رویاهای میان‌ستاره‌ای: خون خفاش ممکن است باعث خواب زمستانی انسان برای سفرهای طولانی فضایی شود

در حالی که انسانیت رویای تبدیل به یک تمدن میان‌ستاره‌ای را در سر می‌پروراند، چالش‌های سفر فضایی بلندمدت بسیار بزرگ‌اند.

یکی از راه‌حل‌های بالقوه برای این چالش خواب زمستانی است که دانشمندان معتقدند می‌تواند به فضانوردان کمک کند سفرهای طولانی بین ستارگان را تحمل کنند.

ناسا سال‌هاست که به بررسی این ایده پرداخته و حتی الگوهای خواب زمستانی سنجاب‌های قطبی را مطالعه کرده است.

با این حال، تحقیقات اخیر از تیمی در آلمان به رهبری جرالد کرث در دانشگاه گرایفسوالد، بر روی خفاش‌ها برای پیدا کردن راه‌هایی برای خواب زمستانی مؤثر متمرکز شده‌اند.

رویاهای میان‌ستاره‌ای

این مطالعه که در مجله Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است، نقش اریتروسیت‌ها، نوع خاصی از سلول‌های قرمز خون، را در فرآیند خواب زمستانی بررسی می‌کند.

خواب زمستانی راهبرد بیولوژیکی مهمی برای بسیاری از پستانداران است که به آنها امکان می‌دهد انرژی خود را حفظ کرده و در شرایط کمبود منابع زنده بمانند.

اگر انسانیت بخواهد به ستاره‌های همسایه، مانند پروکسیما قنطورس که ۴٫۲۴ سال نوری فاصله دارد، سفر کند، باید با واقعیت اینکه حتی در سرعت نزدیک به نور چنین سفرهایی می‌تواند دهه‌ها زمان بگیرد، روبرو شود.

بنابراین خواب زمستانی می‌تواند برای مأموریت‌های فضایی آینده حیاتی شود و به فضانوردان امکان دهد تا در کشش‌های طولانی زمان سفر «بخوابند».

کرث و تیم تحقیقاتی‌اش تحلیل‌های گسترده‌ای روی اریتروسیت‌های خفاش‌های خواب زمستانی (به طور خاص، Nyctalus noctula ) و خفاش‌های غیرخواب زمستانی ( Rousettus aegypticus ) و همچنین نمونه‌های خون انسان انجام دادند.

درک اینکه چگونه این سلول‌های خون در طول خواب زمستانی تطبیق می‌یابند مهم است، زیرا حیوانات خواب زمستانی هنوز به یک منبع خون عمل‌کننده نیاز دارند تا اکسیژن به بافت‌های آنها تحویل دهد حتی وقتی که دمای بدنشان به طور چشم‌گیری کاهش می‌یابد.

خون خفاش

تیم تحقیقاتی مشاهده کرد که سلول‌های خون در پاسخ به تغییرات فشار و اندازه رگ‌های خونی شکل خود را تغییر می‌دهند.

این پژوهش آنها را بر آن داشت تا بررسی کنند آیا شرایط شدید در طول خواب زمستانی می‌تواند تغییراتی در سلول‌های خون ایجاد کند یا خیر.

آنچه آنها کشف کردند جالب بود: همان‌طور که دمای داخلی گونه‌های خواب زمستانی از ۹۹ درجه فارنهایت به حدود ۷۳ درجه فارنهایت کاهش یافت، ساختار اریتروسیت‌ها در تمام گونه‌های مورد بررسی به‌طور قابل توجهی تغییر کرد.

سلول‌ها کمتر الاستیک و چسبناک‌تر شدند، نشان‌دهندهٔ یک تطبیق فیزیولوژیکی برای حفظ انرژی در شرایط سرد.

به طور جالب‌توجه، این مطالعه تفاوت مهمی را آشکار کرد: در حالی‌که اریتروسیت‌های خفاش در حالی که دما به ۵۰ درجه فارنهایت کاهش می‌یافت، همچنان تغییر می‌کردند، سلول‌های خون انسانی در پاسخ خود در دماهای پایین‌تر متوقف شدند.

این موضوع نشان می‌دهد که خفاش‌ها دارای تطبیقات منحصربه‌فردی هستند که آنها را قادر می‌سازد تا سرمای شدید را تحمل کنند، یک ویژگی که می‌تواند برای کاربردهای بالقوه انسانی به کار گرفته شود.

خواب زمستانی انسانی

در حالی که اعمال تکنیک‌های خواب زمستانی به سفر فضایی یک هدف بلندمدت است، مفاهیم فوری این تحقیق می‌تواند در پزشکی انقلابی ایجاد کند.

دانشمندان معتقدند که درک چگونگی دستکاری خواص مکانیکی سلول‌های خون انسان می‌تواند برای مقاصد داروسازی بهینه‌سازی شود.

تکنیک‌های جراحی کنونی، مانند توقف گردش خون در دماهای پایین (DHCA)، از سرمازاد کنترل‌شده برای متوقف کردن عملکرد مغز در طی جراحی‌های پیچیده به طور موقت استفاده می‌کنند.

کرث بر اهمیت این تحقیقات تأکید کرد، اشاره کرد که در حالی که چشم‌انداز خواب زمستانی برای انسان‌ها در آینده نزدیک نیست، یافته‌ها نشان‌دهندهٔ گامی بزرگ به جلو است.

او اظهار داشت: «مزایای قرار دادن انسان‌ها در دماهای پایین طی پرواز میان‌ستاره‌ای وجود دارد»، و بر پتانسیل بلندمدت پژوهش تأکید کرد.

نهایتاً این مطالعه به وضوح نشان‌دهنده درک عمیقی است که قلمرو حیوانات می‌تواند در جهتیابی راهبردها و تطبیقات فیزیولوژیکی بقا ارائه دهد.

با یادگیری از توانایی‌های خواب زمستانی خفاش‌ها، دانشمندان ممکن است راهی برای انسان‌ها برای گردش در کیهان هموار کنند. در آینده، خواب زمستانی ممکن است به جنبه‌ای حیاتی از کشف‌های میان‌ستاره‌ای تبدیل شود.