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人类可以休眠吗?
来源 : 科学之家   发布时间 : 2016-03-28 17:37

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当寒冷的冬季来临,许多动物都会进入蛰伏状态,也就是我们常说的冬眠,从而将身体机能降到最低,利用体内的脂肪存储来提供能量。那么,人类也可以像动物一样休眠吗?

休眠除了可以使动物避开寒冷的冬天之外,还可以应用于长距离太空飞行。例如,利用现有技术,从地球到距离最近的火星也需要大约8个月时间。如果我们未来想要前往其他星系,即使我们能够以光速飞行也需要数年时间。在这种情况下,进入长期休眠状态可以使宇航员的太空飞行不那么冗长枯燥,也可以保存重要的资源。

目前,欧洲航天局(European Space Agency)组织了一批研究人员,希望能够确定人类是否能够休眠以及如何进入休眠状态。这听起来似乎不可思议,但是从理论上来说还是有可能的。

当某些动物没有必要出现在野外时(例如食物匮乏),休眠可以有效地填补这些时间空白。从技术上讲,休眠指的是一种有计划降低新陈代谢的状态,也就是说,机体内的化学反应会减缓,心率、呼吸和能量消耗都会明显变慢,体温也会下降。

动物休眠的时间和时长存在巨大差异,有些动物会休眠数月,有些动物则会连续几个月每天休眠几个小时。对于老鼠和蜂鸟等动物来说,如果它们需要节约能量,就会每天都进行休眠。而刺猬和熊等动物则常常在冬天进入长期休眠状态,也就是我们常说的冬眠。那些即使在外部环境十分稳定的情况下也要每年都进行休眠的物种被称为“强制休眠动物”(obligatory hibernators)。

既然熊和灵长类大型哺乳类动物都可以休眠,那么从理论上说,体型和耗能与之相似的人类也可以进行休眠。另外,由于几乎所有哺乳动物都可以休眠,因此作为哺乳动物之一的人类也应该具有休眠的能力。

图片来源:Shutterstock

目前,降低体温和新陈代谢已经广泛应用于临床。降低体温和新陈代谢意味着细胞需要的氧气减少,使细胞在氧气不足时也可以存活。这种人工降温过程和动物自发的休眠相似,都会减缓心率、呼吸和新陈代谢。两者的主要区别在于,动物可以自发且安全地进入休眠状态,而人类必须依靠使用药物才能关闭自发的温度调节,最终达到降低体温的目的。

人类想要实现休眠的主要困难在于,我们并不知道动物是如何开启并持续休眠状态的。虽然现在已经有很多关于此问题的研究,但是成果甚微。另一方面,休眠有可能是以“自下而上”的方式开启的,也就是说,机体内细胞发生的某种变化引发了休眠。

人类休眠的另一个主要问题是,休眠会对大脑产生什么影响暂时不得而知。动物们一般会在休眠一段时间后暂时停止休眠,进入长达数小时或数天的深度睡眠状态,然后再次进入休眠状态。这表明,休眠并不是人们原以为的长期睡眠状态,所以动物们才需要定期补充睡眠。这一点在动物的脑电波上得到了印证——动物们在暂停休眠时的脑电波和在睡眠不足时的脑电波相似。

图片说明:宇宙飞船休眠舱。图片来源:Shutterstock

这或许是因为较低的新陈代谢和体温与脑活动有关,但也有可能是因为休眠在某种程度上改变了大脑,如果睡眠机制无法对大脑进行修复,休眠就可能会对大脑造成损害。大脑对缺氧极度敏感,因此当血液和营养供应降低时,大脑需要得到保护。

另外,休眠还会降低和重组大脑中的突触连接(synaptic connections,是记忆的基础)。对蝙蝠等动物的研究表明,即使经历了数月的休眠,动物的大部分记忆仍然可以得以保存。但是一些记忆比另外一些记忆的保存状态更为良好,例如动物们在休眠后仍具有识别近亲的能力。因此,如果人类想要实现休眠,那么必须进一步研究记忆在长时间休眠中是如何保存的。

目前,最新的技术进步、药理和遗传工具有望诱导或操控睡眠。不过,要想完全了解如何使人类实现安全休眠,研究人员还必须解剖主要的大脑回路,并判断出调节睡眠的主要分子机制。(科学之家,译审/编辑 Mignon)

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