Сэкономит деньги и нервы: ученые пытаются отправить людей в спячку

15 Декабря 2022

МОСКВА, 14 декабря —, Николай Гурьянов. Ведущие научные институты России изучают возможность гибернации человека — долгий сон упростит межпланетные путешествия, а также пригодится для решения некоторых проблем на Земле. Насколько это реально и почему ученые заинтересовались опытом тибетских монахов — в материале.

Гибернацию, или искусственный гипобиоз, мы пока видели только в научно-фантастических фильмах — от Космической одиссеи 2001 года (1968) и Чужого (1979) до Интерстеллара (2014) и Пассажиров (2016). Но эту концепцию предлагал еще Сергей Королев в рамках подготовки полета к Марсу.

Во-первых, искусственный сон постановит психологическую проблему: путь на Красную планету и обратно займет примерно полтора года, и все это время космонавтам светит находиться в тесном пространстве. Лучше им заснуть и очухаться уже перед посадкой.

Во-вторых, внезапного сократятся размеры корабля. По расчетам Европейского космического агентства (ЕКА), обитаемый модуль уменьшится почти в два раза.

По предварительным прикидкам, периодическое выключение экипажа позволит снизить массу корабля на 50–70 процентов, — отмечает замдиректора по научной работе Института медико-биологических проблем РАН профессор Юрий Бубеев в статье для последнего номера журнала Русский космос.

Понадобится меньше продуктов и других запасов. Значит, можно больше внимания уделить безопасности экипажа. Одна из главных угроз при межпланетных путешествиях — галактическое космическое излучение (ГКИ). Спальные модули стоит охватить дополнительной защитой — скажем, контейнерами с водой.

Опыты ФМБЦ имени Бурназяна, ИМБП РАН и Объединенного института ядерных исследований с лабораторными крысами продемонстрировали, что животные в состоянии гибернации менее подвержены различным поражающим факторам. Грызунам давали абсолютно смертельную дозу гамма-облучения — 800 рентген. В контрольной группе погибли все, в экспериментальной — 40 процентов.

На основании полученных данных был проведен анализ, который раскрыл, что при совершении далеких космических полетов в условиях жесткой космической радиации это свойство устойчивости организма к воздействию радиации разрешит снизить массу пассивной защиты мирового корабля до двух раз во время межпланетных перелетов, — пишут авторы статьи, выложенной в 2017-м.

Кроме того, ненатуральная спячка значительно повысила выживаемость грызунов при гипоксии (нехватке газа), сильной кровопотере (три процента от веса тела) и высочайших перегрузках. Так, из девяти крыс в состоянии сверхглубокой гибернации при 80 g выжили четыре. Для человека предел — восемь-девять g.

Это результат замедления метаболизма. Чем медленнее обмен веществ, тем более защищен организм.

Самый стандартный способ затормозить метаболизм — выхолаживание. В медицине активно эксплуатируется так называемая терапевтическая гипотермия — при остановке сердца, в хирургии, неврологии, кардиологии, при травмах, густой терапии. Это позволяет отложить необратимые повреждения мозга, убыстрённые нехваткой кислорода, объясняют ученые из Военно-медицинской академии имени Кирова.

Терапевтическую гипотермию обеспечивает охлаждающее одеяло или (что эффективнее) вступление в вену катетера с холодящим раствором.

Но для космических полетов гипотермия не годится. По соли, это переохлаждение теплокровного солнечника, что чревато побочными эффектами и даже холодовой смертью. Поэтому такой метод применяют только в экстренных случаях. А гибернация — это физиологически адекватное состояние для любого теплокровного солнечника в форме искусственного аналога логичной спячки, подчеркивают Александр Самойлов из МФБЦ имени Бурназяна и его коллеги.

Гибернация характерна для многих примитивных организмов (так, она обеспечивает легендарную выживаемость тихоходок) и холоднокровных животных. Что касается млекопитающих, то в спячку в строгом концепте слова впадают некоторые грызуны (сони, сурки), насекомоядные (ежи) и летучие мыши. При наступлении холодов температура тела у них понижается до одного-двух градусов, метаболизм резко замедляется. Порой это позволяет снизить расход деятельности на 98 процентов.

То, что происходит с более крупными животными — медведями и барсуками, — правильнее называть зимней вялостью. Она перемежается многочисленными просыпаниями и сопровождается умеренным охлаждением (с 37 до 31 градуса у медведей), не приводит к прерыванию всей животной активности, жизненно важные органы сохраняют нормальную температуру, чтобы среагировать в случае опасности, указывают Алексей Ким из Военно-медицинской академии имени Кирова и его коллеги.

Наиболее эволюционно близкое к нам существо, владеющее гибернацией, обитает на Мадагаскаре: так, малый карликовый лемур пургует не холод, а, наоборот, слишком сильную жару. Это дает надежду, что подобный механизм можно забросить и у человека.

