How does hibernation work? - Sheena Lee Faherty

Translator: Mai Chi Reviewer: Linh Lê

Bên trong tàu vũ trụ, phi hành gia đặt giờ,

Onboard the spacecraft, the astronauts preset the timer,

enclose themselves in capsules,

tự khóa mình bên trong khoang tàu

and fall into a deep hibernation

và chìm vào một giấc ngủ sâu

that’ll carry them several hundred years into the future.

sẽ đưa họ vượt hàng trăm năm tiến vào tương lai.

This is a familiar scene in many sci-fi films,

Một cảnh quen thuộc trong phim khoa học viễn tưởng

but could humans ever actually hibernate in real life?

nhưng có thực rằng con người có thể "ngủ đông"?

Researchers interested in this question turn to the animal kingdom,

Các nhà nghiên cứu quan tâm đến câu hỏi này đã bắt đầu với thế giới động vật

where hibernation is commonplace,

nơi mà "ngủ đông" khá phổ biến,

occurring in over 200 species that we know of.

xảy ra trên 200 loài.

Hãy lấy Sóc đất Bắc cực làm ví dụ,

Take the Arctic ground squirrel.

Native to the North American tundra and northern Russia,

sống ở vùng lãnh nguyên Bắc Mĩ và Bắc Nga,

this animal burrows beneath the permafrost

loài động vật này đào hang sâu dưới lớp băng

and slips into a state of suspended animation,

và chìm vào trạng thái "ngủ đông",

its body temperature plummeting to a frigid -2.9 degrees Celsius.

nhiệt độ cơ thể nó nhanh chóng giảm xuống chỉ còn -2.9 độ C.

Một số loài khác, như gấu cái đen, có thể làm nhiều việc một lúc,

Others, like the female black bear, can multitask,

giving birth and lactating while they’re hibernating through the winter.

vừa sinh con và tiết sữa trong khi ngủ đông.

The fat-tailed dwarf lemur prepares for its long dormancy

Loài vượn cáo lùn đuôi béo chuẩn bị cho kì ngủ đông

by gorging on food and storing the majority of its fat reserves in its tail,

bằng bách nhồi nhét thức ăn và dự trữ phần lớn mỡ vào đuôi,

doubling its body weight.

tăng gấp đôi trọng lượng cơ thể.

After hibernation, it emerges looking as svelte as ever.

Sau kì ngủ đông, nó thức dậy với một thân hình mảnh dẻ.

So why do these animals go to such extremes?

Vậy tại sao những động vật này lại ngủ đông?

Hibernation is a necessity,

Ngủ đông là rất cần thiết,

a survival tactic for making it through the harsh winter months

đó là thủ thuật để sống sót qua mùa đông khắc nghiệt

when dwindling food and water reserves threaten survival.

khi sự khan hiếm thức ăn và nước đe dọa tới sự sinh tồn.

Trong rất nhiều năm, các chuyên gia tin rằng ngủ đông xảy ra

For many years, experts believed hibernation happened

only in arctic and temperate environments.

chỉ trong môi trường hàn và ôn đới.

But more recently, they’ve discovered animals hibernating

Gần đây, họ đã khám phá ra những loài động vật ngủ đông

even in arid deserts and tropical rainforests.

ngay cả ở hoang mạc khô cằn và rừng nhiệt đới.

As hibernation kicks in,

Ngay khi ngủ đông bắt đầu xảy ra,

animals’ heartbeats usually slow to about 1 to 3% of their original speed,

nhịp tim của các loài động vật giảm khoảng 1 đến 3% so với thông thường,

like the dwarf lemur’s,

như là loài vượn cáo lùn,

which drops from its usual roughly 180 beats per minute

giảm nhịp tim thông thường của nó từ xấp xỉ 180 nhịp / phút

to just around four.

xuống còn khoảng 4 nhịp/ phút.

Breathing also declines dramatically

Nhịp thở cũng giảm đột ngột

to just one breath every 10 to 21 minutes in the lemur’s case.

xuống còn một nhịp mỗi 10 đến 21 phút trong trường hợp của vượn cáo.

And black bears, like most hibernators,

Và gấu đen, như hầu hết những động vật ngủ đông,

don’t urinate or defecate the entire hibernation season.

không đi tiểu hay thải chất thải trong suốt quá trình ngủ.

Hibernating animals appear to stay alive

Những động vật ngủ đông sống sót

by having just enough blood and oxygen moving around their bodies.

chỉ bằng việc duy trì đủ máu và oxi để nuôi cơ thể.

And scans of hibernating animals reveal that their brain activity

Nghiên cứu động vật ngủ đông cho thấy hoạt động não bộ

has just about flat-lined.

gần như ở trạng thái không hoạt động.

