冬眠者の銀河ガイド

1992 年のある日、時速およそ 50 万マイルで天の川銀河の周りを猛スピードで周回する惑星の北極付近で、ケリー・ドリューは研究室でサケの脳の調査に余念がなかった。アラスカ大学フェアバンクス校の同じ階の動物生理学教授ブライアン・バーンズが彼女の研究室にふらりと立ち寄ったことで、彼女の集中力が途切れた。バーンズ教授はいたずらっぽい笑みを浮かべ、キャリアの初期段階にある神経薬理学者であるドリューに、両手を差し出してサプライズに備えるよう頼んだ。次の瞬間、彼女は手のひらに硬くて毛むくじゃらの塊があるのを感じた。それは短剣のような爪を持つ茶色のげっ歯類の一種で、きつく丸まっていて触るととても冷たかったため、ドリューは死んでいると思った。驚いたドリューに対して、バーンズは実際には完全に健康だと嬉しそうに説明した。

この生き物、ホッキョクジリスは、年間最大8ヶ月間冬眠している最中だった。冬眠中は体温が華氏27度（摂氏約11度）以下まで下がり、文字通り氷のように冷たくなる。脳波は微弱になり、ほとんど検知できないほどになり、心拍数は1分間に1回程度にまで減少する。しかし、このリスは生き生きとしている。そして春が来ると、数時間で体温を華氏98.6度（摂氏約34度）まで回復させることができるのだ。

ドリューは反応のない生き物を両手で抱きしめた。かすかな生命の兆候さえ感じられなかった。この動物の脳の中では一体何が起こっているのだろう？と彼女は思った。そしてその疑問から、彼女は数十年後まで続く謎へと深く入り込んでいった。

2022年の現在、NASA、中国国家航天局、そしてSpaceXという3つの主要機関が、2040年頃までに人類初の火星探査を目指して競い合っています。この競争に勝つためには、チームはまず一連の難解な設計上の難問を解決しなければなりません。アトランタに拠点を置き、NASAの野心的な研究プロジェクトに取り組むエンジニアリング会社SpaceWorksの幹部、ジョン・ブラッドフォードは、過去10年間、そのうちの1つの難問の難解な計算に取り組んできました。

人類を赤い惑星へ送ろうとするエンジニアにとって残念なことに、人間は非常に手間のかかる種族です。活発な脳を持つ大型の恒温動物である私たちは、日々の生存のために大量の食料、水、酸素を消費します。こうした消費量の増加により、地球から約1億4000万マイル離れた惑星に到達し、最終的にはそこから帰還できるほど軽量な宇宙船の設計は極めて困難になっています。例えば、国際宇宙ステーションの宇宙飛行士の食習慣に基づくと、4人のクルーが火星への往復1100日間のミッションを完了するには、少なくとも11トンの食料が必要になります。これらの食事だけでも、火星表面に到達した最大のペイロードであるパー​​サヴィアランス探査車全体のほぼ10倍の重量になります。エンジンやキャンプ設営に必要な道具は言うまでもなく、生命維持に必要なあらゆる必需品を加えると、燃料満載の火星行き宇宙船の重量は、地球の大気圏を離脱する時点で優に330トンを超えます。これは、成熟したシロナガスクジラ2頭分以上の重量です。これほど巨大な宇宙船が、往復航海に必要な電力をどのようにして生み出せるのか、想像もつきません。

この問題の明白な解決策は、アーサー・C・クラークの小説を読んだり、スタンリー・キューブリックの「2001年宇宙の旅」を観た人にとっては、乗組員の代謝を遅くして、移動中に摂取する資源を必要最低限​​に抑えることだ。『2001年宇宙の旅』では、宇宙飛行士は石棺のような冬眠ポッドに横たわり、心臓は1分間に3回しか鼓動せず、体温は華氏37度前後に保たれる。ブラッドフォードは、スペースワークスでの21年間のキャリアの大部分を、キューブリックが芸術的許可を得て無視した疑問の調査に費やしてきた。それは、人間の体を死の一歩手前まで安全に電源を切り、その後必要に応じて蘇生させるにはどうすればよいのか、という疑問だ。

