Un letargo ultrasonico per i viaggi spaziali

by Marco Sergio Erculiani

La conquista dello spazio passa anche attraverso questo. Sembra fantascienza che diviene realtà. Le missioni spaziali stanno diventando sempre più lunghe e la questione della salute dell’equipaggio, del cibo, del supporto vitale e della sicurezza generale diventa una questione quanto mai importante.

Questi problemi sarebbero mitigabili se l’essere umano potesse in qualche modo essere messo in uno stato di quiescenza con livelli minimi di dispendio energetico. Una qualche forma di “animazione sospesa“, che permetterebbe anche di affrontare gravi lesioni o malattie durante la missione che l’equipaggio non ha la capacità di risolvere.

Sulla Terra, molte forme di vita usano stati di torpore indotti o dalla ibernazione o dalla animazione sospesa. Per fare un esempio, i tardigradi sono in grado di fermare totalmente le loro funzioni vitali e sopportare una vasta gamma di condizioni estreme per poi svegliarsi senza apparenti effetti negativi.

L’uomo ancora non è attrezzato per questo tipo di protezione. Tuttavia, gli scienziati hanno ora trovato un modo per utilizzare gli ultrasuoni concentrati su una porzione del cervello per alterare la regolazione della temperatura e indurre uno stato di torpore in roditori che, come l’uomo, non lo fanno in maniera naturale.

Un esempio dell’utilità del letargo sarebbe quello di attendere momenti più favorevoli quando l’ambiente esterno presenta sfide climatiche rilevanti, come potrebbe capitare su alcuni mondi abitabili. Se dunque anche l’uomo riuscisse ad andare in una sorta di torpore o letargo, potrebbe essere facilitato, riducendo i requisiti di supporto vitale.

In questo stato, alcuni mammiferi e preservano energia e calore. Durante questo periodo, la loro temperatura corporea e il tasso metabolico scendono per consentire loro di sopravvivere a condizioni potenzialmente fatali come il freddo estremo o la mancanza di cibo.

Sebbene una vera e propria sperimentazione umana non sia ancora stata fatta, alla Washington University di St. Louis, un team multidisciplinare è riuscita nell’intento con alcuni topi, utilizzando gli ultrasuoni per stimolare l’area preottica dell’ipotalamo nel cervello, quella che aiuta a regolare la temperatura corporea e il metabolismo.

La scoperta è stata effettuata creando un trasduttore di ultrasuoni indossabile per stimolare i neuroni nell’area designata. Quando stimolati, i topi hanno mostrato un calo della temperatura corporea di circa 3°C per circa un’ora e le loro frequenze cardiache sono diminuite di circa il 47%. Inoltre, il loro metabolismo ha variato l’utilizzo dei nutrienti, da carboidrati e grassi per l’energia al solo grasso, proprio come accade quando gli animali vanno in letargo.

Aumentando poi la pressione acustica e la durata degli ultrasuoni, aumentava anche la diminuzione della temperatura corporea e rallentava il metabolismo, ottenendo quello che viene chiamato “ipometabolismo indotto dagli ultrasuoni”.

Questa diminuzione di temperatura è stata mantenuta per 24 ore, con una  temperatura corporea del topo di 32,95°C per poi recuperare la temperatura normale dopo che gli ultrasuoni erano stati spenti.

Attraverso il sequenziamento genetico, il team ha scoperto che gli ultrasuoni attivavano il canale ionico TRPM2 nei neuroni dell’area preottica dell’ipotalamo, un canale ionico ultrasonico sensibile a queste frequenze e che può indurre l’UIH.

Questa tecnica, insomma, ha il potenziale per permettere un’induzione non invasiva e sicura dello stato simile al torpore, perseguito dalla comunità scientifica almeno dal 1960.

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