生物停滞技术可以延长所谓的“黄金一小时”

文章作者:管理一号 | 2019-01-29
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为了取得巨大的时刻胀大,你需求十分强壮的引力场,比方黑洞

生物阻滞技能能够延伸所谓的“黄金一小时”(golden hour),即受伤战士承受医治的最佳时刻。

北美的林蛙具有所谓“隐生”才能,即它们能够让自己一切的推陈出新进程看起来彻底中止,但仍然是活的。

北京时刻1月29日音讯,据国外媒体报道,“阻滞”(stasis)是一种让物理和化学进程——以及生命进程——暂停的办法。它或许能够协助咱们解救危重患者,或许使超长的太空游览成为或许。

美国诗人德尔莫尔·施瓦茨(Delmore Schwartz)从前写道:“时刻就是焚烧咱们的火焰。”咱们出世,活着,然后死去。但是,在整个人类前史中,咱们一向着迷于寻觅跨过时刻的或许性,从《睡美人》的童话故事到科幻小说中的“阻滞场”和“生命暂停”。

1971年,美国物理学家约瑟夫·哈菲尔(Joseph Hafele)和理查德·基廷(Richard Keating)进行了闻名的哈菲尔-基廷试验。他们在飞机上放置了4个原子钟,然后让这些飞机绕地球飞翔两圈,榜首圈向东飞翔,第二圈向西飞翔。接着他们将两次飞翔的原子钟与对照原子钟进行比照,发现时刻呈现了差异。

正如哈菲尔-基廷试验所证明的那样,时刻消逝的速率会依不同环境和状况而改动。北卡罗来纳州立大学的助理教授凯蒂·麦克(Katie Mack)说:“假如你以超相对论(super-relativistic)的速度游览,该速度挨近光速,或许在挨近黑洞(一起不被黑洞炸毁)的状况下,你所阅历的时刻消逝将少于其他人。”

国际空间站上的宇航员会阅历“时刻胀大”(time-dilation),即他们的变老速度会比地球上的人慢一些。“他们处于快速移动的状况,因而遭到狭义相对论的影响,并且他们也愈加远离地球,遭到的地球引力效应更小,”凯蒂·麦克解释道,但是,这种时刻胀大的不同只能用秒来衡量。想要取得明显的时刻胀大,就需求巨大的引力场或挨近光速的游览速度。二者在现在的技能条件下都是不或许的。

《红矮星号》(Red Dwarf)是英国BBC电视台推出的一部科幻情景剧,虽然喜剧色彩稠密,但该剧却为时刻阻滞场供给了一个风趣的理论;“正如X射线不能穿过铅,时刻也不能穿过阻滞场。所以,虽然你是存在的,但只需不存在于时刻中,那对你来说时刻自身也不存在。”这样的设定加上剧中规划的其他技能行话,使剧中人物李斯特(Lister)评论道:“真的这么简略?”话虽如此,但这样的主意的确引人遥想。

时刻或许是相对的,但仍然是咱们实际国际中的一个根本存在。《红矮星号》创作者之一道格·内勒(Doug Naylor)说:“X射线和铅是一回事,但时刻和阻滞场就不是那么简略。时刻能够十分奸刁,它能够闲逛,除非你在派对上遇到一位牙医,不然它永久不会停下来。”

改动对时刻的感知要比让时刻停下来简略得多。“你能够在时刻体会中感遭到相当大的差异,但时刻并不会中止,”凯蒂·麦克说道。

美国国防部的国防高档研讨方案局(DARPA)现在正在开发生物阻滞(Biostasis)技能,企图在分子水平上减缓身体推陈出新的速度。生物阻滞将延伸所谓的“黄金一小时”(golden hour),即受伤战士承受医治的最佳时刻。

生物阻滞技能旨在减缓生命运作的速率。DARPA的生物技能办公室项目主管特里斯坦·麦克卢尔-贝格利(Tristan McClure-Begley)解释道:“我开始构思这一方案是为了探究各种潜在的技能,从分子药理学到生物兼容的资料化学,以及工程化的内涵无序蛋白质。”

