«خواب زمستانی» انسان در فضا محقق می‌شود؟

فرارو- فرستادن انسان‌ها به هر نقطه‌ای در فضا فراتر از ماه، تدارکات مربوط به سلامت، غذا و روانشناسی را به محدودیت‌هایی می‌رساند که تازه در حال درک آن هستیم. یکی از ایده‌ها برای رفع این محدودیت ها، به خواب زمستانی فرستادن انسان‌ها در فضا است، اما این ایده تا چه حد می‌تواند عملی باشد.

به گزارش فرارو، خواب زمستانی انسان در سفر‌های فضایی یکی از ایده‌های جذاب در فیلم‌های علمی تخیلی است. در واقع، راه حل اصلی مشکل سفر‌های فضایی طولانی مدت در داستان‌های علمی تخیلی این است که مسافران را برای مدتی به رختخواب ببریم. در حالت خوابی مانند خواب زمستانی، متابولیسم کاهش می‌یابد و ذهن از کسالت انتظار برای ساعات بی پایان در امان می‌ماند. برخلاف سفر‌های سریع‌تر از نور و کرم‌چاله‌ها، فرض قرار دادن فضانوردان در حالت خواب زمستانی به نظر می‌رسد عملی باشد، به اندازه‌ای که حتی آژانس فضایی اروپا به طور جدی به دنبال تحقق آن است.

پیامد‌های یک مطالعه جدید توسط سه محقق از شیلی اکنون یک مانع ریاضی را برای تبدیل پتانسیل سکون طولانی مدت انسان به واقعیت نشان می‌دهد، که ممکن است به این معنی باشد که خواب زمستانی انسان در فضا، برای همیشه از دسترس ما خارج خواهد بود. روبرتو اف. نسپولو و کارلوس مجیاس از Millennium Institute for Integrative Biology و فرانسیسکو بوزینوویچ از دانشگاه پاپی کاتولیک شیلی تصمیم گرفتند تا رابطه بین توده بدن و مصرف انرژی در حیواناتی که در خواب زمستانی هستند را کشف کنند.

آن‌ها حداقل سطح متابولیسمی را کشف کردند که به سلول‌ها اجازه می‌دهد در شرایط سرد و کم اکسیژن باقی بمانند. این دانشمندان می‌گویند برای جانداران نسبتاً سنگینی مانند انسان، صرفه جویی در انرژی که ممکن است از ورود به یک حالت عمیق و خواب زمستانی انتظار داشته باشیم، ناچیز خواهد بود. در واقع، احتمالاً بهتر است که روز‌های خود در سفر فضایی طولانی مدت را به روش قدیمی چرت زدن سپری کنیم تا خواب زمستانی. در حیوانات دیگر، دمای بدن به شدت کاهش می‌یابد، متابولیسم کاهش می‌یابد و ضربان قلب و تنفس کند می‌شود. این فرآیند می‌تواند در برخی موارد مصرف انرژی را تا ۹۸ درصد کاهش دهد و نیاز به هدر دادن انرژی در تلاش برای شکار یا جستجوی غذا را از بین ببرد.

با این حال، حتی در این حالت، حیوان همچنان می‌تواند بیش از یک چهارم وزن بدن خود را از دست بدهد، زیرا از طریق ذخایر سوخت بدن خود به حیاتش ادامه می‌دهد. اگر همان ریاضیات اولیه را برای یک انسان بالغ در خواب زمستانی اعمال کنیم، قرار است مصرف روزانه حدود ۱۲۰۰۰ کیلوژول با نیاز به چند صد کیلوژول چربی بدن جایگزین می‌شود. با رعایت این سناریو، ممکن است تصور کنیم که گردشگر فضایی بی باک ما که در رختخواب مخصوص خود قرار دارد، روزانه بیش از شش گرم چربی از دست می‌دهد و در طول یک سال، این وزن به حدود دو کیلوگرم می‌رسد.

