数百种动物可以冬眠。 他们体内的代谢率降低了十倍。 他们不能进食，几乎无法呼吸。 这种情况仍然是最大的科学谜团之一。 解决它可能会在许多领域带来突破，从肿瘤学到太空飞行。 科学家想让人冬眠。
“我在瑞典工作了一年，有一年没能让地鼠入睡，”俄罗斯科学院理论与实验生物物理研究所 (Pushchino) 高级研究员 Lyudmila Kramarova 承认道。
在西方，实验动物的权利是详细的——《人权宣言》正在休息。 但是不能进行研究冬眠的实验。
– 问题是，如果地鼠屋里很暖和，而且是用肚子喂养的，它们为什么要睡觉？ 地鼠并不愚蠢。 在我们的实验室里，他们会很快和我一起睡着！
最善良的柳德米拉·伊万诺夫娜用手指严厉地敲着桌子，谈论着住在她家的实验室地鼠。 “苏夏！” 她从门口喊道。 “付钱！” ——回应地鼠，它通常不会被驯服。 这个苏夏在家里三年一次都没睡着。 冬天，当公寓里明显变冷时，他爬到暖气片下面暖头。 “为什么？” 柳德米拉·伊万诺夫娜问道。 也许冬眠的调节中心在大脑的某个地方？ 科学家们还不知道。 冬眠的本质是现代生物学的主要研究之一。
暂时死亡
感谢微软，我们的语言因另一个流行词而变得丰富——休眠。 这是 Windows Vista 进入计算机以最小化功耗的模式的名称。 机器似乎已关闭，但同时保存了所有数据：我按下按钮 – 一切正常，就好像什么都没发生过一样。 同样的事情也发生在生物身上。 数以千计的不同物种——从原始细菌到高级狐猴——能够暂时“死亡”，这在科学上被称为冬眠或生态不足。
典型的例子是地鼠。 你对地鼠了解多少？ 来自松鼠家族的正常此类啮齿动物。 他们自己挖水貂，吃草，繁殖。 冬天来临时，地鼠会转入地下。 从科学的角度来看，这是最有趣的事情发生的地方。 地鼠冬眠可持续长达 8 个月。 在表面上，霜有时会达到-50，而洞会冻结到-5。 然后动物四肢的温度降至-2，内脏降至-2,9度。 顺便说一句，在越冬期间，地鼠连续睡了三个星期。 然后它从冬眠中苏醒几个小时，然后又睡着了。 在不深入生化细节的情况下，假设他醒来撒尿和伸展身体。
一只冰冻的地松鼠以慢动作生活：它的心率从每分钟 200-300 次下降到 1-4 次，间歇性呼吸——5-10 次呼吸，然后完全消失一个小时。 大脑的血液供应减少了约 90%。 一个普通人无法在接近此的任何事物中生存。 他甚至无法变得像熊一样，在冬眠期间，熊的体温会下降很多——从 37 度降到 34-31 度。 这三五度对我们来说已经足够了：身体本来可以争取再维持几个小时的心率、呼吸节律和恢复正常体温的权利，但是当能量资源耗尽时，死亡是不可避免的。
毛茸茸的土豆
你知道地鼠睡觉时的样子吗？ 细胞生物物理研究所高级研究员 Zarif Amirkhanov 问道。 “就像地窖里的土豆。 又硬又冷。 只有毛茸茸的。
与此同时，这只地鼠看起来像一只地鼠——它高兴地啃着种子。 很难想象，这个快乐的生物会突然无缘无故地陷入昏迷状态，并像这样度过一年中的大部分时间，然后又毫无理由地再次“摆脱”这种昏迷状态。
低生态的奥秘之一是动物完全有能力自行调节其状况。 为此根本不需要改变环境温度——马达加斯加的狐猴进入冬眠状态。 每年一次，他们找到一个空洞，塞住入口，然后上床睡觉七个月，将体温降至+10度。 并且在同一时间在街上都一样+30。 一些地松鼠，例如土耳其斯坦地松鼠，也可以在高温下冬眠。 与其说是周围的温度，不如说是里面的新陈代谢：新陈代谢率下降了60-70%。
