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超聲在小鼠和大鼠中引導冬眠樣狀態。圖片來源：《自然·代謝》

科技日報記者 張夢然

《自然·代謝》5月25日發表的一項研究報告稱，通過定向頭部的超聲脈沖可誘導在小鼠和大鼠中出現可逆的冬眠樣狀態。這一非侵入性方法暫時激活了腦中的神經細胞，導致降低體溫、減緩代謝，或可應用在未來醫療或長距離宇宙飛行中。

蟄眠是一種類似冬眠的生理狀態，在此狀態下哺乳動物會抑制代謝，降低體溫，并減緩其他生理過程以保存能量。這一狀態據信受到中樞神經系統控制。超聲波能夠以非侵入性方式穿透頭骨聚焦于腦，并且如果集中在神經上，已被表明能夠激活動物的神經細胞。

美國圣路易斯華盛頓大學陳紅及其同事此次開發了一個超聲發射器，可安裝在自由活動的小鼠頭部。他們針對下丘腦視前區施加了10秒超聲脈沖，已知這一腦區可調節冬眠活動。這一活動在雌鼠和雄鼠中激發了即時體溫下降數度（平均3-3.5℃），同時伴有心率下降和氧消耗下降，兩小時內這些動物就完全恢復了。團隊隨后結合超聲發射器和一個自動系統，會在體溫開始上升時發射重復超聲脈沖，從而將實驗動物的這一類蟄眠狀態維持高達24小時，且沒有傷害或不適的跡象。

團隊表示，這一技術在12只大鼠身上生效了（這種動物通常不會自然冬眠），雖然它們體溫僅下降1—2℃，但研究人員認為這一調節代謝反應的生理過程可能在非冬眠哺乳動物身上也存在。

目前還需更多研究來調查這一方法對人類是否安全。未來這種延緩代謝、降低體溫的非侵入性、可逆技術，在醫學上或可應用于急救或急性重病，對長距離空間旅行也有所幫助。

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