انسان می تواند خواب زمستانی را تجربه کند؟

اگرچه خواب زمستانی انسان غیرممکن به‌نظر می‌رسد، برخی پژوهشگران مشغول کار روی این موضوع هستند که کاربردهای مختلفی خواهد داشت.

با رسیدن زمستان برخی از مردم ناراضی هستند؛ اما اکثر آن‌ها با شادی از زمستان استقبال می‌کنند. علاوه‌بر دسترسی گسترده به خانه‌ها و دفاتر و وسایل نقلیه‌ی گرم، صنایع جدید همچنان با وعده‌ی مبارزه با زمستان ظاهر می‌شوند. محصولات مراقبت‌ از پوست برای محافظت دربرابر سرما و نیز انواع مختلف لباس‌های گرم برای حفاظت از انسان دربرابر هوای سرد و تجهیزات و محصولات مختلفی نظیر چراغ‌های خورشیدی و ویتامین‌ها با وعده‌ی کمک به انسان برای سپری‌کردن زمستان به‌طور گسترده‌ای وارد بازار می‌شوند. در میان این تلاش‌ها و خلوت و تاریک شدن شهر، ناگهان این موضوع به ذهن می‌رسد که کاش انسان نیز خواب زمستانی داشت. در نگاه اول، صرف‌نظر از ناممکن‌بودن ازنظر اجتماعی و اقتصادی، این پدیده ازنظر جسمی نیز ناممکن به‌نظر می‌رسد.

دراین‌میان، گروه کوچکی از دانشمندان به‌طور جدی به مطالعه‌ی موضوع خواب زمستانی انسان مشغول‌اند. آن‌ها در حال مطالعه‌ی سازوکارهای اساسی این پدیده هستند که می‌تواند کاربردهای مختلفی نظیر نجات جان بیماران دچار جراحت‌های شدید و تسهیل سفرهای فضایی بلندمدت و تغییر نرخ متابولیکی برای کمک به کاهش وزن داشته باشد. کلی درو، استاد مؤسسه‌ی زیست‌شناسی قطب شمال در دانشگاه آلاسکا، خواب زمستانی انسان را ممکن می‌داند. درو به مطالعه‌ی سنجاب‌های زمینی قطب شمال مشغول است؛ موجودات کوچکی که هشت ماه از سال را در حالت خواب زمستانی می‌گذارنند. او توضیح می‌دهد اساس خواب زمستانی تنظیم دمای بدن است. کاهش دمای مرکز بدن موجب القای وضعیت متابولیکی آهسته‌ای می‌شود که به آن «کندی» می‌گویند و در این حالت، حیوانات تقریبا به غذا نیازی ندارند.

بیشتر کالری‌‌ای که ما موجودات خون‌گرم می‌سوزانیم، صرف حفظ دمای بدن می‌شود. سنجاب‌هایی که درو درباره‌ی آن‌ها مطالعه می‌کند، به‌شکل توپی در خود می‌پیچند و دمای بدن آن‌ها از ۳۷ درجه به ۲/۷- درجه سانتی‌گراد می‌رسد. این کاهش دما موجب می‌شود نرخ متابولیسم پایه‌ی آن‌ها حدود ۹۹ درصد کاهش پیدا کند. حتی لمورهای کوتوله که از راسته‌ی نخستی‌ها هستند، به‌طور مشابهی می‌توانند با کاهش دمای بدن خود، میزان نیاز به کالری را به ۲ درصد کاهش دهند. این در حالی است که به‌نظر می‌رسد دمای بدن انسان حول ۳۷ درجه ثابت باشد. جدا از نوسان‌های روزانه‌ی ناچیز مانند افت دما هنگام شب که مقارن با خواب است، دمای بدن ما فقط به‌عنوان شاخصی از خطر، یعنی تب یا هیپوترمی (سرمازدگی)، تغییر می‌کند. فقط چند درجه می‌تواند به‌معنای تفاوت بین سلامتی و مرگ باشد.

مدت‌ها است تصور می‌شود نقطه‌ی دمایی ۳۷ درجه تغییرناپذیر است؛ درحالی‌که شاید چنین نباشد. درو توضیح می‌دهد با اینکه انسان‌ها با اراده‌ی خود به وضعیت کندی وارد نمی‌شوند و بدن انسان معمولا با لرزش از بروز این اتفاق پیشگیری می‌کند، مولکول یا عضو مخصوص خواب زمستانی وجود ندارد که انسان‌ آن را نداشته باشد؛ حتی در شرایطی، پزشکان می‌توانند کندی را القا کنند. به‌عنوان مثال، جراحان در جریان رویه‌هایی که در آن باید قلب بیمار برای طولانیمدت متوقف شود، از هیپوترمی استفاده می‌کنند و به قلب و اعضای دیگر بدن اجازه می‌دهند درحالی‌که از سوخت محروم هستند، مدت بیشتری زنده بمانند. از روش «سردکردن» در موارد اضطراری پس از ایست قلبی نیز استفاده می‌شود. اعتقاد بر این است پوشاندن بیمار در روکشی که آب سرد در آن جریان دارد، تأثیری مشابه با گذاشتن بسته‌ی یخ روی مچ پای پیچ‌خورده دارد و موجب کاهش التهاب و آسیب دائمی به قلب و سیستم عصبی مرکزی می‌شود.