研究の初期段階で、ブラッドフォードは低体温療法に期待を寄せていた。これは、心停止を経験した患者を、通常は静脈内冷却液を用いて体内温度が華氏89度（摂氏約30度）まで下がるまで冷却する医療技術である。これにより代謝が大幅に低下し、細胞は約30%少ない酸素とエネルギーで機能できるようになる。これは、血流減少の中で回復に苦しむ損傷した体にとって救命手段となる。患者がこの低体温状態に保たれるのは通常1～2日だけだ。これは主に、寒さによって激しい震えが引き起こされ、強力な鎮静剤と神経筋遮断薬で制御しなければならないためだ。しかし、ブラッドフォードは、患者が2週間も低体温状態に保たれる稀な症例をいくつか特定した。「そこで私たちは、なぜもっと長くできないのか、という疑問を抱き始めました」と彼は言う。「昏睡のような状態をどれくらい長く維持できるのでしょうか？」

ブラッドフォードは、宇宙飛行士を氷漬けにするという提案をすれば、奇人変人呼ばわりされるのではないかと懸念し、自分の好奇心を公にすることに慎重だった。この概念は、いかがわしい冷凍保存業界が喧伝している概念と不快なほど類似している。しかし2013年、彼はNASAの革新的先進概念プログラムを説得し、「人間冬眠」の実現可能性を評価するプロジェクトに資金を提供した。彼の成功の秘訣は、軽量化の可能性だった。彼は、宇宙飛行士を火星への旅の大半で極寒の状態に保つことができれば、生命維持装置の質量を最大60%削減できると試算した。ブラッドフォードはまた、冬眠状態が、放射線被曝から極度の退屈や孤独による精神的危機に至るまで、宇宙飛行士が深刻な健康被害から身を守るのに役立つ可能性があるという仮説を立てた。 （「宇宙の暗闇の中ではリアルタイムの通信手段はありません」と彼は言う。「『本をたくさん読めばいい』と言う人も多いでしょうが、すぐに飽きてしまうと思います」）

しかし、ブラッドフォードと彼のチームが低体温療法の細部を掘り下げていくうちに、彼らは徐々にこの治療法への嫌悪感を募らせていった。震えを抑えるために使われる薬剤が呼吸も止めてしまうという事実は避けられないように思えた。意識不明の宇宙飛行士は挿管が必要となり、気管にチューブを差し込んだまま数週間から数ヶ月も呼吸を続けなければならない。ブラッドフォードはまた、点滴液の流れを維持するために必要な針の数にも難色を示した。これは感染のリスクを高める可能性が高いように思えたからだ。

宇宙飛行士にとっての夢のような代替案は、錠剤を飲み込み、長く冷たい眠りに横たわり、その間自力で呼吸できるというものでした。空想的な提案のように思えましたが、ブラッドフォードにはその一部に見覚えがありました。というのも、毎年冬眠し、無意識状態に陥ることで、食物や空気への欲求が著しく抑制される生物種が数多く存在するからです。春になると急速に活気を取り戻したこれらの生物は、筋萎縮、栄養失調、あるいは長期間の休眠に起因すると思われるその他の疾患の兆候を全く見せません。ブラッドフォードは、このような動物が環境が過酷になった際にどのように低エネルギーモードに切り替わるかを理解することで、有益な知見が得られるのではないかと考えました。

そこでブラッドフォードは、冬眠研究者という小さなコミュニティに助言を求め始めた。彼らはクマ、コウモリ、キツネザルといった動物を研究する科学者たちで、彼らにとって定期的な冬眠は生存の基本要素となっている。近年、これらの研究者たちは、特定の種が代謝を低下させる際に起こる分子変化を解明しつつある。そして、多くの冬眠動物が私たち人間とゲノム的に近縁であることから、私たちも脳や体を微調整することで彼らの行動を模倣できると考えるに足る十分な根拠がある。

当時、アラスカ大学のケリー・ドリューは、地球上で最も極端な冬眠をするホッキョクジリスを20年以上研究していました。ブラッドフォードが2015年に初めて彼女と出会ったとき、彼女は大きな成果を上げたばかりでした。それは、人間が自らの意思で活動のオンオフを切り替える能力を得るための重要な第一歩でした。

1982年、大学卒業後にアラスカを離れたドリューは、二度​​とそこに住むことはないだろうと思っていました。10代の頃、著名な土壌学者である父親がアラスカの名門大学で教授職に就くため、フェアバンクスに移住したのです。アラスカの荒涼とした美しさは愛していましたが、ドリューは自然とは関係のない科学的なキャリアを志していました。そこで22歳でニューヨークへ渡り、薬理学の博士号を取得。その後、脳の代謝が人間の行動に及ぼす影響について研究するポスドクとしてスウェーデンへ渡りました。

