Sleeper ship

[bob]

Да, по сути всякий антифриз лишь слегка отодвигает границу разрушительной кристаллизации воды.

В общем, это так. Так что "первую гипотермическую яму" (а это только до минус 50-60 градусов, её, я думаю, со временем, реализуют, раз лягушки это могут) можно использовать только для полётов в пределах солнечной системы. Но эта ниша уже прочно занята автоматами. Человек до орбиты Юпитера не нужен. Необходимость подвижки обитаемого филиала ЦУПа к изучаемому объекту возникает только при непреодолимых затруднениях тактического управления планетоходами из-за задержки сигнала.

[Polnoch Ксю]

В общем, это так. Так что "первую гипотермическую яму" (а это только до минус 50-60 градусов, её, я думаю, со временем, реализуют, раз лягушки это могут) можно использовать только для полётов в пределах солнечной системы. Но эта ниша уже прочно занята автоматами. Человек до орбиты Юпитера не нужен. Необходимость подвижки обитаемого филиала ЦУПа к изучаемому объекту возникает только при непреодолимых затруднениях тактического управления планетоходами из-за задержки сигнала.

А если в минус -50 -60 замораживать-размораживать несколько раз во время векового полета? Так, что бы организм успевал восстановиться после некоторого разложения белков, а потом опять в лёд?
Может быть, после недельного лежания во льду, можно восстановиться за пару дней?

[bob]

А если в минус -50 -60 замораживать-размораживать несколько раз во время векового полета? Так, что бы организм успевал восстановиться после некоторого разложения белков, а потом опять в лёд?
Может быть, после недельного лежания во льду, можно восстановиться за пару дней?

Можно. Но тяжело. На очередной раз сердечко, печенка или мозги ёк. Не думаю, что даже подготовленный и отобранный человек способен выдержать такое фасыстское изуверство многократно, как ни совершенствуй методику. Хотя, кто знает...

[Андрей Курилов]

Необходимость подвижки обитаемого филиала ЦУПа к изучаемому объекту возникает только при непреодолимых затруднениях тактического управления планетоходами из-за задержки сигнала.

А также при колонизации. Я вообще рассматриваю почти любые космические перелёты (будь то к поясу астероидов или межзвёздные перелёты) только с этой точки зрения.

Я отпочковал тему примерно отсюда: https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,82348.2559.html
Обратите внимания на сообщения в диапазоне 2559..2580 - там полно оптимизма по поводу заморозки экипажа. Думается мне это входит в противоречие с пессимизмом Боба. Давайте разбираться...

[Andrew Gontchev]

А если в минус -50 -60 замораживать-размораживать несколько раз во время векового полета? Так, что бы организм успевал восстановиться после некоторого разложения белков, а потом опять в лёд?

Ксю, Вам доводилось смотреть в мелкоскоп живую ткань (клетки) до и после заморозки/разморозки? Любая живность - сплошная вода, которая при заморозке превратиться в лед, который в силу своей меньшей плотности - порвет (как Полкан грелку)  всю клеточную структуру. Будет фарш, а не живая ткань, клиента перед заморозкой придется отжать (как Мурзика из известного анекдота) до полной сухости - едва ли он это выдержит

[bob]

Думается мне это входит в противоречие с пессимизмом Боба. Давайте разбираться...

Я хорошо информированный оптимист . Перед разборкой проблемы советую ещё раз внимательно перечесть тему. В ней много конкретики и деловых ссылок на конкретные методы и эксперименты..

[bob]

Будет фарш, а не живая ткань

Квакушки это всё-таки могут, без применения спецсредств, а они от нас по устройству не так далеко стоят, как кажется.

[Diletant]

Увы - нет. Квакушки живы, только если в лед не вмерзли. А вот ратаны, рыба такая сорная, те живут.

[bob]

Увы - нет. Квакушки живы, только если в лед не вмерзли. А вот ратаны, рыба такая сорная, те живут.

Я рад за них. Долгих им лет. 

[Андрей Курилов]

Я хорошо информированный оптимист . Перед разборкой проблемы советую ещё раз внимательно перечесть тему. В ней много конкретики и деловых ссылок на конкретные методы и эксперименты..

Прочитал. Ув. -Asket- много и оптимистично говорил о повышении устойчивости к радиации при снижении уровня метаболизма и повышении устойчивости к перегрузкам. Но ничего толком о криозаморозке в жидкий азот. Значит противоречия никакого нет.

[bob]

Ув. -Asket- много и оптимистично говорил о повышении устойчивости к радиации при снижении уровня метаболизма и повышении устойчивости к перегрузкам. .

И зря говорил. Всё как раз наоборот. И почему, об этом выше всё написано.

