Κρυογονική: Γίνεται να τεθούν οι αστροναύτες σε κώμα για ταξίδια στο διάστημα όπως στην ταινία Project Hail Mary;

Φανταστείτε να ξυπνάτε, ζαλισμένοι και αξύριστοι, μέσα σε ένα διαστημόπλοιο που ταξιδεύει έτη φωτός μακριά από τη Γη. Έτσι αρχίζει η ιστορία του Ράιλαντ Γκρέις, που υποδύεται ο Ράιαν Γκόσλινγκ, στη νέα ταινία επιστημονικής φαντασίας Project Hail Mary. Ο ήρωας, καθηγητής φυσικών επιστημών σε γυμνάσιο, έχει σταλεί σε μια αποστολή για να σώσει τον Ήλιο από τον αφανισμό σχεδόν με το… ζόρι

Η ταινία βασίζεται σε μεγάλο βαθμό στην επιστήμη, από την αναφορά σε υπαρκτά άστρα, όπως ο Tau Ceti, έως την απεικόνιση της τεχνητής βαρύτητας. Πέρα από κάποιες δόσεις «αμφίβολης» κβαντικής φυσικής και τους φανταστικούς μικροοργανισμούς που καταναλώνουν ενέργεια του Ήλιου, που περιγράφονται ως «Αστροφάγοι», «όλα τα υπόλοιπα ακολουθούν καθιερωμένους νόμους φυσικής και επιστήμης», ανέφερε ο συγγραφέας του ομώνυμου μυθιστορήματος και παραγωγός της ταινίας Άντι Γουίαρ, σε συνέντευξή του στο περιοδικό Scientific American.

Αλλά πόσο ρεαλιστική είναι η σκηνή όπου ο ήρωας ξυπνά από τον ύπνο του; Η επιστήμη απαντά: ναι και όχι.

Στο βιβλίο, ο Γκρέις αντιλαμβάνεται την κατάστασή του ως κάτι παρόμοιο με ιατρικά προκληθέν κώμα ή μια μορφή «αναστολής ζωτικών λειτουργιών». Είναι συνδεδεμένος με ορούς και σωλήνες σίτισης, ενώ λαμβάνει «συνεχή ιατρική φροντίδα» από ένα ρομπότ του σκάφους. «Ό,τι χρειάζεται ένα σώμα», γράφει ο Γουίαρ.

Ωστόσο, η διατήρηση ενός ανθρώπου σε φαρμακολογικό κώμα για μακροχρόνιο διαστημικό ταξίδι θα ήταν εξαιρετικά δύσκολη, εξηγεί ο Ματέο Τσέρι, αναπληρωτής καθηγητής φυσιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Μπολόνια. Μια τέτοια κατάσταση δεν θα επιβράδυνε ουσιαστικά τον μεταβολισμό, πράγμα που σημαίνει ότι οι ανάγκες του σώματος σε τροφή και οξυγόνο θα παρέμεναν ίδιες. Επιπλέον, «σε κάποιο σημείο τα φάρμακα γίνονται τοξικά», σημειώνει.

Η έρευνα για το τεχνητό κώμα που μοιάζει με… χειμέρια νάρκη

Υπάρχει, ωστόσο, η δυνατότητα να μειωθεί ο μεταβολισμός μέσω μιας κατάστασης που μοιάζει με τεχνητή χειμερία νάρκη ή «synthetic torpor». Πολλά ζώα, όπως οι αρκούδες και τα χάμστερ, μειώνουν τον ρυθμό μεταβολισμού και την κατανάλωση οξυγόνου κατά τη διάρκεια του ύπνου αυτού του τύπου. Άλλα, όπως οι σκίουροι του εδάφους, πέφτουν σε πραγματική χειμερία νάρκη, μειώνοντας τη θερμοκρασία του σώματος και τις ενεργειακές τους ανάγκες για μήνες.

«Η ζωή συνεχίζεται, αλλά πολύ αργά. Είναι σαν να επιβραδύνεται το ρολόι της ζωής και κάθε δευτερόλεπτο να διαρκεί περισσότερο», εξηγεί ο Τσέρι. Θεωρητικά, «η συνθετική νάρκη θα μπορούσε να λειτουργήσει και στους ανθρώπους», προσθέτει. Ο ίδιος προεδρεύει ομάδας έρευνας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ESA) που μελετά πώς μπορεί να προκληθεί τεχνητή νάρκη σε ανθρώπους για διαστημικά ταξίδια.

