在寒冷的冬季，變溫動物、某些哺乳類動物和少部分鳥類，會通過降低體溫的方式進(jìn)而一種類似昏睡的生理狀態(tài)以度過難捱的日子，這種生理狀態(tài)叫“冬眠”。如果人類也同樣可以進(jìn)入冬眠，或許目前的很多難題也就有了應(yīng)對之道。流浪漢將不再畏懼難捱的冬季、很多難以**的**或許也有了新的應(yīng)對方案、宇航員可以通過進(jìn)入冬眠狀態(tài)以度過漫長的太空旅行……

有鑒于此，在現(xiàn)實中，很多科學(xué)家正在不斷破解冬眠的秘密，以期未來能夠?qū)崿F(xiàn)“人工冬眠”。科幻電影中，“宇航員躺進(jìn)休眠艙，進(jìn)入休眠狀態(tài)以度過漫長的太空旅行”的想象或許在未來可以真的實現(xiàn)。屆時，全球都將迎來一項具有里程碑意義的發(fā)明。早前，美國宇航局就資助了一項“人工冬眠”技術(shù)的研發(fā)，在漫長的星際旅行中讓宇航員進(jìn)入短期冷凍休眠狀態(tài)。

如今，“人工冬眠”技術(shù)發(fā)展如何，讓我們帶著探索的敬畏之心去看看吧~

討論人類究竟可否能實現(xiàn)冬眠，我們首先需要了解一下動物為什么能冬眠？2005年，美國科學(xué)家揭開了“動物為什么能冬眠”的奧秘。研究表明，一些動物的血液中存在著一種能夠誘發(fā)動物冬眠的物質(zhì)，經(jīng)過試驗，科學(xué)家*終提煉出了一種類似于***的特殊蛋白質(zhì)，被稱為“冬眠**”。

科學(xué)家指出，動物冬眠是為了保持體內(nèi)的能量、避免凍餓的一種對不利環(huán)境條件的適應(yīng)和自救方式，其在冬眠過程中，由于體溫降低能減少98%的代謝活動，使整體生理活動處于“沉睡狀態(tài)”。從冬眠中蘇醒后，動物仍然能夠繼續(xù)生存，有研究表明，休眠的動物對衰老和輻射有一定的抵抗作用。從人體機能層面看，人體并不具備冬眠的機能，或許借鑒動物冬眠的機制，通過人為地創(chuàng)造冬眠條件以實現(xiàn)“人工冬眠”，進(jìn)而以抵御惡劣的外在生存環(huán)境以及身體**的糾纏，甚至可以延長壽命。

對于人體來說，如果把人體想象成一個房間，那么人腦中的神經(jīng)元就像是房間里的空調(diào)，37℃是其設(shè)定溫度，當(dāng)人的體溫高于或低于37℃時，大腦就會下達(dá)指令，通過各個環(huán)節(jié)進(jìn)而使體溫維持在其設(shè)定溫度。如此一來，找到人腦中的“空調(diào)”或許是實現(xiàn)“人工冬眠”的一個重要環(huán)節(jié)。

我們知道下丘腦是體溫調(diào)節(jié)的**，但目前并沒有找出控制體溫調(diào)節(jié)的具體神經(jīng)元，為此，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦所的研究團(tuán)隊展開了一系列探索，于2016年找到了大腦中的“空調(diào)”——TRPM2神經(jīng)元。實現(xiàn)體溫調(diào)控，或許離“人工冬眠”也就不遠(yuǎn)了。

隨著神經(jīng)科學(xué)研究的進(jìn)步，下丘腦視前區(qū)（POA）逐漸成為“人工冬眠”領(lǐng)域的研究熱點。有研究表明，在轉(zhuǎn)基因小鼠腦內(nèi)，特異性激活POA腦區(qū)神經(jīng)元，可以促使小鼠在1至2個小時內(nèi)體溫降至28℃，且這一低溫狀態(tài)可以維持十多小時。這種調(diào)控還促進(jìn)小鼠增加散熱、降低心率和活動量，這一現(xiàn)象與小鼠的自然休眠類似。因此，特異性激活相同腦區(qū)，或許可以在非靈長類動物中實現(xiàn)同樣的效果。

