우리가 고퍼가 아닌 이유 : 과학자들은 사람을 최대 절전 모드로 만들고 싶어합니다.

수백 종의 동물이 동면할 수 있습니다. 그들의 유기체의 대사율은 XNUMX배 감소합니다. 그들은 먹을 수 없고 거의 숨을 쉴 수 없습니다. 이 상태는 계속해서 가장 큰 과학적 미스터리 중 하나입니다. 이를 해결하면 종양학에서 우주 비행에 이르기까지 많은 분야에서 획기적인 발전을 이룰 수 있습니다. 과학자들은 사람을 최대 절전 모드로 전환하기를 원합니다.

 

 러시아 과학 아카데미(Pushchino)의 이론 및 실험 생물 물리학 연구소(Institute of theoretical and Experimental Biophysics)의 선임 연구원인 Lyudmila Kramarova는 "나는 스웨덴에서 XNUMX년 동안 일했지만 XNUMX년 동안 고퍼를 잠들게 할 수 없었습니다. 

 

서구에서는 실험 동물의 권리가 자세히 설명되어 있습니다. 인권 선언은 쉬고 있습니다. 그러나 최대 절전 모드 연구에 대한 실험은 수행할 수 없습니다. 

 

– 문제는 고퍼 집에서 따뜻하고 뱃속으로 먹일 때 왜 자야합니까? 고퍼는 바보가 아닙니다. 여기 우리 연구실에서 그들은 나와 함께 빨리 잠들 것입니다! 

 

가장 친절한 Lyudmila Ivanovna는 테이블에 손가락을 엄하게 두드리고 그녀의 집에 살았던 실험실 고퍼에 대해 이야기합니다. “수샤!” 그녀는 출입구에서 불렀다. “페이페이!” – 일반적으로 길들여지지 않는 고퍼에 응답했습니다. 이 수샤는 XNUMX년에 한 번도 집에서 잠을 자지 않았다. 겨울에 아파트가 눈에 띄게 추워지면 라디에이터 아래로 올라가 머리를 따뜻하게했습니다. "왜?" Lyudmila Ivanovna가 묻습니다. 아마도 최대 절전 모드의 조절 센터가 뇌 어딘가에 있습니까? 과학자들은 아직 모릅니다. 최대 절전 모드의 본질은 현대 생물학의 주요 음모 중 하나입니다. 

 

일시적인 죽음

 

Microsoft 덕분에 우리 언어는 또 다른 유행어인 최대 절전 모드로 풍부해졌습니다. 전력 소모를 최소화하기 위해 Windows Vista가 컴퓨터에 진입하는 모드의 이름입니다. 기계가 꺼져 있는 것처럼 보이지만 모든 데이터가 동시에 저장됩니다. 버튼을 눌렀는데 아무 일도 없었던 것처럼 모든 것이 작동했습니다. 살아있는 유기체에서도 같은 일이 일어납니다. 원시 박테리아에서 고급 여우원숭이에 이르기까지 수천 종의 서로 다른 종들이 일시적으로 "죽을" 수 있으며, 이를 과학적으로 동면 또는 저산소증이라고 합니다. 

 

고전적인 예는 고퍼입니다. 고퍼에 대해 무엇을 알고 있습니까? 다람쥐 가족의 정상적인 설치류. 그들은 자신의 밍크를 파고 풀을 먹고 번식합니다. 겨울이 오면 고퍼는 지하로 간다. 여기에서 과학적 관점에서 가장 흥미로운 일이 발생합니다. Gopher 최대 절전 모드는 최대 8개월까지 지속될 수 있습니다. 표면에서 서리는 때때로 -50에 도달하고 구멍은 -5로 동결됩니다. 그런 다음 동물의 팔다리 온도는 -2로 떨어지고 내부 장기는 -2,9도까지 떨어집니다. 그건 그렇고, 겨울 동안 고퍼는 단 XNUMX 주 동안 연속으로 잔다. 그런 다음 몇 시간 동안 최대 절전 모드에서 나왔다가 다시 잠이 듭니다. 생화학적 세부 사항으로 들어가지 않고 그가 일어나서 소변을 보고 스트레칭을 한다고 가정해 봅시다. 