“你看，这是一种完全不同的身体状态，”扎里夫说。 – 体温下降不是一个原因，而是一个结果。 另一种调节机制被激活。 几十种蛋白质的功能发生变化，细胞停止分裂，一般来说，身体会在几个小时内完全重建。 然后在同样的几个小时内，它被重建回来。 不受外界影响。
木柴和火炉
冬眠的独特之处在于动物可以在没有外界帮助的情况下先降温，然后升温。 问题是如何？
“这很简单，”柳德米拉·克拉玛洛娃 (Lyudmila Kramarova) 说。 “棕色脂肪组织，你听说过吗？
所有的温血动物，包括人类，都有这种神秘的棕色脂肪。 此外，婴儿比成人多得多。 很长一段时间，它在人体中的作用普遍令人费解。 其实还有普通的脂肪，为什么也是棕色的呢？
– 因此，事实证明，棕色脂肪起到了火炉的作用， – 柳德米拉解释道， – 而白色脂肪只是柴火。
棕色脂肪能够使身体从 0 度升温到 15 度。 然后其他面料也包含在作品中。 但仅仅因为我们找到了一个炉子并不意味着我们已经弄清楚如何让它工作。
“一定有什么东西可以开启这种机制，”扎里夫说。 ——整个有机体的工作正在发生变化，这意味着有一个特定的中心在控制和启动这一切。
亚里士多德遗赠研究冬眠。 不能说科学自 2500 年来就一直在这样做。 严肃地说，这个问题在 50 年前才开始被考虑。 主要问题是：体内是什么触发了冬眠机制？ 如果我们找到它，我们就会了解它是如何工作的，如果我们了解它是如何工作的，我们就会学会如何让不睡觉的人进入休眠状态。 理想情况下，我们与您同在。 这是科学的逻辑。 然而，在低生态状态下，正常的逻辑就不起作用了。
一切从头开始。 1952年，德国研究人员克罗尔发表了一个耸人听闻的实验结果。 通过将睡眠仓鼠、刺猬和蝙蝠的大脑提取物引入猫和狗的体内，他在非睡眠动物中造成了一种低生物状态。 当这个问题开始得到更密切的处理时，事实证明，低生物因子不仅存在于大脑中，而且通常存在于冬眠动物的任何器官中。 如果给老鼠注射血浆、胃提取物，甚至只是睡觉地松鼠的尿液，它们就会乖乖地冬眠。 从一杯地鼠尿中，猴子也睡着了。 效果始终如一地再现。 然而，它断然拒绝在所有分离特定物质的尝试中被复制：尿液或血液会导致低生物量，但它们的成分单独不会。 无论是地松鼠、狐猴，还是一般情况下体内的任何冬眠动物，都没有发现任何可以将它们与其他所有动物区分开来的东西。
寻找低生化因子已经进行了 50 年，但结果几乎为零。 既没有发现负责冬眠的基因，也没有发现导致冬眠的物质。 目前尚不清楚哪个器官对这种情况负责。 各种实验包括肾上腺、垂体、下丘脑和甲状腺在“嫌疑人”名单中，但每次都证明他们只是这个过程的参与者，而不是它的发起者。
“很明显，这种脏部分中的所有物质都不是有效的，”Lyudmila Kramarova 说。 - 好吧，如果只是因为我们大多也有它们。 已经研究了成千上万的蛋白质和肽，这些蛋白质和肽负责我们与地松鼠的生活。 但它们中没有一个——至少是直接的——与冬眠有关。
已经精确确定，睡着的地鼠体内只有物质浓度发生变化，但那里是否形成了新的东西还不得而知。 科学家越深入，就越倾向于认为问题不在于神秘的“睡眠因素”。
