如何讓一個(gè)踏上星際旅行的人進(jìn)入休眠狀態(tài)，“暫?！鄙砘顒?dòng)，以跨越遙遠(yuǎn)的距離和漫長(zhǎng)的時(shí)間？

當(dāng)?shù)貢r(shí)間5月25日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然-代謝》（Nature Metabolism）的一篇論文提供了一種新的可能的解決方案：被認(rèn)為找到了一把鑰匙，可以無(wú)創(chuàng)和安全地誘導(dǎo)動(dòng)物進(jìn)入類似蟄眠的狀態(tài)。

該論文稱，實(shí)驗(yàn)顯示，超聲脈沖可誘導(dǎo)小鼠和大鼠出現(xiàn)可逆的冬眠樣狀態(tài)。

論文的標(biāo)題是《超聲波誘導(dǎo)小鼠進(jìn)入類似蟄眠的低體溫和低代謝狀態(tài)》（Induction of a torpor-like hypothermic  and hypometabolic state in rodents  by ultrasound）。

圣路易斯華盛頓大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系副教授陳紅是該論文的通訊作者。

蟄眠（Torpor）是一種類似冬眠的生理狀態(tài)，也被稱為代謝退減狀態(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(guò)程以保存能量。

幾十年來(lái)，研究人員一直在探索哺乳動(dòng)物進(jìn)入“蟄眠”狀態(tài)的方法，但調(diào)節(jié)進(jìn)入該狀態(tài)的控制機(jī)制直到最近才浮出水面。研究人員發(fā)現(xiàn)，下丘腦視前區(qū)（POA）在誘導(dǎo)休眠過(guò)程中起著重要的調(diào)控作用。

從20世紀(jì)60年代以來(lái)，科學(xué)界一直在追求實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)和安全地誘導(dǎo)類似蟄眠的狀態(tài)。在過(guò)去，大量的努力致力于鑒定全身性抑制代謝和誘導(dǎo)類似蟄眠狀態(tài)的藥物。此前，已有學(xué)者采用了注射的方式讓小白鼠進(jìn)入類冬眠狀態(tài)。與其他非藥理學(xué)和非遺傳性神經(jīng)調(diào)節(jié)技術(shù)(例如，深部腦刺激、經(jīng)顱磁刺激和經(jīng)顱直流電刺激)相比，超聲刺激具有獨(dú)特的能力，能夠以高空間和時(shí)間精度非侵入性地到達(dá)動(dòng)物和人腦的深部腦區(qū)域。

在前述最新發(fā)表的論文中，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)超聲發(fā)射器，安裝在可自由活動(dòng)的小鼠頭部，用于向自由移動(dòng)的小鼠的下丘腦視前區(qū)發(fā)射超聲波。

此外，作者還設(shè)計(jì)了一個(gè)自動(dòng)閉環(huán)反饋控制器來(lái)監(jiān)控核心體溫?cái)?shù)據(jù)，以根據(jù)需要發(fā)射超聲波脈沖。

在實(shí)驗(yàn)中，小鼠可以自由獲取食物和水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在超聲波脈沖的刺激下，小鼠即時(shí)體溫下降，同時(shí)都伴有心率下降和氧消耗下降，但在2小時(shí)內(nèi)就完全恢復(fù)了。作者隨后結(jié)合超聲發(fā)射器和一個(gè)自動(dòng)閉環(huán)反饋控制器，在體溫開(kāi)始上升時(shí)重復(fù)發(fā)射超聲脈沖，從而將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的這一類冬眠狀態(tài)維持高達(dá)24小時(shí)，并且實(shí)驗(yàn)動(dòng)物沒(méi)有被傷害或不適的跡象。

研究發(fā)現(xiàn)，這一技術(shù)在12只大鼠身上生效了。大鼠通常被認(rèn)為不會(huì)自然冬眠，雖然它們體溫僅下降1-2°C。研究人員認(rèn)為，這表明這一調(diào)節(jié)代謝反應(yīng)的生理過(guò)程可能在非冬眠哺乳動(dòng)物身上也存在。 

那么，該方法是否適用于人類自身呢？

在動(dòng)物界中，能夠自然進(jìn)入類似冬眠狀態(tài)的動(dòng)物并不多，尤其是靈長(zhǎng)類動(dòng)物。在過(guò)去的研究中，人類發(fā)現(xiàn)肥尾侏儒狐猴為了克服熱帶旱季的食物匱乏問(wèn)題，可以自然進(jìn)入休眠。因此，其他靈長(zhǎng)類動(dòng)物（包括人類）在原則上可能具備處理低代謝狀態(tài)的基因組成。

更大的哺乳動(dòng)物是否可以像狐猴一樣進(jìn)入休眠？

此前研究發(fā)現(xiàn)，在冬季，熊也會(huì)出現(xiàn)代謝減退狀態(tài)，基礎(chǔ)代謝率下降高達(dá)75%，但對(duì)體溫的影響不大。因此，即使在比人類更大的哺乳動(dòng)物中，長(zhǎng)時(shí)間的低代謝狀態(tài)也是可能的。

《自然》（Nature） 發(fā)表的相關(guān)評(píng)論文章稱，前述最新發(fā)表的創(chuàng)新研究，為無(wú)創(chuàng)誘導(dǎo)蟄眠鋪平道路，“對(duì)于這個(gè)研究小組來(lái)說(shuō)，這似乎是一小步，但有望成為人類在醫(yī)學(xué)上利用類冬眠狀態(tài)以及未來(lái)深空旅行的一大步。”

但在如何從深度遲鈍狀態(tài)中被喚醒，并重新啟動(dòng)新陳代謝，這一過(guò)程的調(diào)控機(jī)制和方法目前仍然完全未知。