[Андрей Курилов]

И зря говорил. Всё как раз наоборот. И почему, об этом выше всё написано.

Не, там есть нюанс - повышение устойчивости к радиации возникает за счёт гипоксии при гипометаболизме. Это ведь известный факт. А вот с перегрузками - не разбирал я.

[bob]

Не, там есть нюанс - повышение устойчивости к радиации возникает за счёт гипоксии при гипометаболизме.

Гипоксия снижает риски от радиации только пока организм находится в ней. После, когда она кончится, ему труднее залечиться.

[-Asket-]

И зря говорил. Всё как раз наоборот. И почему, об этом выше всё написано.

Неправильно написано, хотя, на первый взгляд, и вполне логично. При температурах жидкого азота устойчивость к радиации тоже повышена, это давно известный факт, хотя причины и по сей день не вполне ясны. Криоконсервирование спермы и клеток крови используют с 50-х годов, воздействие на них, а позднее и на иные биологические образцы радиации проверялось не раз:

High survival of frozen cells irradiated with gamma radiation.
Cell storage in liquid nitrogen (LN) offers the most secure method of cell preservation even if cryopreserved cells are exposed to natural background of ionising radiation (IR). A lot of experiments have demonstrated that IR can induce damages in living cells, but only a little information regarding the response of cryopreserved cells is available. To investigate the effect of IR on frozen and unfrozen cells, peripheral blood mononuclear cells were directly irradiated at room temperature, then immediately frozen, or frozen and then irradiated in LN with different doses of gamma rays. After thawing, cells were incubated and death fraction was evaluated at different time points. Interestingly, the percentages of dead cells induced by IR gradually increased with both dose radiation and incubation time and were significantly lower for cells irradiated at -196°C than those irradiated at room temperature.

Mazur P. Freezing of living cells: mechanisms and implications. Am J Physiol. 1984 Sep;247(3 Pt 1):C125-42.
...Contrary to the usual impression, the challenge to cells during freezing is not their ability to endure storage at very low temperatures; rather it is the lethality of an intermediate zone of temperature (~ -15 to -60°C) that a cell must traverse twice-once during cooling and once during warming. No thermally driven reactions occur inaqueous systems at liquid N₂ temperatures (-196°C), the refrigerant commonly used for low temperature storage. One reason is that liquid water does not exist below -130°C. The only physical states that do exist are crystalline or glassy, and in both states the viscosity is sohigh (>10¹³ poises) that diffusion is insignificant overless than geological time spans. Moreover, at -196°C, there is insufficient thermal energy for chemical reactions (67). The only reactions that can occur in frozen aqueoussystems at -196°C are photophysical events such as the formation of free radicals and the production of breaks in macromolecules as a direct result of “hits” by background ionizing radiation or cosmic rays (96). Over asufficiently long period of time, these direct ionization scan produce enough breaks or other damage in DNA to become deleterious after rewarming to physiological temperatures, especially since no enzymatic repair can occurat these very low temperatures. The dose of ionizingradiation that kills 63% of representative cultured mammalian cells at room temperature (l/e survival) is 200-400 rads (19). Because terresterial background radiationis some 0.1 rad/yr, it ought to require some 2,000-4,000 yr at -196°C to kill that fraction of a population of typical mammalian cells. Needless to say, direct experimental confirmation of this prediction is lacking, but there is no confirmed case of cell death ascribable to storage at -196°C for some 2-15 yr and none even when cells are exposed to levels of ionizing radiation some 100 times background for up to 5 yr (48). Furthermore, there is no evidence that storageat -196°C results in the accumulation of chromosomalor genetic changes (6).
Stability for centuries or millenia requires temperatures below -130°C. Many cells stored above ~ -80°C are not stable, probably because traces of unfrozen solution still exist (54). They will die at rates ranging from several percent per hour to several percent per year depending on the temperature, the species and type of cell, and the composition of the medium in which they are frozen (52). Most implications and applications of freezing to biology arise from the effective stoppage of time at -196°C. But if cells are to be put in suspended animation, they must survive both the initial freezing to -196°C and the subsequent return to ambient temperatures...

Наиболее изученным органом млекопитающих, в попытках витрификации органов является яичник. Переменный успех был достигнут с яичниками ряда видов, но наибольший успех был достигнут с яичниками мышей. Витрифицированные яичники мыши, криоконсервированные при -196 ºC, были повторно разогреты для произведения потомства, причём рождаемость была сопоставима с той, что наблюдалась при использовании свежих яичников.
Hasegawa A, Mochida N, Ogasawara T, Koyama K. Pup birth from mouse oocytes in preantral follicles derived from vitrified and warmed ovaries followed by in vitro growth, in vitro maturation, and in vitro fertilization. Fertil Steril. 2006 Oct;86 Suppl 4:1182-92.

