epilepsi yang tertunda.

Pendinginan cepat membantu menjaga jaringan yang telah terputus dari suplai darah, sehingga mereka membutuhkan lebih sedikit oksigen untuk berfungsi. Di Cina, eksperimen telah membuat orang membeku hingga dua minggu.

Janji hipotermia terapeutik begitu besar sehingga pada tahun 2014 NASA bermitra dengan SpaceWorks yang berbasis di Atlanta dan menyediakan pra-pendanaan untuk hibernator perjalanan ruang angkasa untuk misi ke Mars.

Meskipun penerbangan ke luar angkasa hanya berlangsung beberapa bulan, menempatkan astronot dalam keadaan tidak aktif dapat sangat mengurangi jumlah makanan yang dibutuhkan dan ukuran habitat. Tertidur juga dapat mencegah efek samping serius dari gravitasi rendah, seperti perubahan aliran cairan serebrospinal, yang dapat berdampak negatif pada penglihatan. Stimulasi otot langsung, berkat buaian hibernasi, dapat mencegah hilangnya otot dalam kondisi gravitasi nol, dan keadaan tidak sadar yang dalam berpotensi meminimalkan masalah psikologis seperti kebosanan dan kesepian.

Proyek ini telah memasuki tahap kedua pendanaan, tetapi banyak pertanyaan tetap untuk itu. Salah satunya dikaitkan dengan fakta bahwa hipotermia berkepanjangan memiliki efek buruk pada kesehatan: pembekuan darah, pendarahan, infeksi, gagal hati mungkin muncul. Pada pesawat luar angkasa tanpa perangkat medis canggih, komplikasi ini bisa berakibat fatal.

Masalah lain adalah bahwa kita tidak sepenuhnya memahami apa yang terjadi pada hewan ketika ia memasuki hibernasi. Inilah yang coba dipecahkan oleh konferensi New Orleans.

Inspirasi biologis

Dr. Hannah Carey dari University of Wisconsin percaya bahwa kemungkinan pencelupan dalam hibernasi harus dicari bukan dalam pengobatan, tetapi di alam.

Carey mempelajari kebiasaan hibernasi tupai tanah, hewan pengerat omnivora kecil yang berkeliaran di padang rumput Amerika Utara. Dari akhir September hingga Mei, tupai tanah berhibernasi di liang bawah tanah, bertahan dari musim dingin yang parah.

Salah satu pengamatan aneh Carey adalah bahwa tingkat metabolisme yang rendah tidak berlangsung sepanjang musim dingin. Hewan yang tidur secara berkala keluar dari mati suri selama setengah hari, meningkatkan suhu tubuh mereka ke tingkat normal. Namun, hewan masih tidak makan atau minum selama periode ini.

Ahli saraf telah lama berusaha menyusun daftar lengkap manfaat tidur. Sebagai contoh, penelitian menunjukkan bahwa tidur membantu otak membersihkan limbah beracun dari sistem limfatik dan memungkinkan sinapsis otak untuk "reboot". Jika hibernasi itu sendiri menyebabkan keadaan kurang tidur, dapatkah tidur berkala membantu mengatasi hal ini?

Kami belum tahu. Tetapi Carey percaya bahwa hasil penelitian pada hewan menunjukkan bahwa dalam mencari hibernasi manusia, mempelajari biologi hibernator alami akan menghasilkan lebih banyak hasil daripada menerapkan praktik medis berdasarkan hipotermia, yaitu hipotermia.

Perendaman buatan dalam tidur

Sementara Carey dan Vyazovsky mengeksplorasi bagaimana hibernasi membantu hewan tetap sehat, Dr. Matteo Serri dari Universitas Bologna di Italia mengambil jalan yang sedikit berbeda: bagaimana cara menginduksi mati rasa secara artifisial pada hewan yang tidak berhibernasi?

Jawabannya mungkin terletak pada sekelompok kecil neuron di wilayah otak raphe pallidus. Karena metabolisme melambat secara dramatis selama hibernasi, mekanisme hormonal dan otak cenderung memicu proses ini.

Kembali pada tahun 2013, tim ilmuwannya adalah salah satu yang pertama menempatkan tikus dalam mode hibernasi. Biasanya hewan ini tidak tidur di musim dingin. Mereka disuntik dengan bahan kimia ke dalam raphe pallidus untuk menghambat aktivitas saraf. Neuron ini biasanya terlibat dalam "perlindungan termoregulasi dari dingin," kata Serry, yang berarti mereka memicu respons biologis yang melawan penurunan suhu tubuh.

Tikus-tikus itu kemudian ditempatkan di ruangan yang gelap dan dingin dan diberi makan makanan tinggi lemak, yang diketahui dapat mengurangi tingkat metabolisme.

Mematikan neuron pelindung selama enam jam menyebabkan penurunan tajam suhu di otak tikus. Detak jantung dan tekanan darah mereka juga melambat dan turun. Akhirnya, pola gelombang otak mulai menyerupai pola gelombang hewan dalam keadaan hibernasi alami.

Hal yang paling menarik adalah ketika para ilmuwan menghentikan "pengobatan", tikus-tikus itu pulih - keesokan harinya mereka tidak menunjukkan tanda-tanda perilaku abnormal.

Upaya sebelumnya untuk menginduksi mati suri pada hewan yang tidak berhibernasi telah gagal, tetapi penelitian ini menunjukkan bahwa penghambatan neuron di raphe pallidus sangat penting untuk menginduksi keadaan seperti mati suri.

Jika hasil ini dikonfirmasi oleh contoh mamalia yang lebih besar, masuk akal untuk beralih ke hibernasi pada manusia. Serri dan yang lainnya sedang bekerja untuk menganalisis lebih lanjut kontrol otak atas mati rasa dan bagaimana meretasnya untuk membuat otak hibernasi.

Apa berikutnya?

Perendaman seseorang dalam keadaan hibernasi, hibernasi, mati suri - sebut saja mau - masih jauh dari kenyataan. Tetapi hasil penelitian secara bertahap mengungkapkan faktor molekuler dan saraf yang secara teori dapat memberi kita keadaan beku yang dalam.