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利用哺乳动物身体进行受控热传递:在 1990 年代,斯坦福大学生物学家丹尼斯·格拉恩和 H. 克雷格·海勒发现了一种治疗麻醉后低体温症患者的新方法。麻醉后低体温症是指患者从麻醉中苏醒后体温过低,以至于会颤抖长达一小时。这种情况的发生部分是因为麻醉降低了身体控制自身温度的能力。单独施加热量并不总是有帮助,因此格拉恩和海勒尝试了另一种方法:他们增加了流向患者手部皮肤的血液量,然后对同一区域施加热量。“这些人十分钟内就好了,”格拉恩说。“然后问题是,‘这到底是怎么回事?’”

他们偶然发现了一种哺乳动物生物学的特征,这种特征可以被用于广泛的其他应用,包括需要冷却的应用。其中一种用途是提高运动耐力,因为过热是限制身体机能的主要因素之一。人体调节体温的主要方式之一是通过控制流经无毛皮肤区域(如手掌、脸颊、鼻子和脚底)的血流量。在这些区域的皮肤下方,有独特的血管结构,旨在将大量血液输送到表面。当身体需要散热时,它会扩张这些血管,并用血液充满该区域,通过皮肤散发热量。身体通过收缩流向这些区域的血流来保持热量。

专利号 7,947,068 概述了多种操纵这些过程的方法。其中一种名为“手套”的方法已在旧金山 49 人队中使用。队员们将手伸入咖啡壶大小的设备中,该设备会在手腕周围形成密封。然后,“手套”利用压差将血液吸入手掌并迅速冷却,从而导致整体体温下降。该设备可以在比赛期间的任何时候使用,只需几分钟即可生效。格拉恩说,实验室测试表明,像“手套”这样的设备可以显著提高运动输出并减轻热应激。

亚当·皮奥雷是一位自由记者。他为《大众科学》撰写的上一篇文章探讨了将进化论带回课堂的运动。

更多作者:亚当·皮奥雷
大众科学 Magazine Vol 305 Issue 4这篇文章最初以“专利观察”为标题发表于《大众科学》杂志 第 305 卷第 4 期(
doi:10.1038/scientificamerican102011-1odaPVg0EnONYS6nvQW4SK
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