Почка кролика была витрифицирована, охлаждена до температуры -135ºC, затем снова разморожена и трансплантирована в кролика. Витрифицированный ранее трансплантат функционировал как единственная почка достаточно хорошо для поддержания кролика в живых неограниченное время.
Fahy GM, Wowk B, Pagotan R, Chang A, Phan J, Thomson B, Phan L (2009). "Physical and biological aspects of renal vitrification". doi:10.4161/org.5.3.9974.

[Андрей Курилов]

С заморозкой целых организмов есть ещё проблема - согласовать уровни метаболизма соответствующим образом. Почему замёрзшую на морозе руку нельзя ни в коем случае быстро отогревать? Настоятельно рекомендуется "размораживать" конечность в струе максимально холодной воды, в течение долгого времени очень плавно увеличивая её температуру до комнатной. Это происходит по причине разного темпа метаболизма разных сортов тканей. Если прогревать ткани быстро, то клетки успевают "проснуться" и проявить свой метаболизм, в то время как сосуды и капилляры среагировать не успевают. Таким образом, клетки тканей остаются сами по себе и травятся собственными отходами жизнедеятельности. Так конечностей лишаются - отмерзает, потом - некроз тканей (из-за неправильной "разморозки") и ампутация.

В случае заморозки организма целиком всё ещё сложнее. Например с мозгом. У него метаболизм зело высок даже при не высокой ещё температуре, при которой всё остальное тело "ещё спит". Поэтому при постепенной разморозке, как только пробудится мозг, он тут же истратит все питательные вещества "под рукой" и умрёт, отравившись своими отходами, в то время как остальное тело ещё даже не начало толком оживать.

Ещё проблема. У сложных организмов вроде человека есть "генераторы тактовой частоты" - пейсмейкеры. В них постоянно циркулируют токи, которые поддерживают сами себя. Если в каком-либо из таких пейсмейкеров циркуляция тока прекратится, то способа завести его снова нет. Остановится мозг или сердце или ЖКТ. Эти токи не угасают с самого рождения и до самой смерти.

[Schroedinger]

Если в каком-либо из таких пейсмейкеров циркуляция тока прекратится, то способа завести его снова нет. Остановится мозг или сердце или ЖКТ. Эти токи не угасают с самого рождения и до самой смерти.

а если их попробовать запустить электрическим разрядом или, в случае неудачи, заменить искусственными?

[Андрей Курилов]

а если их попробовать запустить электрическим разрядом или, в случае неудачи, заменить искусственными?

И сколько замороженных удастся реанимировать таким образом с помощью тока и такой-то матери?

[-Asket-]

С заморозкой целых организмов есть ещё проблема - согласовать уровни метаболизма соответствующим образом.

Нельзя замораживать организм целиком напрямую. Первый этап - погружение в состояние гипобиотической сверхрезистентности, а уже потом глубокая заморозка. Соответственно и после разморозки мы получаем организм в гипобиозе из которого потом выводим по известным методикам.

Если в каком-либо из таких пейсмейкеров циркуляция тока прекратится, то способа завести его снова нет.

Монография Тимофеева (6.4.1.-6.4.2.):
Как показали наши исследования, превентивная защита теплокровного организма от холодовой смерти позволила совершенно безопасно и обратимо охлаждать теплокровных животных до уровней, близких к 0°С. Предельные уровни охлаждения (с сохранением дыхания и сердечной деятельности) и запредельные охлаждения (с выключением дыхания и сердечной деятельности) показали совершенно одинаковые результаты обратимости жизни. Если продолжительность охлаждения составляла 3 – 5 часов, то восстановление жизнедеятельности не встречало значительных трудностей, но при более длительном поддержании этих температур возникали трудности, связанные с обратимостью жизнедеятельности. Следует отметить, что в проблеме обратимости жизни многое зависит также от чисто технических причин, связанных с методикой охлаждения животных...

...В этих исследованиях было установлено, что в температурных диапазонах, близких к 0°С (где-то в пределах 10 – 7°С), происходила холодовая остановка дыхания и работы сердца, причина которой состояла в утрате способности мускулатуры к сокращению. Однако все эти нарушения имели чисто функциональную природу и не являлись необратимым патологическим процессом. При повышении температуры тела без применения каких-либо средств искусственной стимуляции функции дыхания и сердечной деятельности восстанавливались самостоятельно. Для наглядности на рис. 35 представлены результаты опыта, демонстрирующего динамику выключения сердечных сокращений при охлаждении белой крысы до уровня близкого к 0°С. При переводе температуры тела из режима пролонгирования глубокого гипобиоза (+20°С) в температурный режим сверхглубокого гипобиоза (+15°С), и даже в режиме +7°С, удавалось наблюдать устойчивый ритм ЭКГ, но в очень замедленном темпе. При более глубоком охлаждении до (+6) – (+5)°С периодичность всплесков на ЭКГ даже возрастала, но резко снижалась амплитуда этих сокращений, а при более низких температурах (+3°С) исчезали и эти низкоамплитудные всплески. Обращают на себя внимание эти низкоамплитудные всплески на ЭКГ, сохраняющиеся вплоть до уровней, близких к 0°С, которые уже не связаны с сокращением сердца, а являются результатом регистрации электрической активности сердечных ганглиев.
[Эти ганглии и есть ваши пейсмейкеры, они тоже восстанавливают свою работу]