“很可能，这是一系列复杂的生化事件，”克拉玛洛娃说。 ——也许是鸡尾酒在起作用，也就是一定浓度的一定数量的物质的混合物。 也许这是一个级联。 即多种物质的一致作用。 此外，最有可能的是，这些是众所周知的蛋白质，每个人都有。
事实证明，冬眠是所有已知方程的方程。 越简单，越难解决。
完全混乱
有了冬眠的能力，大自然把事情搞得一团糟。 用牛奶喂养婴儿、下蛋、保持体温恒定——这些品质被整齐地挂在了进化树的树枝上。 低生态可以在一个物种中清楚地表现出来，同时在其最近的亲属中完全不存在。 例如，土拨鼠和松鼠科的地松鼠会在水貂中睡六个月。 即使在最严酷的冬天，松鼠自己也不想入睡。 但有些蝙蝠（蝙蝠）、食虫动物（刺猬）、有袋动物和灵长类动物（狐猴）会进入冬眠状态。 但它们甚至不是地鼠的远亲。
有些鸟类、爬行动物、昆虫睡觉。 总的来说，目前还不清楚大自然选择它们而不是其他动物作为冬眠者的依据是什么。 她选择了吗？ 即便是那些对冬眠完全不熟悉的物种，在特定条件下，也很容易猜到它是什么。 例如，黑尾土拨鼠（啮齿动物科）如果被剥夺水和食物并被放置在黑暗、寒冷的房间里，就会在实验室环境中睡着。
似乎自然的逻辑正是基于此：如果一个物种需要熬过饥饿季节才能生存，它有一个储备低生态的选项。
“似乎我们正在处理一种古老的调节机制，这是任何生物都固有的，”扎里夫大声想道。 ——这让我们想到了一个自相矛盾的想法：地鼠睡觉并不奇怪。 奇怪的是，我们自己并不冬眠。 如果进化中的一切都是直线发展的，也就是说，按照增加新品质，同时保持旧品质的原则，我们可能会非常有能力低生化。
然而，据科学家称，与冬眠有关的人并非完全没有希望。 澳大利亚原住民、采珠人、印度瑜伽士可以最大限度地减少身体的生理功能。 让这个技能通过长时间的训练来实现，但它是实现的！ 到目前为止，还没有科学家能够让一个人完全进入冬眠状态。 麻醉、昏昏欲睡、昏迷是接近于低生态的状态，但它们有不同的基础，它们被认为是一种病态。
将一个人引入冬眠的实验将很快开始乌克兰医生。 他们开发的方法基于两个因素：空气中的高浓度二氧化碳和低温。 也许这些实验不会让我们充分了解冬眠的本质，但至少可以将低菌血症转变为成熟的临床程序。
病人入睡
在冬眠期间，地鼠不仅不怕寒冷，还害怕地鼠的主要病痛：缺血、感染和肿瘤疾病。 从瘟疫开始，一只醒着的动物一天就会死去，如果它在昏昏欲睡的状态下被感染，它也无所谓。 医生有巨大的机会。 同样的麻醉对身体来说并不是最舒服的状态。 为什么不用更自然的冬眠来代替它呢？
想象一下这种情况：病人处于生死攸关的边缘，时间很重要。 通常这些时间不足以进行手术或寻找捐赠者。 在冬眠中，几乎所有疾病都像慢动作一样发展，我们不再谈论几个小时，而是几天，甚至几周。 如果你尽情发挥你的想象力，你可以想象绝望的病人是如何沉浸在一种缺氧状态中，希望有朝一日能找到治疗他们的必要手段。 从事人体冷冻的公司也做类似的事情，只是冷冻了一个已经死去的人，而要恢复一个在液氮中躺了十年的有机体几乎是不现实的。
冬眠机制有助于了解多种疾病。 例如，保加利亚科学家 Veselin Denkov 在他的《在生命的边缘》一书中建议关注一只沉睡的熊的生物化学：“如果科学家设法以其纯净形式获得一种进入人体的物质（可能是一种激素）来自熊的下丘脑，在冬眠期间调节生命过程的帮助下，它们将能够成功治疗患有肾脏疾病的人。
到目前为止，医生们对使用冬眠的想法非常谨慎。 尽管如此，处理一个没有被完全理解的现象还是很危险的。