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超声波使动物陷入“可控长眠”,将应用于未来的医疗或宇宙飞行


超声引导小鼠和大鼠的可控长眠冬眠状态。图片来源:自然代谢。超声

科技日报记者 张梦然。波使

自然代谢5月25日发表的动物一项研究报告称,超声波脉冲可以诱导小鼠和大鼠出现可逆的陷入行冬眠状态。这种非侵入性方法暂时激活了大脑中的用于医疗神经细胞,导致体温下降,或宇新陈代谢下降,宙飞或者可以应用于未来的可控长眠医疗或长途宇宙飞行。

冬眠是超声一种类似冬眠的生理状态,哺乳动物可以抑制新陈代谢,波使降低体温,动物减缓其他生理过程来保存能量。陷入行中枢神经系统控制了这种状态。用于医疗超声波可以以非侵入性的或宇方式穿透头骨,聚焦于大脑,如果集中在神经上,已经表明可以激活动物的神经细胞。

圣路易斯华盛顿大学的陈红及其同事开发了一种超声波发射器,可以安装在自由活动的小鼠头部。他们对下丘脑视前区施加了10秒的超声脉冲,已知这个脑区可以调节冬眠活动。这一活动刺激了雌鼠和雄鼠体温的即时下降(平均3-3.5℃),并伴随着心率和氧气消耗的下降,这些动物在两小时内完全恢复。然后,结合超声波发射器和自动系统,团队将在体温开始上升时发射重复的超声波脉冲,以保持实验动物的这种休眠状态高达24小时,没有伤害或不适的迹象。

该团队表示,该技术在12只老鼠身上生效(这种动物通常不会自然冬眠),尽管它们的体温只下降了1-2℃,但研究人员认为,代谢调节反应的生理过程也可能存在于非冬眠哺乳动物身上。

调查这种方法对人类是否安全需要更多的研究。在未来,这种非侵入性和可逆的技术,可以延缓新陈代谢,降低体温,可以应用于医学急救或急性严重疾病,也有助于长途空间旅行。

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