კლიფტონ კალოუეის სიტყვებით, ძილ – ღვიძილის მდგომარეობაშია.

კალოუეის გუნდმა პიტსბურგის უნივერსიტეტის გამოყენებითი ფიზიოლოგიის ლაბორატორიაში ექსპერიმენტის მონაწილე მამაკაცს სედატიური პრეპარატი მისცა, რამაც მისი ორგანიზმის ბუნებრივი კანკალის რეაქცია დათრგუნა; 18 საათის შემდეგ მამაკაცის სხეულის ტემპერატურა 37°C-დან 35°C-მდე დაეცა. გულისცემა გაიშვიათდა და არტერიული წნევა შემცირდა. მეტაბოლიზმი (და მასთან ერთად ორგანიზმის მოთხოვნილება საკვებზე, ჟანგბადსა და ნახშირორჟანგის გამოყოფაზე) 20%-ით შენელდა. თუმცა, სუბიექტს მაინც შეეძლო საწოლიდან წამოდგომა, შარდის ბუშტის დასაცლელად საპირფარეშოში გასვლა და ზარის დარეკვა საკვების ან სასმლისთვის – ამან გააუქმა კათეტერის და ინტრავენური გადასხმის საჭიროება და ექიმები დაარწმუნა, რომ სუბიექტს შენარჩუნებული ჰქონდა რეაგირებისა და მოქმედების უნარი.

ეს კაცი ერთ-ერთი იყო იმ ხუთი უაღრესად ჯანმრთელი მოხალისიდან (ასაკი: 21-დან 54 წლამდე), რომლებიც მშვიდად თვლემდნენ ნახევრად ჩაბნელებულ ოთახში – ისინი მარსისკენ ცხრათვიან მოგზაურობაში მყოფი ასტრონავტების როლს ასრულებდნენ. კალოუეი, კარდიოლოგიის და ხელოვნური ჰიპოთერმიის ექსპერტი, NASA-ს დავალებით ეძებს მარტივ გზას ადამიანის გადასაყვანად ჰიბერნაციის მსგავს მდგომარეობაში სუნთქვის აპარატისა და უმოძრაობის გამომწვევი მედიკამენტების გარეშე; აღმოჩნდა, რომ ეს დექსმედეტომიდინის ზედმიწევნით ზუსტი დოზირებითაა შესაძლებელი. სუბიექტი, როგორც კალოუეი ამბობს, მოწყვეტილი და მთვლემარე იყო, მაგრამ აუცილებელი საჭიროების შემთხვევაში შეეძლო ემოქმედა – „ზუსტად ისე, როგორც დათვს“.

ჰიბერნაციის მდგომარეობაში მყოფი ადამიანი სამეცნიერო ფანტასტიკის კლასიკური ელემენტია, განსაკუთრებით, როდესაც საქმე კოსმოსურ მოგზაურობას ეხება, თუმცა NASA-ს დიდი გეგმები აქვს ასტრონავტების მარსზე გასაგზავნად უკვე 2030-იან წლებში და ამ მიზნის მისაღწევად ადამიანთა ჰიბერნაციის რეჟიმში გადაყვანა შესაძლოა გადამწყვეტი აღმოჩნდეს. სწორედ ამ მიზანს ემსახურება კალოუეის ექსპერიმენტი. თეორიულად, ჰიბერნაციის დათვური მდგომარეობა ასტრონავტებს უნდა დაეხმაროს, ხანგრძლივი, მონოტონური მოგზაურობის მთელი დატვირთვა ძილში გადააგორონ და შეამცირონ ეკიპაჟის წევრებს შორის კონფლიქტის წარმოქმნის რისკი. მათი შენელებული მეტაბოლიზმი ხელს შეუწყობს ტვირთის შემცირებას: საჭირო იქნება ნაკლები საკვები და ჟანგბადი, შესაბამისად, ნაკლები საწვავი. ევროპის კოსმოსური სააგენტოს მიერ დაფინანსებული კვლევა იმის გარკვევასაც კი ცდილობს, ხომ არ ამცირებს ადამიანის მეტაბოლიზმის შენელება რადიაციის მავნე ზეგავლენას. ეს დიდი შეღავათი იქნებოდა ასტრონავტებისთვის, ვინაიდან კოსმოსში რადიაცია 200-ჯერ აღემატება დედამიწისას.