Η μέθοδος θα είχε σημαντικά πλεονεκτήματα, όπως η μείωση των ενεργειακών απαιτήσεων και η προστασία από την ακτινοβολία, καθώς τα χαμηλότερα επίπεδα οξυγόνου στους ιστούς φαίνεται να ενισχύουν την ανθεκτικότητα. «Η ακτινοβολία είναι το νούμερο ένα πρόβλημα στην εξερεύνηση του διαστήματος», υπογραμμίζει. «Δεν υπάρχει λύση προς το παρόν».

Κρυογονική και επιστημονική φαντασία

Αν και κανείς δεν έχει καταφέρει ακόμη να προκαλέσει νάρκη σε άνθρωπο, ο Τσέρι και οι συνεργάτες του έχουν πετύχει να το προκαλέσουν σε αρουραίους, που δεν το κάνουν φυσικά. Με έγχυση φαρμάκων σε συγκεκριμένο σημείο του εγκεφαλικού στελέχους, «ξεγέλασαν» τον εγκέφαλο ώστε να εισέλθει σε συνθετική νάρκη. Ωστόσο, για λόγους ασφαλείας, δεν είναι ακόμη εφικτό να εφαρμοστεί σε ανθρώπους.

Μια άλλη πιθανή προσέγγιση, δημοφιλής στην επιστημονική φαντασία –από το Alien και το Avatar έως το Futurama– είναι ο λεγόμενος «cryosleep», δηλαδή η κατάψυξη του σώματος ώστε να επανέλθει αργότερα χωρίς να προκληθεί θάνατος. Αν και δεν έχει εφαρμοστεί ποτέ στην πράξη, κάποιοι επιστήμονες θεωρούν ότι είναι εφικτό, τουλάχιστον θεωρητικά.

«Πιστεύω ότι η αναστρέψιμη ανθρώπινη κρυογονική θα γίνει τεχνικά δυνατή», δηλώνει ο Αλεξάντερ Γκέρμαν, ερευνητής μοριακής νευρολογίας στο Πανεπιστήμιο Friedrich-Alexander του Έρλανγκεν-Νυρεμβέργης. Όπως εξηγεί, στη φύση υπάρχουν παραδείγματα: τα tardigrades «υαλώνονται» (παγώνουν), οι σιβηριανές σαλαμάνδρες επιβιώνουν παγωμένες για χρόνια, ενώ οι αρκτικοί σκίουροι αντέχουν εβδομάδες σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Αυτό, λέει, «θέτει το ερώτημα γιατί να μην διαθέτουν και οι άνθρωποι μια λανθάνουσα βιολογική ικανότητα, αν βρούμε τις κατάλληλες μεθόδους».

Σε πρόσφατη μελέτη, ο Γκέρμαν και η ομάδα του κατάφεραν να ανακτήσουν εγκεφαλική δραστηριότητα σε τμήματα εγκεφάλου ποντικιών μετά από πάγωμα στους –196°C. «Αυτό δείχνει ότι η αναστρέψιμη κρυογονική είναι δυνατή, τουλάχιστον θεωρητικά, αν και απέχουμε πολύ από την πρακτική εφαρμογή», σημείωσε.

Το βασικό πρόβλημα της κρυογονικής, όπως εξηγεί ο Τσέρι, είναι ότι όταν το νερό παγώνει, διογκώνεται και σχηματίζει κρυστάλλους που μπορούν να καταστρέψουν τα κύτταρα. Αν οι επιστήμονες καταφέρουν να ξεπεράσουν αυτό και άλλα ζητήματα, όπως η τοξικότητα των χημικών υάλωσης, «θα πρόκειται για επανάσταση, γιατί θα επιτρέψει ταξίδια απίστευτης διάρκειας στο διάστημα».

Το λάθος του κινηματογράφου

Ένα στοιχείο που, σύμφωνα με τον Τσέρι, οι περισσότερες ταινίες επιστημονικής φαντασίας –συμπεριλαμβανομένου του Project Hail Mary– παρουσιάζουν λανθασμένα, είναι η αφύπνιση. «Αυτό που οι ταινίες κάνουν πάντα λάθος είναι το ξύπνημα. Είναι υπερβολικά άμεσο», λέει. Θεωρητικά, η ασφαλής επαναφορά από τεχνητή νάρκη ή κρυοκατάσταση θα απαιτούσε ώρες ή και ημέρες, καθώς κάθε όργανο πρέπει να «επανέλθει στη λειτουργία του». «Κάθε όργανο πρέπει να ξαναρχίσει να δουλεύει», τονίζει.