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超聲在小鼠和大鼠中引導冬眠樣狀態(tài)。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(fā)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(xiàn)可逆的冬眠樣狀態(tài)。這一非侵入性方法暫時激活了腦中的神經(jīng)細胞，導致降低體溫、減緩代謝，或可應用在未來醫(yī)療或長距離宇宙飛行中。
蟄眠是一種類似冬眠的生理狀態(tài)，在此狀態(tài)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(tài)據(jù)信受到中樞神經(jīng)系統(tǒng)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(jīng)上，已被表明能夠激活動物的神經(jīng)細胞。
美國圣路易斯華盛頓大學陳紅及其同事此次開發(fā)了一個超聲發(fā)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(qū)施加了10秒超聲脈沖，已知這一腦區(qū)可調節(jié)冬眠活動。這一活動在雌鼠和雄鼠中激發(fā)了即時體溫下降數(shù)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(fā)射器和一個自動系統(tǒng)，會在體溫開始上升時發(fā)射重復超聲脈沖，從而將實驗動物的這一類蟄眠狀態(tài)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(jié)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(yī)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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