しかし、1990年に娘が生まれて間もなく、ドリューと大学時代に出会った夫は、故郷の州に強い引力を感じ始めた。多くの新米親がそうであるように、家族の近くにいられるという考えに、二人は急に心が温まった。そのため、ドリューは就職先が決まっていないにもかかわらず、フェアバンクスに戻ることに同意した。この決断はスウェーデン人の同僚たちを当惑させた。「彼らは本当に笑って、『じゃあ、もうキャリアは終わりか』と言ったんです」とドリューは回想する。

反対意見が正しかったのかもしれないと、彼女はすぐに結論づけた。スウェーデンで続けてきた研究を続けるために、助成金をいくつか獲得できるだろうと思っていたが、北部の辺境に拠点を置く若く無所属の研究者に、誰も喜んで資金を出してくれるようには見えなかった。却下されるたびに、帰国はとんでもない間違いだったという確信が深まっていった。

1年間の失敗の末、ドリューはついにアラスカらしい趣のある国立科学財団（NSF）からの小規模な助成金を獲得した。ギンザケの神経化学研究を委託されたのだ。彼女はこの仕事を利用して、大学の北極生物学研究所にある数平方フィートの研究室スペースを借りることに成功した。これが学術界への足掛かりとなり、より大きな成果につながることを期待していたのだ。

しかし、全く予想外の形で、その通りになった。サケの研究中、ブライアン・バーンズが初めてホッキョクジリスをドリューの手に渡したのだ。ほとんど研究されていなかったこの生き物の脳内で何が起こっているのか、すぐに興味をそそられたドリューは、マイクロダイアリシスを用いて冬眠中のジリスの観察を始めた。マイクロダイアリシスとは、生体の頭蓋骨の下に小さなチューブを挿入し、神経化学物質のサンプルを採取する手法である。この手法では通常、チューブが脳に接触する部分に瘢痕が残る。そのため、冬眠中のジリスにマイクロダイアリシスを施した後、そのような損傷が全く見られなかったことに、ドリューは愕然とした。

「探査機がどこにあったのかさえ分からなかったんです」と彼女は言う。「そこで、冬眠は非常に保護された状態だと私たちは考え始めました。本当に脳を損傷から守っているように思えたんです」。この発見から、ドリューは人間で冬眠状態を再現することに大きな価値があるかもしれないと考えるようになった。

冷戦初期のほんの一瞬、アメリカでは冬眠研究が盛んに行われました。連邦政府がソ連に打ち勝つことに躍起になっていたため、自らの研究がアメリカに何らかの生物学的優位性をもたらすと主張する科学者たちに潤沢な資金が流れ込んでいました。こうした研究者の多くは、冬眠のために体力を温存する能力を進化させたあらゆる種類の動物に容易にアクセスできる北極圏またはその付近にある軍事施設を訪れていました。

この科学者グループの中には、コーネル大学で冬眠中のコウモリの代謝率に関する博士論文を執筆した動物学者、レイモンド・J・ホックがいた。1950年代半ば、彼はフェアバンクスの北極航空医学研究所に赴任した。そこでは空軍の科学者たちがアメリカ兵の寒さ耐性を向上しようと躍起になっていた。（倫理的に問題のある実験の一つとして、研究所の職員はチリ領パタゴニアの先住民数名に金銭を支払って、凍えるようなキャンバス地のテントで眠る間、温度センサーと通気性のあるプラスチック製のフードを装着させた。）ホックはフェアバンクスでの滞在中にクマに強い関心を抱き、冬眠中のクマの代謝の変化についてほとんど何も分かっていないことを嘆いた。そこで彼は勇気を奮い起こし、眠っているクマの巣穴に忍び込み、直腸に温度計を差し込んだ。この方法により、クマが毎年冬眠している期間に体温がどの程度低下するかを測定できた。

1960年、ホックは「宇宙旅行への冬眠の潜在的応用」と題する論文を発表し、当時芽生えつつあったアメリカの宇宙計画が、自身が先駆的な研究に携わっていたことからどのような恩恵を受けられるかを、初めて冷静かつ詳細に考察した。冬眠は実現可能だとホックは主張したが、最大の障害は人間の心臓が急激な温度変化に敏感であることだった。「冬眠する生物は冬眠の方法を習得しており、現在、いくつかの研究所が人間において冬眠を回避する方法を研究している」と彼は記した。

ホック氏はまた、冬眠が老化を遅らせる可能性を指摘した。「冬眠する動物は、年間のエネルギー消費量が大幅に減少するため、同じ体格の冬眠しない哺乳類よりも長生きするだろう」と彼は主張した。もし人間がクマのように体温を通常より約13度低く維持できれば、「この期間中の老化速度は通常の半分になるはずだ」と彼は推定した。

