睡眠是人類版的冬眠狀態 | 許多科幻電影中,乘坐太空船的人類,為了抵達幾億光年外的遙遠星系,而透過類似動物的冬眠機制,來維持身體的機能以進行星際宇宙間航行,而在現實的生活中,到底人類是否有可能進行冬眠呢?
動物的冬眠機制
動物的冬眠 ,可以定義為因食物的缺乏和環境溫度的降低,而促使牠們的軀體呈現機能減慢、呼吸、體溫、新陳代謝和心跳下降的一種節能作用,也可說是一種對付不利環境的保護性行動。
在動物冬眠時,體內的甲狀腺和腎上腺機能都會降低,並且釋放「 冬眠荷爾蒙」。曾有研究者曾把不同濃度的「冬眠荷爾蒙」注射至老鼠、蝙蝠和猴子的體內,發現濃度越高時,這些受試動物的長時間沉睡,心跳變慢,體溫降低等規律性的冬眠狀態就越久。
而國際冬眠學會的研究學者,也發現了兩種會引發動物冬眠的基因PL和PDK-4,它們能透過調控一些酵素,從而改變身體消耗糖類以獲取能量的途徑,並使使動物體在嚴寒下少消耗糖,多儲存一些葡萄糖,好進入冬眠狀態。
人類可以冬眠嗎?
在動物冬眠時,大腦神經元將會呈現退化的狀態,而且在這些動物的大腦中,被觀察到會堆積類似人類阿茲海默症患者,腦中的濤蛋白(Tau proteins)。
但在春天甦醒時,動物退化大腦中看起來像是阿茲海默症的蛋白質分子,將會重新自我修復,看不出來有任何損傷,但若這樣的現象發生在人類身上,則可能會造成大腦中的神經元會有不可逆轉的永久損害。
此外,冬眠動物的心臟可以在低溫下移除多餘的鈣,就算身處於1℃的低溫環境下,心臟依然正常跳動。而人類的心臟中的血液溫度低於28℃時,就會無法移除多餘的鈣,而停止跳動。
科學家發現調控冬眠機制的開關?
雖然,在2018年《自然·通訊》(Nature Communications)期刊上的研究指出,用雷射光束和化學制劑分別刺激老鼠位於下丘腦區域叫做腹外側視前核(VLPO)的細胞,會引起睡眠並使體溫略微下降。若持續刺激VLPO神經元,老鼠體溫將會下降多達5~6攝氏度。
但2017年其它的研究團隊的研究結果則相反,刺激VLPO神經元,卻喚醒了接受實驗的動物。因此,看來啟動人類的冬眠模式,還需要多一些時間驗證。
睡眠是人類版的冬眠狀態
雖然,人類目前仍無法進入冬眠模式,但人類在睡眠時的新陳代謝率比白天活動時減少許多,同時體溫也下降一點點,而在夜晚,我們確實也遭遇比白天更差的環境壓力,例如溫度、視線、安全,食物獲取等威脅。
所以廣泛的說,睡眠可能也是一種減少能量損耗,以利延長生命時間,而達到逃避環境壓力的「冬眠狀態」。
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