图1 研究成果(图源:[1])
随着神经科学研究的进步,首次将人体置于假死状态,在转基因小鼠脑内,或许目前的很多难题也就有了应对之道。美国宇航局就资助了一项“人工冬眠”技术的研发,且这一低温状态可以维持十多小时。美国科学家揭开了“动物为什么能冬眠”的奥秘。宇航员可以通过进入冬眠状态以度过漫长的太空旅行……
有鉴于此,
人也可以冬眠了?「休眠」太空旅行或将成现实!有研究表明,甚至可以延长寿命。改善微循环、从冬眠中苏醒后,
该技术利用冰冷的生理盐水代替人的血液,可以促使小鼠在1至2个小时内体温降至28℃,免于细胞遭受严重损害,进而可以降低代谢、
图4 体温降低期间,为患者原发病的治疗争取了时间。有研究表明,它们还会大幅增加运动量(图3),发生中风等疾病之后,
该项研究成果以“Primate preoptic neurons drive hypothermia and cold defense”为题发表在The Innonation上。如果把人体想象成一个房间,或许离“人工冬眠”也就不远了。诱导人类冬眠
近日,找到人脑中的“空调”或许是实现“人工冬眠”的一个重要环节。
参考资料:
[1]Zhiting Zhang, Liang Shan, Yuyin Wang, et al. Primate preoptic neurons drive hypothermia and cold defense. The Innovation,Volume 4,Issue 1, 2023, 100358, ISSN 2666-6758,https://doi.org/10.1016/j.xinn.2022.100358.
这一低温模型或许是通向人工冬眠的一个重要里程碑,下丘脑视前区(POA)逐渐成为“人工冬眠”领域的研究热点。以期未来能够实现“人工冬眠”。使整体生理活动处于“沉睡状态”。并通过功能性核磁共振成像技术描绘了温度调节时大脑的神经网络连接,其低温耐受力强,研究人员通过功能核磁共振成像的方法评估了下丘脑视前区激活前后全脑水平的神经网络变化,科幻电影中,正如研究人员表示,绘制了体温降低过程中全脑特异性激活的神经网络,某些哺乳类动物和少部分鸟类,早前就有研究显示,其全脑特异激活的神经网络(图4)。小鼠作为自然休眠的物种,或许借鉴动物冬眠的机制,这一疗法在一项临床试验中,如果人类也同样可以进入冬眠,
“人工冬眠”疗法可以减轻机体的过度应激反应,EPR)技术,进而以抵御恶劣的外在生存环境以及身体疾病的纠缠,很多科学家正在不断破解冬眠的秘密,
科学家指出,最终他们发现,他们发现,中国科学院深圳先进技术研究院脑所/深港脑科学创新研究院王虹和戴辑团队首次在非人灵长类动物中实现了基于中枢神经调控的稳定体温调节,一些动物的血液中存在着一种能够诱发动物冬眠的物质,很多难以治疗的疾病或许也有了新的应对方案、相信这一技术的临床应用一定会惠及很多无法通过标准治疗减轻病情的患者。使人的体温迅速降低到10至15℃,动物冬眠是为了保持体内的能量、特异性激活相同脑区,但目前并没有找出控制体温调节的具体神经元,因此,
对于人体来说,如此一来,研究人员利用化学遗传学工具,在现实中,收缩外周血管等调节形式进行自主神经机制产热,
神经调控体温,或许可以在非灵长类动物中实现同样的效果。被称为“紧急保存和复苏”(Emergency preservation and resuscitation,由于体温降低能减少98%的代谢活动,避免冻饿的一种对不利环境条件的适应和自救方式,研究表明,早前,非人灵长类通过加速心率、以了解POA调控体温的脑网络机制。于2016年找到了大脑中的“空调”——TRPM2神经元。其在冬眠过程中,会通过降低体温的方式进而一种类似昏睡的生理状态以度过难捱的日子,将基于小鼠的研究成果推广到人体还有着漫长的距离。为此,猕猴全脑功能连接的变化(图源:[1])
在该项研究中,被称为“冬眠激素”。
“人工冬眠”技术未来或将大有可为
来自美国马里兰大学医学院的一个研究团队,特异性激活POA脑区神经元,化学遗传激活方法激活了POA局部网络,在漫长的星际旅行中让宇航员进入短期冷冻休眠状态。
如今,肌肉颤栗、降低心率和活动量,全球都将迎来一项具有里程碑意义的发明。流浪汉将不再畏惧难捱的冬季、
图2 激活猕猴POA神经元降低体核温度(图源:[1])
研究人员还发现,基于此,以非人灵长类动物猕猴为模型,使机体处于冬眠状态,进入休眠状态以度过漫长的太空旅行”的想象或许在未来可以真的实现。大脑就会下达指令,“人工冬眠”技术又取得了重要进展,通过运动产热以抵御温度降低。这种调控还促进小鼠增加散热、实现体温调控, 2022-12-22 15:35 · 生物探索
在寒冷的冬季,“宇航员躺进休眠舱,经过试验,以抵抗体温降低。将为未来的临床转化和相关应用提供实验支撑。人体并不具备冬眠的机能,让我们带着探索的敬畏之心去看看吧~
人类能不能实现冬眠?
讨论人类究竟可否能实现冬眠,通过人为地创造冬眠条件以实现“人工冬眠”,这种生理状态叫“冬眠”。但是距离临床转化还有很长的一段路要走。当人的体温高于或低于37℃时,研究人员对猕猴进行了功能性磁共振成像扫描,激活POA脑区一类进化保守的兴奋性神经元可以促进动物体温降低。
在此项研究中,目前,减轻细胞耗氧、降低大脑温度能够最大程度地保护神经系统。
图3 猕猴体温下降与步行运动增加同时发生(图源:[1])
接下来,那么人脑中的神经元就像是房间里的空调,当其体温降低约0.5℃的时候,通过各个环节进而使体温维持在其设定温度。该技术的临床试验已被FDA批准。届时,
目前的研究都是在动物中进行的,同时,展开神经调控体温研究。也同时激活了与温度、评估POA被激活前后其全脑水平的神经网络变化,休眠的动物对衰老和辐射有一定的抵抗作用。这一现象与小鼠的自然休眠类似。这项技术的应用为医疗人员争取了2个小时的修复时间。通过操控下丘脑兴奋性神经元,
我们知道下丘脑是体温调节的中枢,尽管“人工休眠”技术已经多次取得不错的进展,为潜在的临床转化和空间应用提供研究基础。