მეცნიერები ჰიბერნაციას მხოლოდ იმ მიზნით როდი სწავლობენ, რომ ასტრონავტები რაც შეიძლება შორს გაუშვან კოსმოსში. ჰიბერნაციის ფიზიოლოგიურ სუპერძალებს დედამიწაზეც უამრავი სარგებლის მოტანა შეუძლია, საამისოდ კი უნდა ამოიხსნას იმ მოლეკულური ცვლილებების საიდუმლო, ჰიბერნაციის მდგომარეობას, ანუ ტორპორს რომ იწვევს – სასწაულებრივად შექცევად ძილქუშს, რომელსაც ახასიათებს ძლიერი ლეთარგია, სხეულის ტემპერატურის დაწევა, მეტაბოლიზმის შენელება და სხვა მრავალი საკვირველი ცვლილება. „საყოველთაოდ აღიარებული პრინციპია, – განმარტავს კალოუეი, – რომ ჰიბერნაციისთვის დამახასიათებელი დაბალი ტემპერატურისას ცხოველები უკეთ და უფრო ხანგრძლივად უძლებენ ჟანგბადის ნაკლებობას და სისხლის მიმოქცევის შენელებას“. მაგრამ რატომ? რატომ არ ატროფირდება დათვის კუნთები ზამთრის ძილში? როგორ ხდება, რომ სისხლი არ უდედდება? რას გადაჰყავს ორგანიზმი ღრმა ძილის რეჟიმში? ამ და სხვა საკითხებზე პასუხის ძიებაში მეცნიერები ყველაზე ამბიციურ აღმოჩენას უახლოვდებიან: ცხოველების ტვინში არსებულ ცენტრალურ „გადამრთველს“, რომელიც ერთდროულად ააქტიურებს ჰიბერნაციის სხვადასხვა სასარგებლო ფენომენს.

დათვების მსგავსად, ჩვენც რომ შეგვეძლოს სხეულის ტემპერატურის დაწევა, გაიზრდებოდა დროის ის მცირე მონაკვეთი, რომელიც ინსულტისა და გულის შეტევის დროს პაციენტის გადასარჩენად აქვთ ექიმებს; რომ ვიცოდეთ, როგორ ინარჩუნებენ ჰიბერნაციის მდგომარეობაში მყოფი დათვები კუნთოვან მასას და როგორ რთავენ და თიშავენ ინსულინრეზისტენტობას, შესაძლოა, დაგვემარცხებინა ქრონიკული სიმსუქნე და დიაბეტი. რეანიმაციული პაციენტები შვიდ დღეში კუნთოვანი მასის 10%-ზე მეტს კარგავენ. იქნებ ჰიბერნაციის ხელოვნურად გამოწვევა დაგვეხმაროს ამ პროცესის შეფერხებასა ან სულაც შეჩერებაში?

რა თქმა უნდა, დათვები არ არიან ერთადერთი ცხოველები, რომლებსაც ჰიბერნაციის უნარი აქვთ. ყვითელმუცელა ვირზაზუნების გენების შესწავლისას კალიფორნიის უნივერსიტეტის მკვლევრებმა ცოტა ხნის წინ აღმოაჩინეს, რომ ყოველწლიურად იმ 7-8 თვის განმავლობაში, როდესაც ვირზაზუნები ჰიბერნაციის მდგომარეობაში იმყოფებიან, მათი „ეპიგენეტიკური დაბერება არსებითად შეჩერებულია“. გერმანელი ექსპერტები იკვლევენ, თუ როგორ ინარჩუნებენ ღამურები სისხლის მიმოქცევას დაბალ ტემპერატურაზე, რომ ეს ცოდნა ადამიანის ჰიბერნაციისთვის გამოიყენონ. ალასკის ფერბენქსის უნივერსიტეტის ბიოლოგები კი შეისწავლიან ციყვისებრთა ოჯახის სხვა სახეობას, არქტიკულ თრიას, რომელსაც შეუძლია სხეულის ტემპერატურა 40°C-ით დაწიოს, გულისცემა წუთში ხუთ დარტყმამდე გააიშვიათოს და რვა თვის განმავლობაში გაუძლოს ნულს ქვემოთ ტემპერატურას. მათი მიზანია, შექმნან „მიმიკრიული ჰიბერნაციის“ პრეპარატი, რომლის საშუალებითაც კლინიცისტებს შეეძლებათ, პაციენტები მყისიერად გადაიყვანონ ჰიბერნაციის მსგავს მდგომარეობაში. ეს შეანელებდა უჯრედულ მეტაბოლიზმს, შეაფერხებდა უჯრედების სიკვდილს და გაააქტიურებდა ჰიბერნაციასთან დაკავშირებულ მთელ რიგ ბიოლოგიურ პროცესებს.

თუმცა, ამ ცხოველებთან შედარებით, დათვები მაინც უკეთესი მაგალითები არიან ჩვენთვის: სხეულის ზომით ისინი მღრღნელებზე მეტად გვგვანან და რაც, ალბათ, კიდევ უფრო მნიშვნელოვანია, მათი ტემპერატურის ვარდნა ძილქუშის დროს იმ დიაპაზონშია, რომელსაც შეგვიძლია გავუძლოთ.

