Vì sao ngủ đông khi du hành vũ trụ là điều không thể với con người?

Trong các bộ phim điện ảnh, hay khoa học viễn tưởng, dễ thấy một giải pháp quan trọng cho việc du hành thời gian là chỉ cần đưa những phi hành gia vào "giấc ngủ".

Ở trạng thái ngủ giống như ngủ đông này, sự trao đổi chất giảm xuống tới mức tối thiểu, và điều quan trọng là tâm trí các phi hành gia cũng không còn cảm giác buồn chán khi phải chờ đợi suốt nhiều tuần lễ, hay thậm chí hàng tháng trời.

Trên thực tế, tiền đề để đưa các phi hành gia vào trạng thái "ngủ đông" có cảm giác như hoàn toàn nằm trong tầm tay, để ngay cả Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cũng đang nghiêm túc xem xét tính chất khoa học đằng sau khái niệm này.

Tuy nhiên, điểm cốt lõi trong một nghiên cứu mới đây của 3 nhà nghiên cứu đến từ Chile, đã hé lộ một rào cản toán học trong việc biến "giấc ngủ đông" của con người thành hiện thực, thông qua việc làm sáng tỏ mối quan hệ giữa khối lượng cơ thể và tiêu hao năng lượng ở động vật có vú khi ngủ đông. Trở ngại này thậm chí khiến ý tưởng mãi mãi nằm ngoài tầm với của chúng ta.

Cụ thể, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra mức độ trao đổi chất tối thiểu cho phép các tế bào tồn tại trong điều kiện nhiệt độ thấp và ít oxy là không đủ để đảm bảo. Nói cách khác đối với những động vật tương đối nặng như chúng ta, khả năng tiết kiệm năng lượng mà chúng ta có thể mong đợi khi bước vào trạng thái ngủ đông, hay ngủ sâu sẽ không thực sự đáng kể.

Đó là chưa kể tới những tác hại của việc làm suy giảm trao đổi chất của các phi hành gia có thể dẫn tới những hậu quả khôn lường. Ở một số loài động vật nhỏ bé, ngay cả trong trạng thái ngủ đông, chúng vẫn có thể mất tới hơn 1/4 trọng lượng cơ thể do đốt cháy năng lượng dự trữ. Đối với con người, con số này thậm chí còn lớn hơn.

Từ thực tế này, Roberto F. Nespolo - tác giả chính của nghiên cứu, cho rằng chúng ta tốt hơn hết là nên ngủ theo cách thông thường.

Khái niệm ngủ đông thường gợi đến hình ảnh một con gấu tự nhốt mình trong hang để ngủ, đợi thời gian trôi qua sau một mùa đông dài. Tuy nhiên, thực tế dù gấu gần như ngừng hoạt động trong vài tháng dài, nhưng mức độ ngủ đông của chúng vẫn không hiệu quả như giấc ngủ đông thực sự của các loài sinh vật nhỏ hơn như sóc đất hay dơi.

Ở những động vật này, nhiệt độ cơ thể của chúng giảm mạnh, sự trao đổi chất gần như bằng 0, nhịp tim và nhịp thở đều chậm lại. Quá trình này có thể giảm tiêu thụ năng lượng tới 98% trong một số trường hợp, từ đó loại bỏ nhu cầu đi săn hoặc kiếm ăn. 

Tuy nhiên như đã nêu trên, đó là một câu chuyện khác với động vật có vú. Các nhà nghiên cứu cho rằng việc mở rộng mối quan hệ giữa sự trao đổi chất tích cực và khối lượng tạo ra đã đi tới luận điểm mà tại đó, ngủ đông không thực sự tiết kiệm nhiều năng lượng cho những con thú lớn hơn, mà mang lại nhiều tác động tiêu cực.

Gấu là loài động vật có vú hiếm hoi có thể ngủ đông ở mức hiệu quả. Khi chúng ngủ, nhịp thở của gấu rơi vào khoảng 50 nhịp/phút. Vào lúc lạnh nhất của mùa đông, nhịp thở giảm xuống cực sâu, chỉ còn 4-5 lần/phút. Toàn bộ hoạt động cơ thể của gấu dừng lại, thế mà khi xuân đến, chúng tỉnh dậy và cơ thể vẫn vẹn nguyên. Các nhà khoa học cho rằng nếu con người nằm ngủ ở điều kiện tương tự, ta sẽ mất cả xương và cơ rất nhanh.

Trước cả khi gấu ngủ đông, chúng cũng đã hoàn thành được một kì tích sinh học khác, đó là chúng cần béo lên đến mức cực kỳ nguy hiểm. Đối với con người, nếu béo tới mức đó, cơ thể sẽ bị thương tổn không phục hồi được. 

Ngoài ra khi ngủ đông, việc làm mát cơ thể, giảm nhịp tim và nhịp thở cũng như làm suy giảm sự trao đổi chất một cách cưỡng ép cũng có thể không mang lại một kết quả mà chúng ta mong đợi.