科學家已經利用超聲波在老鼠和大鼠體內誘導出類似冬眠的狀態，這種技術可用於治療重度受傷的人類或長途太空飛行的宇航員。這種技術包括將超聲波照射到負責控制新陳代謝和體溫的大腦部位，使這些齧齒動物的平均體溫降低了高達華氏6.25度，同時減緩了心率並降低了氧氣消耗。在《自然-代謝》雜誌上發表的研究人員表示，這種技術可以延長患者的治療時間窗口，提高他們的生存機會。然而，他們警告說，需要進行更多研究來確定這種方法在人類身上的安全性和可行性。
科學家們已經用超聲波照射老鼠和大鼠的大腦，使它們陷入類似冬眠的狀態，研究人員表示，這種技術有朝一日可能應用於重症護理中受傷的人類或執行長途太空飛行任務的宇航員。
這種研究首次嘗試通過對準負責控制新陳代謝和體溫的大腦區域發射超聲波，將齧齒類動物的平均體溫降低最多6.25華氏度（3.5攝氏度），同時減緩它們的心率並降低它們的氧氣消耗。
動物研究的結果可能爲科學家們提供安全、非侵入性地誘導人類進入類似冬眠狀態或者是昏睡狀態的線索。研究人員於5月25日（星期四）在《自然代謝》（Nature Metabolism）雜誌上發表了他們的研究結果。
華盛頓大學聖路易斯分校生物醫學工程學副教授陳紅（音譯，Hong Chen）在接受《現場科學》（Live Science）採訪時表示：“如果這項技術成功應用於人類，它將對醫學應用具有重要潛力，特別是在諸如中風和心臟病發作等危及生命的條件下。”她說：“在這些患者身上誘導類似昏睡狀態可能會延長治療窗口，增加他們的生存機會。”
當食物稀缺或天氣太冷時，一些哺乳動物、鳥類、昆蟲、兩棲動物和魚類會通過進入一種被稱爲“麻痹”的狀態來保留能量，這是一種神祕且暫時的狀態，其特點是新陳代謝明顯降低。
在麻痹狀態下，動物的體溫和心率急劇下降，血液流動變慢。在冬眠期間（一種提前準備的自願行爲），動物將多次麻痹狀態串聯在一起。它們將心跳速度從每分鐘數百次減少到寥寥無幾；每十分鐘甚至更久才呼吸一次；大腦活動減弱到無法檢測的程度。
實際上，在麻痹期間執行的無意識功能如此之少，以至於許多冬眠動物不得不定期醒來以補充適當的睡眠。
麻痹狀態所產生的深刻生理變化極大地降低了動物生存所需的能量。因此，科學家們一直渴望找出這些好處是否可以帶給處於嚴重受傷狀態的人類，或者被送往遙遠星球的孤獨航行者們，這也並不奇怪。
事實上，關於低體溫對醫學可能有益的記錄可以追溯到古埃及時期。拿破崙首席外科醫生巴龍·德·拉雷（Baron de Larrey）在1812年法國入侵俄羅斯失敗期間也觀察到了這種現象。在截肢前，拉雷用冰塊將患者的肢體包裹起來，並注意到受傷的士兵在火堆旁死得更快一些，而寒冷的地方則相對較慢。在現代，外科醫生爲了提高心腦外科手術患者的生存率，也採用了降低體溫的方法。
然而，人類自然不會進入冬眠狀態，是否可以通過人爲方法安全地將人推入這種狀態仍是一個未知的問題。
爲了研究這種可能性，新研究的科學家們製作了一種可穿戴的超聲波帽，最初將其粘在老鼠的頭上。啓動後，該設備將超聲波傳送到這些齧齒動物大腦中稱爲下丘腦前部區域的部位，這在許多動物和冬眠動物中對控制體溫和睡眠至關重要，也是激活冬眠和麻痹狀態的關鍵區域。
經過超聲波衝擊處理後，老鼠立即進入類似麻痹的狀態，其體溫、心率和氧氣攝入量大幅下降。老鼠變得呆滯且攝食量明顯降低。
每當老鼠的體溫升高到達目標水平時，科學家們就通過重複超聲波衝擊，讓老鼠保持這種類似麻痹的狀態可以持續長達24小時的時間，而沒有觀察到任何傷害或不適的跡象。當超聲波帽關閉後，老鼠的正常體溫和活動水平在不到90分鐘內恢復了。
在對12只大鼠重複實驗後，科學家們發現這個設備也導致了大鼠體溫下降，雖然降溫幅度較小，最高可達3.57華氏度（2攝氏度）。研究作者指出，這意味着這種帽子也有可能在不會自然進入冬眠狀態的哺乳動物上起作用——包括人類。
陳表示：“我們仍需要進行進一步研究，以確定這種方法在人類中的安全性和可行性。”“我們可以設想宇航員佩戴一種類似頭盔的設備，旨在針對下丘腦區域來誘導類似冬眠狀態。”
然而，在將誘導冬眠的超聲波設備應用於爲醫生贏得手術時間或將宇航員置於某種懸停狀態之前，仍然面臨許多障礙。
研究人員發現，他們的超聲波帽子似乎通過刺激齧齒動物大腦細胞內的特定離子通道（帶電粒子的通道）來引發類似冬眠狀態。然而，在野外觀察到的自然冬眠過程中，還伴隨着一些尚不完全瞭解的激素和分子水平的變化。同樣，長期冬眠對於大腦的影響也不清楚，不過一些研究提出它可能導致冬眠動物出現記憶喪失。
牛津大學睡眠生理學教授、未參與這項新研究的弗拉季斯拉夫·維亞佐夫斯基（Vladyslav Vyazovskiy）告訴《生命科學》雜誌：“關於冬眠對於大腦功能、突觸連接或記憶的影響我們瞭解得非常少。”
維亞佐夫斯基說：“因此，在我們嘗試讓人類進入冬眠之前，我們必須確保我們知道如何讓他們‘完好’地回來。” “在我們完全瞭解自然冬眠的原因和後果之前，人類冬眠可能性將並且應該仍然處於科幻領域。”
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