امروزه، روش سردکردن به‌طور گسترده‌ای در بیمارستان‌ها استفاده می‌شود و برخی از پزشکان بر این باورند از اصول این روش می‌توان استفاده‌ی بیشتری کرد: دراصل، برای زنده‌نگه‌داشتن افراد پس از مرگ. در دانشگاه مریلند، جراحی به‌نام ساموئل تیشرمن مشغول مطالعه‌ی رویه‌ای است که آن را «نگه‌داری و احیای اضطراری» (EPR) می‌خواند؛ پروتکلی آزمایشی که در آن پزشکان به‌سرعت افراد دچار جراحت را سرد می‌کنند که قلبشان از تپش افتاده است. این رویکرد می‌تواند برای انجام جراحی اورژانسی زمان بخرد.

درحال‌حاضر، وقتی فردی به‌شدت دچار جراحت می‌شود، ممکن است تنها چند دقیقه زمان برای زندگی داشته باشد و این زمان برای رساندنش به میز جراحی کافی نباشد. در این مورد، تیشرمن فردی را توصیف می‌کند که دراثر اصابت گلوله، در ناحیه‌ی آئورت دچار خون‌ریزی شده است. اگر قلب چنین فردی از کار بایستد، گروه تیشرمن با جراحی قفسه‌ی سینه او را بازمی‌کنند و قلب را ماساژ می‌دهند تا همان‌طورکه برای ترمیم آئورت در تلاش هستند، قلب خون را پمپاژ کند. این کار تنها چند دقیقه طول می‌کشد؛ ولی اگر بیمار خون زیادی از دست دهد، دیگر کار تمام است. مغزِ محروم از اکسیژن پس از چند دقیقه می‌میرد و سردکردن می‌تواند این بازه‌ی زمانی حیاتی را گسترش دهد. حتی با قلب متوقف‌شده، مغز می‌تواند در دمایی که به حد کافی سرد باشد، تقریبا دو ساعت زنده بماند. القای کندی در چنین شرایطی به‌معنای این است که خنک‌کردن بسیار سریع اتفاق خواهد افتاد. این کار به مشارکت سریع گروهی از متخصصان بیهوشی و جراحان و متخصصان قلب نیاز دارد که بتوانند سریعا و بدون اطلاع قبلی وارد عمل شوند.

کاربرد مذکور سؤالاتی درباره‌ی روش‌های دیگر تغییر این فیزیولوژی به‌وجود می‌آورد. اگر می‌توان فردی را زنده نگه داشت که به‌طور مرگ‌باری زخمی شده است، آیا می‌توان از درجه حرارت برای کندکردن فرایندهای متابولیکی نیز استفاده کرد؟ هر فرد تا کِی می‌تواند در وضعیت سلامتی مناسب به حالت خواب زمستانی بماند؟ این‌ها سؤالاتی هستند که دانشمندان ناسا با جدیت به‌دنبال پاسخ آن‌ هستند. با آغاز سال ۲۰۱۴، این آژانس از انجام پژوهشی درباره‌ی خواب زمستانی به‌عنوان راهی برای تسهیل سفرهای فضایی بلندمدت حمایت کرد. برای مثال، رفتن به مریخ به‌دلیل نیاز فضانوردان به انجام کارهایی مانند غذاخوردن و حرکت در اطراف محدود می‌شود؛ اما اگر فرایندهای متابولیکی آن‌ها تقریبا به حد صفر کاهش پیدا کند، ازلحاظ تئوری آن‌ها می‌توانند به سفرهای دورتری بروند. جان برادفورد، مهندس هوافضا است که با ناسا برای توسعه‌ی پروتکل خواب زمستانی همکاری کرده است. وی می‌گوید:

مزیت آشکار این پدیده آن است که نیاز به غذا کمتر می‌شود.

یکی از خدمه‌ها هشیار می‌ماند؛ درحالی‌که بقیه برای دوره‌های دوهفته‌ای در حالت خواب زمستانی قرار می‌گیرند. آن‌ها را می‌توان در فضاهای کوچکی نگه‌داری کرد و از این طریق، فضای موردنیاز در فضاپیما کم می‌شود و درنتیجه، فضاپیما سبک‌تر و مصرف سوخت نیز کمتر می‌شود.