این وضعیت ممکن است برای یک سفر سریع به قمر‌های نزدیک خوب باشد، اما اگر یک فرد بالغ معمولی بخواهد چندین دهه شناور در فضای بین ستاره‌ای به سمت یک ستاره نزدیک دیگر در حرکت باشد، باید چند صد کیلوگرم چربی اضافی جمع کند. این محاسبات پشت سر هم بر مفروضات زیادی تکیه می‌کنند، که مهم‌ترین آن این است که چگونه خواب زمستانی حیوانات ممکن است مقیاس عملکرد ما در سفر‌های فضایی باشد. به هر حال، شاید همین امر دلیل خوبی باشد که چرا پستانداران بزرگ کمی (به اندازه انسان و بزرگتر) وجود دارند که از خواب زمستانی استفاده می‌کنند، زیرا این فرآید نمی‌تواند تضمینی برای ادامه حیات آن‌ها ایجاد کند.

بنابراین، محققان یک تجزیه و تحلیل آماری را در میان انواع گونه‌های استفاده کننده از خواب زمستانی، همانطور که در مطالعات قبلی به تفصیل شرح داده شد، انجام دادند. از این رو، آن‌ها نتیجه گرفتند که مصرف انرژی روزانه حیوانات در خواب زمستانی به روشی نسبتاً متعادل مقیاس می‌شود، بنابراین یک گرم بافت از یک پستاندار کوچک، مانند خفاش گوش برگ ۲۵ گرمی، به اندازه یک گرم بافت از یک پستاندار کوچک همچون سنجاب زمینی ۸۲۰ گرمی، در خواب زمستانی انرژی مصرف می‌کند؛ بنابراین ما می‌توانیم فرض کنیم که هر گرم بافت ما به همان انرژی نیاز دارد که هر گرم بافت این حیوانات بدان نیاز دارد.

با این حال، زمانی که پستانداران فعال هستند، داستان متفاوت است. مقیاس بندی رابطه بین متابولیسم فعال و جرم، نمودار کمی متفاوت ایجاد می‌کند که نقطه‌ای را نشان می‌دهد که در آن خواب زمستانی واقعاً انرژی زیادی را برای جانوران بزرگتر ذخیره نمی‌کند. این نقطه نزدیک به جرم خودمان است، به این معنی که کل نیاز‌های انرژی ما در هنگام خواب زمستانی تفاوت قابل توجهی با نیاز‌های زمانی که ما صرفاً در حالت استراحت هستیم، نخواهد داشت. به همین دلیل است که خرس‌ها به همان روشی که حیوانات کوچکتر خواب زمستانی می‌کنند، به خواب نمی‌روند. همچنین این موضوع برای ما انسان‌ها به این معنی است که ممکن است با وجود پذیرش تمام خطرات و مشکلات خنک‌سازی بدن‌مان، کاهش ضربان قلب و تنفس و تحمل کردن کاهش مصنوعی متابولیسم‌مان، ممکن است نتایجی را که امیدواریم به دست نیاوریم.

پس به نظر می‌رسد اگر بخواهیم به سفر‌های طولانی فضایی برویم و در عین حال حوصله خود را نیز حفظ کنیم، بهتر است به همان روش همیشگی خود عمل کنیم و نهایتاً با خوردن یک سری آرم بخش‌های معمول در سفر‌های فضایی، به استراحت بپردازیم تا مثلا به مریخ برسیم. ایده بهره گیزی از خواب زمستانی در این سفرها، احتمالاً در حال حاضر راهکار مناسبی نخواهد بود، اما هنوز می‌توان به دستاورد‌های علمی در آینده امیدوار بود. شاید زمانی فرا برسد که از کهکشان خود خارج شویم و کل این مسافت را در خواب سپری کنیم بودن اینکه مشکل متابویک برای ما رخ دهد و یا حتی به مانند فیلم‌های علمی تخیلی حتی روند پیری ما نیز کند شود. نتایج این تحقیق در نشریه معتبر Proceedings of the Royal Society B منتشر شده است.

منبع: sciencealert

ترجمه: مصطفی جرفی-فرارو