Hasil daripada teknologi baharu yang dibangunkan oleh Institut Penyelidikan Saintifik Rusia bagi Perubatan Pekerjaan, anjing akan dapat bernafas pada kedalaman yang tinggi di bawah air , sehingga 500 meter. Kemajuan ini, yang dibiayai oleh Yayasan Penyelidikan Masa Depan, bertujuan untuk menjadikan anjing sebagai sekutu penting dalam misi menyelamat kru kapal selam dan situasi bawah air berbahaya yang lain.
Asas inovasi ini adalah pernafasan cecair , satu kaedah yang membolehkan penyelam mengisi paru-paru mereka dengan cecair khas yang kaya dengan oksigen terlarut yang boleh menembusi aliran darah. Dengan cara ini, cecair membekalkan badan dengan oksigen dengan cara yang serupa dengan udara, tetapi dengan kelebihan dapat menahan tekanan tinggi di bawah air . Tambahan pula, teknik ini direka bentuk untuk memudahkan pendakian pantas ke permukaan bagi penyelam dengan mengurangkan risiko embolisme udara , satu keadaan berbahaya yang berkaitan dengan perubahan tekanan secara tiba-tiba.
Terima kasih kepada sistem ini, anjing-anjing boleh berada di bawah air selama kira-kira setengah jam pada kedalaman sehingga 500 meter, membuka peluang baharu dalam operasi menyelamat dan dalam penyelidikan saintifik yang berkaitan dengan tingkah laku haiwan dalam persekitaran yang ekstrem.
Apakah sebenarnya yang terkandung dalam pernafasan cecair?
Pernafasan cecair bergantung pada penggunaan cecair perfluorinated atau yang serupa, tepu dengan oksigen , yang menggantikan udara di dalam paru-paru buat sementara waktu. Cecair ini diformulasikan untuk membawa sejumlah besar oksigen terlarut, membolehkan pertukaran gas dengan darah berlaku dengan cekap walaupun di bawah tekanan yang sangat tinggi.
Apabila paru-paru haiwan itu dipenuhi dengan cecair ini, gelembung udara akan hilang , sekali gus mengurangkan risiko pembentukan gas termampat dan berpotensi mengembang secara berbahaya semasa pendakian. Oleh itu, cecair bukan sahaja membekalkan oksigen tetapi juga melindungi daripada kesan berbahaya perubahan tekanan , satu faktor penting dalam menyelamat dari kedalaman yang tinggi.
Menurut para penyelidik, cecair tersebut dimasukkan dan diekstrak dari paru-paru secara terkawal menggunakan peralatan khusus. Cabaran saintifik utama terletak pada mencari gabungan komponen yang bukan sahaja membolehkan pengoksigenan yang baik tetapi juga penyingkiran karbon dioksida yang mencukupi , di samping memastikan keselamatan haiwan sepanjang keseluruhan proses.
Satu lagi perkara penting ialah mengawal suhu cecair . Semasa ujian, diperhatikan bahawa jika suhu tidak dikawal dengan betul, haiwan tersebut boleh mengalami hipotermia . Oleh itu, sistem pemanasan dan pemantauan direka bentuk untuk membantu mengekalkan suhu badan dalam parameter yang selamat semasa rendaman.
Keputusan eksperimen dengan anjing dan haiwan lain
Igor Cherniak , salah seorang ketua projek itu, menyatakan bahawa pasukan saintis telah memerhatikan semasa penyelidikan mereka bagaimana seekor anjing dachshund berjaya berada di bawah air sehingga 15 minit untuk menghirup cecair istimewa ini. Beliau menjelaskan bahawa paru-paru anjing itu dipenuhi sepenuhnya dengan cecair kaya oksigen, membolehkannya bernafas di bawah air tanpa perlu menghirup udara.
Apabila haiwan itu dibawa ke permukaan, ia agak lesu dan hilang arah , terutamanya disebabkan oleh hipotermia yang disebabkan oleh perbezaan suhu antara badannya dan air. Walau bagaimanapun, selepas beberapa minit dan selepas menerima rawatan yang sewajarnya, ia pulih sepenuhnya . Menurut Cherniak, semua haiwan yang menjalani eksperimen ini berada dalam keadaan baik dan telah bertahan selaman tanpa sebarang kesan jangka panjang yang ketara.
Sebelum bekerja dengan anjing, teknologi ini telah diuji pada tikus dan haiwan kecil lain . Kajian awal ini membenarkan pelarasan pada pembolehubah seperti komposisi cecair, tekanan ruang dan masa pendedahan, sehingga pasukan menganggap selamat untuk bermula dengan anjing.
Untuk menjalankan ujian, "hidrochamber" tekanan tinggi khas telah direka bentuk , di mana keadaan yang serupa dengan yang terdapat di kedalaman laut yang hebat disimulasikan. Di kemudahan ini, tekanan, suhu dan kepekatan oksigen cecair dikawal dengan tepat, membolehkan saintis merekodkan bagaimana badan haiwan bertindak balas pada setiap peringkat selaman.
Pada masa ini, menurut maklumat yang diberikan oleh Yayasan Penyelidikan Masa Depan, anjing boleh berada di bawah air selama kira-kira 30 minit dan mencapai kedalaman sehingga 500 meter menggunakan sistem ini. Angka-angka ini dianggap sebagai titik permulaan yang menjanjikan untuk aplikasi masa hadapan, walaupun para penyelidik sendiri menekankan bahawa teknologi ini masih di peringkat awal dan belum bersedia untuk digunakan secara meluas dalam operasi dunia sebenar.
