睡梦中的远行

文| 马迪

不管是科幻小说家还是美国和欧洲的航天局官方都认为“可控的冬眠是载人太空飞行中一种改变游戏规则的技术”。

2003年，美国航空航天局的几位专家发表了一篇有趣的概念性研究论文，主题是人类未来对外太阳系的探索。项目详细规划了未来人类要如何“冲出太阳系”，并将战略中继目标定为围绕木星运转的一颗卫星，即木卫四，认为那里位置绝佳，可以建立基地，为更远的探索提供燃料支持。论文脑洞大开，还预言了人类将在2045年（或更晚的时候），首次派6名宇航员飞往木卫四。而这一去，光是飞行时间就长达5年之久。

宇航员为什么必须休眠？

论文中没有提到宇航员将如何生活，但我们也不难想象：躺进休眠舱，设定好时间，一觉醒来，木卫四就在不远的前方……为什么休眠会成为未来星际航行必备的关键技术？

首先，远离地球熟悉的环境，长年累月只能在狭小的飞船里生活，这对任何人来说都是一个巨大的挑战，特别是精神层面上。如果可以通过“低温休眠”的方式睡过去，避免长期的思乡之苦，减轻心理压力，还可以保持身体的年轻状态，这样的诱惑恐怕没人能拒绝。

其次，太空中没有资源补给，宇航员的饮食都需要从地球带过去，长距离飞行如何携带、保存食物？如何降低随之而来的重量和成本？“低温休眠”的第二大好处就是宇航员在绝大部分时间里不需要进食或饮水，甚至不会产生很多生理废物。有研究估算，仅这一项，航天器的质量就可以减少1/3。

休眠的第三个好处是有利于宇航员本人的健康。宇宙中充满了各种各样的射线，在地球上时，地球强大的磁场能够保护我们不受辐射攻击，但身处太空环境的宇航员则失去了这种保护，唯一的应对方法就是加强太空舱的辐射屏蔽能力。人造休眠舱显然可以增加一层屏蔽能力，让宇航员更安全。

总之，不管是科幻小说家还是美国和欧洲的航天局官方都认为“可控的冬眠是载人太空飞行中一种改变游戏规则的技术”。

人类为什么不冬眠？

历史上，农民、猎人和博物学家都观察到了动物冬眠的现象，比如18世纪的欧洲流传一个故事：从秋天开始，野外的土拨鼠数量就会不断减少、消失，在春天又会重新出现。故事推测，土拨鼠在消失的这几个月中，都进入了昏睡状态。1865年法国生理学家克劳德·伯尔纳描述了动物冬眠的几个基本特征，拉开了对动物冬眠的研究序幕。

冬眠的动物种类虽不同，但都有类似的代谢特征：减缓新陈代谢，不同程度降低身体的能量需求。哺乳动物中已知的最低记录是一种北极松鼠，它们的体温最低可以达到-2℃。冬眠的动物如熊或土拨鼠，要么进入完全冬眠状态，有效地长时间睡眠，要么进入一种周期性睡眠，在冬季会多次醒来。甚至蛇之类的冷血动物，不但会冬眠，还会在夏天高温的时候进行“夏眠”，随心所欲地进入“待机状态”。

这种机体自主抑制能量消耗的非活动状态，是动物在遇到不利环境时的应对策略，是适应环境的最生动的实例，但是人类却并不拥有这个本领。我们进化学上的祖先生活在亚热带和热带，完全没有冬眠的需要，在过去大约10万年里才迁移到温带和靠近北极的寒冷地区，这点时间根本不够进化出冬眠所需的代谢适应能力。

体温的开关在哪里？

冬眠的奥秘，很多人认为，应从体温研究起。我们可以控制动物的体温升降吗？

早在19、20世纪，人们就认识到下丘脑是体温调节的中枢，然而传统电极实验的方法无法精准地找出具体的神经元，最终还是靠遗传生物学的方法标记出了大脑中的“体温开关”。

研究人员通过实验，将新生小鼠下丘脑中的神经元挑出来进行单细胞培养，再给它们热刺激，观察这些神经元对热的反应，终于发现了表达TRPM2基因的神经元对热很敏感。随后，实验人员给小鼠的大脑注射了特定药物和蛋白质去激活TRPM2神经元，成功观察到小鼠体温在2小时内从37℃降到了27℃。十几个小时后，随着药物的代谢，小鼠的体温又回归到正常水平，并没有明显的健康损伤。这说明被激活的TRPM2神经元就是小鼠大脑中的温度控制器，可以直接命令小鼠的身体加快散热、降低体温。

诱导性降低体温仅仅是冬眠研究的一小步，摆在人类面前的问题还有很多。《三体》作者刘慈欣将冬眠技术称为“人类在时间上的首次直立行走”，其重要性完全不亚于征服宇宙的星辰大海。前者决定人类能活多久，后者决定人类能走多远。