Vladyslav Vyazovskiy, neurotieteen apulaisprofessori, Oxfordin yliopisto
Kylminä, pimeinä päivinä on houkuttelevaa kuvitella sulkeutuvansa sisäänsä siihen asti, kunnes lämpimämpi sää palaa. Monet eläimet tekevät juuri niin siirtymällä torporiksi kutsuttuun tilaan, joka vähentää niiden ruumiintoiminnot minimiin ja käyttää kehon rasvavarastoja energiaksi. Voisiko ihminen koskaan vaipua horrokseen samalla tavalla?
Sen lisäksi, että se tarjoaa kätevän tavan välttää talvi, yksi syy sen selvittämiseen voisi olla pitkän matkan avaruusmatkailun tulo. Matka lähimmälle planeetallemme Marsiin kestäisi nykytekniikalla noin kahdeksan kuukautta. Jos toivomme jonain päivänä voivamme vierailla toisessa tähtijärjestelmässä, matka kestäisi vuosia, vaikka voisimme matkustaa valonnopeudella. Kyky siirtyä pitkäaikaiseen horrostilaan tekisi tällaisista matkoista astronauteille huomattavasti vähemmän työläitä ja säästäisi elintärkeitä resursseja.
Neurotieteilijänä kuulun tällä hetkellä Euroopan avaruusjärjestön järjestämään asiantuntijaryhmään, jonka tehtävänä on selvittää, voisimmeko ja miten voisimme saattaa ihmisen horrostilaan. Se on vielä avoin kysymys, mutta ainakaan teoriassa emme voi sulkea pois sitä, että se voisi olla mahdollista.
Kehonlämpötila ja aineenvaihdunta
Siilit vaipuvat pitkäkestoiseen horrokseen yleensä talvella.
(Luotto: )
Torpor näyttää kehittyneen täyttämään tehokkaasti aukkoja niinä vuodenaikoina, jolloin tiettyjen eläinten ei tarvitse olla maailmalla, esimerkiksi kun ruokaa on niukasti. Teknisesti se tarkoittaa säänneltyä alennetun aineenvaihdunnan tilaa, mikä tarkoittaa, että elimistössä tapahtuvat kemialliset reaktiot, jotka pitävät organismin hengissä, hidastuvat. Sydämen syke, hengitys ja energiankulutus laskevat dramaattisesti, ja myös ruumiinlämpö voi laskea.
Milloin ja kuinka pitkäksi aikaa eläimet vaipuvat horrokseen, voi vaihdella suuresti, monista kuukausista vuoden aikana aina vain muutamaan tuntiin päivässä muutaman kuukauden aikana. Jotkut eläimet, kuten hiiret ja kolibrit, siirtyvät horrostilaan päivittäin, jos niiden on säästettävä energiaa. Toiset eläimet, kuten siilit ja karhut, vaipuvat pitkäkestoiseen horrokseen yleensä talven aikana (tätä kutsutaan horrostilaksi). Niitä lajeja, jotka vaipuvat horrokseen joka vuosi, vaikka olosuhteet ulkona olisivat vakaat, kutsutaan pakollisiksi horrostelijoiksi.
Se, että suuret nisäkkäät, kuten karhut, ja jopa kädelliset, kuten madagaskarilainen läskipyrstöinen kääpiömakrilli, voivat vaipua horrokseen, tarkoittaa sitä, että teoriassa ihmiset eivät ole liian isoja tai energiannälkäisiä vaipuakseen horrokseen. Evolutiivinen alkuperämme ei myöskään estä meitä tekemästä niin, sillä horrostavia eläimiä on löydetty laajalti kaikista nisäkäslajeista.
Kontrolloitua hypotermiaa ja aineenvaihduntaa käytetään jo laajalti kliinisessä käytännössä, kuten sydänleikkausten aikana ja kudosten suojaamiseksi vaurioilta, kun verenkierto vähenee, kuten aivohalvauksen jälkeen. Kehon lämpötilan alentaminen ja aineenvaihdunta merkitsevät sitä, että solut tarvitsevat vähemmän happea, mikä mahdollistaa niiden selviytymisen olosuhteissa, joissa happea ei voida toimittaa. Tämä keinotekoinen jäähdytysprosessi ihmisillä näyttää samankaltaiselta kuin eläinten spontaani horros, sillä siihen kuuluu hengityksen, sydämen sykkeen ja aineenvaihdunnan väheneminen. Tärkein ero on kuitenkin se, että eläimet näyttävät ”tietävän”, miten turvallisesti ja spontaanisti siirrytään horrokseen. Ihmisen ruumiinlämmön alentaminen estämällä sen luonnollinen lämmönsäätely vaatii aggressiivista lääkkeiden käyttöä.
