Hibernación en el Espacio: Cómo los Ratones podrían Ayudar?
Cómo los Ratones podrían Ayudar a los Futuros Astronautas?
La hibernación artificial podría ser una realidad gracias a la tecnología de pulsos ultrasónicos, según un estudio reciente.
Este avance tiene el potencial de revolucionar las misiones espaciales de larga duración al permitir que los futuros astronautas entren en estado de hibernación.
En el estudio, ratones que normalmente no hibernan lograron alcanzar un estado de torpor inducido.
El torpor es un estado similar al sueño en el que algunos mamíferos y aves pueden entrar para conservar energía. Durante este estado, la temperatura corporal y el metabolismo disminuyen drásticamente para resistir condiciones ambientales extremas o la escasez de alimentos.
¿Cómo se logra este estado?
El equipo de la Universidad de Washington en St. Louis utilizó ultrasonido no invasivo para estimular una región del cerebro conocida como preóptica del hipotálamo, que regula la temperatura corporal y el metabolismo.
Cuando se estimula en ratones, se observa una caída de casi 3 grados en la temperatura corporal durante una hora. Además, el metabolismo de los ratones cambia de usar tanto carbohidratos como grasas a depender únicamente de la grasa, una característica crítica para el torpor. Durante este estado, sus ritmos cardíacos también disminuyen en un 47 por ciento.
Científicamente, la presión acústica aumentada y la duración del ultrasonido resultaron en una temperatura corporal más baja y un metabolismo más lento, lo que se conoce como hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonido (UIH).
"Desarrollamos un controlador de retroalimentación cerrada automático para lograr una hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonido de larga duración y estables al controlar la salida de ultrasonido", explicó Hong Chen, profesor asociado de la universidad, en una declaración oficial."
El controlador de retroalimentación cerrada estableció la temperatura corporal deseada a menos de 34 C, anteriormente reportada como crítica para el torpor natural en ratones. Este UIH controlado por retroalimentación mantuvo la temperatura corporal del ratón a 32.95 C durante unas 24 horas y se recuperó a la temperatura normal después de que el ultrasonido se apagó", añadió Chen.
Sin embargo, los investigadores no estaban seguros de cómo se evoca la hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonido en la región del cerebro. Para averiguarlo, el equipo monitoreó la actividad neuronal en la región del cerebro sobre el pulso de ultrasonido.
La actividad neuronal aumentó en respuesta a cada pulso de ultrasonido, que se alineó con la caída de la temperatura corporal de los ratones.
A través de la secuenciación genética, descubrieron que el ultrasonido activó el "canal de iones TRPM2" en las neuronas del área preóptica del hipotálamo.
Los investigadores repitieron los experimentos con ratas y notaron resultados similares, aunque con una disminución ligeramente menor de la temperatura corporal (1 a 2 grados Celsius).
Algunos expertos creen que es un hito importante hacia la consecución final de este estado en humanos, y el procedimiento podría ser especialmente beneficioso en futuras aplicaciones médicas y de viajes espaciales.
Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature Metabolism.
Un Vistazo más Profundo a la Hibernación Espacial:
La hibernación espacial es un concepto emocionante que plantea la posibilidad de reducir significativamente los recursos y la logística necesarios para las misiones espaciales prolongadas. Al inducir artificialmente el estado de hibernación en los astronautas, se podría minimizar la cantidad de alimentos, agua y oxígeno requeridos, así como reducir los efectos negativos del confinamiento prolongado en el espacio.
Detalles del Estudio y Métodos Utilizados
En el estudio, ratones que normalmente no hibernan lograron alcanzar un estado de torpor inducido gracias a la estimulación ultrasónica no invasiva en una región específica del cerebro, la preóptica del hipotálamo. Este enfoque novedoso se basa en la capacidad del ultrasonido para alterar la actividad neuronal y los procesos metabólicos, lo que lleva a una reducción significativa de la temperatura corporal y el metabolismo.
Beneficios Potenciales para la Exploración Espacial:
"La hibernación artificial podría ofrecer una serie de beneficios para la exploración espacial"
Conservación de Recursos:
Al reducir las necesidades de alimentos, agua y oxígeno, se podrían prolongar las misiones espaciales y optimizar el uso de los recursos disponibles.
Reducción del Estrés Físico y Mental:
La hibernación podría ayudar a mitigar los efectos del confinamiento prolongado en el espacio, reduciendo el estrés físico y mental en los astronautas.
Mayor Flexibilidad en las Misiones:
Con la capacidad de entrar y salir de la hibernación según sea necesario, los astronautas podrían adaptarse mejor a las demandas cambiantes de las misiones espaciales.
Exploración de Nuevos Destinos:
La hibernación prolongada podría abrir la puerta a la exploración de destinos más distantes en el espacio, como Marte o más allá.
Implicaciones Médicas y Tecnológicas:
Además de su aplicación en la exploración espacial, la tecnología de hibernación artificial también podría tener importantes implicaciones en el campo médico. Por ejemplo, podría ser utilizada para reducir el metabolismo en pacientes durante cirugías prolongadas o en casos de emergencia médica.
Desafíos y Pasos Futuros:
Aunque este estudio representa un avance significativo, aún existen desafíos técnicos y científicos que deben abordarse antes de que la hibernación espacial sea una realidad para los humanos. Esto incluye la adaptación de la tecnología a la biología humana, la seguridad y el control precisos del estado de hibernación, así como la comprensión completa de sus efectos a largo plazo en la salud humana.
En conclusión, la hibernación espacial es un campo emocionante y prometedor que podría transformar la forma en que los humanos exploran y colonizan el espacio exterior. Con avances continuos en la tecnología y la investigación científica, el futuro de la exploración espacial podría ser aún más emocionante de lo que imaginamos.
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