با اینکه این پروتکل هنوز با اجرا فاصله‌ی زیادی دارد، برادفورد به آن خوش‌بین است. او معتقد است دلیلی برای ناممکن‌بودن این پدیده وجود ندارد؛ با‌این‌حال، خطر بروز عوارض پزشکی وجود دارد. ازآنجاکه بدن ما غذایی ذخیره نمی‌کند، فضانوردان باید ازطریق لوله تغذیه شوند که در جراحی در بدن آن‌ها کار گذاشته می‌شود. برادفورد می‌گوید بزرگ‌ترین مشکل آن است که بتوان بدون اینکه افراد دچار لرزش شوند و انرژی را بسوزانند، دمای بدن آن‌ها را کاهش داد. در بیمارستان‌ها، با استفاده از داروهای آرام‌بخش از بروز لرزش پیشگیری می‌شود؛ اما گروه برادفورد در‌این‌باره محتاط هستند که فضانوردان چند هفته یا چند ماه از داروهای آرام‌بخش استفاده کنند. آنچه لازم است، دارویی است که بتواند دمای بدن فرد را به‌طور ایمن کاهش دهد و همانند وضعیتی که در گونه‌های دیگر رخ می‌دهد، موجب کندی او شود. برادفورد و تیشرمن طراحی چنین دارویی را پیشرفتی مهم می‌دانند و معتقدند می‌تواند برخی از واضح‌ترین موانع پیش روی آن‌ها را بردارد.

البته درو دارویی دارد که به‌عقیده‌ی او، دقیقا همین کار را انجام می‌دهد. این ماده روی موش‌ صحرایی اثر می‌گذارد؛ موجودی که خواب زمستانی ندارد. درو برای انجام آزمایش‌های انسانی مشغول مذاکره با سازمان غذا و داروی آمریکا است. در سال ۲۰۱۹، مؤسسه‌ی ملی بهداشت برای پژوهش وی ۱۱/۸ میلیون دلار اعتبار در نظر گرفت. این امر نشان می‌دهد جذابیت چنین درمان‌هایی برای انسان‌ها به موارد اشاره‌شده یا سفرهای فضانوردی محدود نیست. درو می‌گوید سردکردن می‌تواند در درمان بسیاری از بیماری‌های التهابی به‌کار برده شود.

درو همچنین به نقش تنظیم دما در بی‌خوابی علاقه‌مند است. به‌نظر می‌رسد در برخی موارد، این اختلال ناشی‌ از نقص در کاهش دمای بدن انسان باشد که در حالت طبیعی به‌صورت چرخه‌ای رخ می‌دهد؛ بنابراین، ممکن است داروهای تنظیم‌کننده‌ی دما به القای خواب کمک کنند. در همین حین، پژوهشگران دیگر در حال مطالعه‌ی این موضوع هستند که چگونه مسیرهای متابولیکی وابسته‌ به دما در چاقی و دیابت تحت‌تأثیر قرار می‌گیرند و اینکه آیا می‌توان آن‌ها را دوباره تنظیم کرد. به‌گفته‌ی درو، تفکر درباره‌ی دمای بدن به‌عنوان ویژگی‌ای که می‌توانیم آن را کنترل کنیم، آغاز تغییری اساسی در پزشکی است.

بااین‌همه، باید دانست موانع آناتومیکی بر سر راه خواب زمستانی انسان وجود دارد. در‌این‌زمینه، درو توضیح می‌دهد اگر مدت خواب زمستانی موش‌ها بیش از دو هفته طول بکشد، دیواره‌ی روده‌ی آن‌ها متلاشی می‌شود و دچار سپسیس می‌شوند. بسیاری از حیواناتی که به خواب زمستانی می‌روند، روده‌هایی دارند که برخلاف روده‌های ما دربرابر این پدیده سازگار شده‌اند. روده‌های خرس‌های سیاه بیشتر شبیه روده‌ی انسان است و به‌جای اینکه دمای بدن آن‌ها در کل دوره افت کند، به‌حالت چرخه‌ای در حال تغییر است. خواب زمستانی انسان نیز احتمالا به چرخه‌ی مشابهی نیاز دارد که بسیار پیچیده‌تر از آن است که ترموستات بدن به‌وسیله‌ی قرص خاموش شود.

نکته‌ی دیگر این است که خواب زمستانی با خواب معمولی فرق دارد و همان مزیت‌های ترمیمی را ندارد. برادفورد توضیح می‌دهد حتی اگر طوری مدیریت کنیم که بدون پاره‌شدن روده‌ها ناهوشیار باقی بمانیم، لزوما در وضعیت استراحت‌کرده بیدار نمی‌شویم. او می‌گوید:

اطمینان دارم افرادی هستند که دوست دارند برای آخر هفته یا یک هفته چنین چیزی را تجربه کنند؛ اما نمی‌دانیم انجام این کار مزایای درمانی دارد یا خیر.