Aucun film sur les voyages interstellaires n'est complet sans un sommeil profond. «Prométhée», «Passagers», partout on voit comment les personnages principaux se réveillent dans des cabines d'hibernation, relancent leur fragile physiologie d'un long état de fossile immobile - souvent avec l'éruption de fluides gastriques, c'est-à-dire simplement des vomissements. Ce processus brutal semble avoir du sens. Après tout, les humains n'hibernent pas naturellement. Mais un petit groupe de scientifiques essaie de surmonter la nature et de mettre une personne en hibernation artificielle. En cas de succès, ils peuvent retarder le vieillissement, guérir des maladies mortelles et nous emmener sur Mars et au-delà.
La semaine dernière, un groupe d'experts s'est réuni à la Nouvelle-Orléans pour étudier la possibilité d'immerger les humains en hibernation «synthétique», ou hibernation artificielle. Les scientifiques apprennent de la nature, essayant de comprendre les facteurs qui mènent à l'hibernation et au réveil chez les animaux.
Le mystère de l'hibernation
Quoi de mieux pour surmonter de longues périodes de vie dans des conditions de froid imminent et de manque de nourriture que de plonger dans une profonde inconscience? La majeure partie du monde animal entre en hibernation: ours, écureuils, hérissons. Même nos cousins primates, les lémuriens à queue grasse, chutent leur taux métabolique lorsque les approvisionnements alimentaires diminuent.
Et nous? Bien que nous n'hibernions malheureusement pas, certains «miracles» suggèrent que la congélation métabolique peut aider à préserver nos corps endommagés pour l'avenir.
En 1999, la radiologue Anna Bagenholm est tombée à travers la glace en skiant en Norvège. Au moment où elle a été secourue, elle était sous la glace depuis plus de 80 minutes. De toute évidence, cliniquement, elle était morte - pas de souffle, pas de pouls. Sa température corporelle a chuté à 13,7 degrés Celsius sans précédent.
Cependant, lorsque les médecins ont progressivement chauffé son sang, son corps a lentement guéri. Le lendemain, le cœur a redémarré. Douze jours plus tard, elle a ouvert les yeux. Elle a finalement récupéré complètement.
Vidéo promotionelle:
Le cas de Bagenholm n'est qu'un indice que les humains ont la capacité de se remettre d'états métaboliques sévèrement déprimés. Pendant des années, les médecins ont utilisé l'hypothermie thérapeutique, abaissant la température corporelle de plusieurs degrés sur plusieurs jours pour aider les patients à faire face à une lésion cérébrale ou à une épilepsie retardée.
Le refroidissement rapide aide à préserver les tissus qui ont été coupés de l'approvisionnement en sang, de sorte qu'ils nécessitent moins d'oxygène pour fonctionner. En Chine, les expériences ont maintenu les gens gelés jusqu'à deux semaines.
La promesse de l'hypothermie thérapeutique est si grande qu'en 2014, la NASA s'est associée à SpaceWorks d'Atlanta et a fourni un pré-financement pour un hibernateur de voyage spatial pour une mission sur Mars.
Bien que les voyages dans l'espace ne durent que quelques mois, mettre les astronautes dans un état inactif peut réduire considérablement la quantité de nourriture nécessaire et la taille de l'habitat. L'endormissement peut également prévenir les effets secondaires graves d'une faible gravité, tels que des modifications du débit de liquide céphalo-rachidien, qui peuvent affecter négativement la vision. La stimulation musculaire directe, grâce au berceau d'hibernation, peut prévenir la perte musculaire en apesanteur, et un état profond d'inconscience peut potentiellement minimiser les problèmes psychologiques tels que l'ennui et la solitude.
Le projet est entré dans la deuxième étape du financement, mais de nombreuses questions demeurent pour lui. L'un d'eux est associé au fait qu'une hypothermie prolongée a un effet terrible sur la santé: des caillots sanguins, des saignements, des infections, une insuffisance hépatique peuvent apparaître. Sur un vaisseau spatial sans dispositifs médicaux sophistiqués, ces complications peuvent être mortelles.
