El estado de hibernación puede ser inducido artificialmente mediante la tecnología de pulsos ultrasónicos, según un nuevo estudio. Este avance podría ayudar a los futuros astronautas a hibernar en misiones espaciales de larga duración.
En este estudio, ratones que no hibernan naturalmente, lograron alcanzar un estado conocido como torpor. El torpor es un estado similar al sueño que algunos mamíferos y aves pueden entrar para conservar energía. En este estado, la temperatura corporal y el metabolismo se reducen drásticamente para resistir condiciones ambientales potencialmente fatales, como el frío extremo o incluso cuando escasea la comida..
¿Cómo se logró este estado?
El equipo de la Universidad de Washington en St. Louis utilizó ultrasonido no invasivo para estimular una área del cerebro conocida como preóptica del hipotálamo, que regula la temperatura corporal y el metabolismo.
Cuando se estimuló en ratones, mostró una caída de casi 3 grados en la temperatura corporal durante una hora. Además, el metabolismo de los ratones para el consumo de energía pasó de usar tanto carbohidratos como grasa a depender solo de la grasa, una de las características críticas para lograr el torpor. Durante este estado, sus ritmos cardíacos también disminuyeron en un 47 por ciento.
Científicamente hablando, la presión acústica aumentada y la duración del ultrasonido resultaron en una temperatura corporal más baja y un metabolismo más lento, lo que se conoce como hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonido (UIH).
«Desarrollamos un controlador de retroalimentación cerrada automático para lograr una hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonido de larga duración y estables al controlar la salida de ultrasonido», explicó Hong Chen, profesor asociado de la universidad, en una declaración oficial.
«El controlador de retroalimentación cerrada estableció la temperatura corporal deseada a menos de 34 C, anteriormente reportado como crítico para el torpor natural en ratones. Este UIH controlado por retroalimentación mantuvo la temperatura corporal del ratón a 32.95 C durante unas 24 horas y se recuperó a la temperatura normal después de que el ultrasonido se apagó», añadió Chen.
Sin embargo, los investigadores no estaban seguros de cómo se evoca la hipotermia e hipometabolismo inducidos por ultrasonido en la región del cerebro. Para averiguarlo, el equipo monitoreó la actividad neuronal en la región del cerebro sobre el pulso de ultrasonido. La actividad neuronal aumentó en respuesta a cada pulso de ultrasonido, que se alineó con la caída de la temperatura corporal de los ratones.
A través de la secuenciación genética, descubrieron que el ultrasonido activó el «canal de iones TRPM2» en las neuronas del área preóptica del hipotálamo.
Los investigadores repitieron los experimentos con ratas y notaron resultados similares, aunque con una disminución ligeramente menor de la temperatura corporal (1 a 2 grados Celsius).
Algunos expertos creen que es un hito importante hacia la consecución final de este estado en humanos, y el procedimiento podría ser especialmente beneficioso en futuras aplicaciones médicas y de viajes espaciales.
Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature Metabolism.
