Wat Zijn De Grenzen Van Menselijke Overleving?

{h1}

Het menselijk lichaam kan drastische afwijkingen van normale omstandigheden verdragen. Maar wat zijn de absolute limieten?

Je hoort epische verhalen van mensen die kogels overleefden naar de hersenen, 10-verhaal vrije zonden of maanden strandden op zee. Maar plaats een mens ergens in het bekende universum, behalve de dunne schil van de ruimte die zich een paar mijl boven of onder de zeespiegel op aarde uitstrekt, en wij vergaan binnen enkele minuten. Zo sterk en veerkrachtig als het menselijk lichaam in sommige situaties lijkt, beschouwd als in de context van de kosmos als geheel, is het zenuwslopend fragiel.

Veel van de grenzen waarbinnen een typisch mens kan overleven, zijn volledig vastgesteld; de bekende "regel van drieën" bepaalt hoe lang we kunnen afzien van lucht, water en voedsel (respectievelijk ongeveer drie minuten, drie dagen en drie weken). Andere limieten zijn meer speculatief, omdat mensen ze zelden of nooit hebben getest. Hoe lang kun je bijvoorbeeld wakker blijven voordat je sterft? Hoe hoog in hoogte kun je klimmen voordat je verstikt? Hoeveel versnelling kan uw lichaam weerstaan ​​voordat het uit elkaar valt?

Experimenten gedurende de afgelopen decennia - sommige opzettelijk, anderen toevallig - hebben geholpen om het domein uit te zetten waarbinnen we, letterlijk, leven.

Hoe lang kunnen we wakker blijven?

Van luchtmachtpiloten is bekend dat ze na drie of vier dagen slaapgebrek zo uitzinnig worden dat ze hun vliegtuigen neerstorten (omdat ze in slaap zijn gevallen). Zelfs een single-nighter schaadt rijvaardigheid net zo goed als dronken zijn. De absoluut langste die iemand vrijwillig wakker heeft gehouden voordat hij wegknikt, is 264 uur (ongeveer 11 dagen) - een record van de 17-jarige Randy Gardner voor een middelbare school science-beurs in 1965. Alvorens in slaap te vallen op dag 11, hij was in wezen een groente met zijn ogen open. [Top 10 Spooky Sleep Disorders]

Maar op welk moment zou hij zijn gestorven?

In juni stierf een 26-jarige Chinese man naar verluidt 11 dagen in een slapeloze poging om elke wedstrijd van de Europa Cup te bekijken. Maar hij dronk ook alcohol en rookte overal, waardoor het moeilijk was om zijn doodsoorzaak vast te stellen. Geen enkel mens is ooit definitief gestorven aan gebrek aan slaap, en om voor de hand liggende ethische redenen kunnen wetenschappers het breekpunt in het laboratorium niet vinden.

Ratten slaap deprivatie experiment.

Ratten slaap deprivatie experiment.

Credits: Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic Jean-Etienne Poirrier

Ze hebben het echter met ratten gedaan. In 1999 plaatsten slaaponderzoekers van de universiteit van Chicago ratten op een draaiende schijf boven een plas water en registreerden de hersengolven van de ratten continu met een computerprogramma dat het begin van de slaap kon herkennen. Toen de ratten wegknikten, werd de schijf plotseling gedraaid om ze wakker te houden door ze tegen de muur te slaan en te dreigen ze in het water te slaan. De ratten stierven consistent na twee weken van deze ellende. Voordat ze omkwamen, vertoonden de knaagdieren symptomen van hypermetabolisme, een toestand waarin de ruststofwisselingssnelheid van het lichaam zo veel versnelt dat het overmatige calorieën verbrandt, zelfs als het volledig stil is. Hypermetabolisme is gekoppeld aan gebrek aan slaap. [De 6 gekste dierproeven]

Hoeveel straling kunnen we absorberen?

