จะเกิดอะไรขึ้นเมื่อนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด (Stanford University) เกิดไอเดียสุดพิสดาร หยิบเอาสีผสมอาหาร “สีเหลืองไฉไลเบอร์ 5” หรือที่เรียกกันในวงการว่า “ทาร์ทราซีน (tartrazine)” ที่ปกติแล้วใช้แต่งสีขนมขบเคี้ยวกรุบกรอบ มาละเลงทาลงบนหน้าท้องหนูทดลองราวกับทาโลชั่น?
จะท้องอืด ท้องเฟ้อหรือไม่ อันนี้ไม่รู้ แต่สิ่งที่น่าตื่นเต้นที่สุดก็คือผิวหนังหน้าท้องของหนูที่เคยทึบแสงค่อยๆ เปลี่ยนเป็นใส จนสามารถมองทะลุเข้าไปเห็นตับไตไส้พุงกำลังขยับดุ๊กดิ๊กๆ อยู่ภายในได้อย่างชัดเจน
นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิจัยค้นพบวิธีที่ปลอดภัย ไม่สร้างดาเมจ เพื่อเปิดหน้าต่างให้เราสามารถตามติดกิจกรรมภายในร่างกายของสัตว์ได้แบบเรียลไทม์ แบบไม่ต้องผ่า
ทีเด็ดคือสีที่ใช้เป็นสีผสมอาหาร ที่ใส่ในขนมขบเคี้ยวอย่าง “โดรีโทส” ที่ปกติกินกันอยู่แล้ว จึงแทบไม่น่ากังวลอะไรถึงผลข้างเคียงน่ากลัวๆ พอส่องเสร็จ ก็ใช้น้ำล้างสีออกหน้าท้องที่เคยใสมองทะลุได้ ก็จะกลับมาทึบแสงราวไม่เคยมีอะไรเกิดขึ้น
และถ้าไม่ล้างทิ้งเอาไว้ เมื่อเวลาผ่านไป เอฟเฟ็กต์หน้า (ท้อง) ใสของสีก็จะค่อยๆ จางหายไปเองเช่นกัน
เอฟเฟ็กต์นี้ คือปรากฏการณ์ธรรมชาติที่อธิบายได้ด้วยหลักการพื้นฐานทางฟิสิกส์ “สำหรับคนที่เข้าใจฟิสิกส์พื้นฐานที่อยู่เบื้องหลัง มันฟังดูสมเหตุสมผล แต่ถ้าคุณไม่คุ้นเคยกับมัน มันจะดูเหมือนการเล่นกล” ซื่อเห่า โอว (Zihao Ou) หนึ่งในนักวิจัยหลักจากทีมสแตนฟอร์ดที่เพิ่งย้ายไปเป็นผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ดัลลัสเผย
ซื่อเห่าอธิบายว่า คอนเซ๊ปต์นี้ ก็เหมือนกับการที่เรามองผ่านน้ำที่ถูกตีจนแตกเป็นฟองจิ๋วไม่ได้นั่นแหละ เราสามารถมองทะลุผ่านน้ำและอากาศได้ ในสายตาเราน้ำนั้นใส อากาศก็เช่นกัน แต่เมื่อน้ำและอากาศมาผสมกัน และถูกตีให้แตกฟองเป็นฟองจิ๋ว (microbubble) เราจะมองทะลุผ่านไม่ได้อีกต่อไป การเปลี่ยนแปลงจากใสเป็นทึบนั้นเกิดจากความจริงที่ว่าโมเลกุลของน้ำและอากาศมีค่าดัชนีหักเห (refractive indexes) ที่ไม่เท่ากัน แสงก็มีการหักเหกระเจิงไปมา ไม่ทะลุมาที่ตาเราโดยตรง เราเลยมองไม่ทะลุ
ในผิวหนังของหนู และมนุษย์ เรามีเซลล์ที่ประกอบขึ้นมาจากไขมันและโปรตีนซึ่งมักจะมีค่าดัชนีการหักเหสูงกว่าน้ำ ทำให้แสงไม่สามารถทะลุผ่านมาถึงตาเราได้แบบตรงๆ เช่นกัน