1960年代初頭、カリフォルニア州にあるUCLAホワイトマウンテン研究センターで研究していたホック氏と彼の同僚たちは、冬眠中のマーモットを突然の極寒にさらしました。彼らは、マーモットの褐色脂肪組織（人間にも存在する組織の一種）が、この衝撃に反応して熱を発生することを発見しました。ホック氏のチームは、これが人間が極寒の冬眠状態を生き延びるための鍵だと考えました。代謝が鈍化する中で内臓の機能を維持するためには、褐色脂肪組織が本来持つ力を発揮する必要があるのです。

しかし、ホックは1970年に悲劇的な事故で亡くなりました。冷戦が深まるにつれ、冬眠研究は廃れてしまいました。国防総省とNASAからの資金が減少するにつれ、生物学者たちはこの分野を辺境地と考えるようになりました。年間の冬眠サイクルに関するデータを収集し、それを動物の通常の活動と比較するには丸一年かかるため、研究は途方もなく遅くなりがちです。「若いプロの科学者にとっては賭けです」と、1992年にドリューにジリスを紹介し、2001年から2021年まで北極生物学研究所の所長を務めたバーンズは言います。「他の分野で発表するような論文数は出ないでしょう。」

しかし、温厚な物腰からは想像もつかないほど粘り強いドリューは、ホッキョクジリスにすっかり魅了され、冬眠研究に熱心に取り組みました。彼女は毎年夏にノーススロープでキャンプをし、研究室で使うリスを何十匹も捕獲するようになりました。（恵まれない生活に慣れきったリスたちは、餌として使うニンジンを全く食べません。）彼女はアメリカ陸軍の研究部門から資金を確保し、戦場で重傷を負った兵士の体を安全かつ迅速に冷却することで救うというアイデアを彼らに売り込みました。それを実現するためには、ホッキョクジリスの冬眠を誘発する化学物質を特定し、それらが人間にも同様の作用をもたらすかどうかを検証する必要がありました。

1993年に北極生物学研究所の助教授となったドリューは、当初、研究対象としたリスの冬眠を引き起こす主な原因は、神経伝達物質として一般にGABAとして知られるγ-アミノ酪酸（γ-アミノ酪酸）ではないかという仮説を立てました。GABAは睡眠の誘発に不可欠な物質です。睡眠とは、冬眠をしない動物の代謝が通常最も低下する状態です（人間の通常の代謝率は、うとうとしている間に15%低下します）。そして、冬眠は複雑な仕組みを伴いますが、本質的には非常に深い睡眠、つまり呼吸が遅くなり、食欲が抑制され、老廃物の排出が抑制される状態です（例えば、クマは冬眠期間中、通常、排便も排尿もしません）。

しかし、ドリューがリスにGABAや関連する様々な化学物質を投与しても、安定した長期の冬眠状態は得られなかった。こうして、もどかしい歳月が過ぎていった。ドリューは40歳の誕生日を祝い、何十人もの大学院生と学部生を指導し、娘が10代になるのを見守る一方で、冬眠の分子的鍵を探る研究はほぼ行き詰まったままだった。

2005年、ドリューがリスの研究を始めて12年ほど経った頃、ベンジャミン・ウォーリックという名の化学専攻の学部生が彼女の研究室に助手として加わった。彼の仕事の一つは、データベースをくまなく調べて、ジリスの冬眠を活性化させる可能性のある化学物質について新しいアイデアを見つけることだった。彼が発掘した多くの論文の中に、日本の福山大学の「シリアハムスターの冬眠の位相特異的な中枢調節システム」と題したあまり知られていない論文があった。本文はすべて日本語で、ウォーリックは日本語を知らないが、短い概要は英語だった。その段落には、著者らが動物の細胞内のA1アデノシン受容体を阻害する薬剤を投与することで、冬眠中のハムスターの冬眠状態を覚醒させたと書かれていた。それはドリューがやろうとしていることとは正反対だったが、ウォーリックはその論文は目を通す価値があるとして上司にフラグを立てた。

ドリューが論文の全文を翻訳するまでに2年かかりました。しかし、2007年にようやく英語版を読んだ時、あるアイデアが浮かびました。A1アデノシン受容体を阻害すると冬眠中のハムスターが活動を始めるのなら、リスの場合はそれを活性化すれば冬眠を誘発できるかもしれない、と。

案の定、彼女がジリスにCHA（アデノシンA1受容体を刺激することで知られる薬剤）を投与すると、動物たちはすぐに体温が下がり、冬眠を始めました。これは冬季にこの薬剤を投与した場合にのみ起こり、リスの脳内で何か別のことが起こり、それが彼らを毎年の冬眠スケジュールに維持している兆候でした。それでもドリューは勇気づけられ、ホッキョクジリスにおけるこの薬剤の作用機序について、神経科学ジャーナルに論文を寄稿し始めました。

