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SME科技故事|科学家找到大脑开关，冬眠离人类又近了


本文转载自公众号：十点科学
在太空旅行中 ， 如何打发漫长时间 ， 以及减少能耗？首选应该是人工冬眠 。
在科幻电影中 ， 我们经常看到人类进入冬眠的情节 。 为了穿越茫茫太空 ， 航天员将漫漫旅程变成甜美梦乡 。 一些绝症患者 ， 为了等待治愈之法 ， 用冬眠将人生推迟到几十年后的未来 。
但冬眠在人类身上实现的可能性有多大呢？目前是一个很难说清的问题 。 不过 ， 层出不穷的新研究 ， 为人工冬眠注入了现实色彩 。
最近 ， 一项来自日本的研究 ， 首次在大脑中找到了一个控制冬眠的开关 。 通过对特定的脑区施加药物刺激 ， 就能自如操纵实验小鼠进入或脱离类似冬眠的低代谢状态 。
这是人类第一次在动物体内发现和利用类似的调控机制 。 研究详情发表在6月的《自然》杂志 。
冬眠：冻结时间的魔法
冬眠在自然界中并不鲜见 。 每到冬季来临 ， 刺猬蜷缩进温暖的草窠 ， 蝙蝠蛰伏进幽暗的洞穴深处 ， 蜂鸟也会陷入短暂的沉睡……蜗牛、昆虫、青蛙、蛇等也没办法像夏天一样生龙活虎 ， 纷纷委身天地间 ， 将自己“封印”在积雪和坚冰之下 。
哺乳动物、鸟类等恒温动物主动抑制身体代谢活动速率、降低体温以度过食物稀少的冬天的行为 ， 称为狭义冬眠 。
而广义的冬眠还包括鱼类、两栖类、爬行类、昆虫等节肢动物以及陆生贝壳类动物因为缺乏有效的体温调节机制 ， 在冬天被动陷入的僵冷状态 。
对于作为恒温动物的人类而言 ， 更有研究价值的当然是狭义冬眠 。
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SME科技故事|科学家找到大脑开关，冬眠离人类又近了
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有冬眠习性的恒温动物（上）和变温动物（下）| 图虫创意 ， 500PX
恒温动物在陷入冬眠时 ， 代谢率和体温都会大幅下降 。 例如 ， 西伯利亚花栗鼠在冬眠时 ， 能量的消耗量只有正常状态下的13% ， 心率从每分钟400次下降到10次 ， 呼吸从每分钟200次下降到1到5次 ， 体温更是从37度下降到区区5度 。 加利福尼亚金背黄鼠冬眠时 ， 体温则会从39度降到2度 。
有意思的是 ， 即使是处于冬眠状态 ， 它们的体温也始终保持恒定 ， 就像体内存在一个可以在两种温度之间切换的开关一样 。
在冬眠状态下 ， 其身体的感觉仍然存在 ， 这和变温动物很不同 。 如果对其施加强烈的触摸或声音刺激 ， 就会从冬眠状态下短暂清醒 。
冬眠是特定物种的固有习性 ， 一般我们很难让原本没有冬眠习性的物种做出冬眠行为 。 由于人类常见的实验动物如小鼠、家兔等 ， 都没有冬眠的习性 ， 我们对冬眠的机理实际上知之甚少 。
但是 ， 令人惊奇的是 ， 在此次日本科学家的新研究中 ， 研究人员竟然让原本不具有冬眠习性的小鼠和家兔 ， 进入了冬眠状态！
脑区刺激 ， 让恒温动物进入冬眠状态
和人脑一样 ， 小鼠的大脑也有很多分区 ， 不同分区有不同的功能 。 研究发现 ， 只要对其丘脑下部的某个小区域施加特殊刺激 ， 小鼠就会进入持续数天的低体温、低代谢的休眠状态 ， 与冬眠行为十分相似 。
刺激的方式也非常简单 ， 就是向小鼠静脉中注射一种名为CNO的药物 。 如此简单的方法 ， 就能达到这样惊人的效果 ， 不禁令人大呼神奇 。
详细的分析显示 ， 进入休眠状态的小鼠 ， 体温设定点（某种恒温状态下的体温）大约在28度 ， 比正常的37度低了足足9度 。 这个温度可以认为是小鼠在该状态下刻意维持的体温 ， 就像西伯利亚花栗鼠冬眠时的体温为5度一样 。
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