Ta metoda przede wszystkim dostarcza ekstremalnie niskotemperaturowego modelu stymulacji powietrza u myszy za pomocą nieinwazyjnego, znormalizowanego, stabilnego i wsadowego półprzewodnikowego urządzenia do sprzężenia zwrotnego temperatury chłodzenia. Eksperymenty kliniczne związane z niskimi temperaturami potwierdziły ścisły związek z występowaniem i rokowaniem w różnych chorobach. Badanie szeregów czasowych obejmujące 272 duże miasta w Chinach uzyskało łącznie 1 826 186 przypadków zgonów nieprzypadkowych. Zależność między temperaturą a śmiertelnością konsekwentnie wskazuje na odwróconą krzywą w kształcie litery J, przy czym faza wysokiej śmiertelności z powodu zimna jest znacznie dłuższa niż w przypadku innych temperatur. Sugeruje to, że wpływ niskich temperatur na udar mózgu i choroby sercowo-naczyniowe jest nieograniczony do fazy zimnej; Wpływ ten utrzymuje się w okresie po ustąpieniu fazy chłodnej.
Wśród nieprzypadkowych zgonów, 14,33% można przypisać czynnikom temperatury otoczenia, przy czym umiarkowane zimno (-1,4 do 22,8 °C) i ekstremalne zimno (-6,4 do -1,4 °C) stanowią odpowiednio 10,49% i 1,14%. Przyczyny zgonów obejmują choroby układu krążenia i naczyń mózgowych (17,48%), chorobę niedokrwienną serca (18,76%), udar niedokrwienny serca (14,09%), udar krwotoczny (18,10%), choroby układu oddechowego (10,57%) oraz przewlekłą obturacyjną chorobę płuc (12,57%1. W Chinach badania epidemiologiczne dotyczące udaru mózgu sugerują wyraźny gradient z północy na południe2. W mroźnym klimacie północno-wschodnich Chin częstość występowania udaru mózgu jest 2,36 razy wyższa w porównaniu z regionem południowym3. Szeroko zakrojone badania potwierdziły bezpośredni wpływ środowisk o niskiej temperaturze na śmiertelność i częstość występowania udaru mózgu4,5,6. W związku z tym znaczne różnice temperatur klimatycznych stanowią czynnik środowiskowy, którego nie można ignorować.
Brak skutecznego naukowego uzasadnienia wyjaśniającego korelację między środowiskami o niskiej temperaturze a zwiększonymi wskaźnikami udarów mózgu i problemów z sercem pozostaje tematem dociekań. Podczas gdy konwencjonalna mądrość sugeruje, że niskie temperatury mogą zwiększać ciśnienie krwi poprzez podrażnienie skóry i pobudzenie współczulne7, osoby zazwyczaj podejmują środki w celu izolacji i utrzymania równowagi temperatury ciała w odpowiedzi na zimne warunki. Narażeni na niskie temperatury współcześni ludzie polegają na układzie oddechowym, a nie na skórze, jako głównym mechanizmie obronnym. Podczas gdy gruba odzież może chronić skórę przed zimnem zewnętrznym, nie może zapobiec wdychaniu zimnego powietrza do dróg oddechowych, narażając tchawicę i pęcherzyki płucne na intensywną stymulację zimnem. Obecne metody konstruowania modeli zwierzęcych do stymulacji niskotemperaturowej dzielą się przede wszystkim na dwa aspekty. Po pierwsze, liczne badania koncentrowały się na badaniu reakcji i mechanizmów regulacyjnych skóry myszy na stymulację niskotemperaturową. Jedna z metod polega na umieszczeniu myszy na talerzu, który może kontrolować zmiany temperatury (4-25°C) w celu zbadania specyficznych mechanizmów regulacyjnych regulacji temperatury ciała i zachowania unikającego w odpowiedzi na bodźce zimne8,9. W innych badaniach umieszczono urządzenia chłodzące na grzbietach myszy, aby zbadać rolę obwodów nerwowych w regulacji temperatury ciała10.
Na odwrót, kilka badań umieściło myszy w małych komorach o zmiennych temperaturach (4-30 °C). W badaniach przeprowadzonych przez Lala i współpracowników oraz Qiana i wsp. wykorzystano tę metodę do skonstruowania mysiego modelu stymulacji zimnem w celu zbadania obwodów neuroneuroneurologicznych regulujących neuroendokrynną kontrolę zachowań żywieniowych wywołanych zimnem11,12. Jednak dwie wymienione metody mają swoje ograniczenia. Po pierwsze, najniższa temperatura wynosi 4 °C, co jest niewystarczające do symulacji stymulacji powietrza o ekstremalnie niskiej temperaturze. Metoda ta nie może wykluczyć regulacyjnego wpływu skóry i obwodów nerwowych na zimne środowisko. Jako główne miejsce wymiany powietrza, płuca są również narządami, w których koncentrują się neurony wrażliwe na zimno13,14. Regulacyjna rola neuronów wrażliwych na zimno w różnych chorobach została również potwierdzona przez kilku badaczy15,16,17. W związku z tym pilnie potrzebna jest metoda, która pozwoli stabilnie, masowo i normatywnie skonstruować niskotemperaturowy model zwierzęcy dróg oddechowych. Zrozumienie regulacyjnej roli płuc i wrażliwych na zimno neuronów w różnych chorobach przewlekłych pod wpływem stymulacji powietrzem o ekstremalnie niskiej temperaturze jest niezbędne, aby zapewnić teoretyczne podstawy zapobiegania i leczenia udaru, choroby niedokrwiennej serca i chorób układu oddechowego w zimnych regionach. Nasz zespół wypełnił tę krytyczną lukę, konstruując w ciągu ostatnich dwóch lat urządzenie niskotemperaturowe. Urządzenie to charakteryzuje się powtarzalnością, praktycznością, prostą konstrukcją i niskim kosztem, dzięki czemu nadaje się do takich badań.