Naučna fantastika već dugo opisuje sofisticiranu tehnologiju koja može privremeno da dovede ljude u suspendovano stanje, dozvoljavajući likovima da se probude daleko u budućnost, često nakon dugih putovanja kroz svemir. U stvarnosti, osnova za suspendovanu animaciju bi se potencijalno mogla osloniti na daleko jednostavniju tehnologiju — koja se decenijama rutinski koristi u klinikama.
Istraživači sa Vašingtonskog univerziteta u Sent Luisu koristili su ultrazvuk kako bi gurnuli glodare u stanje koje štedi energiju koje odražava prirodan mehanizam preživljavanja nalik hibernaciji poznat kao torpor.
U novoj studiji objavljenoj u Nature Metabolism, tim je uspeo da snizi telesnu temperaturu i brzinu metabolizma miševa i postigne neke od istih rezultata kod pacova, koji, kao i ljudi, prirodno ne prolaze kroz torpor. Iako tehnika možda još nije spremna za međuzvezdano putovanje, mogla bi biti korisna na kraćem horizontu ako se pokaže efikasnom kod ljudi, pomažući da se kupi dragoceno vreme za pacijente na kritičnoj nezi.
Šezdesetih godina prošlog veka, u zoru svemirskog doba, naučnici su počeli da traže biološki okidač za veštačko izazivanje torpora ili hibernacije kod ljudi. U skorije vreme, studije su nagovestile određeni deo mozga, region hipotalamusa koji se zove preoptička oblast, kao kontrolni sistem za takva stanja.
„Drugi istraživači su eksperimentisali sa ubrizgavanjem hemikalija u određene delove mozga. Uzeli smo potpuno drugačiji pristup ultrazvuku, koji takođe može da moduliše neuronsku aktivnost, ali je manje invazivan i generalno jeftin“, rekao je viši autor Hong Čen, dr. ., vanredni profesor biomedicinskog inženjerstva na Univerzitetu Vašington u Sent Luisu.
Čen i njene kolege dizajnirale su i proizvele nosive ultrazvučne sonde koje podsećaju na kružne kape i pričvrstile ih na glave životinja. Zatim je tim generisao zvučne talase sondama, usmeravajući ih na hipotalamus.
Snimali su telesnu temperaturu životinja, broj otkucaja srca i potrošnju kiseonika tokom eksperimenata. U roku od nekoliko minuta od pokretanja postupka kod miševa, merenja za sva tri su se smanjila. Istraživači su takođe primetili da su miševi, iako još uvek budni, bili daleko manje fizički aktivni.
Autori studije su održavali stanje nalik torporu nešto više od 24 sata, nakon čega su isključili uređaje i miševi su se vratili svom normalnom, aktivnom ponašanju bez ikakvih trajnih efekata.
Ispitivanjem moždane aktivnosti i tkiva miša, utvrdili su da ultrazvučna procedura aktivira neurone unutar preoptičke oblasti. Autori su takođe identifikovali verovatan mehanizam za ultrazvučno indukovanu torpor – protein, koji se takođe nalazi kod ljudi, koji omogućava jonima da uđu u i aktiviraju ove neurone.
Zatim je tim pokušao da dokaže da bi strategija mogla da funkcioniše kod ne-torpičkih životinja, što je neophodan korak pre procene tehnologije za ljudske primene.
„Nakon što smo završili studije na miševima, pokušali smo da vidimo da li možemo da koristimo ultrazvuk da izazovemo slično stanje kod pacova, koji po prirodi ne ulaze u torpor ili hibernaciju“, rekao je Čen.
Dok su efekti ultrazvuka bili manje izraženi kod pacova nego kod miševa, tim je ipak otkrio značajno smanjenje telesne temperature. Ovi rezultati ukazuju na to da je efekat sličan torporu izazvan ultrazvukom kod životinje koja prirodno ne ulazi u torpor, što je prvo značajno, rekao je Čen.
„Uzbudljivo je videti ovu vrstu značajne neuromodulacije koja se izvodi sa tako jednostavnom tehnologijom. Biće zanimljivo pratiti razvoj ovog novog pristupa, koji bi jednog dana mogao imati velike implikacije na kliniku i šire“, rekao je dr Rendi King. .D., direktor programa ultrazvuka u Odseku za primenjenu nauku i tehnologiju u Nacionalnom institutu za biomedicinsku sliku i bioinženjering (NIBIB).
Tim namerava da nastavi da razvija svoju tehniku, prilagođavajući tehnologiju ljudskoj anatomiji.
Ako dokažu njegovu sposobnost da izazove omamljenost kod ljudi, onda bi ultrazvuk mogao postati glavna komponenta u lečenju pacijenata koji su doživeli moždani ili srčani udar. Usporavajući metabolizam pacijenta, metoda bi mogla da minimizira štetu od ovih stanja, dajući kliničarima više vremena da identifikuju i primene lek.