在此項研究中，研究人員利用化學(xué)遺傳學(xué)工具，以非人靈長類動物獼猴為模型，展開神經(jīng)調(diào)控體溫研究。研究人員通過功能核磁共振成像的方法評估了下丘腦視前區(qū)激活前后全腦水平的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變化，*終他們發(fā)現(xiàn)，激活POA腦區(qū)一類進(jìn)化保守的興奮性神經(jīng)元可以促進(jìn)動物體溫降低。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，非人靈長類動物對體溫變化非常敏感，當(dāng)其體溫降低約0.5℃的時候，非人靈長類通過加速心率、肌肉顫栗、收縮外周血管等調(diào)節(jié)形式進(jìn)行自主神經(jīng)機制產(chǎn)熱，以抵抗體溫降低。同時，它們還會大幅增加運動量（圖3），通過運動產(chǎn)熱以抵御溫度降低。

接下來，研究人員對獼猴進(jìn)行了功能性磁共振成像掃描，評估POA被激活前后其全腦水平的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變化，以了解POA調(diào)控體溫的腦網(wǎng)絡(luò)機制。他們發(fā)現(xiàn)，化學(xué)遺傳激活方法激活了POA局部網(wǎng)絡(luò)，也同時激活了與溫度、心率以及內(nèi)感相關(guān)的多個核團(tuán)。基于此，研究團(tuán)隊繪制出了非人靈長類動物體溫降低期間，其全腦特異激活的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（圖4）。

在該項研究中，通過操控下丘腦興奮性神經(jīng)元，**實現(xiàn)了靈長類動物的溫度調(diào)控，并通過功能性核磁共振成像技術(shù)描繪了溫度調(diào)節(jié)時大腦的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接，這一低溫模型或許是通向人工冬眠的一個重要里程碑，將為未來的臨床轉(zhuǎn)化和相關(guān)應(yīng)用提供實驗支撐。

來自美國馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一個研究團(tuán)隊，研發(fā)出了一種“人工冬眠”療法。這一療法在一項臨床試驗中，**將人體置于假死狀態(tài)，以修復(fù)可能導(dǎo)致死亡的創(chuàng)傷，被稱為“緊急保存和復(fù)蘇”（Emergency preservation and resuscitation，EPR）技術(shù)，目前，該技術(shù)的臨床試驗已被FDA批準(zhǔn)。

該技術(shù)利用冰冷的生理鹽水代替人的血液，使人的體溫迅速降低到10至15℃，此時，患者的大腦活動幾乎完全停止。在披露的手術(shù)中，這項技術(shù)的應(yīng)用為醫(yī)療人員爭取了2個小時的修復(fù)時間。

“人工冬眠”療法可以減輕機體的過度應(yīng)激反應(yīng)，使機體處于冬眠狀態(tài)，進(jìn)而可以降低代謝、減輕細(xì)胞耗氧、改善微循環(huán)、免于細(xì)胞遭受嚴(yán)重?fù)p害，為患者原發(fā)病的**爭取了時間。早前就有研究顯示，發(fā)生中風(fēng)等**之后，降低大腦溫度能夠*大程度地保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)。相信這一技術(shù)的臨床應(yīng)用一定會惠及很多無法通過標(biāo)準(zhǔn)**減輕病情的患者。

目前的研究都是在動物中進(jìn)行的，正如研究人員表示，小鼠作為自然休眠的物種，其低溫耐受力強，將基于小鼠的研究成果推廣到人體還有著漫長的距離。盡管“人工休眠”技術(shù)已經(jīng)多次取得不錯的進(jìn)展，但是距離臨床轉(zhuǎn)化還有很長的一段路要走。