Anabiosi: tecnologia di surgelazione delle persone

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

La scorsa settimana, un gruppo di esperti si è riunito a New Orleans per studiare la possibilità di immergere gli esseri umani in un letargo "sintetico", o letargo artificiale. Gli scienziati stanno imparando dalla natura cercando di comprendere i fattori che portano al letargo e al risveglio negli animali.

Nessun film sui viaggi interstellari è completo senza il sonno profondo. "Prometeo", "Passeggeri", ovunque vediamo come i personaggi principali si svegliano nelle cabine di letargo, riprendano la loro fragile fisiologia da un lungo stato di fossile immobile - spesso con l'eruzione di fluidi gastrici, cioè semplicemente vomitando. Questo processo brutale sembra avere un senso. Dopotutto, gli umani non vanno in letargo naturalmente. Ma un piccolo gruppo di scienziati sta cercando di superare la natura e mettere gli umani in letargo artificiale. In caso di successo, possono ritardare l'invecchiamento, curare malattie potenzialmente letali e portarci su Marte e oltre.

La scorsa settimana, un gruppo di esperti si è riunito a New Orleans per studiare la possibilità di immergere gli esseri umani in un letargo "sintetico", o letargo artificiale. Gli scienziati stanno imparando dalla natura cercando di comprendere i fattori che portano al letargo e al risveglio negli animali.

Il mistero del letargo

Cosa c'è di meglio per superare lunghi periodi di vita in condizioni di freddo minaccioso e mancanza di cibo che immergersi in una profonda incoscienza? La maggior parte del mondo animale va in letargo: orsi, scoiattoli, ricci. Persino i nostri cugini primati, i lemure dalla coda grassa, precipitano il loro tasso metabolico quando le scorte di cibo diminuiscono.

E noi? Anche se purtroppo non siamo in letargo, alcuni "miracoli" suggeriscono che il congelamento metabolico profondo può aiutare a preservare i nostri corpi danneggiati per il futuro.

Nel 1999, la radiologa Anna Bagenholm è caduta nel ghiaccio mentre sciava in Norvegia. Quando è stata salvata, era sotto il ghiaccio da oltre 80 minuti. A detta di tutti, clinicamente era morta, senza respiro, senza polso. La sua temperatura corporea è scesa a 13,7 gradi Celsius senza precedenti.

Tuttavia, quando i medici le riscaldarono gradualmente il sangue, il suo corpo guarì lentamente. Il giorno dopo, il cuore è stato riavviato. Dodici giorni dopo, ha aperto gli occhi. Alla fine si è ripresa completamente.

Il caso di Bagenholm è solo un indizio che gli esseri umani hanno la capacità di riprendersi da stati metabolici gravemente depressi. Per anni, i medici hanno utilizzato l'ipotermia terapeutica, abbassando la temperatura corporea di diversi gradi per diversi giorni, per aiutare i pazienti a far fronte a lesioni cerebrali o epilessia ritardata.

Il raffreddamento rapido aiuta a preservare i tessuti che sono stati tagliati fuori dall'afflusso di sangue, quindi richiedono meno ossigeno per funzionare. In Cina, gli esperimenti hanno tenuto le persone congelate per un massimo di due settimane.

La promessa dell'ipotermia terapeutica è così grande che nel 2014 la NASA ha collaborato con SpaceWorks con sede ad Atlanta e ha fornito prefinanziamenti per un letargo spaziale per una missione su Marte.

Sebbene un volo nello spazio duri solo pochi mesi, mettere gli astronauti in uno stato inattivo può ridurre notevolmente la quantità di cibo necessaria e le dimensioni dell'habitat. Addormentarsi può anche prevenire gravi effetti collaterali dovuti alla bassa gravità, come i cambiamenti nel flusso del liquido cerebrospinale, che possono influenzare negativamente la vista. La stimolazione muscolare diretta, per gentile concessione della culla di ibernazione, può prevenire la perdita muscolare in condizioni di gravità zero e un profondo stato di incoscienza può potenzialmente ridurre al minimo i problemi psicologici come la noia e la solitudine.

Il progetto è entrato nella seconda fase di finanziamento, ma rimangono molte domande. Uno di questi è associato al fatto che l'ipotermia prolungata ha un effetto terribile sulla salute: possono comparire coaguli di sangue, sanguinamento, infezione, insufficienza epatica. Su un veicolo spaziale senza dispositivi medici sofisticati, queste complicazioni possono essere fatali.