მარტის ერთ ნაშუადღევს ბიოლოგი ჰეიკო იანსენი ქალაქ პულმენში მდებარე ვაშინგტონის შტატის უნივერსიტეტის დათვების კვლევის, შესწავლისა და კონსერვაციის ცენტრის შემოღობილ საძოვართან იდგა და გულდასმით აკვირდებოდა 140-კილოგრამიან გაბურძგნილ მდედრ გრიზლის, სახელად კიოს, რომელიც ზეფირის ჭამას ცდილობდა. ეს ათსანტიმეტრიანი ბრჭყალების მქონე გოლიათი საფუძვლიან მეტამორფოზს განიცდიდა. 

ერთი შეხედვით, კიოს მეტაბოლურ პროცესში არაფერია ისეთი, ადამიანებზეც რომ შეიძლება გავრცელდეს. ათი დღით ადრე, ის ჩალის საწოლიდან წამოდგა და ნელ-ნელა შეუდგა ნადიმს: დათვის მშრალი საკვებით, ვაშლებით, ლოსის ბარკლის ხორცითა და ძვლებით. ეს მისი პირველი ლუკმები იყო ხუთი თვის განმავლობაში. მისი სანერწყვე ჯირკვლები ჯერ კიდევ ზანტად მუშაობდა. შემდეგ მან „ფეკალური საცობი“ გამოუშვა – მცენარეების, გამხმარი ექსკრემენტების, მკვდარი უჯრედებისა და ბეწვის გორგალი, რომელიც მის ნაწლავებში იყო გაჭედილი. ამ სამმა აქტივობამ – წამოდგომა, ჭამა და საცობის გამოშვება – როგორც ჩანს, კიოს უჯრედებში მიკროსკოპული გენეტიკური გადამრთველები გაააქტიურა, რამაც იმ უცნაური ბიოლოგიური ციკლების ნელი უკუქცევა გამოიწვია, ცხოველის ორგანიზმში ზამთრის ძილისას რომ მიმდინარეობდა.

კიოს ნივთიერებათა ცვლა, რომელიც ჩვეულზე ოთხჯერ ნაკლები სიჩქარით მიმდინარეობდა, ზეფირის ჭამისას ორჯერ გაიზარდა. თითქმის 7°C-ით შემცირებულმა სხეულის ტემპერატურამ მატება დაიწყო. გულის ოთხი საკნიდან ორი, ზამთარში თითქმის მთლიანად რომ იყო გაჩერებული, კვლავ ამუშავდა. ცხიმოვანმა უჯრედებმა, რომლებიც თვეების განმავლობაში სასწაულებრივად რეზისტენტული იყო ინსულინის (ჰორმონის, რომელიც ორგანიზმს შაქრის ათვისების სიგნალს აძლევს) მიმართ, განაახლა მასზე რეაგირება. თვეების განმავლობაში გამქრალი მადა ისევ დაუბრუნდა.

ხუთი თვით ადრე, ნოემბერში, როდესაც კიომ ზამთრის ძილს მისცა თავი, მისი ნაწლავები სტაზისის მდგომარეობაში შევიდა, სანერწყვე ჯირკვლების მუშაობა შეჩერდა და ორგანიზმი საკუთარი ცხიმის ანაბარა დარჩა. მომდევნო თვეების განმავლობაში დათვმა სხეულის წონის დაახლოებით 20%, ანუ 30 კილოგრამი დაწვა. ამ პროცესის ხელშესაწყობად მისი ორგანიზმი ინსულინრეზისტენტული გახდა. ჰიბერნაციის მდგომარეობაში მყოფი ცხოველისთვის ინსულინრეზისტენტობა საჭირო უნარია, ადამიანის შემთხვევაში კი ის ხშირად დიაბეტის განვითარებას იწვევს. დათვებს შეუძლიათ სეზონის მიხედვით, ჯანმრთელობისთვის სრულიად უსაფრთხოდ, ჩართონ ან გამორთონ რეზისტენტობა. თუკი გავიგებთ, როგორ ახერხებენ ამას, იქნებ, დიაბეტის დამარცხებაც შევძლოთ?

ამ იდეას ახალი ბიძგი მიეცა, როდესაც 2018 წელს კანადელმა მეცნიერებმა პირველად შეძლეს გრიზლის დნმ-ის სრული სეკვენირება. ერთი წლის შემდეგ იანსენი სათავეში ჩაუდგა გუნდს, რომელმაც რნმ-ის სეკვენირების მეთოდი გამოიყენა იმ გენების დასადგენად, რომლებიც დათვის კუნთის, ცხიმისა და ღვიძლის ქსოვილებში აქტიურდებიან ჰიბერნაციამდე, ჰიბერნაციის დროს და მის შემდეგ. გრიზლის 30 723 გენიდან მათ სეზონური ცვლილებები აღმოაჩინეს 10 000-ზე მეტში. ახლა, იმის გასაგებად, თუ როგორ რთავენ და თიშავენ დათვები ინსულინრეზისტენტობას, იანსენი წელიწადის სხვადასხვა დროს შეგროვებული დათვის სისხლის ნიმუშებიდან გამოყოფს ღეროვან უჯრედებს, შემდეგ, მათ სათითაოდ აშორებს ცალკეულ გენებს და პეტრის ჯამში ცხიმოვანი უჯრედების კულტივირებით აკვირდება ცვლილებებს.

