«Консервируем» мозг в спячке – и летим покорять Вселенную!

Европейское космическое агентство разрабатывает способ «консервация» экипажа в длительных рейсах к другим звездам и планетам.

Лететь к другим мирам – пусть даже и безжизненным – все равно когда-нибудь человечеству придется. Так, например, Роскосмос, NASA, ESA (Европейское космическое агентство) планируют совместные пилотируемые полеты уже в первой половине ХХI века. Разрабатывают собственные проекты Китай и Япония. Но лететь придется долго. Только до Марса в одну сторону почти полтора года. А если вылететь за пределы Солнечной системы, например к Альфе Центавра, то придется потратить на путешествие годы. Учитывая, что полет будет проходить главным образом под контролем автоматики и участия астронавтов не потребует, получится, что люди окажутся чуть ли не в многомесячном заключении без необходимости выполнять какую-либо работу, а это опасно, прежде всего, для самих астронавтов. И вот для того, чтобы космические путешественники переносили эти длительные полеты комфортно, сначала фантасты, а потом и ученые взялись за решение проблемы «консервации» экипажа.

Вариантов предлагалось множество. Самый фантастичный – это консервация мозга, который после прилета на другую планету робот-хирург пересадит в клон человека. Более реалистичный – заморозка тел. Но до сих пор непонятно, как гарантированно сохранить человека живым после такой процедуры, ведь замерзшая вода разрывает клетки. Различные химические «антиобледенители» – это пока из области экспериментов.

В последнее время стал серьезно рассматриваться другой способ «консервации» – гибернация. Это очень глубокий сон с многократным замедлением обмена веществ. По замыслу сторонников такой технологии, этот сон должен быть похож на зимнюю спячку бурых медведей. Сон длительный, однако вовсе не приводящий к необратимым изменениям организма. То есть ученые хотят «включить» у астронавтов такие биологические механизмы, которые позволят погрузить их в сон и снизить жизнедеятельность организма до абсолютного минимума.

У различных животных эти механизмы выглядят по-разному: соня, например, погружается в такой глубокий сон, что температура тела животного падает практически до нуля, и метаболизм оказывается сильно подавленным. Бурый медведь впадает в оцепенение при сохранении почти нормальной температуры тела, хотя его сердцебиение замедляется вчетверо. На протяжении 3–7 месяцев его обмен веществ также оказывается подавленным.

Изучением гибернации и способов введения в такое состояние людей стало заниматься Европейское космическое агентство. Проект называется Aurora. В нем участвуют несколько крупных европейских ученых из разных университетов. Один из них – Марко Биджиоджера из итальянского университета Павии. Недавно он и его коллеги подобрали вещество под названием DADLE – в чем-то сходное по структуре с опиумом, которое оказывает на субклеточные процессы удивительное действие: оно может тормозить деятельность живых клеток.

– Молекула DADLE, – объясняет профессор Марко Биджоджера, – сходна с теми, что мы обнаружили в мозге человека, и одновременно напоминает протеин, инициирующий спячку у животных, которые в нее впадают в соответствующее время года. С его помощью снижается потребность клеток в энергии, вне зависимости от того, изолированы ли эти клетки в культурах, или находятся они в живых организмах. Нам бы очень хотелось понять соответствующие базовые механизмы и, вооружившись этим знанием, попытаться воссоздать состояние гибернационного метаболизма у животных, а потом и у человека.

В этом исследовании задействованы также и ученые из университета Вероны. Они вводили DADLE в организмы грызунов, к чьим телам были подключены сенсоры измерения температуры, скорости сердцебиения и других процессов жизнедеятельности. После того как физические характеристики крысы, которой ввели DADLE, сравнили с показателями обычной крысы, выяснилось, что через четыре часа после инъекции активность первой заметно снизилась.

Ученые полагают, что со временем им удастся добиваться погружения живых существ в спячку, используя химические соединения. Но в том, что касается человеческого организма, вопрос остается еще весьма сложным. Трудности перехода от клеток к животным и к человеку – очевидны. Чем более сложный организм, тем сложнее просчитать все эффекты столь необычной технологии «суперсна». Но если удастся погрузить астронавтов в спячку, то получится существенно сэкономить на удовлетворении их естественных потребностей. Ведь для глубоко спящих людей нужно меньше кислорода, воды, на всю экспедицию потребуется меньше пищи, сами помещения корабля могут быть меньше. Ведь в очень длительном полете, проходящем обычным образом, говорят специалисты, эти помещения необходимо существенно расширять уже только по одним психологическим причинам. А компактные, но толстостенные спальные капсулы могут стать для людей и хорошей защитой от космических лучей. Ученых даже не пугает возможность нештатной ситуации вроде пожара – с нынешним темпом развития электроники и робототехники корабль будет достаточно надежен и способен автоматически реагировать в случае аварии.

Когда же человечество сможет применить эти открытия на практике? Еще в 2002 году NASA прорабатывало концепцию гигантского корабля Human Outer Planets Exploration (HOPE) Callisto. Это были лишь самые общие наброски, показавшие, что теоретически возможно отправить шестерых людей в пятилетний полет на Каллисто, один из спутников Юпитера, включая 30 дней пребывания на ее поверхности. Такой рейс мог бы стать реальностью около 2045 года. Европейские эксперты подчеркивают, что именно для такого полета и было бы разумно использовать гибернацию. Для него специалисты по космической медицине уже даже начали разрабатывать специальные спальные капсулы, в которых автоматика будет поддерживать необходимые параметры среды и контролировать состояние спящих людей. Так мы и покорим Вселенную – во сне?