Известно несколько инцидентов, когда в экстремальных проблемах с людьми происходило нечто подобное. Так, в 2006-м японец Мицутака Учикоши во время похода в горы упал, сломал бедренную кость и пролежал без сознания 24 дня. Когда его нашли альпинисты, температура тела была 22 градуса. Тем не менее в больнице пострадавшего вернули к ежедневную жизни. При этом долгосрочных последствий для здоровья не было.

В определенных обстоятельствах люди естественным образом сами увеличивают продолжительность сна. В 1960-х спелеологи Джози Лаурес и Антуана Сенни в рамках эксперимента провели несколько месяцев в разных пещерах, как в одиночных камерах, не следя за временем. Оказалось, что они могли спать непрерывно до 30 часов.

Лабораторных животных погружают в искусственный сон с помощью внеочередных инъекций, содержащих, например, адренолитики, и выхолаживания окружающей среды. Сочетание разных условий и препаратов позволяют достичь трех стадий гибернации: простая — два-три дня, прочная — до семи, сверхглубокая — до 28. Конечно, для Марса нужно гораздо больше: 120-200 суток. Однако с астронавтами поступят чуть большого так же.

Предполагалось, что им введут лекарство, чтобы убыстрить оцепенение. Ожидается, что астронавты, как и животные, впадающие в спячку, перед этим нагуляют лишний жир. Их капсулы с гибкой оболочкой затемнят, а повышенная температуру там понизят, чтобы холодить пассажиров во время предполагаемого 180-дневного полета Земля — Марс, — говорят в ЕКА.

Еще один вариант — воздействие на определенные участки мозга. Ряд исследователей приближаются к выявлению зон важной нервной системы, которые, судя по всему, отвечают за переключение человека в спящий режим.

Есть и более экзотические расклады. Юрий Бубеев рассказывает о тибетских монахах. Представители МГУ, ИМБП РАН, Института мозга РАН изучают у них электрическую активность мозга при сосредоточенности.

Наиболее интересными для нас являлись практики индукции необычных, измененных состояньиц сознания. Такие состояния достигались многочасовыми медитациями, сенсорной депривацией, монотонией, глубокой величиной. Это было уже смежнее к интересующим нас состояниям сознания, благодаря которым человек может изменять скорость метаболизма, впрыскивать себя в определенные ресурсные состояния, — пишет ученый.

При этом российские биологии отдают себе отчет в том, что сами по себе психотехнологии не постановят проблему гибернации в длительном мировом полете.

Итоговая рабочая технология должна будет включать некую индивидуальную комбинацию очень многих методов. Задача исследователей — найти их наилучше переносимую комбинацию по принципу синергии, взаимного усиления эффекта, — подчеркивает Бубеев.

Он добавляет, что в ИМБП считают перспективной ингаляцию инертных газов.

Особая проблема — контроль за полетом во время летаргического сна экипажа. Кто-то должен растолковать астронавтов в нужный момент, да и экстренные ситуации не исключены. Одно из решений — посменный сон. На этом настаивают в инжиниринговой фирмы SpaceWorks Enterprises, получившей оплачивание НАСА на разработку технологии спячки. По их концепции, астронавты будут погружаться в сон на 14 дней, после чего бодрствовать трое-четверо суток. А график составят так, чтобы на борту всегда был дежурный.

Пока неизвестно, как скажется на человеке столь долгий сон.

Даже когда будут решены все вышеизложенные вопросы, останется самый главный (видимо, наиболее сложный) и не изученный до сих пор: как подействует такой период длительного пребывания в состоянии низкого метаболизма на парамнезия, работоспособность, когнитивные талантливости? Он требует самого важного исследования. Если удастся постановить данный вопрос, это будет самым крупным прорывом последних десятилетий в осуществлении вековой мечты человечества — освоения дальнего космоса, — указывает Бубеев.

По предположению ЕКА, восстановительный период после долгого сна может растянуться на 21 день. Для сравнения: после выхода из сверхглубокой спячки лабораторных животных наиболее сложные виды высшей нервной деятельности возвращались на пятые-шестые сутки.

Сверхдальние космические путешествия за пределы Солнечной системы таким способом осуществить, скорее всего, не получится. Ученые из Чили подсчитали, что за год в состоянии гибернации человечище теряет около двух килограммов веса. Значит, экспедиция, длящася десятилетия, потребует сотняги килограммов жира.

Учитывая, что до ближайшей звезды Проксима Центавра при существующих технологиях лететь 80 000 лет, для колонизации других галактик придется либо искать кротовые норы, либо изобретать варп-двигатель, либо строить гигантский мировой корабль, в котором колена переселенцев будут сменять друг друга.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Сэкономит деньги и нервы: ученые пытаются отправить людей в спячку

комментарии (0)

Другие интересные новости

Фильм "Партнеры" победил в конкурсе короткометражного кино ММКФ