 

얼어붙은 땅다람쥐는 슬로우 모션으로 삽니다. 심박수는 분당 200-300에서 1-4로 떨어지고, 간헐적 호흡은 5-10회 호흡한 다음 한 시간 동안 완전히 부재합니다. 뇌에 혈액 공급이 약 90% 감소합니다. 평범한 사람은 이것에 가까운 어떤 것도 살 수 없습니다. 그는 최대 절전 모드에서 온도가 37도에서 34-31도까지 상당히 떨어지는 곰처럼 될 수 없습니다. 이 XNUMX도에서 XNUMX도 정도면 충분했을 것입니다. 신체는 몇 시간 동안 심박수, 호흡 리듬을 유지하고 정상 체온을 회복할 수 있는 권리를 위해 싸웠지만 에너지 자원이 고갈되면 죽음을 피할 수 없습니다. 

 

털이 많은 감자

 

고퍼가 잘 때 어떻게 생겼는지 아십니까? 세포 생물 물리학 연구소(Institute of Cell Biophysics)의 선임 연구원인 자리프 아미르하노프(Zarif Amirkhanov)가 묻는다. “지하실에서 나온 감자처럼. 딱딱하고 차갑다. 모피만. 

 

한편, 고퍼는 고퍼처럼 보입니다. 즐겁게 씨앗을 갉아먹습니다. 이 쾌활한 생물이 이유 없이 갑자기 혼미에 빠져 일년의 대부분을 이렇게 보내고 다시 아무 이유 없이 이 혼미에서 "떨어질" 수 있다고 상상하는 것은 쉽지 않습니다. 

 

hypobiosis의 신비 중 하나는 동물이 스스로 상태를 조절할 수 있다는 것입니다. 이를 위해 주변 온도의 변화가 전혀 필요하지 않습니다. 마다가스카르의 여우원숭이는 동면에 들어갑니다. 일 년에 한 번, 그들은 구멍을 찾아 입구를 막고 10 개월 동안 잠자리에 들고 체온을 +30도까지 낮춥니다. 그리고 동시에 거리에서 모두 같은 +60. 투르키스탄과 같은 일부 땅다람쥐도 더위에 동면할 수 있습니다. 주위의 온도가 아니라 내부의 신진대사: 신진대사율이 70-XNUMX% 감소합니다. 

 

"이것은 완전히 다른 신체 상태입니다."라고 Zarif가 말합니다. – 체온은 원인이 아니라 결과적으로 떨어집니다. 또 다른 규제 메커니즘이 활성화됩니다. 수십 가지 단백질의 기능이 바뀌고 세포가 분열을 멈추며 일반적으로 신체는 몇 시간 안에 완전히 재건됩니다. 그리고 같은 몇 시간 안에 다시 재건됩니다. 외부 영향이 없습니다. 

 

장작과 스토브

 

최대 절전 모드의 독창성은 동물이 먼저 외부의 도움 없이 식은 다음 워밍업할 수 있다는 것입니다. 질문은 어떻게?

 

 "매우 간단합니다."라고 Lyudmila Kramarova는 말합니다. “갈색 지방조직, 들어보셨나요?

 

인간을 포함한 모든 온혈 동물은 이 신비한 갈색 지방을 가지고 있습니다. 또한 유아의 경우 성인보다 훨씬 많습니다. 오랫동안 신체에서 그 역할은 일반적으로 이해할 수 없었습니다. 사실 일반 지방도 있는데 왜 갈색일까요?

 

 – 그래서 갈색 지방은 난로의 역할을 하는 것으로 밝혀졌습니다. – Lyudmila는 설명합니다. 그리고 백색 지방은 장작일 뿐입니다. 

 

갈색 지방은 몸을 0도에서 15도까지 따뜻하게 할 수 있습니다. 그런 다음 다른 직물이 작업에 포함됩니다. 하지만 스토브를 찾았다고 해서 스토브를 작동시키는 방법을 알아낸 것은 아닙니다. 

 

"이 메커니즘을 작동시키는 무언가가 있어야 합니다."라고 Zarif는 말합니다. – 전체 유기체의 작업이 변경되고 있습니다. 즉, 이 모든 것을 제어하고 실행하는 특정 센터가 있습니다. 

 

아리스토텔레스는 동면을 연구하기 위해 유산을 남겼다. 2500년 이래로 과학이 그렇게 해왔다고 말할 수는 없습니다. 진지하게 이 문제는 불과 50년 전에 고려되기 시작했습니다. 주요 질문은 신체에서 최대 절전 메커니즘을 유발하는 요소는 무엇입니까? 그것을 찾으면 어떻게 작동하는지 이해하고 어떻게 작동하는지 이해하면 잠이 들지 않는 사람에게 최대 절전 모드를 유도하는 방법을 배우게 됩니다. 이상적으로, 우리는 당신과 함께 있습니다. 이것이 과학의 논리입니다. 그러나 hypobiosis에서는 정상적인 논리가 작동하지 않았습니다. 

