冬眠是什么原理,人未来可以实现冬眠吗?

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冬眠是一些动物应对恶劣环境的策略,各种生命体征都降低到极低的水平,可以极大的减少食物和能量的消耗。对于人类来说,目前还没有掌握冬眠的奥秘,但未来为了能够星际旅行,冬眠将是人类必须掌握的科技。

冬天到了,一些动物就无法寻找到足够的食物,为了对抗严寒的环境,它们进化除了冬眠蛰伏这样的自我保护行为。当气温降到一定程度,这些动物就会降低自己体温,进入到冬眠的状态,来减少不必要的能量消耗,降低身体的新陈代谢,待到春暖花开,冬眠的动物就重新复苏,开始新的生活。

在各种科幻电影中,为了满足漫长的星际旅行,飞船上携带的物资是有限的。我们都会看到,人类船员也必须减少代谢,进入到较低能耗的状态。船员一般都会在储备好能量后,进入到冬眠仓,通过降低体温进入休眠状态,典型的场景可以观看电影《太空旅客》。

当人类船员都休眠之后,此时的太空飞船就要留给人工智能的机器人来操作,一旦有紧急情况,才会唤醒冬眠的船员,例如《普罗米修斯》里的大卫,就是操作飞船,不用休眠的仿生人。


目前对人类来说,冬眠不是问题,问题在于怎么能唤醒冬眠的人类,怎么才能把低功耗的大脑重新启动,只有这样,人类冬眠才不仅仅是科幻情节。


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同学们是不是受到影视作品影响太大,觉得:冬眠=生命暂停=永生不死?这根本就是完全不同的两码事好不好。

如果只是想好好睡一个长觉,冬眠是个不错的想法,可是,也仅此而已了。你盼着这个技术突破寿命极限,探索星辰大海?那不靠谱啊。

冬眠=生命暂停?

冬眠是在寒冷环境中,生物通过降低自身新陈代谢、停止绝大部分生命活动,来适应寒冷环境不利影响的现象。因此,有的动物会提前储备足够能量(如脂肪组织)、降低自身体温,从而降低新陈代谢水平,以求平安度过严酷的冬季——冬眠。

动物为啥要冬眠,原因简单粗暴——节约能量。

动物冬眠的最终目的是“应对能量缺乏”,冬眠的最大收益是“节约能量”。

所以如果是以节能为目的的话,冬眠仿生技术学习一下也无妨,但是盼着搞这个获得无限延长的生命,似乎就脱离了冬眠的本来意义。

而且,并不是所有的哺乳类动物都适宜冬眠,冬眠必然涉及身体机构,甚至基因工程的改造,并不是一个低温技术可以包办所有的设想。

冬眠=永生不死

地球上真正具备不死能力的生物,并不是冬眠这种节约型特性。例如大家熟悉的水熊虫,它们属于缓步动物门,体长一般在1毫米左右。它们的生活范围极广,从最深的海洋到最热的沙漠,甚至是在喜马拉雅山脉的顶部(6000米以上)。最神奇的是它拥有令人惊异的隐生性(cryptobiosis)。

缓步动物门具有全部四种隐生(Cryptobiosis)性(即低湿隐生(Anhydrobiosis)、低温隐生(Cryobiosis)、变渗隐生(Osmobiosis)及缺氧隐生(Anoxybiosis)),能够在恶劣环境下停止所有新陈代谢。

在隐生的情况下,它们一般可以在高温(151°C)、接近绝对零度(Absolute zero)(最高纪录-272.8°C)、高辐射(High radiation)、真空或高压的环境下生存数分钟至数日不等。有记录可知,水熊虫创造过隐生超过120年的记录。

但这些特性,和我们已知的冬眠根本是两码事,盼望冬眠可以达到这个层次,不如直接开发超光速更实际。

人类未来突破寿命极限的方法

人类的寿命限制,其实说到底就是肉体生存的极限。DNA经过漫长的时间,复制黏贴的过程中,就必然会出现致命的差错——制造癌细胞,这或许也是上帝对于人类最大的平等,在死亡面前,无人可以例外。


意识的研究越深入,人类摆脱肉体限制的希望就越大,只保留意识而抛弃自身最大的枷锁,或者会是人类飞向星辰大海的最终形态。

结语

说到底,我是谁?——在确定这个答案之前,我不认为人类能够通过永生的阶梯。


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冬眠是什么原理,人未来可以实现冬眠吗?

冬眠是动物为应对食物缺乏和寒冷冬季的恶劣条件,将身体的各项机能调节至仅维持生命的极端状态,度过漫漫冬日,在环境温度升高或者其他条件刺激下,又可以重新恢复身体活力的一种技能,分为主动和被动两种,但无论哪种人类都不具备这样的能力!

冬眠是科幻片中的常客,因为路途遥远,人体以冬眠这种方式直接到达目的地,可以解决很多问题,比如食物、心理甚至是生理问题,冬眠都可以完美解决!但人体本身并没有这样的功能,我们能达到这样的条件吗?

一、动物冬眠时的状态

冬眠的动物会极端调整自身的生理机能,比如刺猬在冬眠中不吃也不动,甚至呼吸频率都极低,心跳也降低到每分钟10-20次!身体热量消耗极少,仅为正常状态的1/10都不到,冬眠的动物体温下降、新陈代谢作用变得非常缓慢,因此冬眠也可以认为是动物的待机状态

蛙类随环境温进入度冬眠与苏醒的过程,这是被动式的一种冬眠,动冬眠结束到彻底恢复时间很快!

二、人类能冬眠吗?

从哪个条件来看人类都没打算冬眠,因为人类造房子并且储备粮食准备过冬,而且冬天也是一个交流与学习的过程,白白冬眠不是非常可惜?其实不然,很多恶劣条件下,主动和被动式无论哪种都可以足以让人类减少消耗,度过恶劣的季节,当然现在已经不存在这样的问题,但未来的星际航行需要、极端条件下也需要,比如直接以冬眠到达医疗条件更好的未来等,对于人类来说有这项技能绝对是可以适应更恶劣的生存环境!

NASA在“人工冬眠”技术的研究上也走在前列,一直都在努力如何降低人体的体温和代谢水平,但却维持正常的身体机能,以备在未来180天的火星之旅中能够用上它!

中国科学院深圳先进技术研究院的王虹则发现了如何降低小白鼠的温度并且在短期内重新恢复的过程,实验中,小鼠的体温在两小时内被人为地从37摄氏度降到了27摄氏度。在这个过程中并没有观察到体温降低给小白鼠身体机能带来的损伤!这表明人类在干预哺乳动物的冬眠的道路上已经走出了坚实的一步,期望未来能实现人工冬眠的技术!


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