„ჩვენ არ ვამბობთ, რომ დიაბეტის დამარცხების გზას ვიპოვით, – ამბობს იანსენი, – თუმცა, მოდელურ სისტემაზე დაკვირვებით რაღაც მინიშნებებს მაინც მივიღებთ, რა ხდება სინამდვილეში“.

კიოს გულის ფუნქციის შესწავლამ, შესაძლოა, ასევე მნიშვნელოვანი ცოდნა მოგვცეს სისხლის შედედებასთან დაკავშირებული დარღვევების სამკურნალოდ. ჰიბერნაციის დროს კიოს გულისცემა წუთში 80-100 დარტყმიდან დაახლოებით 10 დარტყმამდე გაიშვიათდა. ამას სისხლი სახიფათო თრომბებად უნდა ექცია და ინსულტი გამოეწვია. „ეს რომ ჩვენ დაგვმართოდა, – ამბობს იანსენი, – მკვდრები ვიქნებოდით“, მაგრამ ჰიბერნაციის მდგომარეობაში დათვებს მნიშვნელოვნად უმცირდებათ სისხლის შედედებაზე პასუხისმგებელი თრომბოციტებიც.

თუმცა, ზოგიერთი მკვლევრისთვის კიოს ყველაზე გასაოცარი უნარი კუნთოვანი ტონუსის შენარჩუნება აღმოჩნდა. ადამიანები კუნთოვან მასას ერთკვირიანი უმოქმედობის შემდეგაც ვკარგავთ, კიო კი საწოლიდან ისეთ ფორმაში წამოდგა, თითქოს მთელი ზამთარი ბურუნდუკების დევნაში გაეტარებინოს. ალასკაში მკვლევრები ვადიმ ფიოდოროვი და ანა გოროპაშნაია ცდილობენ გაარკვიონ, როგორ ახერხებენ ამას დათვები და შეამოწმონ ჰიპოთეზა, რომ ადამიანებსაც შეუძლიათ იგივე. რუსეთში დაბადებული ცოლ-ქმარი ფერბენქსში, ალასკის უნივერსიტეტის არქტიკული ბიოლოგიის ინსტიტუტში (IAB) ევოლუციური გენეტიკის მიმართულებით მუშაობს. როდესაც მათ, თითქმის 20 წლის წინ, ტყვეობაში მყოფი ბარიბალებისგან (შავი დათვი) აღებული ქსოვილის ნიმუშებში გენების ექსპრესიისთვის დამახასიათებელი ნიშნების შესწავლა დაიწყეს, შედეგებმა ისინი სახტად დატოვა.

აღმოჩნდა, რომ კუნთის ცილების ბიოსინთეზში მონაწილე ათობით გენი არნახული ტემპით, კოორდინირებულად და დიდი მეტაბოლური ხარჯით მუშაობდა. ამ ფენომენის შესახებ წყვილმა თავისი პირველი ნაშრომი 2011 წელს წარმოადგინა. ახლა, დნმ-ის სეკვენირების უახლესი ტექნოლოგიების დახმარებით, მათ შეუძლიათ ორჯერ მეტი გენის შესწავლა და ბევრად უფრო მეტი სიზუსტით, რამაც ისინი mTOR-ის სასიგნალო გზამდე მიიყვანა, რომელიც კარგად ცნობილი უჯრედული „მართვის აპარატია“ და საკვანძო როლს ასრულებს უჯრედის დაყოფის სიჩქარის კონტროლში. ჩვეულებრივ, როდესაც ძუძუმწოვრებს საკვები ნივთიერებები აკლიათ, მათი ორგანიზმი ამცირებს mTOR-ის აქტივობას, რათა დათრგუნოს უჯრედების რეგენერაცია და ენერგია არსებული უჯრედების დასაცავად მიმართოს. მაგრამ ჰიბერნაციის მდგომარეობაში მყოფ დათვებზე დაკვირვებისას, მკვლევრებმა დაადასტურეს, რომ mTOR-ის აქტივობა, პირიქით, გაიზარდა.