リスに対するCHAの効果に彼女は大変興味をそそられたものの、この薬には大きな欠点があった。動物の脳に直接注入しなければならなかったのだ。静脈内投与すると、CHAは心臓のA1アデノシン受容体に作用し、心臓の拍動を遅くし、最終的には完全に停止させることで悪名高い。そのため、CHAは人間への使用には限界があると思われていた。特に病院以外では、人の脳に針を刺すことはほとんど推奨されないからだ。

2011年、 Journal of Neuroscience誌に掲載予定の論文の最終仕上げに取り掛かっていたドリューは、論文に含めたいデータをすべてまとめたポスターを作成していた。研究室の廊下にポスターを掲示し、通りかかるたびに数字を確認できるようにした。しかしある日、データ表の前に立ち止まった時、彼女は自分がどれだけの成果を上げたかではなく、未だにどれほど多くの知識を習得できていないかに衝撃を受けた。バーンズが初めて冷え性のリスを彼女の手に託してから20年近く経ったが、彼女は自身の難解な専門知識を、思い描いた安全で効果的な薬に変える方法をまだ見つけられていなかった。勝利の瞬間となるはずだったものが、小さな敗北のように感じられたのだ。

そして、憂鬱な気分の最中、ドリューは雷に打たれた。CHAを、心臓への作用を阻害し、脳への作用を阻害しない別の薬と組み合わせることができたらどうだろう？CHAはアゴニストと呼ばれるもので、受容体を刺激する。一方、受容体を阻害する薬はアゴニストと呼ばれる。ドリューに必要なのは、分子が大きすぎて血液脳関門を通過できないA1アデノシン拮抗薬だと彼女は気づいた。

「体をカラーマップ、作動薬を赤と考えると、作動薬、つまり赤はどこにでも存在します。作動薬はあらゆる受容体を刺激します」とドリューは説明します。「心臓の受容体を刺激したくないので、その受容体をブロックする必要があります。拮抗薬を青と考えてください。体内に注入しても脳には届きませんよね？つまり、体の他の部分は紫色ですが、脳は依然として赤色なのです。」

A1アデノシン拮抗薬に関する文献はすでに豊富にあったため、ドリューにはいくつかの優れた候補薬がありました。最終的に、彼女は紅茶の主成分の一つに密接に関連する8-(p-スルホフェニル)テオフィリン、すなわち8-SPTに着目しました。彼女はこれをCHAと混合して薬剤カクテルを作り、腹部に注入しました。この組み合わせをテストするために、ドリューはラットを使った一連の実験を開始しました。ラットの心拍を停止させ、心肺蘇生を行って蘇生させました。死の淵から救出されたラットは、CHA/8-SPTの組み合わせで低体温にするか、代謝が正常になるまで放置して治癒させました。カクテルを投与されたラットは、投与されなかったラットよりもはるかに良好な状態を示しました。そしておそらく最も重要なのは、投与されたラットは薬剤によって体温調節器が大幅に低下したことによる悪影響を受けなかったことです。震えもなかったので、呼吸を妨げるような麻薬を投与する理由はありませんでした。

2014年までに、ドリューはラットを使った実験で非常に優れた結果を達成し、「治療的低体温を用いた組織の虚血性損傷の治療方法および組成物」という発明の特許を申請しました。申請書の最初のイラストは、トレードマークである冬眠のポーズで体を丸めたホッキョクジリスの写真で、1992年に彼女の人生を変えた小さな瞬間を彷彿とさせます。

ドリューは『 2001年宇宙の旅』や『猿の惑星』といったSF映画に馴染みがあったため、自分の研究が宇宙探査業界の関心を引くかもしれないと漠然と感じていた。そのため、2015年2月にSpaceWorks社から連絡があったときも、それほど驚きはしなかった。同社はちょうどNASAから人間の冬眠研究を推進するための第2弾の資金を確保したばかりで、ジョン・ブラッドフォードはドリューを同社の主任冬眠コンサルタントに招聘したのだ。

SpaceWorksは、ドリュー氏とメイヨー・クリニックの麻酔科医マシュー・クマール氏に、CHA/8-SPTカクテルを豚で試験させるよう手配しました。この薬剤は、豚の体温を着実かつ安全に華氏86～90度（摂氏約27～32度）まで下げました。これは、州の医師が人間に点滴で投与できる温度ほどではありませんが、それに近い値です。ブラッドフォード氏は実験の概要の中で、このカクテルは「積極的な冷却を必要としない、また、震えを抑えるための薬理学的鎮静剤を必要としない、冬眠導入プロトコルにつながる可能性がある」と述べています。

