La fantascienza ha a lungo descritto una tecnologia all’avanguardia in grado di mettere temporaneamente gli esseri umani in uno stato di sospensione, consentendo ai personaggi di svegliarsi in un lontano futuro, spesso dopo lunghi viaggi nello spazio. In effetti, la base dell’animazione sospesa si basa probabilmente su una tecnologia molto più semplice, utilizzata abitualmente nelle cliniche da decenni.

I ricercatori della Washington University di St. Louis hanno utilizzato gli ultrasuoni per spingere i roditori in uno stato di conservazione dell’energia che rispecchia un meccanismo di sopravvivenza naturale simile al letargo noto come ibernazione.

In un nuovo studio pubblicato su metabolismo della naturaIl team è stato in grado di abbassare la temperatura corporea e il tasso metabolico dei topi, ottenendo alcuni degli stessi risultati nei topi che, come gli esseri umani, non vanno naturalmente in letargo. Anche se questa tecnologia potrebbe non essere ancora pronta per i viaggi interstellari, potrebbe essere utile a breve termine se si dimostra efficace negli esseri umani, aiutando a guadagnare tempo prezioso per i pazienti in terapia intensiva.

Negli anni ’60, vicino all’alba dell’era spaziale, gli scienziati iniziarono a cercare un innesco biologico per indurre artificialmente l’ibernazione, o ibernazione, negli esseri umani. Recentemente, gli studi hanno indicato una parte specifica del cervello, un’area dell’ipotalamo chiamata area preoperatoria, come sistema di controllo per tali condizioni.

“Altri ricercatori hanno sperimentato l’iniezione di sostanze chimiche in parti specifiche del cervello. Abbiamo adottato un approccio completamente diverso con gli ultrasuoni, che possono anche modulare l’attività neurale ma sono generalmente meno invasivi e poco costosi”, ha affermato il ricercatore senior Hong Chen, PhD. . Professore Associato di Ingegneria Biomedica presso la Washington University di St. Louis.

Chen e i suoi colleghi hanno progettato e fabbricato sonde ecografiche indossabili che assomigliano a cappucci rotondi e le hanno attaccate alle teste degli animali. Il team ha quindi generato onde sonore utilizzando le sonde, indirizzandole verso l’ipotalamo.

Hanno registrato la temperatura corporea, la frequenza cardiaca e il consumo di ossigeno degli animali durante gli esperimenti. Entro pochi minuti dall’inizio della procedura nei topi, tutte e tre le misurazioni sono diminuite. I ricercatori hanno anche notato che i topi, sebbene ancora svegli, erano meno attivi fisicamente.

Gli autori dello studio hanno mantenuto lo stato di ibernazione per poco più di 24 ore, dopodiché hanno spento i dispositivi e i topi sono tornati al loro normale comportamento attivo senza effetti duraturi.

Esaminando l’attività e il tessuto del cervello del topo, hanno determinato che la procedura ad ultrasuoni ha attivato i neuroni nell’area preoperatoria. Gli autori hanno anche identificato un possibile meccanismo di causalità indotta dagli ultrasuoni: una proteina, presente anche nell’uomo, che consente agli ioni di fluire e attivare questi neuroni.

Successivamente, il team ha cercato di dimostrare che la strategia potrebbe funzionare in animali non mutanti, un passaggio necessario prima che la tecnologia possa essere valutata per applicazioni umane.

“Dopo aver terminato gli studi sui topi, abbiamo provato a vedere se potevamo usare gli ultrasuoni per indurre uno stato simile nei topi, che per loro natura non vanno in letargo o vanno in letargo”, ha detto Chen.

Mentre gli effetti degli ultrasuoni erano meno pronunciati nei topi che nei ratti, il team ha comunque riscontrato una significativa diminuzione della temperatura corporea interna. Questi risultati indicano che un effetto simile all’ibernazione è stato indotto dagli ultrasuoni in un animale che non va in letargo normalmente, ha detto Chen, che è la prima cosa importante.

ha affermato Randy King, PhD, direttore del programma ecografico presso la Divisione di Scienza e Tecnologia Applicate presso il National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB).

Il team intende sviluppare ulteriormente la propria tecnica, adattando la tecnologia all’anatomia umana.

Se dimostreranno la sua capacità di indurre letargia nelle persone, gli ultrasuoni potrebbero diventare un punto fermo nel trattamento di pazienti che hanno subito un ictus o un infarto. Rallentando il metabolismo di un paziente, il metodo può ridurre i danni causati da queste condizioni, dando ai medici più tempo per selezionare e attuare un trattamento.