Straling vormt een gevaar op lange termijn omdat het DNA muteert en de genetische code op zodanige wijze herschrijft dat dit kan leiden tot kankerachtige groei van cellen. Maar hoeveel straling zal je meteen doden? Volgens Peter Caracappa, een nucleair ingenieur en stralingsveiligheidsspecialist aan het Rensselaer Polytechnic Institute, zullen 5 en 6 Sieverts (Sv) in de loop van een paar minuten te veel cellen versnipperen om je lichaam in één keer te laten repareren. "Hoe langer de periode gedurende welke de dosis wordt geaccumuleerd, hoe hoger dat bereik zou zijn, aangezien het lichaam ook in die tijd werkt om zichzelf te herstellen," vertelde Caracappa Life's Little Mysteries.

Ter vergelijking, sommige arbeiders van de Japanse kerncentrale in Fukushima namen 0,4 tot 1 Sv straling per uur in beslag terwijl ze in maart met de kernramp in aanraking kwamen. Hoewel ze op korte termijn overleefden, is hun leven kankerrisico toegenomen, hebben wetenschappers gezegd.

Zelfs als iemand wegblijft van nucleaire rampen en supernova-explosies, verhoogt de natuurlijke achtergrondstraling die we allemaal op aarde ervaren (van bronnen zoals uranium in de grond, kosmische straling en medische apparatuur) onze kans om in een bepaald jaar kanker te ontwikkelen met 0,025 procent, Caracappa zei. Dit stelt een bizarre bovengrens aan de menselijke levensduur.

"Een gemiddelde persoon... die een gemiddelde achtergrond stralingsdosis ontvangt elk jaar meer dan 4.000 jaar, bij afwezigheid van alle andere invloeden, zou redelijk zeker zijn van het oplopen van een door straling geïnduceerde kanker," zei Caracappa. Kortom, zelfs als het ons uiteindelijk lukt om alle ziekten uit te roeien en de genetische commando's die ons lichaam verouderen uit te schakelen, pech: we zullen nooit ouder worden dan 4.000.

Hoeveel kunnen we versnellen?

De ribbenkast beschermt ons hart tegen een harde dreun, maar het is een slappe beveiliging tegen het soort gedrang dat de technologie vandaag mogelijk heeft gemaakt. Hoeveel versnelling kunnen onze organen verdragen?

NASA en militaire onderzoekers hebben vooruitgang geboekt bij het beantwoorden van die vraag met het oog op veilig ruimtevaartuig en het ontwerpen van vliegtuigen. (Je wilt niet dat astronauten zwart worden tijdens het opstijgen.) Laterale versnelling - schokken opzij - doet een aantal aan onze binnenkant vanwege de asymmetrie van de krachten. Volgens een recent artikel in Popular Science kunnen 14 G's van zijwaartse versnelling je organen losraken van elkaar. De beweging van voet naar hoofd zet ondertussen al het bloed naar de voeten. Tussen 4 en 8 longitudinale G's zal je knock-out.(Een kracht van 1 G is de normale zwaartekracht die we hier op terra firma voelen, terwijl 14 Gs gelijk is aan de aantrekkingskracht van een planeet die 14 keer zo groot is.)

Voorwaartse of achterwaartse versnelling lijkt het gemakkelijkst op het lichaam te gaan, omdat ze het mogelijk maken dat het hoofd en het hart samen versnellen. Militaire experimenten in de jaren 1940 en 1950 met een "menselijke vertrager", in wezen een raket met raketten die heen en weer geslingerd over de Edwards Air Force-basis in Californië, suggereren dat we kunnen vertragen met een snelheid van 45 Gs, of het equivalent van de zwaartekracht van 45 Aardes, en leef nog steeds om erover te praten. Met dat tempo vertraag je van 630 mijl per uur naar 0 mph in fracties van een seconde over een paar honderd voet. Waarschijnlijk veranderen we in een zak met reserveonderdelen tot ongeveer 50 Gs, schatten onderzoekers. [Wat zou er gebeuren als je in een zwart gat zou vallen?]

Met welke veranderingen in het milieu kunnen we omgaan?

