سونوگرافی می تواند حالت خواب زمستانی را در موش و موش ایجاد کند
در سال 2020، دو تیم به طور مستقل کشف کردند که تحریک بخشی از هیپوتالاموس در مغز موش می‌تواند باعث ایجاد چروک شود. با این حال، آنها از روش های پیچیده از جمله مهندسی ژنتیک برای فعال کردن این «سوئیچ مغزی» استفاده کردند.
چن می گوید ممکن است بتوان این وضعیت را برای مدت طولانی تری حفظ کرد، اما تیم او هنوز برای انجام این کار تلاش نکرده است.
او می گوید، اما ساخت هدستی کاملاً ممکن است که بتواند پالس های اولتراسوند متمرکز را به قسمت معادل مغز انسان برساند.
ساکورای گفت که ممکن است این سوئیچ مغزی را تحریک کند. با این حال، گروه‌های دیگری از نورون‌ها نیز در منطقه مجاور وجود دارند که در تنظیم حرارتی نقش دارند و احتمال اینکه آنها نیز درگیر باشند، بیشتر می‌شود.
دقیقاً مشخص نیست که چگونه اولتراسوند متمرکز باعث خروپف می شود تاکشی ساکورای در دانشگاه تسوکوبا در ژاپن، تیمش یکی از دو نفری بود که سوئیچ هیپوتالاموس را کشف کردند.
سیمون فیلپوتس/آلامی
تیم چن دریافتند که یک پالس 10 ثانیه‌ای اولتراسوند متمرکز بر ناحیه سوئیچ مغز در موش‌ها باعث کاهش دمای بدن حدود 3 درجه سانتیگراد (5.4 درجه فارنهایت) شد. موش‌ها پس از 2 ساعت به طور کامل بهبود یافتند، اما با دادن پالس‌های مکرر هر بار که دمای بدن آنها شروع به افزایش می‌کرد، می‌توان حیوانات را به مدت 24 ساعت در این حالت بدون هیچ نشانه‌ای از اثر بد نگه داشت.
او می‌گوید که هرگونه استفاده بالقوه انسانی هنوز فاصله زیادی دارد. “امنیت یک نگرانی بزرگ است.” سونوگرافی متمرکز که خیلی شدید است یا برای مدت طولانی نگه داشته می‌شود می‌تواند به مغز آسیب برساند، و تیم او مجبور شد برای یافتن دوز مطمئن در موش آزمایش‌های زیادی انجام دهد.
چن معتقد است که ترکیبی از گرمایش موضعی و حرکت فیزیکی ناشی از اولتراسوند متمرکز کانال‌های یونی را روی نورون‌ها باز می‌کند و آنها را فعال می‌کند. اما این باقی مانده است که ثابت شود.
اگر بتوان آن را در انسان نیز انجام داد، می‌تواند از جمله کاربردهای پزشکی داشته باشد. چن می‌گوید، برای مثال، القای گیجی در افرادی که سکته کرده‌اند، می‌تواند برای آنها زمان ببرد و به کاهش آسیب کمک کند.
توضیح می‌دهد: «اگرچه ساده است، اما این مهم است زیرا موش‌ها در خواب زمستانی نیستند و از این رو به انسان‌ها نزدیک‌تر هستند». متیو سرری در دانشگاه بولونیا در ایتالیا، تیمش با مهار شیمیایی بخشی از ساقه مغز موش‌ها و خوک‌ها را تحریک کردند.
خوابگاهی در حالت اخم
اگرچه این روش در موش‌ها نیز کارآمد بود، اما دمای بدن آنها تنها حدود 1.3 درجه سانتیگراد (2.3 درجه فارنهایت) کاهش یافت.
زاپینگ بخشی از مغز با سونوگرافی متمرکز می تواند موش ها را حداقل به مدت 24 ساعت در حالت خواب زمستانی به نام torpor قرار دهد. همین رویکرد همچنین می‌تواند این حالت را در موش‌ها القا کند که برخلاف موش‌ها، به طور طبیعی دچار خروپف نمی‌شوند.
می گوید: «این پیامدهای بزرگی دارد هونگ چن در دانشگاه واشنگتن در سنت لوئیس. ایده این است که اگر نشان دهیم در حیواناتی که به طور معمول دچار خروپف نمی‌شوند، باز هم می‌توانیم پدیده مشابهی را القا کنیم، شاید بتوانیم این فناوری را به حیوانات بزرگ‌تر تعمیم دهیم.
بسیاری از حیوانات خونگرم دمای بدن خود را پایین می آورند و متابولیسم خود را کاهش می دهند تا در مصرف انرژی صرفه جویی کنند و وارد خروپف می شوند. برخی از خفاش ها و پرندگان در شب به حالت خروپف می روند. دیگران، مانند موش، تنها زمانی وارد می شوند که غذا کمیاب باشد. خواب زمستانی شامل دوره‌های طولانی خفتگی است که با بازگشت گاه به گاه به دمای طبیعی بدن قطع می‌شود.
چن تعجب کرد که آیا می توان به جای آن از اولتراسوند استفاده کرد. تیم او روشی به نام سونوگرافی متمرکز برای درمان بیماری های مغزی ایجاد کرده است.
سری می گوید، کاهش دمای بدن با سونوگرافی می تواند برای اهداف پزشکی مفید باشد، اما سفر بین سیاره ای ممکن است به ابزار قوی تری برای سرکوب متابولیسم نیاز داشته باشد.