ფიოდოროვი და გოროპაშნაია განცვიფრებულები იყვნენ. ცხადი იყო, რომ ჰიბერნაციის მდგომარეობაში მყოფ დათვებს კუნთები ეზრდებოდათ, მაგრამ საიდან იღებდნენ საამისოდ საჭირო საკვებ ნივთიერებებს? უისკონსინისა და მონრეალის უნივერსიტეტების მკვლევრებმა ერთ-ერთი ვარაუდი შეამოწმეს: მიკრობები. სხვა ცხოველებზე ჩატარებული ადრეული დაკვირვებები მიუთითებდა, რომ ჰიბერნაციის დროს, შარდის წარმოქმნის ნაცვლად, ცხოველები შარდოვანაში არსებულ აზოტს გადაამუშავებენ, ხოლო ნაწლავური მიკრობები შესაძლოა მას შთანთქავდნენ და ახალი კუნთების მშენებელ ამინომჟავებად გარდაქმნიდნენ.

თუ ფიოდოროვი და გოროპაშნაია შეძლებენ იმ „მეთაური“ გენის იდენტიფიცირებას, რომელიც პასუხისმგებელია კუნთების რეგენერაციის მექანიზმის გააქტიურებაზე, ამას, სავარაუდოდ, დიდი სამედიცინო სარგებელი ექნება. რეანიმაციული განყოფილების პაციენტები აღარ დაკარგავენ კუნთოვან მასას, ასტრონავტებს კი კუნთოვანი ქსოვილი ძილის დროსაც გაეზრდებათ.

მაგრამ, რა მოხდება, თუ ჰიბერნაციის ყველა ეს განსხვავებული და გასაოცარი პროცესი ერთდროულად გააქტიურდება – ერთი მედიკამენტის მეშვეობით? ამის გასარკვევად მეცნიერები უფრო ღრმად იკვლევენ ცხოველთა სამყაროს, რათა ამოხსნან ყველაზე ექსტრემალური „ჰიბერნატორის“ საიდუმლოება.

არქტიკულ თრიას შეუძლია უკიდურესად დასწიოს სხეულის ტემპერატურა, გააიშვიათოს გულისცემა წუთში მხოლოდ ერთ ჩასუნთქვამდე და თვეების განმავლობაში გაუძლოს ნულს ქვემოთ ტემპერატურას. ამასთან ერთად, თრიები დათვებზე უფრო იოლი შესასწავლია… „სანამ თვალებს გაახელენ“, – ამბობს IAB-ის მეტაბოლიზმის ტრანსფორმაციული კვლევის ცენტრის ხელმძღვანელი კელი დრიუ, რომელიც  ბამბითა და ხის ნახერხით ამოვსებულ სოროში იქექება. იქიდან ამ თმაშევერცხლილ ნეირომეცნიერს გაყინული ბეწვის გორგალი ამოაქვს – „მერე კი შეუძლიათ გიკბინონ“.

თრიების კვლევაში დრიუმ პირველ წარმატებას 2005 წელს მიაღწია. მან ერთ-ერთ მაგისტრანტს დაავალა თრიების ტვინში შეეყვანა მედიკამენტი სახელწოდებით 6-ციკლოჰექსილადენოზინი, ანუ CHA. როდესაც მაგისტრანტმა მედიკამენტი ზაფხულში, არაჰიბერნაციულ სეზონზე, შეიყვანა თრიის ტვინში, არაფერი მომხდარა. მაგრამ როდესაც იგივე ექსპერიმენტი ზამთრის მოახლოებისას გაიმეორა, CHA-ს ზემოქმედებით ცხოველი ისეთ ღრმა ტორპორს მიეცა, მაგისტრანტს ეგონა, შემომაკვდაო.

„ძალიან დადარდიანდა, რადგან ეს სერიოზული ამბავია“, – იხსენებს დრიუ. „თრია ვეტერინართან წაიყვანა გასაკვეთად. ვეტერინარმა ხელსაწყოები მოიმარჯვა და ის-ის იყო ცხოველი უნდა გაეჭრა, რომ თრია აფართხალდა“. ეს დიდი გამარჯვება იყო, დრიუს ლაბორატორიამ თრიის ჰიბერნაციის რეჟიმში გადაყვანის ხერხს მიაგნო.

დაახლოებით იმავე დროს, მსოფლიოს მეორე მხარეს, ბოლონიის უნივერსიტეტში, მაგისტრანტი სახელად დომენიკო ტუპონე მსგავსი აღმოჩენის გზაზე იდგა. ტუპონეს ლაბორატორიული კვლევის საგანი არა უშუალოდ ჰიბერნაცია, არამედ მისი ერთ-ერთი კომპონენტი იყო, კერძოდ: ტვინის იმ ნეირონული წრედების იდენტიფიცირება, რომლებიც ძილის დროს სხეულის ტემპერატურას არეგულირებს. მისი გუნდი ეჭვობდა, რომ ვირთაგვას ტვინის ფუძეში განლაგებული ნეირონების მცირე გროვა ხელს უწყობდა ტემპერატურული კონტროლის სიგნალების სხეულის პერიფერიული ნაწილებისთვის გადაცემას. ინიექციის საშუალებით, მათ დროებით „გათიშეს“ ეს ნეირონები, შემდეგ კი ვირთაგვა ცივ, ბნელ გალიაში მოათავსეს. ექსპერიმენტმა მათი ჰიპოთეზა დაადასტურა. ვირთაგვა ჰიპოთერმიის ისეთ ღრმა მდგომარეობაში შევიდა, წესით ფატალური შედეგით რომ უნდა დასრულებულიყო.