经过减缓化学物质的反应时刻,生物阻滞技能还或许延伸血库和其他医药品的保存时刻。“生物阻滞技能最火急的潜在应用是维护和贮存医疗生物分子,比方疫苗、抗体和酶,”麦克卢尔-贝格利解释道,“这项方案的首要方针之一,就是可靠地保存这些产品的功用,而不需求贵重且繁琐的冷链(冷冻贮存)。”

但是,生物阻滞技能现在仅用于医疗急救,而非长时刻运用。咱们需求从大自然中寻觅长时刻解决方案的创意。

一些生物,比方广泛散布在北美的林蛙(Lithobates sylvaticus),具有所谓“隐生”(cryptobiosis)的才能,即它们能够让自己一切的推陈出新进程看起来彻底中止,但仍然是活的。这种才能使它们被冻僵之后仍然能存活下来。其他动物,如熊、蛇等,会进入蛰伏状况,此刻它们的推陈出新会明显变慢,然后在几个月之后复苏过来。

人类已经在医学上进行了这种测验,虽然程度要轻许多。在心脏骤停或大脑损害等病例中,低体温疗法(therapeutic hypothermia)能够用于冷却受伤患者,使他们进入继续几天的低代谢状况,让身体有时刻康复。

依据这种疗法,美国航空航天局(NASA)正在开发诱导蛰伏的Torpor技能,以协助宇航员完结绵长的火星探究使命。

Torpor进程分为两个要害阶段:开始冷却期(涉及到冷静效果)和随后的升温/复苏期。SpaceWorks总裁兼首席执行官约翰·布拉德福德(John Bradford)解释道:“在临床医治中,你会用到很高剂量的冷静剂,并运用侵入式冷却系统,但咱们正在研讨新的药物,能够最大程度削减进入这一状况所需的冷静剂量,并简化冷却进程。”

有研讨显现,咱们的体温下降最少5摄氏度时,就能够使咱们削减逾越50%的推陈出新——咱们体内保持生命所需的化学进程。“蛰伏的动物的确寿数更长,因而存在某种康复要素。考虑到推陈出新速率能够下降50%,假如你有六个月处于这种状况,那就需求进行一些康复,或许是三个月时刻,”布拉德福德说,“不过,这方面不是咱们研讨的首要动机,对这种效应的量化还需求很多的研讨。”

Torpor技能还或许用于那些等候器官移植的患者,上述这些技能都会下降推陈出新速率,但相似科幻小说中的暂停生命有多大可行性呢?最广为人知的莫过于人体冷冻法(cryonics),首要进程是将人体冷却至大约零下190摄氏度,以期在未来进行复生。

但是,让人进入低温状况并不仅仅是简略地冷冻起来。“咱们会将血液冲刷出来,然后向患者体内注入低温维护液,”Cryonics UK的维多利亚·斯蒂芬斯(Victoria Stevens)说,“低温并不是让他们进入固体状况,而是使他们进入一种玻璃态,然后削减冰晶形成的损害。”

人体冷冻法只能在心脏刚刚中止跳动时运用。该办法想象未来的医疗科学将满意兴旺,能够进行复生和医治。“现在还没有人能够复生,因为咱们现在没有能够做到这一点的技能,”斯蒂芬斯说,“假如咱们能做到,那咱们或许一开始就不需求低温保存了。”

虽然承受人体冷冻法进行保存的已有数百人,但这种办法看起来仍然十分极点。斯蒂芬斯供认:“这彻底是一个试验性的新事物,还没有断定的定论。”

2001年,13个月大的艾瑞卡·诺德拜(Erika Nordby)被困在积雪中并进入了继续约两小时的蛰伏状况,之后成功复生。在那段时刻内,艾瑞卡没有了心跳,被确诊为逝世。这个比如让咱们能够等候,有朝一日人类或许将开宣布暂停生命的技能。不过,艾瑞卡的复生仅仅个例,直到现在都还没有相似的事情。

因为事情使咱们实际的一个根本存在,咱们不或许阻挠时刻消逝,就像无法阻挠宽度或深度。此外,时刻胀大的完成满意极端杂乱的工程和能量需求,因而可行性十分低,生物工程能否将这种不或许变成或许,最终使咱们成功逾越时刻?“或许吧,”麦克卢尔-贝格利说,“但不要为此熬夜等候。”很显然,咱们还有很长的路要走。

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