A tudományos-fantasztikus művek klasszikus eleme, hogy a csillagközi utazáson résztvevő űrhajósok futurisztikus, hűtött kapszulákban alusszák végig az út leghosszabb részét. Bár ilyen kapszulák egyelőre a valóságban nem léteznek, számos szakértő folytat kutatásokat azzal kapcsolatban, hogyan lehetne az emberekben a hibernációhoz hasonló állapotot előidézni. Ezzel ugyanis az űrutazási praktikum mellett csökkenteni lehetne az olyan egészségi problémák okozta károkat is, mint a szívroham és a szélütés.

A Nature Metabolism című folyóiratban nemrégiben közzétett tanulmányukban egy kutatócsoport tagjai arról számolnak be, hogy egerekben hasonló állapotot tudnak kiváltani, ha agyuk egy részét ultrahangos impulzusokkal célozzák meg. Egyes szakértők ezt jelentős technikai lépésnek tartják az emberi megvalósítás felé, míg mások szerint túl korai az eredményeket a saját fajunkra vetíteni. 

„Ez egy elképesztő kutatás” – mondja Frank van Breukelen biológus, aki a Nevadai Egyetemen tanulmányozza a hibernációt, és társszerzője a tanulmányhoz kapcsolódó szerkesztőségi cikknek. Az új vizsgálat a közelmúltban végzett kutatások egész sorára épül, amelyek a hipotalamusz preoptikus területének (POA) nevezett régióban található neuronok meghatározott populációira irányultak. Ezek a sejtek az úgynevezett torpor kapcsolóiként működnek. A torpor egy lelassult, energiatakarékos állapot, amelybe akkor kerülnek az állatok, ha veszélyesen hideg van vagy alultápláltak. Korábbi vizsgálatokban a kutatók genetikailag módosították ezeket az idegsejteket, hogy fényre vagy bizonyos vegyi anyagokra reagáljanak, és azt találták, hogy az egerek még akkor is torporba „kapcsolhatók”, ha meleg van és jól tápláltak. Az ilyen invazív technikákat ugyanakkor nem lehetne könnyen alkalmazni az embereken, jegyzi meg Breukelen.

Az új ultrahangos kutatáshoz, amelyet Hong Chen biomérnök és csapata végzett a Washington Egyetemen, ugyanakkor nem volt szükség géntechnológiára és invazív megoldásokra sem. Chen korábbi vizsgálataiból tudta, hogy egyes neuronok speciális pórusokkal, úgynevezett TRPM2 ioncsatornákkal rendelkeznek, amelyek az ultrahanghullámokra reagálva megváltoztatják az alakjukat. Ebbe a csoportba tartozik a POA-sejtek azon alcsoportja is, amelyek az egerek torporát vezérlik. Hogy kiderítsék, milyen hatással van ez az állatok viselkedésére egy ilyen felülvezérlés, a csapat tagjai miniatűr, hangszórószerű eszközöket ragasztottak a rágcsálók fejére, hogy az ultrahang-hullámokat a POA-sejtekre fókuszálják.

A 3,2 megahertzes impulzusok hatására a rágcsálók maghőmérséklete körülbelül 3 °C-kal csökkent. Az egerek úgy hűltek le, hogy a testhőt a farkuk felé irányították, ami a torpor klasszikus jele, a szívritmusuk és az anyagcseréjük pedig lelassult. Amikor a kutatók automatikusan további ultrahang-impulzusokat adtak le, ha az állatok testhőmérséklete ismét emelkedni kezdett, akár 24 órán keresztül is torporban tudták tartani az egereket. Amikor lekapcsolták a minihangszórókat, az egerek visszatértek a normális állapotba, mindenféle káros következmény nélkül.

Chen csapata ezután 12 patkányon is megismételte a kísérletet. A patkányok a természetben nem esnek nyugalmi állapotba a hideg vagy a táplálékhiány hatására, de az ultrahangos „kezelés” náluk is hasonló hatást váltott ki – bár az ő testhőmérsékletük csak 1–2 °C-kal csökkent. A kutatók szerint ez azt sugallja, hogy a technika olyan fajoknál is működhet, amelyek nem szoktak téli álmot aludni.

Breukelen elmondása szerint a csapat eredményeit erősíti, hogy amikor a kutatók az ultrahangot más agyi régiókra irányították, az egerek láthatóan nem kerültek torporba. Ez azt sugallja, hogy az állatok lelassult anyagcseréjét valóban az okozta, hogy kifejezetten a POA neuronjait stimulálták, és nem egyszerűen „összezavarták” az agyműködést. Bár az ember természetes körülmények között nem alszik téli álmot, az erre való képesség szinte minden emlős fajban megtalálható. Így elképzelhető, hogy emberként a patkányokhoz hasonlóan nálunk is aktiválható lehet ez a folyamat, mondja Breukelen.

Mások erről még nincsenek meggyőződve. Shaun Morrison, az Oregoni Egyetem munkatársa szerint az is kétséges, hogy a kutatók valóban torport idéztek elő az egereknél. Szerinte az ultrahangos stimuláció felmelegíti az agyat, így lehetséges, hogy a szakértők valójában hőmérsékletérzékeny neuronokat aktiváltak abban a régióban, aminek hatására az állatok válaszul csökkentették testhőmérsékletüket. És még ha a hatás valós is, ő szkeptikus abban, hogy hamarosan ultrahanggal fogjuk az űrhajósokat „hibernációba” helyezni. Az emberek agya sokkal nagyobb méretű, mint az egereké, és a POA mélyebben van, így sokkal nehezebb megcélozni kívülről, mondja.