სწორედ აქედან დაიწყო უცნაურობები. ექვსი საათისა და ოთხი ინიექციის შემდეგ, ჰიპოთერმიის მდგომარეობაში მყოფი ვირთაგვა კვლავ ცოცხალი აღმოჩნდა. და როდესაც გალიიდან გამოიყვანეს და გაათბეს, ვირთაგვა ისე იქცეოდა, თითქოს არაფერი მომხდარა. მოგვიანებით, როდესაც ტუპონე და მისი კოლეგები ვირთაგვას ქალაზე მიმაგრებული ელექტროდების მიერ დაფიქსირებულ თავის ტვინის ტალღებს იკვლევდნენ, მეცნიერმა მატეო ჩერიმ შენიშნა ის, რამაც ტუპონეს სამომავლო კვლევის მიმართულება შეცვალა. ტვინის ტალღების აღმასვლები და დაღმასვლები ნაცნობად გამოიყურებოდა. ტალღების ასეთი შაბლონი ჩერის ჰიბერნაციის მდგომარეობაში მყოფ ცხოველებში ენახა. მაგრამ იყო ერთი მნიშვნელოვანი დეტალი: არქტიკული თრიებისგან განსხვავებით, ვირთაგვებს ჰიბერნაციის უნარი არ აქვთ. ტუპონეს აინტერესებდა: თუკი შესაძლებელია ზამთრის ძილის უნარის არმქონე ცხოველის ჰიბერნაციაში უსაფრთხოდ შეყვანა, იქნებ, ეს ადამიანებმაც შეძლონ?

 მომდევნო წლებში ტუპონე შეპყრობილი იყო ინტრავენურად შესაყვანი „რევოლუციური“ მედიკამენტის იდეით, რომელსაც დრიუს „მიმიკრიული ჰიბერნაციის“ პრეპარატის მსგავსად, პარამედიკოსები პაციენტის უჯრედების სიკვდილის შესანელებლად გამოიყენებდნენ. თუმცა ყველაზე რთული დაბრკოლება ორივე მკვლევარს ჯერ კიდევ წინ ელოდა – კვლევების ადამიანებზე ჩატარება.

დრიუს „მიმიკრიული ჰიბერნაციის“ პრეპარატის შესაყვანად, მის გუნდს უწევდა ინვაზიური ოპერაციის ჩატარება არქტიკული თრიის თავის ტვინზე. ადამიანების შემთხვევაში პრეპარატის შეყვანა ინტრავენური გზით იქნებოდა საჭირო. აქ კი ჩნდება სირთულე. ადენოზინის რეცეპტორები მთელ სხეულშია გაბნეული და მათი სრულად გააქტიურებით შესაძლოა გამოვიწვიოთ არასასურველი გვერდითი მოვლენები, მათ შორის, გულის გაჩერება. ოთხწლიანი წარუმატებელი ექსპერიმენტების შემდეგ დრიუმ აღნიშნული მედიკამენტი დააწყვილა გარკვეულ ნივთიერებასთან და გულის შეტევის პრობლემაც მოგვარდა. ამჟამად დრიუ ცდილობს გადაჭრას სისხლში გლუკოზის მერყევი დონის დაბრკოლება, რაც ლაბორატორიულ ცხოველებში ხშირად კრუნჩხვებს და უკიდურეს შემთხვევებში სიკვდილსაც იწვევს.

„პრეპარატი ნამდვილად მუშაობს“, – ამბობს დრიუ. „ახლა ვცდილობთ, ის რაც შეიძლება უსაფრთხო გავხადოთ“. კლინიცისტებს ტემპერატურის რეგულირებისთვის არაერთი მოწყობილობა აქვთ, „მაგრამ ადამიანის ორგანიზმი, როგორც წესი, აქტიურად ეწინააღმდეგება გაცივებას. სწორედ ამ თავდაცვითი რეაქციის დროებითი დათრგუნვით – რასაც ჩვენი „მიმიკრიული ჰიბერნაციის“ პრეპარატი უზრუნველყოფს – კლინიცისტს შეუძლია ორგანიზმის ტემპერატურა სასურველ ნიშნულზე დაიყვანოს“. თან, რამდენიმე საათის ნაცვლად, წუთებში.