Yksi torporin jäljittelyn vaikeuksista on se, että emme oikeastaan tiedä, miten eläimet aloittavat ja ylläpitävät prosessia. Sen tutkimiseen on omistettu paljon tutkimusta, mutta toistaiseksi on saatu vain vähän vakuuttavia vastauksia. Toisaalta on mahdollista, että torpor käynnistyy ”alhaalta ylöspäin”, alkaen kehon yksittäisissä soluissa tapahtuvista muutoksista molekyylitasolla. Mutta myös ”ylhäältä alas” -lähestymistavalla, johon liittyy hermostosta tai hormoneista tulevia signaaleja, voi olla merkitystä.
Aivojen suojaaminen
Ihmisen horroksen ajatukseen liittyy toinenkin keskeinen kysymys, ja se on se, mitä se saattaa tehdä aivoille. Eläinten horrostajat heräävät säännöllisesti horroksesta tuntien tai päivien ajaksi, mutta viettävät usein tuon ajan nukkuen, ennen kuin palaavat horrokseen Vastaavasti myös päivittäisestä horroksesta heräävät eläimet vaipuvat tavallisesti syvään uneen.
Tämä on saanut jotkut tutkijat ehdottamaan, että vaikka meillä on tapana ajatella horrosta pitkää unta muistuttavan horrosta, horros itse asiassa synnyttää univajeen, ja eläinten on säännöllisesti kompensoitava sitä. Voimme nähdä tämän siitä, että eläinten aivoaaltokuviot ovat samankaltaisia, kun ne heräävät horroksesta kuin silloin, kun ne ovat olleet univajeessa.
Tämä saattaa johtua siitä, että horroksen alhainen aineenvaihdunta ja ruumiinlämpö liittyvät aktiivisuuteen niillä aivoalueilla, jotka tyypillisesti liittyvät unen säätelyyn. Mutta se voi johtua myös siitä, että torpor muuttaa aivoja tavalla, joka voi vahingoittaa niitä, jos unen mekanismit eivät palauta niitä. Aivot ovat erittäin herkät hapenpuutteelle, joten niitä on suojeltava sinä aikana, jolloin veren ja ravintoaineiden saanti on vähentynyt.
Toinen tapa, jolla torpor vaikuttaa aivoihin, on se, että se vähentää ja järjestää uudelleen synaptisia yhteyksiä, jotka ovat muistiemme perusta. Eläimillä, kuten lepakoilla, tehdyt tutkimukset osoittavat, että useimmat muistot säilyvät jopa monien kuukausien jälkeen lähes täydellisen hermosolujen lamaantumisen tilassa. Joistakin muistoista näyttää kuitenkin pidettävän parempaa huolta kuin toisista, kuten kyvystä muistaa läheisiä sukulaisia. Jos siis haluaisimme saada aikaan ihmisen horrostilan, olisi elintärkeää tutkia tarkemmin, miten muistot säilyvät pitkän horroksen aikana.
Vaikka emme vieläkään ole varmoja siitä, onko ihmisen turvallinen pitkäkestoinen horrostila mahdollinen, mahdollisia mekanismeja tarkastelevat tutkimukset voivat tarjota uudenlaisia oivalluksia, joita tarvitaan, jotta siitä voisi tulla todellisuutta. Viimeaikaiset teknologiset edistysaskeleet ja uudet farmakologiset ja geneettiset välineet ovat jo osoittaneet suurta potentiaalia unen aikaansaamiseksi tai manipuloimiseksi. Mutta jotta ymmärtäisimme täysin, miten voisimme turvallisesti indusoida ihmisen horrostilan, meidän on todennäköisesti leikattava keskeisiä aivopiirejä ja tunnistettava keskeiset molekyylireitit, jotka säätelevät unitoimintojamme.
Tämä artikkeli julkaistiin alun perin The Conversation -lehdessä. Lue alkuperäinen artikkeli.