この頃、火星に研究対象を移した冬眠研究者はドリューだけではない。2017年、コロラド大学の生物学者サンディ・マーティンは、これまで様々な冬眠生物のサンプルを収めた組織バンクの構築にキャリアを費やしてきた。学生たちは、宇宙旅行に関する1日シンポジウムを企画する依頼を彼女に持ちかけた。学生たちは、彼女のライフワークが長期の宇宙旅行中の人間の冬眠を促進するために利用できるかどうかについて話すよう彼女に促した。「真剣に考えたことはなかった」とマーティンは言う。「冬眠研究者として、その応用可能性は常に頭の片隅にあるが、それが私の動機になったことは一度もない。私の動機は、『これは深遠な進化的適応だ』ということだった。哺乳類が体温に関してこれほど可塑性があり、細胞が低酸素状態や温度変化に耐える能力を持っていること、これらはすべて深遠なことだ」マーティンは講演の準備中に、火星行きの宇宙飛行士を点滴冷却液で昏睡状態にすることを提唱したSpaceWorks社の古い論文を発掘した。彼女はその論文を救急医療の研修医である娘に転送したが、娘は厄介な震えの問題を理由にSpaceWorks社の提案を「ばかげている」と一蹴した。

「『冬眠する動物たちはどうやって冬眠するのかを解明する必要がある』と思いました。だって、彼らはこんなにも美しく、自然に、そして何の害もなく冬眠しているんですから」とマーティンは回想する。「しかも、挿管も栄養チューブも必要ないんです」。彼女と娘は、マーティンがホッキョクジリスの近縁種である十三線条ジリスのゲノム解析を行った結果に基づき、有望な研究テーマをいくつか提案し、独自の論文執筆に取り組んだ。その一つは、十三線条ジリスが冬眠中に体温調節を行う上で重要な役割を果たすTRPM8と呼ばれる受容体について、さらに詳しく調べることだった。

2018年3月、NASAはドリュー氏、マーティン氏、そして冬眠研究分野の有識者数名をカリフォルニア州マウンテンビューに招き、2日間にわたる会議を開催した。この会議は、NASA初の「宇宙冬眠ワークショップ」と銘打たれたものだった。この会議は、生物学者たちが、十分な支援があれば、今後10年から15年以内に人類が少なくともある程度の真の冬眠を実現できるという主張を展開する機会となった。このタイムラインは、2030年代後半から2040年代初頭にかけて人類を火星に送るというNASAの計画と見事に一致していた。

ワークショップでNASA関係者に語ったマーティン氏は、哺乳類に広く見られる冬眠は、人間にも冬眠が可能であることを示唆していると強調した。哺乳類には3つの種類がある。カモノハシのような卵生の単孔類、未発達の子孫を袋に入れて運ぶ有袋類、そして人間を含む有胎盤類だ。「これら3つの系統全てに冬眠する種が存在します」とマーティン氏は言う。「最も簡潔な説明は、人類の共通祖先が冬眠動物だったということです」。もしそうだとすれば、冬眠という生理的ストレスに対処できるように人類を準備させるには、既に持っている遺伝子を改変するだけで済むかもしれない。

NASAのワークショップから4か月後、スペースワークスは人間の冬眠プロジェクトの第2フェーズの最終報告書を発表しました。115ページに及ぶこの報告書は、今後待ち受ける多くの課題について率直に述べています。例えば、ブラッドフォード氏と共著者たちは、冬眠が宇宙飛行士の認知能力にどのような影響を与えるかについては、ほとんど何も分かっていないことを認めています。しかし、報告書はまた、現在の研究のペースに基づくと、NASAは早ければ2026年にもドリュー氏の薬物カクテルのような冬眠技術をヒト被験者で試験開始できる可能性があると主張しています。ここ数ヶ月でNASAが開始した投資から判断すると、NASAはそれを実現させる意向があるようです。