ამასობაში ტუპონეც განაგრძობდა ხელოვნური ჰიბერნაციის გადამრთველის ძიებას.

დაახლოებით 2016 წლისთვის იგი წააწყდა ერთ უცნაურ ბიოლოგიურ ფენომენს, რომელმაც დაარწმუნა, რომ მიზანთან ახლოს იყო. ამჯერად, ტუპონემ პატარა დანით გადაჭრა ის ნერვული კონა, რომელიც ვირთაგვას ტვინის ღეროს უკავშირდებოდა. ამას, წესით, ის გზა უნდა გაეწყვიტა, რომლითაც ტემპერატურის კონტროლის სიგნალები სხეულის პერიფერიულ ნაწილებს გადაეცემა.

თუმცა, მიღებულმა შედეგებმა თავდაყირა დააყენა ძუძუმწოვრების ფიზიოლოგიის შესახებ არსებული წარმოდგენები. იმის ნაცვლად, რომ ვირთაგვას სიცივესა და სითბოზე რეაგირების უნარი დაჰკარგოდა, ტუპონეს ქირურგიულმა ჩარევამ რაღაცნაირად გააუმჯობესა ის. როდესაც ტუპონემ ვირთაგვა პლასტმასის საბანში გაახვია და მასზე ცხელი წყლის ჭავლი გადაატარა, ცხოველის სხეულმა კიდევ უფრო მეტი სითბოს გამომუშავება დაიწყო. როდესაც მან ყინულივით ცივი წყალი გამოიყენა, ვირთაგვას ტვინმა, როგორც ჩანს, სხეულის ტემპერატურას ნება დართო, კიდევ უფრო სწრაფად დაცემულიყო.

შედეგები იმაზე მიუთითებდა, რომ არსებობდა სხეულის ტემპერატურის რეგულირებაზე პასუხისმგებელი მეორე, აქამდე უცნობი ტვინის წრედი – წრედი, რომელიც ხელს უწყობდა ჰიბერნაციის მდგომარეობაში შესვლა-გამოსვლას. მათ ამ მოვლენას „თერმორეგულაციური ინვერსია“ უწოდეს. მაგრამ სად მდებარეობდა კონკრეტულად ეს წრედი და როგორ შეიძლებოდა მისი გააქტიურება?

რვაწლიანი კვლევა-ძიების შემდეგ ტუპონემ და სხეულის ტემპერატურის მაკონტროლებელი ტვინის წრედების მოწინავე ექსპერტმა, შონ მორისონმა, ამ წლის იანვარში გამოაქვეყნეს ნაშრომი და მათი განცხადებით, აღმოაჩინეს ვირთაგვას ჰიპოთალამუსში განლაგებული ნეირონების მცირე გროვა – ვენტრომედიალური პერივენტრიკულური არე (VMPea). როგორც ჩანს, გააქტიურების შემთხვევაში ის არა მხოლოდ ანელებს მეტაბოლიზმს, აგდებს სხეულის ტემპერატურას და იწვევს ჰიბერნაციისთვის დამახასიათებელ ტვინის ტალღებსა და გულის რიტმს, არამედ მოქმედებაში მოჰყავს ის მექანიზმიც, რომელიც თავდაყირა აყენებს სხეულის ტემპერატურის კონტროლის ნორმალურ სისტემას და ამგვარად, ხელს უწყობს ტორპორის მდგომარეობაში შესვლა-გამოსვლას. მათ მიაგნეს იმას, რასაც ეძებდნენ: ტორპორის გადამრთველს.

ტუპონეს მიაჩნია, რომ ეს გადამრთველი უკავშირდება ჰიბერნაციის არასრულ წრედსაც, რომელიც კვლავ შემორჩენილია მრავალ ცხოველში. მისი ვარაუდით, წრედის გასათიშად ევოლუციამ ყველაზე ეფექტური გზა აირჩია: უბრალოდ გაწყვიტა კავშირი წრედსა და გადამრთველს შორის, რომელიც მას ავტომატურად გაააქტიურებდა.

„წარმოიდგინეთ, რომ სინათლის ასანთებად კედლებში ყველა კაბელი გაქვთ გაყვანილი“, – ამბობს იგი, მაგრამ გადაჭრილი გაქვთ ქსელის კავშირი შუქის ჩამრთველთან. „ჩვენ ვფიქრობთ, რომ ადამიანს ყველა საჭირო ნერვული კავშირი აქვს ჰიბერნაციისთვის“. უბრალოდ, ჩვენი გადამრთველი წრედს აღარ უკავშირდება. თავისი მიგნებების გასამყარებლად, ტუპონე ამჟამად კელი დრიუს ლაბორატორიასთან თანამშრომლობს, რათა არქტიკულ თრიებშიც იპოვოს ანალოგიური წრედი და გადამრთველი. ამავდროულად, ის ემზადება საკუთარი მედიკამენტის შესაქმნელად, რომელიც ოპერაციული ჩარევის გარეშე შეძლებს ამ მექანიზმის გააქტიურებას ვირთაგვებში.