ถ้าเราสามารถหาทางทำให้ค่าดัชนีหักเหแสงของโปรตีน และไขมันมันเท่ากับน้ำได้ ให้แสงสามารถทะลุผ่านได้ ไม่หักเหไปไหน เราก็น่าจะมองทะลุผ่านเนื้อเยื่อได้เช่นกัน
คําอธิบายของซื่อเห่าทำให้ผมนึกย้อนไปถึงคลิปหัตถกรรมจัดดอกไม้งานแต่งที่ผมเห็นในรีล (reel) ที่เอาแจกันแก้วใบเขื่องมาใส่เม็ดลูกแก้วใสๆ ลงไปแล้วค่อยวางดอกไม้หรือสิ่งของต่างๆ ลงไป จัดวางให้สวยงาม แล้วเติมเม็ดแก้วเข้าไปจนเต็มแจกัน
เม็ดแก้วมีดัชนีหักเหแสงที่ต่างจากอากาศ ทำให้เราเห็นรูปร่างของเม็ดลูกแก้วได้อย่างสวยงาม ใสเห็นเป็นเม็ดกลมๆ ชัดเจน และด้วยปริมาณเม็ดแก้วที่ใส่ลงไปอย่างมากมาย พวกมันจะบดบังสิ่งของและดอกไม้ของเราที่ฝังอยู่ข้างใน ทำให้เราไม่สามารถมองเข้าไปดูสิ่งของและดอกไม้ของเราได้
ทว่า ราวกับร่ายมนต์ แค่เติมน้ำลงไปเม็ดแก้วที่เคยเห็นเป็นเม็ดๆ ใสๆ มากมาย ก็อันตรธานไปในทันที ทั้งนี้เพราะว่าค่าดัชนีหักเหแสงของเม็ดแก้วและน้ำนั้นมีค่าใกล้เคียง แสงก็เลยผ่านได้สะดวก ไม่หักเหหรือกระเจิงไปไหน เราก็เลยสามารถมองทะลุผ่านได้ไม่ยากเย็น
ด้วยดำริแบบเดียวกัน ซื่อเห่าพยายามเฟ้าหาสารสีที่จะทำให้ค่าดัชนีหักเหของโปรตีน ไขมัน และสารต่างๆ ในนั้นเปลี่ยนไปใกล้เคียงกับของน้ำที่อยู่รอบๆ ลดการกระเจิงและหักเหของแสง
ถ้าเขาทำได้สำเร็จ เนื้อเยื่อควรจะเปลี่ยนมาใส
หลังจากทดลองกับสีสังเคราะห์ต่างๆ ไปยี่สิบเอ็ดชนิด ทีมก็ตัดสินใจมาลงเอยกับสีทาร์ทราซีนหรือเหลืองไฉไล FD&C เบอร์ 5 ซึ่งทั้งผ่านการตรวจสอบของเอฟดีเอ (FDA) มาบ้างแล้ว น่าจะปลอดภัยและไม่น่าเป็นพิษเป็นภัยกับนักวิจัยและสัตว์ทดลอง
ซื่อเห่าและทีมเริ่มทดลองกับไฮโดรเจลทีซ้อนภาพตัวอักษรที่เขียนว่า Stanford ใส มองทะลุได้อย่างสวยงาม ตามด้วยแผ่นอกไก่สไลด์ซึ่งก็ประสบผลสำเร็จได้อย่างน่าประทับใจอีกเช่นกัน เพียงแต่ต้องรอสักสิบนาทีให้สีแทรกซึมเข้าไปจนทั่วทั้งแผ่นอกก่อนถึงจะเห็นเอฟเฟ็กต์
พวกเขาตัดสินใจผลักดันงานวิจัยของเขาไปสู่ขั้นต่อไป โดยจะทำกับหนู ซึ่งในเปเปอร์นี้เขาทดลองกับ 3 อวัยวะหลักคือ หน้าท้อง หนังหัว (scalp) และขาหลัง (hindlimb)
ซื่อเห่าเผยว่าพวกเขาชโลมสีลงไปบนผิวหนังหนูที่ถูกวางยา แล้วรอด้วยความลุ้น และไม่ช้าไม่นาน เขาก็เห็นผล ผิวหนังของหนูเริ่มใสขึ้นมาจนมองทะลุได้จริง
พวกเขาสามารถมองเห็นตับไตไส้พุงข้างในครบ เห็นกระเพาะและลำไส้บีบตัว เห็นเส้นประสาทในท้อง ที่ขาก็เห็นมัดกล้ามเนื้อชัดเจนระดับที่สามารถเห็นโครงสร้างซาร์โคเมีย (sarcomere) ภายในเซลล์กล้ามเนื้อได้เลย