Individuen verschillen sterk in hoe goed ze afwijkingen van normale atmosferische omstandigheden tolereren, of dit nu veranderingen in temperatuur, druk of zuurstofgehalte van de lucht zijn. De overlevingsgrenzen zijn ook afhankelijk van hoe langzaam veranderingen in de omgeving optreden, omdat het lichaam het zuurstofgebruik en het metabolisme geleidelijk kan aanpassen in reactie op externe omstandigheden. Maar sommige ruwe schattingen van onze breekpunten kunnen worden gemaakt.

De meeste mensen lijden aan hyperthermie na 10 minuten in extreem vochtige, 140 graden Fahrenheit (60 graden Celsius) hitte. Dood door kou is moeilijker te begroten. Een persoon vervalt meestal wanneer hun lichaamstemperatuur zakt tot 70 graden F (21 graden C), maar hoe lang dit duurt, hangt af van hoe "gewend aan de kou" een persoon is, en of een mysterieuze, latente vorm van winterslaap begint, waarvan bekend is dat het gebeurde.

De grenzen van overleving zijn beter ingeburgerd voor langdurig comfort. Volgens een NASA-rapport uit 1958, mensen kunnen onbeperkt leven in omgevingen die variëren tussen ongeveer 40 graden F en 95 graden F (4 en 35 graden C), als de laatste temperatuur optreedt bij niet meer dan 50 procent relatieve luchtvochtigheid. De maximale temperatuur drijft omhoog als het minder vochtig is, omdat een lager watergehalte in de lucht het gemakkelijker maakt om te zweten en zo koel te blijven. [Infographic: Human Comfort Zones]

Zoals blijkt uit een scifi-film waarin de helm van een astronaut buiten het ruimtevaartuig valt, gaan we niet zo goed met abnormale zuurstof- of drukniveaus. Bij atmosferische druk bevat lucht 21 procent zuurstof. We sterven aan anoxie wanneer die concentratie voorbij 11 procent zakt. Te veel zuurstof doodt ook, door geleidelijk ontsteking van de longen te veroorzaken in de loop van een paar dagen.

We vallen uit als de druk daalt onder 57 procent van de atmosferische druk - gelijk aan die op een hoogte van 15.000 voet (4.572 meter). Klimmers kunnen hoger duwen omdat ze hun lichaam geleidelijk aanpassen aan de daling van zuurstof, maar niemand overleeft lang zonder een zuurstoftank boven 26.000 voet (7925 m).

Dat is ongeveer 5 mijl (8 kilometer) omhoog. De rand van het bekende universum ligt zo'n 46 miljard lichtjaar verder weg.

Volg Natalie Wolchover op Twitter @nattyover of Life's Little Mysteries @llmysteries. We zijn ook op Facebook & Google+.


Video Supplement: Het Grote Complot.




Onderzoek


Iron'S Irony: Het Kan Je Sterker Maken Of Je Vermoorden
Iron'S Irony: Het Kan Je Sterker Maken Of Je Vermoorden

Eh, Euh... Speech Stumbles Help Peuters Leren Nieuwe Woorden
Eh, Euh... Speech Stumbles Help Peuters Leren Nieuwe Woorden

Science Nieuws


Vleermuizen: Fuzzy Flying Mammals
Vleermuizen: Fuzzy Flying Mammals

Foto'S: Oudste Bekende Gehoornde Dinosaurus In Noord-Amerika
Foto'S: Oudste Bekende Gehoornde Dinosaurus In Noord-Amerika

Kiezers Geloven Dat 'Stille Meerderheid' Aan Hun Kant Staat
Kiezers Geloven Dat 'Stille Meerderheid' Aan Hun Kant Staat

'S Werelds Diepste, Zeldzaamste Diamanten Onthulde Een Groot Geheim Over Het Interieur Van Onze Planeet
'S Werelds Diepste, Zeldzaamste Diamanten Onthulde Een Groot Geheim Over Het Interieur Van Onze Planeet

Deze 'Vuile' Onweersbuien Vullen De Lucht Met Zoveel Rook Als Een Vulkaanuitbarsting
Deze 'Vuile' Onweersbuien Vullen De Lucht Met Zoveel Rook Als Een Vulkaanuitbarsting

WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com