თუმცა, ყოველი წინ გადადგმული ნაბიჯი ახალ კითხვებს აჩენს. იანვარში გამოქვეყნებული კვლევის მიხედვით, ტუპონეს და მორისონს ვირთაგვას თავის ტვინზე ინვაზიური ოპერაციის ჩატარება და პრეპარატის ხელით შეყვანა მოუწიათ იმ არეში, სადაც გადამრთველი მდებარეობს. თუმცა ტვინის ეს უმცირესი უბანიც კი მილიონობით ნეირონს შეიცავს, ხოლო მათ შორის უამრავი სრულიად არ უკავშირდება ტორპორის გადამრთველს. არასასურველი გვერდითი ეფექტების თავიდან ასარიდებლად, ტუპონეს დასჭირდება ჰიბერნაციის გადამრთველის გარშემო არსებული ზუსტი ნეირონების იდენტიფიცირება და ისეთი მედიკამენტის შექმნა, რომელიც მხოლოდ და მხოლოდ ამ ნეირონებს ამოიღებს მიზანში.

და ეს მხოლოდ აისბერგის წვერია.

როგორც რეანიმატოლოგს, კალოუეის ბევრზე უკეთ ესმის, თუ როგორ შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ჰიბერნაციის მსგავსი მდგომარეობები ადამიანებში, ასევე ის გამოწვევებიც, რომლებიც ახლავს დათვებსა და თრიებზე ჩატარებული ექსპერიმენტების ადამიანებში გამოცდას. კალოუეი 1990-იანი წლებიდან იკვლევს და ხვეწს იმ მეთოდებს, რომლებიც ჰიპოთერმიის გამოსაწვევად გამოიყენება გულის და ტვინის დაზიანების მქონე პაციენტებში. იგი ამერიკის გულის ასოციაციის გადაუდებელი კარდიოლოგიის კომიტეტის ყოფილი თავმჯდომარეა, რის გამოც NASA-მ მას კოსმოსური ჯანმრთელობის ტრანსლაციური კვლევის ინსტიტუტის მეშვეობით გამოუყო გრანტი, რათა შეესწავლა, რამდენად შეიძლება მისი მეთოდების გამოყენება ასტრონავტების მეტაბოლური საჭიროებებისთვის.

წინ კიდევ მრავალი დაბრკოლებაა. კალოუეის ექსპერიმენტის მონაწილე ხუთივე ჯანმრთელი მოხალისის შემთხვევაში, არტერიული წნევის დაცემა და გულისცემის გაიშვიათება იმდენად ექსტრემალური იყო, რომ გულ-სისხლძარღვთა ან სხვა სამედიცინო პრობლემების მქონე პირებმა შეიძლება ეს ვერ გადაიტანონ. ამასთან, სულ რამდენიმე დღეში ხუთივე ცდისპირს წამლის მიმართ ტოლერანტობა განუვითარდა, რაც, სხვა პრობლემებთან ერთად, იმაზე მეტყველებს, რომ პრეპარატის ეფექტიანობა დროთა განმავლობაში შესუსტდება.

თუმცა, კალოუეის აზრით, ყველა ამ პრობლემის გადაჭრა შესაძლებელია. „მეცნიერებს ამ მხრივ ჯერ კიდევ ბევრი რამ აქვთ გასაკეთებელი“, – ამბობს იგი და თან აღნიშნავს, რომ მიღწეულით აღფრთოვანებულია: „უკვე აღარ ვფიქრობ, რომ ეს ფანტასტიკის სფეროდანაა“. იმისათვის, რომ ცდისპირები უკეთ შესულიყვნენ ასტრონავტების როლში, კალოუეის გუნდმა ლაბორატორიის კედლები კოსმოსური სცენებით მოხატა: კოსმოსში მოლივლივე თანამგზავრის გამოსახულება, დედამიწის ლურჯ-თეთრი ნახევარსფერო, კრატერებით დაფარული პლანეტის ელვარე ზედაპირი და შორეული გალაქტიკიდან ცისარტყელას ფერებად აფეთქებული ვარსკვლავური ნათება. ახლა ასეთი ადგილები მხოლოდ ჩვენს ოცნებებშია ხელმისაწვდომი, მაგრამ არცთუ ისე შორეულ მომავალში, შესაძლოა, ნამდვილმა ასტრონავტმა ჰიბერნაციის მსგავსი ძილიდან გამოიღვიძოს და მართლა იხილოს ეს ყველაფერი.