Kan man lægge mennesker i dvale?
Det varer ikke så længe, før vi skal på langdistance rumrejser. Det ville være smart, hvis vi kunne blive lagt i en kunstig dvaletilstand og så blive vækket, når vi er nået frem til de fjerne planeter og solsystemer. Men hvor tæt er vi på, at det bliver en realitet? Hjerneforsker giver svaret.
Dvaletilstand mennesker rumrejser

Det faktum, at store pattedyr som bjørne kan gå i hi, betyder, at mennesket i teorien hverken er for stort eller energikrævende til at blive lagt i dvale. Men hvor langt er vi fra, at det lykkes? (Foto: Shutterstock)

Scenariet er næsten obligatorisk i fremtidsfilm om rumrejser:

Vi er på et rumskib, og midt i de sterile omgivelser står en række respirator-lignende kasser. Indeni kasserne ligger mennesker i dvale, og når den ønskede destination er nået, vågner de veludhvilede op til dåd, fit for fight og tilsyneladende upåvirkede af dvaletilstanden.

Rent science fiction.

Ikke desto mindre er det, hvad mange dyrearter gør, når de går i vinterdvale eller vinterhi. De sænker alle de kropslige funktioner så meget som muligt, og klarer sig igennem vinteren på deres fedtdepoter.

Men er det muligt, at lægge mennesker i dvale på samme måde?

Det spørgsmål ville være godt at finde svaret på nu, da menneskeheden snart skal på langdistance-rumfart.

En rejse til Jordens nærmeste planet, Mars, tager cirka otte måneder med den nuværende teknologi. Hvis vi en dag får lyst til at besøge et andet stjernesystem, kommer rejsen til at tage flere år, selv hvis vi rejste med lysets hastighed.

Hvis vi kunne gå i vinterhi, ville disse afstande både være betydeligt mindre udmattende for astronauterne, samt det ville gøre dem i stand til at spare på vigtige ressourcer.

LÆS OGSÅ: Mars-rejse vil forvandle astronauter til oldinge

Dvaletilstanden er effektiv energisparemetode

Jeg er neuroforsker og i øjeblikket en del af et team, som er blevet bedt om at finde ud af om - og i så fald hvordan - man kan lægge mennesker i dvale.

Det er stadig et åbent spørgsmål, men i i teorien kan vi ikke udelukke, at det er muligt.

Det lader til, at dvaletilstanden hos dyr er opstået som en effektiv måde at fylde tiden i de perioder af året, hvor der egentlig ikke har været grund til, at visse dyr var aktive, eksempelvis når der var mangel på føde.

Vintersøvn, -dvale eller –hi. Kender du forskellen?


Vinterdvale er det samme som vinterhi og må ikke forveksles med vintersøvn.

Når der opstår fødemangel, og gennemsnitstemperaturen udenfor bliver lav, går nogle dyr i dvale.

Når dyrene går i dvale, sker der en masse ændringer i kroppen:

Vejrtrækningen minimeres, stofskiftet reduceres, hjertefunktionen dæmpes og kroppens temperatur sænkes.

Et eksempel er pindsvinet, som typisk går i vinterhi i løbet af efteråret og helt frem til foråret. Her ligger det i sin rede af blade, græs og mos, og dets kropstemperatur sænkes helt ned til 2 grader C.

Pulsen falder til kun 10 slag/min, hvor den normalt er omkring 180 slag/min. Dyret nedsætter vejrtrækningen så meget, at det kun er nødvendigt, at trække vejret 1 gang i timen.

Også hugorm, snog, birkemus, hasselmus, flagermus samt flere insekter går i dvale.

Insekternes blod indeholder blandt andet glycerol og alkoholer, der virker som en slags frostvæske.


Når et dyr sover vintersøvn, sker der ikke de samme store fysiologiske ændringer i kroppen som hos de dyr, der går i dvale.

Pulsen og temperaturen kan dog godt sænkes lidt i forhold til normalen, men ellers sover de blot mere end normalt for at forbrænde så lidt energi som muligt.

Egernet er et godt eksempel på et dyr som sover vintersøvn. Det kan sove flere dage i træk, når det er koldt. På mildere vinterdage kommer det frem af reden for at finde sine forråd, så den kan genopbygge ny energi.

Også grævlingen, mårhunden og de fleste mus sover i længere eller kortere perioder vinteren igennem.

Dvale indtræder ofte på bestemte årstider med ressourceknaphed eller ugunstigt klima (kulde, tørke), og tilstanden er derfor en del af mange dyrs årsrytme.

Den ægte dvaletilstand med reduceret kropstemperatur og stofskifte forekommer, når de kemiske reaktioner, der holder en organisme i live, bliver nedsat.

Hjertefrekvensen, åndedrættet og forbrændingen sænkes dramatisk, og kropstemperaturen falder.

LÆS OGSÅ: Ny bog: Rummet kan gøre den sejeste astronaut syg

Teoretisk muligt at lægge mennesker i dvale

Hvornår og hvor længe dyr går i dvale, varierer meget - lige fra flere måneder om året til blot et par timer dagligt over et par måneder.

Visse dyr, som for eksempel mus og kolibrier, går dagligt i dvale, hvis de har behov for at spare på energien.

Andre som pindsvin og bjørne kan gå i dvalelignende tilstande i længerevarende perioder almindeligvis om vinteren (det kaldes vinterhi).

Det faktum, at store pattedyr som bjørne og primater samt dværgfedthalelemuren (Cheirogaleus medius), der stammer fra Madagascar, kan gå i hi, betyder, at mennesket i teorien hverken er for stort eller energikrævende til at blive lagt i dvale.

