Vladyslav Vyazovskiy, Associate professor of neuroscience, University of Oxford
寒くて暗い日には、暖かい季節が戻って来るまで自分を閉じこめておくことを想像したくなります。 多くの動物は、身体機能を最小限に抑え、体内に蓄えられている脂肪をエネルギーとして使うトルファーと呼ばれる状態に入ることで、まさにそれを実現しています。
冬を避けるための便利な方法を提供するだけでなく、長距離宇宙旅行の出現もその理由の1つかもしれません。 最も近い火星への旅は、現在の技術では約8ヶ月かかります。 いつか他の星系を訪れたいと願うなら、たとえ光速で移動できたとしても、その旅は何年もかかるだろう。 神経科学者として、私は現在、欧州宇宙機関が組織した専門家チームの一員として、人間を静止状態にすることが可能かどうか、また、どのように静止状態にすることができるかを研究しています。 まだ未解決の問題ですが、少なくとも理論的には、それが可能である可能性を排除することはできません。
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Torporate は、食料が不足しているときなど、特定の動物が世間に出る必要がない期間の隙間を効果的に埋めるために進化したようです。 専門的には、代謝が低下した状態、つまり、生物の体内で生きていくための化学反応が遅くなることを指します。 心拍数、呼吸、エネルギー消費のすべてが劇的に減少し、体温も下がります。
動物がいつ、どのくらいの時間、休眠状態に入るかは、1年のうち何カ月も続くものから、数カ月間に1日数時間だけというものまで、実にさまざまです。 ネズミやハチドリなど、エネルギーを節約するために日常的に休眠状態に入る動物もいる。 また、ハリネズミやクマなど、冬になると長期間の休眠に入る動物もいる（これを冬眠と呼ぶ）。 3258>
クマなどの大型哺乳類や、マダガスカルの太った尾のヒメキツネザルのような霊長類でさえ冬眠できるということは、理論的には人間が冬眠するには大きすぎたり、エネルギーを消費したりすることはない、ということを意味します。 また、冬眠する動物はあらゆる種類の哺乳類で広く発見されているため、進化の起源がそれを妨げているわけでもありません。
制御された低体温と代謝は、心臓手術中や脳卒中後などの血流減少時の損傷から組織を保護するなど、すでに臨床で広く使用されています。 体温を下げたり代謝を良くしたりすると、細胞が必要とする酸素量が少なくなり、酸素が供給されない状況でも生存できるようになる。 この人工的な冷却のプロセスは、呼吸、心拍、代謝の減少を含むという点で、動物の自然休眠と似ているように思われる。 しかし、動物が自発的かつ安全に休眠に入る方法を「知っている」ことが大きな違いである。 3258>
トーラムを再現することの難しさの1つは、動物がどのようにしてそのプロセスを開始し、維持するのかがよくわからないということです。 その調査に多くの研究が費やされましたが、今のところ決定的な答えはほとんど得られていません。 一方では、体の個々の細胞で起こる分子レベルの変化から始まる「ボトムアップ」方式でトルテルが誘発される可能性もある。 しかし、神経系やホルモンからのシグナルを含む「トップダウン」のアプローチもまた、何らかの役割を果たしている可能性があります。 動物の冬眠者は、定期的に数時間または数日の期間、冬眠から覚めますが、多くの場合、冬眠に戻る前に、その時間を眠って過ごします。同様に、毎日の冬眠から覚める動物も通常、深い眠りに入ります。 このことは、動物の脳波のパターンが、睡眠不足に陥ったときとトルテルから目覚めたときで似ていることからわかります。 しかし、それはまた、睡眠のメカニズムによって回復されなかった場合、脳を損傷する可能性のある方法でトルテルが変化するからかもしれません。
トーラムが脳に与えるもうひとつの影響は、記憶の基盤となるシナプスの結合を減少させ、再編成することです。 コウモリなどの動物の研究によると、ほとんどの記憶は、ほとんど完全に神経細胞が落ち込んだ状態で何カ月も過ごした後でも保存されることが分かっています。 しかし、親しい人を思い出す能力など、他の記憶よりも大切にされている記憶もあるようです。 3258>
安全な長期冬眠が可能かどうかはまだわかりませんが、潜在的なメカニズムを調べることで、冬眠を実現するために必要な新しい洞察が得られるかもしれません。 最近の技術的進歩や新しい薬理学的・遺伝学的手段により、睡眠を誘発したり操作したりする大きな可能性がすでに示されています。 しかし、人間の冬眠を安全に誘導する方法を完全に理解するためには、主要な脳回路を解剖し、睡眠機能を制御する重要な分子経路を特定する必要がありそうです」
この記事はThe Conversationに掲載されました。 元記事を読む.
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