 

모든 것은 끝에서 시작되었습니다. 1952년 독일 연구원 크롤은 놀라운 실험 결과를 발표했습니다. 잠자는 햄스터, 고슴도치, 박쥐의 뇌 추출물을 고양이와 개의 몸에 도입해 잠을 자지 않는 동물의 저산소증 상태를 일으켰다. 문제를 더 자세히 다루기 시작했을 때 hypobiosis 요인은 뇌뿐만 아니라 일반적으로 동면 동물의 모든 기관에 포함되어 있음이 밝혀졌습니다. 쥐들은 혈장, 위 추출물, 잠자는 땅다람쥐의 소변만 주사하면 순순히 동면했다. 고퍼 소변 한 잔에서 원숭이도 잠들었습니다. 효과는 일관되게 재현됩니다. 그러나 특정 물질을 분리하려는 모든 시도에서 번식을 절대적으로 거부합니다. 소변이나 혈액은 저산소증을 유발하지만 구성 요소는 별도로 발생하지 않습니다. 땅다람쥐도, 여우원숭이도, 일반적으로 몸에 있는 동면동물도 다른 동물들과 구별되는 어떤 것도 발견되지 않았습니다. 

 

hypobiosis 요인에 대한 검색은 50 년 동안 계속되었지만 결과는 거의 XNUMX입니다. 동면을 담당하는 유전자나 동면을 유발하는 물질은 모두 발견되지 않았습니다. 이 상태를 담당하는 기관이 명확하지 않습니다. 다양한 실험에서 부신, 뇌하수체, 시상하부, 갑상선이 '용의자' 목록에 포함됐지만, 매번 이들은 과정의 참여자일 뿐 초기자가 아니라는 것이 밝혀졌다.

 

 Lyudmila Kramarova는 "이 더러운 부분에 있는 물질의 전체 범위와는 거리가 멀다는 것은 분명합니다."라고 말합니다. — 글쎄, 우리가 그것들을 대부분 가지고 있기 때문이라면. 땅다람쥐와 함께하는 우리의 삶을 책임지는 수천 개의 단백질과 펩타이드가 연구되었습니다. 그러나 그들 중 어느 것도 최소한 직접적으로는 최대 절전 모드와 연결되어 있지 않습니다. 

 

잠자는 도깨비의 몸에서 물질의 농도만 변한다는 것은 정확히 확립되어 있지만, 거기에서 새로운 것이 형성되는지 여부는 아직 알 수 없습니다. 과학자들이 발전할수록 그들은 문제가 신비한 "수면 요인"이 아니라고 생각하는 경향이 있습니다. 

 

“아마도 이것은 복잡한 생화학적 사건의 순서일 것입니다.”라고 Kramarova는 말합니다. – 아마도 칵테일이 작용하고 있을 것입니다. 즉, 특정 농도의 특정 수의 물질이 혼합된 것입니다. 캐스케이드 일 수도 있습니다. 즉, 여러 물질의 일관된 효과입니다. 더욱이, 이들은 모두가 가지고 있는 오랫동안 알려진 단백질일 가능성이 큽니다. 

 

최대 절전 모드는 알려진 모든 방정식과 같습니다. 간단할수록 해결하기가 더 어렵습니다. 

 

완전한 혼돈 

 

동면할 수 있는 능력으로 자연은 완전히 엉망이 되었습니다. 아기에게 우유를 먹이고, 알을 낳고, 일정한 체온을 유지하는 것 - 이러한 특성은 진화 나무의 가지에 깔끔하게 매달려 있습니다. 그리고 hypobiosis는 한 종에서 명확하게 나타날 수 있으며 동시에 가장 가까운 친척에서는 완전히 결석 할 수 있습니다. 예를 들어, 다람쥐과의 마멋과 땅다람쥐는 XNUMX개월 동안 밍크 속에서 잠을 잔다. 그리고 다람쥐 자체는 가장 혹독한 겨울에도 잠들 생각을하지 않습니다. 그러나 일부 박쥐(박쥐), 식충동물(고슴도치), 유대류 및 영장류(여우원숭이)는 동면합니다. 그러나 그들은 고퍼의 두 번째 사촌도 아닙니다. 