Heller ikke vores evolutionære oprindelse forhindrer os i at gøre det, da man kan finde dyr, der går i hi, på tværs af alle typer af pattedyr.

LÆS OGSÅ: ’Astronauter’ smugtræner til Mars-rejse

Allerede i klinisk brug

Kontrolleret hypotermi (nedkøling) og metabolisme (forbrænding) er allerede klinisk i brug, eksempelvis i forbindelse med hjertekirurgi og for at beskytte væv mod skade, når blodgennemstrømningen er reduceret - eksempelvis efter et slagtilfælde.

Når man sænker kropstemperaturen og metabolismen, har cellerne behov for mindre ilt, hvilket optimerer deres overlevelse under forhold med meget lidt eller ingen ilt.

Den kunstige nedkølingsproces af mennesker ligner den spontane dvaletilstand blandt dyr, fordi den omfatter reduceret vejrtrækning, puls og stofskifte.

LÆS OGSÅ: Patienter i respirator skal holdes vågne

Vi ved ikke, hvordan dyrenes dvale starter

Når man sænker et menneskes kropstemperatur ved at blokere den naturlige termoregulering, kræver det en aggressiv brug af præparter.

Men den afgørende forskel på menneskets og dyrenes brug af dvale er, at dyrene ser ud til at vide, hvordan de sikkert og spontant kan gå i dvale.

En af vanskelighederne ved at reproducere dyrenes dvaletilstand er, at vi ikke rigtig ved, hvordan dyrene starter og vedligeholder processen.

På trods af en hel del forskning er der endnu ikke fundet mange endelige svar.

Det er muligt, at dvaletilstanden er udløst fra ‘bunden af og opad’; dvs., at den starter med molekulære forandringer i kroppens enkelte celler.

Men det er også muligt, at det sker fra ‘toppen og nedefter’; at nervesystemets signaler eller hormoner spiller en rolle.

Dvaletilstand mennesker rumrejser

Pindsvinet går typisk i vinterhi i løbet af efteråret og helt frem til foråret. Her ligger den i sin rede af blade, græs og mos og dens kropstemperatur sænkes helt ned til 2 grader C.
(Foto: Dimph Gleeson via Flickr)


Påvirker ikke kun kroppen, men også hjernen

Der er et væsentligt problem ved en mulig menneskelig dvaletilstand; nemlig hvilken betydning det kan få på hjernen.

Dyr, der går i hi, kommer ofte ud af dvaletilstanden - nogle gange bare for et par timer eller dage - men de sover tit igennem denne ‘vågne’ dvaletilstand. På lignende vis sover dyr, der vågner fra en daglig dvaletilstand, også dybt.

Det har fået visse forskere til at foreslå, at dyrene opbygger et søvnunderskud, mens de er i dvale, og efterfølgende regelmæssigt har behov for at kompensere for denne søvnmangel, selvom vi har en tendens til at betragte dvale som en lang søvnperiode.

Det ved vi, fordi der er påfaldende ligheder mellem hjernebølgerne i et dyr, der lider af søvnmangelm, og et dyr, der lige er vågnet fra dvalen.

LÆS OGSÅ: Vegetative patienter kan være ved bevidsthed

Ligheder mellem søvnmangel og dvale

Det er måske, fordi dvaletilstandens lave metabolisme og kropstemperatur er associeret med aktivitet i de hjerneregioner, der typisk er forbundet med søvnmangel.

Men det kan også være, at dvaletilstanden ændrer hjernen på en måde, der kan gøre skade, hvis den ikke bliver restitueret gennem søvnmekanismerne.

Dvaletilstand mennesker rumrejser

Insekter kan tåle hård frost, fordi deres blod indeholder glycerol, alkoholer og andre stoffer, der virker som frostvæske.
(Foto: Dimph Gleeson via Flickr)

 

Hjernen er meget sensitiv over for iltmangel og har derfor behov for beskyttelse i den periode, hvor blodgennemstrømningen og ilttilførslen er reduceret.

Afgørende at studere, hvordan erindringer bevares

Dvaletilstanden påvirker også hjernen ved at reducere og reorganisere de synaptiske koblinger, som danner grundlaget for vores følelser.

Dyreforsøg med blandt andet flagermus har vist, at de fleste erindringer er intakte, selv efter mange måneder tilbragt i en tilstand i næsten fuldstændig neural dvale.

Men det lader til, at der bliver passet bedre på visse erindringer end andre, som eksempelvis evnen til at genkende de nærmeste slægtninge.

Så det er af afgørende betydning, at vi studerer, hvordan erindringerne opbevares og bevares gennem længerevarende dvaletilstande.

LÆS OGSÅ: Hjerneskadede husker følelser trods hukommelsestab

Brug for mere forskning

Selvom vi stadig er usikre på, om det er sikkert for mennesker at være i dvale i længere tid, kan forskningen, der undersøger potentielle mekanismer, levere den særlige indsigt, der er nødvendig for, at det kan blive en realitet.

De seneste teknologiske fremskridt og nye farmakologiske og genetiske redskaber har allerede vist stort potentiale i evnen til at inducere eller manipulere søvn.

Men for fuldt ud at forstå, hvordan vi sikkert lægger mennesker i dvale, vil vi sandsynligvis være nødt til at dissekere centrale hjernekredsløb og identificere de centrale molekylære stier, der regulerer de menneskelige søvnfunktioner.

Vladyslav Vyazovskiy hverken arbejder for, rådfører sig med, ejer aktier i eller modtager fondsmidler fra nogen virksomheder, der vil kunne drage nytte af denne artikel, og har ingen relevante tilknytninger. Denne artikel er oprindeligt publiceret hos The Conversation.

The ConversationOversat af Stephanie Lammers-Clark

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.