Cabaran saintifik dan psikologi pernafasan cecair
Beberapa dekad yang lalu, teknologi ini telah dikaji dengan spesies yang berbeza, tetapi untuk masa yang lama, tiada aplikasi praktikal yang jelas ditemui . Pada masa ini, landskap teknologi baharu dan keperluan menyelamat bawah air telah menghidupkan semula minat dalam pernafasan cecair, walaupun masih banyak cabaran.
Seperti yang dijelaskan oleh Vitali Davídov , timbalan ketua pengarah Yayasan Penyelidikan Masa Depan, salah satu isu utama ialah memilih komponen yang betul untuk bendalir , menentukan cara paling selamat untuk memperkenalkan dan mengeluarkannya dari badan , dan memastikan penyingkiran karbon dioksida yang betul . Semua ini mesti dilakukan sambil mengekalkan tanda-tanda vital haiwan dan mengelakkan kerosakan pada tisu paru-paru.
Selain cabaran fisiologi semata-mata, Davídov dan penyelidik lain menunjukkan halangan asas: halangan psikologi . Bagi mana-mana makhluk hidup yang biasa menyedut udara, mengisi paru-paru dengan cecair adalah sangat serupa dengan "lemas secara sukarela ." Mengatasi naluri penolakan semula jadi ini adalah rumit, baik untuk haiwan mahupun manusia yang mungkin suatu hari nanti akan menggunakan teknologi ini.
Oleh itu, pakar menegaskan bahawa tidak mencukupi untuk hanya memperhalusi bendalir dan peranti; ia juga penting untuk membangunkan protokol penyesuaian secara beransur-ansur yang membolehkan anjing, dan akhirnya manusia, membiasakan diri dengan sensasi menyedut bendalir padat dan bukannya udara. Aspek psikologi ini dianggap oleh sesetengah pihak sebagai salah satu cabaran terbesar projek ini.
Walaupun terdapat beberapa percubaan yang telah memasuki peringkat lanjut, mereka yang bertanggungjawab untuk pembangunan ini menegaskan bahawa pernafasan cecair untuk misi dunia sebenar masih merupakan medan eksperimen . Penilaian lanjut diperlukan untuk menilai potensi kesan jangka panjang, meningkatkan toleransi badan dan membangunkan sistem yang membolehkan aplikasi pengetahuan ini dengan pantas dan selamat dalam situasi kecemasan.
Aplikasi yang berpotensi: anjing penyelamat, juruterbang dan angkasawan
Objektif utama eksperimen kontroversi ini adalah untuk meningkatkan penyertaan anjing dalam misi menyelamat bawah air . Dalam situasi seperti kapal karam atau kemalangan kapal selam, seekor anjing yang mampu menyedut cecair dan menahan tekanan tinggi boleh mengakses kawasan di mana penyelam manusia akan menghadapi kesukaran yang besar, baik disebabkan oleh batasan fizikal mahupun risiko penyakit dekompresi.
Kelebihan besar anjing ialah deria bau mereka yang sangat maju , keupayaan mereka untuk mengesan orang , dan latihan mereka untuk bekerja dalam persekitaran yang tidak bersahabat. Jika teknologi ini menjadi selamat sepenuhnya, anjing boleh menjadi sumber utama untuk mencari mangsa yang terselamat dalam struktur yang tenggelam, kapal karam, atau petak yang dibanjiri.
Tetapi bidang aplikasi tidak terhad kepada anjing. Ketua projek menunjukkan bahawa juruterbang dan angkasawan juga boleh mendapat manfaat daripada teknologi ini. Dalam sektor aeroangkasa, pernafasan cecair boleh membantu mengurangkan kesan pecutan ekstrem pada badan, atau berfungsi sebagai sistem kecemasan dalam persekitaran di mana bekalan udara mungkin terjejas.
Bagi penyelam manusia, penggunaan cecair yang boleh bernafas boleh membolehkan penurunan dan pendakian yang lebih pantas , sebahagian besarnya dapat menghapuskan masalah yang disebabkan oleh perubahan tekanan dan mencegah embolisme udara yang ditakuti. Ini akan membuka pintu kepada protokol menyelamat baharu untuk kru yang terperangkap di kedalaman yang tinggi, di mana masa merupakan faktor kritikal untuk terus hidup.
Walaupun masih jauh perjalanannya, kajian ini menunjukkan bahawa idea seekor anjing yang dapat bernafas di bawah air secara terkawal bukan lagi milik alam fiksyen sains sahaja, tetapi menjadi bidang pengajian sebenar dengan kemungkinan aplikasi dalam penyelamatan, perubatan kecemasan dan penerokaan ekstrem.
Kemajuan jenis ini menjana perdebatan etika dan saintifik, tetapi ia juga menunjukkan bagaimana gabungan inovasi teknologi , pengetahuan perubatan dan potensi luar biasa anjing pekerja dapat mengubah sepenuhnya cara kita memahami penyelamatan dan kelangsungan hidup dalam persekitaran bawah air, dan menimbulkan keperluan untuk membantu anjing terbiar.