Un altro problema è che non capiamo appieno cosa succede all'animale quando va in letargo. Questo è ciò che la conferenza di New Orleans stava cercando di risolvere.

Ispirazione biologica

La dott.ssa Hannah Carey dell'Università del Wisconsin ritiene che la possibilità di immersione nell'ibernazione dovrebbe essere ricercata non in medicina, ma nella natura.

Carey studia le abitudini di ibernazione dello scoiattolo terrestre, un piccolo roditore onnivoro che si aggira per le praterie nordamericane. Da fine settembre a maggio, lo scoiattolo di terra va in letargo in tane sotterranee, sopravvivendo a inverni rigidi.

Una delle osservazioni curiose di Carey è che i bassi tassi metabolici non durano tutto l'inverno. Gli animali che dormono periodicamente escono dal loro torpore per mezza giornata, aumentando la loro temperatura corporea a un livello normale. Tuttavia, gli animali continuano a non mangiare o bere durante questi periodi.

I neuroscienziati hanno a lungo cercato di compilare un elenco completo dei benefici del sonno. Ad esempio, la ricerca mostra che il sonno aiuta il cervello a eliminare i rifiuti tossici dal sistema linfatico e consente alle sinapsi del cervello di "riavviarsi". Se l'ibernazione di per sé porta a uno stato di privazione del sonno, il sonno periodico può aiutare in questo?

Non lo sappiamo ancora. Ma Carey crede che i risultati degli studi sugli animali mostrino che nella ricerca dell'ibernazione umana, lo studio della biologia degli ibernanti naturali produrrà più risultati rispetto all'applicazione di pratiche mediche basate sull'ipotermia, cioè l'ipotermia.

Immersione artificiale nel sonno

Mentre Carey e Vyazovsky stanno esplorando come il letargo aiuta gli animali a rimanere in salute, il Dr. Matteo Serri dell'Università di Bologna in Italia ha preso una strada leggermente diversa: come indurre artificialmente l'intorpidimento negli animali che non vanno in letargo?

La risposta potrebbe risiedere in un piccolo gruppo di neuroni nella regione del cervello del rafe pallido. Poiché il metabolismo rallenta drasticamente durante il letargo, è probabile che i meccanismi ormonali e cerebrali inneschino questo processo.

Nel 2013, il suo team di scienziati è stato uno dei primi a mettere i topi in letargo. Di solito questi animali non dormono in inverno. Sono stati iniettati con una sostanza chimica nel rafe pallido per inibire l'attività neuronale. Questi neuroni sono solitamente coinvolti nella "protezione termoregolatrice dal freddo", afferma Serry, il che significa che innescano risposte biologiche che contrastano la diminuzione della temperatura corporea.

I ratti sono stati quindi posti in una stanza buia e fredda e alimentati con una dieta ricca di grassi, che è nota per ridurre il tasso metabolico.

La disattivazione dei neuroni protettivi per sei ore ha portato a un forte calo della temperatura nel cervello dei ratti. Anche la frequenza cardiaca e la pressione sanguigna hanno rallentato e sono diminuite. Alla fine, lo schema delle onde cerebrali iniziò ad assomigliare allo schema delle onde degli animali in uno stato di letargo naturale.

La cosa più interessante è stata che quando gli scienziati hanno interrotto il "trattamento", i ratti si sono ripresi - il giorno successivo non hanno mostrato segni di comportamento anormale.

I precedenti tentativi di indurre il torpore negli animali che non vanno in letargo sono falliti, ma questo studio ha dimostrato che l'inibizione dei neuroni nel rafe pallido è essenziale per indurre uno stato simile al torpore.

Se questi risultati saranno confermati dall'esempio dei mammiferi più grandi, avrà senso passare al letargo nell'uomo. Serri e altri stanno lavorando per analizzare ulteriormente il controllo del cervello sull'intorpidimento e come hackerarlo per mettere il cervello in letargo.

Qual è il prossimo?

L'immersione di una persona in uno stato di ibernazione, ibernazione, animazione sospesa - chiamatela come volete - è ancora lontana dalla realtà. Ma i risultati della ricerca stanno gradualmente rivelando fattori molecolari e neuronali che potrebbero, in teoria, fornirci uno stato di congelamento profondo.