But hibernation isn’t a long winter’s nap.

Nhưng ngủ đông không phải là một giấc ngủ suốt mùa đông dài.

As far as researchers know,

Theo tìm hiểu của các nhà nghiên cứu,

in lemurs and ground squirrels anyway,

loài vượn cáo và Sóc đất Bắc cực,

the animals aren’t even sleeping for most of it.

thậm chí còn không ngủ trong suốt khoảng thời gian ấy.

Hibernation is actually made up of regular bouts of reduced metabolic rate

Ngủ đông thực ra là sự vật lộn để giảm tỷ lệ trao đổi chất

và nhiệt độ cơ thể, được hiểu là trạng thái lờ đờ.

and body temperature known as torpor.

Animals can be in torpor for a few days to five weeks,

Các loài động vật có thể ở trong trạng thái lờ đờ từ vài ngày đến 5 tuần.

after which they resume normal metabolic rate and body temperature

sau đó, chúng hồi phục tỉ lệ trao đổi chất và nhiệt độ cơ thể bình thường

for about 24 hours,

trong khoảng 24 giờ,

before going back into torpor again.

trước khi rơi lại vào trạng thái lờ đờ.

The phenomenon is known as an interbout arousal,

Hiện tượng này là sự thức dậy giữa quãng,

and why it occurs is still a mystery.

lí do tại sao nó xảy ra vẫn còn là một bí ẩn.

The behaviors inherent in hibernation,

Hành vi vốn có trong quá trình ngủ đông này

like going five weeks without sleep,

giống như 5 tuần không ngủ,

or dropping to near-freezing body temperatures

hay nhiệt độ cơ thể tụt xuống gần như đóng băng

would be potentially fatal to non-hibernating species like us.

sẽ là đòn chí tử đối với những loài không ngủ đông như chúng ta.

To find out how hibernators are able to do this,

Để tìm hiểu làm thế nào loài ngủ đông có thể làm được điều đó,

researchers turned their attention to those animal’s genomes.

các nhà nghiên cứu đã dồn sự chú ý sang hệ gen của các loài động vật.

So far, they’ve discovered that hibernation is controlled by genes

Họ khám phá ra rằng sự ngủ đông được kiểm soát bởi gen

that turn off and on in unique patterns throughout the year,

tắt - mở theo cơ chế độc đáo

fine-tuning the hibernator’s physiology and behavior.

và tinh chỉnh những chức năng sinh lý - hành vi loài động vật.

For example, ground squirrel, bear and dwarf lemur studies

Nghiên cứu về loài sóc đất, gấu đen và vượn cáo

have revealed that these animals are able to turn on the genes

đã chỉ ra rằng những động vật này có khả năng kích hoạt những gen

that control fat metabolism

kiểm soát sự chuyển hóa chất béo

precisely when they need to use their fat stores

đúng vào lúc chúng cần sử dụng chất béo dự trữ

as fuel to survive long periods of fasting.

như là nhiên liệu để tồn tại trong thời kì nhịn đói dài hạn.

And the genes in question are present in all mammals,

Và những hệ gen này được tìm thấy ở tất cả động vật có vú,

which means that researchers could study hibernating mammals

nghĩa là các nhà khoa học có thể nghiên cứu loài ngủ đông

to see how their unique control of physiology might help humans.

để xem khả năng kiểm soát độc đáo chức năng sinh lý sẽ giúp ích gì cho con người.

Understanding how hibernators deal with reduced blood flow

Việc hiểu được làm thế nào chúng đối phó với lượng máu giảm

could lead to better treatments for protecting the brain during a stroke.

có thể mở đường tới những liệu pháp tốt hơn để bảo vệ bộ não khi đột quỵ.

Figuring out how these animals avoid muscle deterioration

Việc hiểu được làm thế nào chúng tránh được teo cơ

might improve the lives of bedridden patients.

có thể cải thiện cuộc sống của bệnh nhân liệt giường.

And studying how hibernating animals control their weight with ease

Và việc hiểu được làm thế nào chúng kiểm soát được cân nặng

could illuminate the relationship between metabolism and weight gain in humans.

có thể giải đáp mối liên hệ giữa sự trao đổi chất và tăng cân ở người.

And yes, more research in this area

Tất nhiên, với ngày một nhiều nghiên cứu trong lĩnh vực này

might someday make human hibernation a real possibility.

một ngày nào đó, sự "ngủ đông" ở người sẽ trở thành hiện thực.

Imagine our surprise if the key to intergalactic travel

Sẽ thật ngạc nhiên khi biết rằng chìa khóa để du hành giữa các thiên hà

turns out to be ground squirrels, black bears, and dwarf lemurs.

hóa ra lại đến từ sóc đất, gấu đen hay vượn cáo.