北极地松鼠的体温能从冬眠前的37℃，一口气降到-3℃。新陈代谢率降到正常水平的1%-3%，心跳频率降到每分钟1次。这不是一次性冻住就完事，它每年有八个月的冬眠周期，从八月初到第二年四月，反复经历这种过山车式的体温变化。
过去数十年，人类研究如何进入深度睡眠、甚至科幻作品里那种人体冬眠技术，北极地松鼠都是最关键的研究对象之一。原因很简单：它的冬眠能力实在太优秀了。从零下到37℃的过程，它只需要一两天的适应就能完成。
八个月不吃不喝，怎么活下来
冬眠生物面临的第一个问题是缺水。缺水会显著增加体内体液的离子浓度，增高血液渗透压，导致器官内水分析出、器官坏死。但研究者观察到的地松鼠症状完全相反：冬眠时，它们体内的血液渗透压会显著降低，进而控制身体的水分平衡。至于这套方法具体如何运作，目前还没有答案。
能量补充方面，地松鼠和其他生物类似，通过在夏季大量摄入食物提供能量储备，来度过漫长的冬季。
仔细看体温变化曲线会发现，北极地松鼠在整个八个月间不是一直处于超低温，而是会时不时重新回暖一下。如果某只地松鼠没能成功回暖，它就会死亡。这也是目前研究者希望研究冬眠技术的突破口之一。
大脑如何在低温中存活
地松鼠进入冬眠状态时，身体所有细胞和器官都会经历一个“关闭”或“假死”的过程，以节省能量。微观层面存在一些适应性特征：外周体感系统中的TRPM8受体和大脑中的CNGA3离子通道对寒冷的敏感性降低，允许神经元相互信号传递的电压门控钠通道活性降低，对高活性氧物质的敏感性也降低，以此防止细胞损伤。
大脑既重要又脆弱。虽然全身核心温度只有-2到-3℃，但脖子以上尤其是大脑，保持着相对更高的温度——0.7℃。即使如此，低温下神经元细胞也会坏死、损伤。地松鼠怎么做到苏醒后还能活蹦乱跳？
研究者发现，地松鼠冬眠时大脑里的神经元确实萎缩了，各种连接也明显坏死切断。但仅仅冬眠结束一天，它的大脑就表现出显著的恢复，说明它具有超强的大脑可塑性和再生能力。
冬眠中的神经元看起来就像严冬里光秃秃的树枝，而刚进入觉醒期的松鼠脑细胞则拥有密集的各种连接。仅仅两个小时内，地松鼠的大脑不仅补偿了冬眠期间丢失的所有突触，脑细胞拥有的链接甚至比春季或夏季活跃的松鼠更多。短短一天后，它们的大脑就修剪了这些杂乱的连接。
一个意外的线索：tau蛋白
关于这个过程如何实现，目前的研究导向了一个令人意想不到的提示——磷酸化的tau蛋白可能在神经元可塑性改变中发挥了重要作用。
磷酸化的tau蛋白在神经科学领域更熟悉的研究，是它可能是阿尔兹海默症的病因之一。过度磷酸化的tau蛋白富集会引发神经元的纤维缠绕，这是阿尔兹海默症的典型病症。
研究人员发现，欧洲地松鼠冬眠时期的大脑中，失去了越多的突触连接，就会积累更多的过度磷酸化的tau蛋白。而当它冬眠苏醒过来，就会快速去除掉这些tau蛋白来恢复神经元功能。目前的推测认为，这些地松鼠脑子里的tau蛋白可能发挥了重要作用。
这类研究除了帮助了解冬眠过程，更有可能对神经退行性疾病的研究提供参考与帮助。
不止冬眠机制
研究者们也发现了一些可能对医学有益的线索：
- 地松鼠在冬眠期间能够保护脑细胞免受低氧和低血流的损伤，这对中风和心脏病患者的治疗有启发
- 地松鼠在长期不活动的情况下还能防止肌肉萎缩和骨质流失，对长期卧床病人的康复研究具有参考价值
- 有研究探讨了冬眠北极地松鼠肌肉中的转录变化，这可能有助于减轻不活动肌肉的萎缩
冬眠的生物远不止这一种。但相比之下，降温变化比较低的北极熊、黑熊，与人类远远不同的变温动物鳄鱼、蛇，以及身上带有不少病毒的蝙蝠，虽然也有冬眠特征，却不如地松鼠和北极地松鼠这样，能给我们研究冬眠带来这么多价值。
北极地松鼠还藏着大量秘密等着被揭开，而这些秘密或多或少对生命、对我们自身的重新认识，会有很大的帮助。
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