NASAは、宇宙船の軽量化に休眠状態が不可欠であることを受け入れ始めたばかりではない。NASAは、宇宙飛行士が長距離宇宙旅行に伴う肉体的な負担の一部を回避するのに役立つかもしれないというブラッドフォードの見解にも賛同しつつある。例えば、火星探査ミッションにおける大きな未知数の一つは、人類が銀河宇宙線（天の川銀河の残滓）の猛威に耐えられるかどうかだ。宇宙船が地球の磁気圏（国際宇宙ステーションのような周回軌道上の宇宙船は磁気圏のかなり内側にとどまっている）を抜けると、これらの発がん性粒子を避ける現実的な方法はなく、科学者たちはそれらを防御できる柔軟で軽量な素材をまだ見つかっていない。しかし、もし人間の細胞の活性を低下させることができれば、放射線に対する顕著な耐性を獲得できる可能性がある。例えば、1972年の実験では、冬眠中に放射線を照射されたジリスは、完全に意識のあるジリスよりも生存率がはるかに高いことを科学者らは発見した。

「細胞の代謝を抑制すれば、放射線によるダメージも軽減できるという仮説があります」と、ベイラー大学医学部を拠点とするNASA支援プログラム、宇宙保健トランスレーショナルリサーチ研究所の最高医療責任者、エマニュエル・ウルキエタ氏は語る。「つまり、細胞が放射線被曝から修復を始める時間を少しだけ長く与えることができるのです。」

2021年8月、ウルキエタ氏の研究所は、人間の冬眠に関する科学研究の発展に関心を持つ研究者に400万ドルの助成金を授与しました。受賞者の一人は現在、約43万年前にスペイン北部の洞窟で冬眠していた可能性のある絶滅人類の化石を調査しています。別の受賞者は、人間が過度の生理的ストレスを与えることなく冬眠できる理想的な温度を確立しようとしています。また、ピッツバーグ大学の救急医学教授であるクリフトン・キャラウェイ氏は、長距離宇宙飛行における仮死状態維持システムの一部として使用される可能性のある薬剤の研究を深めています。

ブラッドフォード氏と同様に、キャラウェイ氏も人間の無気力状態への初期の関心は、低体温療法への好奇心から生まれた。彼は長年、この技術を、重度の心停止から回復した人だけでなく、心臓発作の初期症状を呈して救急外来を受診した人にも役立てたいと考えていた。低体温療法をそのような患者にとって現実的な選択肢にするため、キャラウェイ氏は重要な臓器の機能を損なうことなく震えを防ぐ薬を探した。新型コロナウイルス感染症のパンデミックが発生する直前、彼は麻酔に使用される軽度の鎮静剤であるデクスメデトミジンで、いくつかの有望な結果を得た。「非常に効果があったので、『本当に宇宙飛行士にも使えるんだ』と声を上げたほどです」と彼は振り返る。

純粋なデクスメデトミジンは、鎮静効果が30分しか持続せず、静脈内投与も必要となるため、宇宙船での使用はおそらく難しいでしょう。しかし、キャラウェイ氏は、錠剤やパッチ剤で投与できる薬剤の発見を目指し、類似の薬剤を多数ヒト被験者で試験しています。来年、彼は研究を拡大し、人類が長期間にわたる低代謝状態からどの程度回復できるかを評価する予定です。

「私たちのマスタープロジェクトは、8人か10人を集めて5日間の休眠状態を体験してもらうことです」とキャラウェイは言う。「1日20時間睡眠を取り、体温を少し下げ、酸素の使用量とカロリー消費量を減らし、二酸化炭素排出量を5日間減らしてもらいます。そして、彼らが実験を始める前と終わった後に、二日酔いの症状がどんなものかを調べるために、たくさんの検査を行う予定です。」

キャラウェイ氏は被験者をどのようにして冬眠させるかまだ計画は固まっていないが、アラスカにあるケリー・ドリュー氏の研究室から生まれる革新​​的な技術については熟知している。ドリュー氏は2019年にキャラウェイ氏を訪ね、冬眠動物からヒントを得る可能性に目を開かせた。「冬眠を研究する生理学者から学んだ教訓の一つは、動物や人間を冬眠させる薬が1つだけ見つかると考えるのは非常に甘いということです」とキャラウェイ氏は語る。「10年後には、私が今研究している薬の1つと、ドリュー博士が研究している薬、そして他の睡眠研究者が研究している別の薬を組み合わせることで、宇宙飛行士に長距離でも安全な睡眠を提供できる可能性が最も高い薬の組み合わせになるでしょう。」

キャラウェイ氏は、宇宙飛行士が眠っている間にホッキョクジリスのように寒くなったり、代謝が低下したりすることはないだろうと疑っている。しかし、クマもかなり効果的な冬眠動物であり、冬の間眠っている間も体温はわずか数度しか下がらないと指摘する。「この10年で、私たちはそれを再現できるでしょう」と彼は言う。

