Изследователи идентифицираха неврони, които контролират хибернацията подобно на зимния сън при животните
Мечтата за отлагане на неизбежното отдавна владее човешкото въображение. Подобни стремежи са отразени в безброй произведения на митологията и художествената литература. Забавяйки интензивността на живота на даден индивид, може да се даде възможност за поправяне на смъртоносни наранявания, да се удължи живота или да се осъществи пътуване до далечни звезди.
Как го правят
Докато всичко това ни изглежда като фантазия, поразително многообразие от животински организми отдавна го прилагат на практика. По този начин защитават своето съществуване. Чрез методи като хибернация, мечки, жаби, прилепи или колибри могат да преживеят суровите зими, засушаването, недостига на храна и други екстремни условия. Тази функция по същество представлява регулирана хипотермия. Животните влизат в биологичен застой, при който метаболизмът, сърдечната честота, телесната температура и дишането се забавят до изключително ниски нива.
Постижима и за хората
Сега невролозите от Харвард са открили група от неврони в хипоталамуса, която контролира подобно поведение на организма. За първи път се разкриват нервните вериги, които регулират това състояние. Когато са се провели опити при мишки за стимулиране на тези неврони, гризачите са навлизли в процес на хибернация и са държани в това състояние няколко дни. При блокирана активност, естественият ритъм на живот се нарушава.
Чрез по-доброто разбиране на тези процеси, учените предвиждат възможността един ден да приложат метода и при хората. Това би било постижение, което може да има широк спектър от приложения. Например, предотвратяване на мозъчни наранявания по време на инсулт, нови лечения за метаболитни заболявания или дори в помощ на НАСА за изпращането на хора на Марс.
Сън или нещо повече
За да намалят енергийните разходи в период на недостиг, много животни изпадат в такова състояние. Хибернацията се прилага сезонно. За разлика от съня, тя е свързана със системни физиологични промени. Някои от тях са особено значителни спадове на телесната температура и потискане на метаболитната активност.
Ролята на мозъка остава до голяма степен неизвестна. Този въпрос предизвика изследователските усилия. Учените са изследвали мишки, които по принцип не зимуват, но изпадат в хибернация, когато храната е оскъдна или температурите са ниски. В подобни условия, животинките показват рязък спад на телесната температура и на сърцебиенето. Значително се намалява метаболитната скорост и движението.
Fos
По време на опитите екипът се е съсредоточил върху ген наречен Fos. Той вече е използван от лаборатория, за да бъде експресиран в активни неврони. Установяването на протеиновия продукт на гена позволява на учените да идентифицират, кои неврони се активират по време на прехода към хибернация.
Този подход разкрива широка невронна активност, включително в мозъчните отрязъци, които регулират глада, температурата и много други функции. Екипът комбинира две техники за генетично маркиране на неврони, които са активни по време на въпросното състояние, за да се установи дали мозъчната активност е достатъчна. След това тези неврони могат да бъдат стимулирани повторно, чрез добавяне на химично съединение.
Експериментите потвърдиха, че хибернацията наистина може да бъде предизвикана по този начин, независимо от външните условия. Въпреки това изследователите са стеснили областта върху, която работят за контролиране на състоянието. За да направят това, те са създали инструмент, който позволява селективно активиране на неврони само на мястото на инжектиране.
Фокусирайки се върху хипоталамуса, част на мозъка отговорна за регулиране на телесната температура, глада, жаждата, секрецията на хормони и други функции, изследователите проведоха серия от експерименти. Те системно инжектират 54 животни с минимални количества от серума, след което активират неврони само в инжектираните региони и търсят признаци на хибернация.
Възможност или фантастика
Спад от няколко градуса при температурата на хората може да бъде фатален. Въпреки това, хибернацията заобикаля този регламент и позволява драстичното й падане. Невроните в един специфичен регион на хипоталамуса, задействат функциите при активиране. Стимулирането на невроните в други области не са имали такъв ефект. Идентифицирането на това множество от клетки, които участват в процеса е демонстрация, как Fos може да се използва за изучаване на невронната активност и поведенческите състояния в мозъка.
