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超聲波讓動(dòng)物陷入“可控長(zhǎng)眠” 將應(yīng)用于未來醫(yī)療或宇宙飛行
(資料圖)
《自然·代謝》5月25日發(fā)表的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，通過定向頭部的超聲脈沖可誘導(dǎo)在小鼠和大鼠中出現(xiàn)可逆的冬眠樣狀態(tài)。這一非侵入性方法暫時(shí)激活了腦中的神經(jīng)細(xì)胞，導(dǎo)致降低體溫、減緩代謝，或可應(yīng)用在未來醫(yī)療或長(zhǎng)距離宇宙飛行中。
蟄眠是一種類似冬眠的生理狀態(tài)，在此狀態(tài)下哺乳動(dòng)物會(huì)抑制代謝，降低體溫，并減緩其他生理過程以保存能量。這一狀態(tài)據(jù)信受到中樞神經(jīng)系統(tǒng)控制。超聲波能夠以非侵入性方式穿透頭骨聚焦于腦，并且如果集中在神經(jīng)上，已被表明能夠激活動(dòng)物的神經(jīng)細(xì)胞。
美國圣路易斯華盛頓大學(xué)陳紅及其同事此次開發(fā)了一個(gè)超聲發(fā)射器，可安裝在自由活動(dòng)的小鼠頭部。他們針對(duì)下丘腦視前區(qū)施加了10秒超聲脈沖，已知這一腦區(qū)可調(diào)節(jié)冬眠活動(dòng)。這一活動(dòng)在雌鼠和雄鼠中激發(fā)了即時(shí)體溫下降數(shù)度（平均3—3.5℃），同時(shí)伴有心率下降和氧消耗下降，兩小時(shí)內(nèi)這些動(dòng)物就完全恢復(fù)了。團(tuán)隊(duì)隨后結(jié)合超聲發(fā)射器和一個(gè)自動(dòng)系統(tǒng)，會(huì)在體溫開始上升時(shí)發(fā)射重復(fù)超聲脈沖，從而將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的這一類蟄眠狀態(tài)維持高達(dá)24小時(shí)，且沒有傷害或不適的跡象。
團(tuán)隊(duì)表示，這一技術(shù)在12只大鼠身上生效了（這種動(dòng)物通常不會(huì)自然冬眠），雖然它們體溫僅下降1—2℃，但研究人員認(rèn)為這一調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的生理過程可能在非冬眠哺乳動(dòng)物身上也存在。
目前還需更多研究來調(diào)查這一方法對(duì)人類是否安全。未來這種延緩代謝、降低體溫的非侵入性、可逆技術(shù)，在醫(yī)學(xué)上或可應(yīng)用于急救或急性重病，對(duì)長(zhǎng)距離空間旅行也有所幫助。
