研究动物冬眠，治疗人类疾病

动物的冬眠是一种让人羡慕的本领。遇到严寒或食物匮乏的时期，让身体进入冬眠状态，待到外部环境好转了，再起来活动，这是非常高明的生存策略。

据研究，很多哺乳动物的祖先是有冬眠能力的，至于人类的祖先是否保有这种能力，目前还不太清楚。但不管怎么说，大部分科学家肯定，我们身上依然保留着与冬眠相关的基因或大脑回路，只是它们长期处于“失活”状态，如果我们找出它们，并设法激活，人类也可能恢复(或部分恢复)冬眠的本领。这不仅可以解决长途载人的太空旅行等重大问题，也会给我们的健康带来莫大的好处。

冬眠有各种形式

一说到冬眠，我们可能就想到睡眠。虽然大多数动物的冬眠确实是一种酣睡状态，但两者并没有必然的联系。睡眠是以大脑活动降低为标志的一种迟钝状态，而冬眠则是以新陈代谢率大幅度降低为标志的一种迟钝状态，两者的衡量标准不同。所以，即使在大脑清醒的状态下，只要身体的新陈代谢率大幅度降低，我们也可称之为“冬眠”，而且这种冬眠在自然界也的确存在。

冬眠以体温和新陈代谢的降低为标志，但降低的幅度和持续时间因不同种类的动物而异。体温下降幅度可以很大，下降几十摄氏度;也可以很小，只下降几摄氏度。新陈代谢的需求可以减少到接近零，也可以只降低10%到20%。一些动物的冬眠状态可以一直持续数个月，而另一些动物在冬眠期间经常在冬眠状态和正常状态之间来回切换。

所以，在哺乳动物中，冬眠是一个范围很宽的概念，有极端的冬眠，也有温和的冬眠。极端冬眠一般为小型动物所采用，在爬行动物、两栖动物甚至昆虫中也很常见，如睡鼠、刺猬和蝙蝠。一个例子是十三纹地松鼠。它能把体温降到只勉强高于环境温度，在没有食物或水的情况下持续超过6个月。在这种情况下，身体的许多功能都暂停了，甚至能回收尿液中的尿素，因为尿素含氮，而氮是构成蛋白质的必不可少的元素。温和冬眠一般为大型动物所采用。一个例子是熊，它在冬眠时体温降低不超过6℃，新陈代谢的需求仅减少了25%。不过，在科学家眼里，体温仅降低6℃，就能让新陈代谢的需求减少25%，已经是一个不可思议的壮举。熊是如何实现的，依然是个谜。

大多数专家认为，假如我们有一天进入一种人为的冬眠状态，很可能是类似熊的温和形式。

寻找冬眠基因

要想“激活”人类自身的冬眠本领，首先需要了解动物在冬眠时体内到底发生了哪些奇怪的过程。很遗憾，虽然我们知道冬眠受基因控制，但至今没找到相关的基因。不过，这方面也有进展。

例如，十三纹地松鼠为了适应冬眠，已经进化出一些奇妙的本领：它们在进入冬眠前大吃大喝，让体重大量增加，如果这种事情发生在人身上，胰腺会超负荷工作，从而可能患上糖尿病，然而在十三纹地松鼠身上，一点事都没有;它在冬眠期间，身体能回收尿素，为肌肉补充营养，大脑中还能自动清除通常与人类老年痴呆症有关的有害斑块;当它走出冬眠时，血压的陡然升高也没给它带来不良后果。

科学家通过将十三纹地松鼠的基因组与其他50多种冬眠和非冬眠的哺乳动物的基因组进行比较，已经确定了参与上述过程的一些分子，它们似乎具有防止高血压、冠心病和心脏感染的功能。这些分子有望未来用于制造治疗人类相关疾病的药物。

激活大脑回路可进入冬眠

科学家还试图了解冬眠动物大脑中发生的变化。研究重点是一种叫做“腺苷”的神经递质。腺苷通常与睡眠有关：当腺苷与大脑海马体上的受体结合时，神经活动会减慢，你会感到困倦。但腺苷似乎也涉及冬眠过程。当科学家给北极地松鼠服用药物，激活大脑中传递腺苷的回路时，它们自发地进入了冬眠的状态，但是有个条件：只有在冬天当地松鼠已做好了冬眠准备的时候才起作用。为什么会这样仍是个谜。

为了了解腺苷对不冬眠的哺乳动物有何影响，科学家后来在大鼠身上做了类似的实验。实验虽然没有产生在地松鼠身上看到的效果，但他们发现，服用腺苷药物，提高大鼠大脑中腺苷的水平，会大幅度降低它们的体温。而且，一般情况下，体温大幅度降低会有不良反应，如颤抖，可是大鼠服用腺苷药物大幅度降低体温时，却没有引发这种不良反应。这是令人兴奋的。这一发现有个潜在的用途。在人类中，经常需要在低温下做心脏或脑外科手术，但低温下病人身体会颤抖，影响手术的进行，而目前用于抑制颤抖的药物在非常低的温度下不起作用。如果换成腺苷药物，就能让体温大幅度降低的同时，又能避免颤抖。

腺苷的另一个作用是控制“体温调节反转”。在哺乳动物中，当体温骤降时，正常的生理反应是身体转向燃烧棕色脂肪，因为棕色脂肪中含有线粒体，可以制造能量并产生热量。这是身体保持体温的本能反应。但是在动物冬眠期间，发生的情况却恰好相反，虽然也是体温骤降，但反而抑制产热，在体温升高，准备结束冬眠时，才会促进产热。这就叫体温调节反转。

科学家发现，给大鼠服用药物，激活传递腺苷的大脑回路，可以诱导大鼠体温调节反转，从而进入冬眠状态。因为大鼠的大脑结构与人类相似，所以科学家相信，这种诱导体温调节反转的大脑回路在人类大脑中也存在，只是我们不知道如何去激活它而已。

科学家还将目光投向了脑干中一个称为“中缝苍白核”的脑区。他们发现，抑制大鼠和猪的这一脑区的神经活动，可以导致体温降低，进入类似于冬眠的一种迟钝状态。研究表明，中缝苍白核接收来自下丘脑的信号，而下丘脑是控制冬眠的另一个关键脑区。换句话说，下丘脑下达冬眠的命令，而中缝苍白核负责实施。

不冬眠也能得冬眠的好处

我们研究冬眠，不仅仅是为了恢复人类的冬眠本领，也是为了了解身体在控制新陈代谢方面的灵活性，以便治疗很多与代谢有关的现代病，如肥胖症、糖尿病、老年痴呆症，等等。

对冬眠的研究，也有助于为抗衰老提供新的见解。科学家早就注意到，同样体型的动物，冬眠者往往比非冬眠者寿命更长，比如蝙蝠的寿命就大过小鼠很多倍。对蝙蝠和旱獭的最新研究表明，在冬眠期间，它们的身体衰老得更慢。

人们研究冬眠至少有一个世纪了，但冬眠至今依然是一个谜。不过，技术的进步正在加快这一领域的研究步伐。假如科学家有一天解开了冬眠的种种奥秘，也许我们不必真正进入冬眠状态，就能得到冬眠的种种好处。