ドリューは、63歳にして人生のほぼ半分を、体重3.5ポンド（約1.4kg）のげっ歯類が冬眠に入る仕組みを解明することに捧げてきたことが、時に信じられないことがある。彼女は、これほど綿密なペースで問題を解決できたことを幸運に思っている。「業界の人たちに話を聞くと、彼らは絶対にこんなことを許さないんです」と、自嘲気味に笑いながら言った。

しかし、ドリュー氏のような大学を拠点とする研究者たちが冬眠の根本的な謎を解明したことで、民間セクターもその可能性に注目し始めています。コロラド大学のサンディ・マーティン氏は昨年退職した際、自身の冬眠動物の組織バンクを、かつての教え子である計算生物学者のケイティ・グラベック氏にライセンス供与しました。グラベック氏はその後、シリコンバレーのスタートアップ企業FaunaBioを共同設立しました。同社は、冬眠動物がストレスの多い出来事、特に冷却と復温の過程で起こる内臓への急激なショック（ほとんどの人間なら死に至るような出来事）を生き延びる理由を解明することで、心臓や肺の疾患の治療法の改善を目指しています。

「これらの動物が冬眠から目覚めると、心臓発作を起こしているのと非常によく似た状態になります」とグラベック氏は言う。ファウナバイオは、冬眠中の動物が細胞の損傷を予防または修復するために使用する分子化合物を特定し、心臓病患者を助ける医薬品の開発を目指している。

しかし、冬眠が本当に人類にとって現実的な選択肢となると、健康な私たちでさえもそれを魅力的に感じるかもしれない。誘導冬眠は、少なくともいくつかのトランスヒューマニストの夢を実現するための回り道を提供してくれそうである。おそらく寿命延長のように――意識のある寿命を延ばすことだけにこだわっているのでなければ――レイモンド・J・ホックが1960年に指摘したように、冬眠はまさに若返りの泉を提供してくれるようだ。例えば今年初め、UCLAのチームは、1年の3分の2を冬眠するキバラマーモットが、その暦年齢に基づいて予想されるよりもはるかに堅牢な遺伝物質を持っていることを発見した。「個体が冬眠に成功するのに必要な分子的および生理学的反応は、老化を防ぐのかもしれない」と研究者らはネイチャー誌に書いている。

奇妙なことに、冬眠は唯一実現可能なタイムトラベルの手段となるかもしれない。エドガー・アラン・ポーは1850年の風刺小説の中で、古代エジプトのミイラ化の習慣がまさにそのような技術だったと想像した。物語の主人公たちが偶然ミイラを蘇らせてしまうと、目覚めたエジプト人は、文明の歴史家たちが人生を「分割して」生きることがあると説明する。彼らは数百年間冬眠し、その後目覚めて、自分たちの出身時代の記録を訂正するのだ。これは「歴史が完全な作り話に堕落するのを防ぐ」ための方法だった。もちろん、今日では、何世紀にもわたる無気力状態を引き起こす冬眠カクテルの開発に熱心な人はいないだろう。しかし、数か月、あるいはそれ以上先の未来に飛ばせる生物学的早送りボタンがあれば、用途はあるかもしれない。少なくとも、ある種の冒険家にとっては魅力的かもしれない。

私自身、冬眠の最大の魅力は、常に頭の中で渦巻く喧騒から束の間の休息を得られる可能性にあると考えています。過度の刺激、不安、そして恐怖に疲弊するこの時期に、1週間か2週間、スイッチを切ったらどんな感じだろうと考えてしまいます。アーサー・C・クラークは小説『2001年宇宙の旅』の中で、主人公の一人が冬眠による精神的な解放を切望する様子を描いています。「ディスカバリー号の船長を務めたボーマンは、時折、冬眠室の凍てつく静寂の中で意識を失った3人の同僚を羨ましく思った。彼らはあらゆる退屈と責任から解放されていたのだ。」

とはいえ、冬眠者の脆弱性はSFの永遠のテーマだ。『2001年宇宙の旅』では、冬眠ポッドに閉じ込められた3人の宇宙飛行士が、宇宙船の知覚型オペレーティングシステムであるHAL9000によってあっけなく殺害される。長期冬眠者が、不在中に混乱に陥った世界に目覚めた際に経験するショックと社会的混乱に焦点を当てたSF作品は数え切れないほどある。火星到達のような価値ある試みを成し遂げるために数ヶ月間潜伏するだけだとしても、意識を取り戻すのは複雑な過程となるのは必然だ。ホッキョクジリスは温まって数時間で元の自分に戻る。しかし、もし人間のような自己認識能力を持っていたら、そうはいかないかもしれない。

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この記事は2022年12月/2023年1月号に掲載されます。 今すぐ購読をお願いします。

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