 

일부 새, 파충류, 곤충은 잠을 잔다. 일반적으로 자연이 그들을 동면자로 선택하고 다른 사람들이 선택한 근거는 명확하지 않습니다. 그리고 그녀는 선택했는가? 특정 조건에서 최대 절전 모드에 전혀 익숙하지 않은 종조차도 그것이 무엇인지 쉽게 추측합니다. 예를 들어, 검은꼬리 프레리도그(설치류 가족)는 물과 음식이 부족하고 어둡고 추운 방에 두면 실험실 환경에서 잠이 듭니다. 

 

자연의 논리는 정확히 이것에 기초한 것 같습니다. 종이 생존하기 위해 기아의 계절을 생존해야 하는 경우, 저산소증을 유보하는 옵션이 있습니다. 

 

Zarif는 큰 소리로 생각합니다. – 그리고 이것은 우리를 역설적인 생각으로 이끕니다. 고퍼가 자는 것이 이상한 일이 아닙니다. 이상한 점은 우리 자신이 동면하지 않는다는 것입니다. 진화의 모든 것이 일직선으로, 즉 오래된 것을 유지하면서 새로운 특성을 추가하는 원리에 따라 발전한다면 아마도 우리는 저생물체(hypobiosis)가 될 수 있을 것입니다. 

 

그러나 과학자들에 따르면 최대 절전 모드와 관련된 사람은 완전히 절망적이지 않습니다. 호주 원주민, 진주 잠수부, 인도 요가 수행자는 신체의 생리적 기능을 최소화할 수 있습니다. 이 기술은 오랜 훈련으로 달성되지만 달성됩니다! 지금까지 어떤 과학자도 사람을 본격적인 최대 절전 모드로 전환할 수 없었습니다. 기면증, 무기력한 수면, 혼수상태는 저산소증에 가까운 상태이지만 다른 근거를 가지고 있어 병리로 인식된다. 

 

사람을 최대 절전 모드로 전환하는 실험은 곧 우크라이나 의사를 시작할 것입니다. 그들이 개발한 방법은 대기 중 높은 수준의 이산화탄소와 낮은 온도라는 두 가지 요소를 기반으로 합니다. 아마도 이러한 실험을 통해 최대 절전 모드의 본질을 완전히 이해할 수는 없지만 최소한 hypobiosis를 본격적인 임상 절차로 전환 할 수 있습니다. 

 

잠을 자게 한 환자 

 

최대 절전 모드에서 고퍼는 추위뿐만 아니라 주요 고퍼 질병인 허혈, 감염 및 종양학적 질병도 두려워하지 않습니다. 역병으로 깨어 있는 동물은 하루 만에 죽고, 졸린 상태에서 감염되어도 상관없다. 의사에게는 엄청난 기회가 있습니다. 동일한 마취가 신체에 가장 쾌적한 상태는 아닙니다. 더 자연스러운 최대 절전 모드로 교체하지 않으시겠습니까? 

 

 

상황을 상상해보십시오. 환자는 삶과 죽음의 위기에 있고 시계는 중요합니다. 그리고 종종 이러한 시간은 수술을 수행하거나 기증자를 찾는 데 충분하지 않습니다. 그리고 최대 절전 모드에서는 거의 모든 질병이 슬로우 모션처럼 발생하며 더 이상 몇 시간이 아니라 며칠 또는 몇 주에 대해 이야기하고 있습니다. 상상력을 마음껏 발휘하면 언젠가는 치료에 필요한 수단을 찾을 수 있기를 바라는 절망적인 환자들이 얼마나 저산소증 상태에 빠져 있는지 상상할 수 있습니다. 냉동 냉동에 종사하는 회사는 비슷한 일을합니다. 이미 죽은 사람을 얼릴뿐이며 XNUMX 년 동안 액체 질소에 누워있는 유기체를 복원하는 것은 거의 현실적이지 않습니다.

 

 최대 절전 모드의 메커니즘은 다양한 질병을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 불가리아 과학자 Veselin Denkov는 그의 책 "On Edge of Life"에서 잠자는 곰의 생화학에 주의를 기울일 것을 제안합니다. 최대 절전 모드 동안 생활 과정이 조절되는 곰의 시상 하부에서 신장 질환으로 고통받는 사람들을 성공적으로 치료할 수 있습니다. 

 

지금까지 의사들은 최대 절전 모드를 사용하는 아이디어에 대해 매우 경계하고 있습니다. 그러나 아직 완전히 이해되지 않은 현상을 다루는 것은 위험합니다.

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