Как показали наши исследования, время обратимой минимизации жизни после предельных и запредельных уровней охлаждения определяется не столько глубиной охлаждения, сколько продолжительностью поддержания этих температурных режимов. Если продолжительность поддержания этих состояний превышала 3 – 5 часов, то восстановить жизнедеятельность становилось все сложнее. Сама динамика восстановления жизнедеятельности после предельно-запредельных уровней охлаждения далеко не всегда является «зеркальным» отражением процесса угасания дыхания и сердечной деятельности. Причем, у мелких животных (крысы, мыши) при восстановлении сердечной деятельности преобладает восстановление полноценных сократительных актов и всего цикла ЭКГ одновременно (рис. 36). Однако вначале этап восстановления сердечных сокращений характеризуется неустойчивостью ритма, который, по мере повышения температуры тела, постепенно нормализуется. Восстановление дыхания начинается с появления очень поверхностных колебаний диафрагмы, а полноценное восстановление дыхания в значительной мере определялось восстановлением произвольной двигательной активности. Начало полноценных дыхательных актов обычно совпадало с появлением двигательного возбуждения животного, и вся последующая процедура нормализации жизнедеятельности реализуется по рассмотренным выше способам, т.е. определяется параметрами возрастания температурного градиента и т.д. (см.  Терморегуляция). Трудности длительного поддержания предельных уровней минимизации жизни (состояний сверхглубокого гипобиоза), как показали наши исследования, были связаны с тем, что не был учтен какой-то важный фактор. Эти предположения были подтверждены серией опытов на зимоспящих животных (суслики, хомяки), с созданием у них искусственного сверхглубокого гипобиоза в разные сезоны года. В весенне-летний период года обратимое пролонгирование этих состояний у зимоспящих, как и у крыс, было ограничено пределами 5 – 8 часов. В летне-осенний период года (до возникновения естественной «предрасположенности» к впадению в спячку) у тех же хомяков и сусликов обратимое пролонгирование сверхглубоких состояний гипобиоза оказалось успешным в течение многих недель. Потребовалось провести большой объем исследований для выяснения причин, затрудняющих обратимость пролонгированных состояний предельных уровней минимизации жизни, результаты которых представлены далее.
В представленных нами результатах исследования впервые была доказана чисто функциональная природа низкотемпературной сверхрезистентности зимоспящих животных, которую оказалось возможным моделировать искусственно у любого теплокровного организма, включая и человека. Стало очевидным, что это не особое свойство, заложенное в генетическую природу зимоспящих животных, а достаточно понятная по механизму развития гипометаболизм-зависимая перестройка липидо-белковых отношений в структуре клеточных мембран. Раскрытие этого механизма позволило также найти рациональные и научно обоснованные пути восстановления жизнедеятельности у любого пеpеохлажденного теплокpовного оpганизма и человека, включая и такие глубокие уровни, которые абсолютно необратимы для тpадиционной медицины.

А ритмы ЭЭГ к пейсмейкерам отношения не имеют. Мозг не процессор, никаких тактовых генераторов в нем нет. Существует прибор http://en.wikipedia.org/wiki/Brain_pacemaker Но это просто мозговой имплантант с электродами для глубокой стимуляции мозга применяемой при ряде заболеваний.

[Andrew Gontchev]

Нельзя замораживать организм целиком напрямую. Первый этап - погружение в состояние гипобиотической сверхрезистентности, а уже потом глубокая заморозка. Соответственно и после разморозки мы получаем организм в гипобиозе из которого потом выводим по известным методикам.

Аскет, это сказка (без обид), даже крысу (уж более живучей твари еще поискать) так не конвертируешь - сдохнет безвозвратно на всех этих гипобиотической сверхрезистентности
Волей судеб только что толковали на эту тему со школьным другом пока из аэропорта ехали...

[Schroedinger]

И сколько замороженных удастся реанимировать таким образом с помощью тока и такой-то матери?

в обычных условиях до 10% людей реанимируют из клинической смерти с разной степенью повреждения мозга.