ส่วนบนหัว ทีมวิจัยก็สามารถตามเส้นเลือดในสมองได้อย่างสบายๆ แบบเรียลไทม์
ทางทีมเชื่อว่านี่คือครั้งแรกในโลกที่มีคนเอาไอเดียสุดประหลาดแบบนี้มาใช้ “หาสีย้อมเพื่อทำให้เนื้อเยื่อใส” แม้ว่างานนี้อาจจะไม่ได้ไปไกลถึงขนาดจะสร้างมนุษย์ล่องหน (invisible man) ออกมาได้ แต่หากได้รับการพัฒนาต่อไป ก็น่าจะเป็นคุณูปการ เป็นอย่างสูงในวงการแพทย์ ทั้งในเรื่องของการวินิจฉัย ตั้งแต่การหาเส้นเลือดที่ผิดปกติไปจนถึงการตรวจหาโรคมะเร็ง
แต่ทีมเผยว่าสิ่งหนึ่งที่ทำให้งานวิจัยนี้สำเร็จได้ง่ายและได้ผลชัดเจน เป็นเพราะผิวหนังของหนูที่เขาทดลองนั้นค่อนข้างบาง คือหนาเพียงแค่ราวๆ 3 มิลลิเมตรเท่านั้น
แต่ในผิวหนังมนุษย์ที่ปกติแล้วจะหนากว่านี้อาจจะถึงสิบเท่า ซึ่งหมายความว่าเวลาที่ต้องใช้ในการแพร่กระจายสีในเนื้อเยื่ออาจต้องใช้มากกว่าของหนูไปมาก จากไม่กี่นาทีสําหรับหนูจะเป็นหลายชั่วโมงสําหรับมนุษย์
ซึ่งอาจจะไม่ง่ายนักที่จะทำ แต่เมื่อมีก้าวแรกมาเปิดตลาดแล้ว คิดว่ายังไงก็คงต้องมีการพัฒนาต่อไปอย่างแน่นอน ซึ่งอาจจะเป็นสารสีประเภทใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการทำให้เนื้อเยื่อใสได้ดีกว่าเหลืองไฉไลเบอร์ 5
“นี่เป็นจุดพลิกครั้งสําคัญ” ฟิลิปป์ เคลเลอร์ (Philipp Keller) นักชีววิทยาชื่อดังผู้เชี่ยวชาญด้านการถ่ายภาพทางชีววิทยาจากฟาร์มจานิเลีย (Janilia farm) กล่าว “เทคนิคนี้อาจทําให้การเจาะเลือดเจ็บปวดทรมานน้อยลงโดยช่วยให้พยาบาลและนักเทคนิคการแพทย์ ค้นหาเส้นเลือดใต้ผิวหนังได้ง่ายขึ้น” – ซึ่งจะดีมากสำหรับคนที่ไม่ค่อยถูกกับเข็มฉีดยา เข็มเจาะเลือดอย่างผม!
และยังอาจเอาไปใช้พัฒนาปรับปรุงขั้นตอนใหม่ๆ ในการวิจัยทางการแพทย์ เช่น ในการติดตามการตอบสนองต่างๆ ในสัตว์ทดลอง (หนู) แบบเรียลไทม์ ติดตามกิจกรรมในสมอง ติดตามการตอบสนองของร่างกายในระดับมหภาคโดยไม่ต้องผ่า
ในระหว่างที่เขียนมาถึงตรงนี้ เสียงเพลงดิอิมพอสสิเบิล เริ่มดังเบาๆ “หนึ่งในดวงใจคือเธอ รักเธออยู่ แหวะใจดูยังได้ แหวะใจดูก็จะพบรักยิ่งใหญ่ เก็บซ่อนไว้ที่ภายใน” …อะไรจะพอเหมาะพอเจาะ เพลงช่างเข้ากับบทความที่เขียนเสียเหลือเกิน
แต่ถ้าจะเอาให้เป๊ะ อาจจะต้องแปลงเล็กน้อย “หนึ่งในดวงใจคือเธอ รักเธออยู่ ทาสีดูยังได้ แค่ชโลมด้วยสีเหลืองอันไฉไล มองเห็นได้ถึงตับไต! (บรึ๋ยยยยยย!!)”
สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj
— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022