Un autre problème est que nous ne comprenons pas complètement ce qui arrive à un animal lorsqu'il entre en hibernation. C'est ce que la conférence de la Nouvelle-Orléans essayait de résoudre.
Inspiration biologique
Le Dr Hannah Carey de l'Université du Wisconsin estime que la possibilité d'hibernation des personnes ne devrait pas être recherchée en médecine, mais dans la nature.
Carey étudie les habitudes d'hibernation de l'écureuil terrestre, un petit rongeur omnivore qui parcourt les prairies nord-américaines. De la fin septembre à mai, le spermophile hiberne dans des terriers souterrains, survivant à des hivers rigoureux.
L'une des observations curieuses faites par Carey est que les faibles taux métaboliques ne durent pas tout l'hiver. Les animaux qui dorment périodiquement sortent de leur torpeur pendant une demi-journée, élevant leur température corporelle à un niveau normal. Cependant, les animaux ne mangent ni ne boivent toujours pendant ces périodes.
Les neuroscientifiques cherchent depuis longtemps à dresser une liste complète des bienfaits du sommeil. Par exemple, la recherche montre que le sommeil aide le cerveau à éliminer les déchets toxiques du système lymphatique et permet aux synapses cérébrales de «redémarrer». Si l'hibernation conduit en elle-même à un état de privation de sommeil, un endormissement périodique peut-il y contribuer?
On ne sait pas encore. Mais Carey pense que les résultats des études animales montrent que dans la recherche de l'hibernation humaine, l'étude de la biologie des hibernateurs naturels donnera plus de résultats que l'application de pratiques médicales basées sur l'hypothermie, c'est-à-dire l'hypothermie.
Sommeil artificiel
Alors que Carey et Vyazovsky explorent comment l'hibernation aide les animaux à rester en bonne santé, le Dr Matteo Serri de l'Université de Bologne en Italie a emprunté une voie légèrement différente: comment induire artificiellement un engourdissement chez les animaux qui n'hibernent pas?
La réponse peut résider dans un petit groupe de neurones dans la région cérébrale du raphe pallidus. Étant donné que le métabolisme ralentit considérablement pendant l'hibernation, les mécanismes hormonaux et cérébraux sont susceptibles de déclencher ce processus.
En 2013, son équipe de scientifiques a été l'une des premières à mettre des rats en hibernation. Habituellement, ces animaux ne dorment pas en hiver. On leur a injecté un produit chimique dans le raphe pallidus pour inhiber l'activité neuronale. Ces neurones sont généralement impliqués dans la «protection thermorégulatrice contre le froid», dit Serry, c'est-à-dire qu'ils déclenchent des réponses biologiques qui neutralisent la diminution de la température corporelle.
Les rats ont ensuite été placés dans une pièce sombre et froide et nourris avec une alimentation riche en graisses, connue pour réduire le taux métabolique.
La désactivation des neurones de défense pendant six heures a entraîné une forte baisse de température dans le cerveau des rats. Leur rythme cardiaque et leur tension artérielle ont également ralenti et chuté. Finalement, le modèle des ondes cérébrales a commencé à ressembler au modèle des animaux en état d'hibernation naturelle.
La chose la plus intéressante était que lorsque les scientifiques ont arrêté le «traitement», les rats ont récupéré - le lendemain, ils n'ont montré aucun signe de comportement anormal.
Les tentatives précédentes d'induire la torpeur chez les animaux qui n'hibernent pas ont échoué, mais cette étude a montré que l'inhibition des neurones dans le raphe pallidus est essentielle pour induire un état de torpeur.
Si ces résultats sont confirmés par l'exemple des grands mammifères, il sera logique de passer à l'hibernation chez l'homme. Serri et d'autres travaillent pour analyser plus en détail le contrôle du cerveau sur l'engourdissement et comment le pirater pour mettre le cerveau en veille prolongée.
Et après?
L'immersion d'une personne dans un état d'hibernation, d'hibernation, d'animation suspendue - appelez cela comme vous voulez - est encore loin de la réalité. Mais les résultats de la recherche révèlent progressivement des facteurs moléculaires et neuronaux qui pourraient, en théorie, nous fournir un état de gel profond.
Ilya Khel
