Nature子刊：陈红团队通过超声脉冲诱导冬眠样状态

蛰眠（Torpor）是一种类似冬眠的生理状态，在此状态下哺乳动物会抑制代谢，降低体温，并减缓其他生理过程以保存能量。这一状态被认为是受到中枢神经系统（CNS）控制。超声波能够以非侵入性方式穿透头骨聚焦于脑，并且如果集中在神经上，已被表明能够激活动物的神经细胞。

2023年5月25日，圣路易斯华盛顿大学陈红团队在 Nature 子刊 Nature Metabolism 上发表了题为：Induction of a torpor-like hypothermic and hypometabolic state in rodents by ultrasound（超声诱导啮齿动物进入类似冬眠的低体温低代谢状态）的研究论文。

该研究显示，通过定向头部的超声脉冲可诱导在小鼠和大鼠中出现可逆的冬眠样状态。这一非侵入性方法暂时激活了脑中的神经细胞，导致降低体温、减缓代谢，或可应用在未来的医疗或潜在长距离宇宙飞行中。

研究团队开发了一个超声发射器，可安装在自由活动的小鼠头部。他们针对下丘脑视前区施加了10秒超声脉冲，已知这一脑区调节冬眠活动。这一活动在雌鼠和雄鼠中激发了即时体温下降数度（平均3-3.5°C），同时都伴有心率下降和氧消耗下降，在2小时内这些动物就完全恢复了。

研究团队随后结合超声发射器和一个自动系统，会在体温开始上升时发射重复超声脉冲，从而将实验动物的这一类蛰眠状态维持高达24小时，而没有伤害或不适的迹象。该研究还表明，这一技术在12只大鼠身上生效了（这种动物通常不会自然冬眠），虽然它们体温仅下降1-2°C。研究团队认为，这表明这一调节代谢反应的生理过程可能在非冬眠哺乳动物身上也存在。

尽管还需更多研究来调查这一方法对人类是否安全，但研究团表示，这种延缓代谢、降低体温的非侵入性、可逆技术，在医学上可能可以应用于急救或急性重病，或对未来长距离星际旅行有所帮助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s42255-023-00804-z