Ultrazvuk do mozgu vyvolá hibernáciu u myší (a možno aj u ľudí)
- Autor:
- Roman Mališka
- Zverejnené:
- 6. 6. 2023
- Hodnotenie:
- Už ste hlasovali.
Sú situácie, keď by bolo vhodné hibernáciu uskutočniť, napríklad pri operácii alebo cestovaní do vesmíru, a možno sa konečne blížime k tomu, aby sme ju mohli na požiadanie uskutočniť aj u ľudí. Vedci teraz demonštrovali spôsob, ako navodiť stav podobný hibernácii u myší a potkanov pomocou neinvazívnych ultrazvukových impulzov do mozgu.
Torpor je stav podobný spánku, do ktorého sa môžu dostať zvieratá, ako sú myši a vtáky, aby šetrili energiou tým, že znížia svoju telesnú teplotu a metabolizmus. Predpokladá sa, že je to mechanizmus prežitia v prípade nedostatku potravy, ktorý im umožňuje jednoducho si zdriemnuť v ťažkých časoch.
V roku 2020 vedci identifikovali súbor neurónov v hypotalame, ktorý umožňuje myšiam vstúpiť do torporu, a zistili, že ich môžu stimulovať pomocou svetelných alebo chemických signálov, aby na požiadanie vyvolali hibernáciu. A čo je ešte lepšie, to isté fungovalo aj u potkanov, ktoré prirodzene neupadajú do letargie, čo naznačuje, že by to mohlo fungovať aj u iných cicavcov a možno aj u ľudí. Následná štúdia v roku 2022 ukázala, ako by sa táto technika mohla použiť na prevenciu poškodenia tkaniva počas operácie srdca.
Problémom je, že spustenie neurónov si vyžadovalo zvieratá, ktoré boli geneticky upravené tak, aby reagovali na spúšťače, ktoré zahŕňali implantované optické vlákna. To nie je najpohodlnejšia ani najpraktickejšia metóda, preto pre novú štúdiu vedci z Washingtonskej univerzity vyvinuli neinvazívny spôsob vyvolania torporu.
Tím vytvoril ultrazvukový vysielač, ktorý je dostatočne malý na to, aby sa dal namontovať na hlavy myší počas ich každodenného života. Ten mohol vypúšťať 10-sekundové impulzy ultrazvuku smerujúce do preoptickej oblasti hypotalamu, ktoré u zvierat okamžite vyvolali príznaky torporu. To zahŕňa pokles telesnej teploty o 3 až 3,5 °C, ako aj zníženie srdcovej frekvencie a spotreby kyslíka. Zvieratá sa prirodzene prebudili po niekoľkých hodinách.
V ďalšom experimente výskumníci pripojili ultrazvukový vysielač k automatickému systému, ktorý dodával ďalšie impulzy vždy, keď sa telesná teplota začala opäť zvyšovať. Týmto spôsobom sa im podarilo udržať myši v letargii 24 hodín, pričom nedošlo k žiadnemu viditeľnému poškodeniu mozgu a zvieratá nepociťovali žiadne zjavné ťažkosti.
Tím zopakoval pokusy s potkanmi a opäť zistil, že to funguje rovnako, hoci s menším poklesom telesnej teploty o 1 až 2 °C. To prispieva k myšlienke, že metabolická reakcia je stále prítomná u cicavcov, ktoré prirodzene nezimujú, čo naznačuje, že by potenciálne mohla fungovať aj u ľudí.
Samozrejme, je to ešte ďaleká budúcnosť, ale neinvazívny spôsob vyvolania tohto stavu je dôležitým krokom. Ak by sa to podarilo, tím predpokladá, že ultrazvukom navodená letargia by mohla zachrániť životy na lekárskych pohotovostiach alebo prípadne pomôcť budúcim astronautom pri hibernácii počas dlhých vesmírnych ciest.
Výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Nature Metabolism.
