ค้นพบวิธีทำให้ผิวหนังและกล้ามเนื้อโปร่งใสชั่วคราวด้วยสีผสมอาหารทั่วไป

• นักวิจัยจาก Stanford University แสดงให้เห็นว่า สีผสมอาหาร ทั่วไปสามารถทำให้ผิวหนัง กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของสัตว์มีชีวิตโปร่งใสชั่วคราว จนมองเห็นอวัยวะและหลอดเลือดได้
• สีผสมอาหารสีเหลือง tartrazine เปลี่ยนดัชนีการหักเหของเนื้อเยื่อ เพื่อลดการกระเจิงของแสง และช่วยให้แสงช่วงคลื่นสีแดงผ่านเข้าไปได้ลึกเป็นพิเศษ
• อกไก่กลายเป็นโปร่งใสต่อแสงสีแดงภายในไม่กี่นาทีหลังแช่ในสารละลาย tartrazine และในหนูทดลองก็สามารถสังเกตเห็นอวัยวะใต้ผิวหนังบริเวณท้อง รวมถึงหลอดเลือดสมองที่ศีรษะได้
• การทำให้โปร่งใสนี้ ย้อนกลับได้และทำซ้ำได้ แต่ในปัจจุบันความลึกที่สังเกตได้ยังถูกจำกัดด้วยความลึกที่สีย้อมซึมผ่านเข้าไปได้
• ยังไม่ได้ทดสอบในมนุษย์ จึงต้องพิสูจน์ความปลอดภัยก่อน และยังมีความเป็นไปได้ในการใช้งานทางการแพทย์ เช่น การหาเส้นเลือดดำ การติดตามโรคทางเดินอาหาร และการตรวจพบเนื้องอก

---

มองทะลุเนื้อเยื่อมีชีวิตด้วยสีผสมอาหาร

• นักวิจัยจาก Stanford University ยืนยันว่าสีผสมอาหารทั่วไปสามารถทำให้ผิวหนัง กล้ามเนื้อ และเนื้อเยื่อเกี่ยวพัน โปร่งใสชั่วคราว ได้
• เมื่อทาสีย้อมบนท้องหนูทดลอง สามารถมองเห็น ตับ ลำไส้ และกระเพาะปัสสาวะ ผ่านผิวหนังหน้าท้องได้
• ในการทดลองที่ทาสีย้อมบนศีรษะหนูทดลองที่โกนขนแล้ว สามารถสังเกต หลอดเลือด ในสมองได้
• ผิวหนังที่ผ่านการ处理จะกลับเป็นสีเดิมเมื่อ洗เอาสีย้อมออก

หลักการทำงาน: จับคู่ดัชนีการหักเหเพื่อลดการกระเจิงของแสง

• เมื่อแสงเข้าสู่เนื้อเยื่อชีวภาพ แสงจำนวนมากจะกระเจิงเพราะความแตกต่างของ ดัชนีการหักเห ในโครงสร้างภายใน เช่น เยื่อหุ้มไขมันและนิวเคลียสของเซลล์
• แสงจะหักเหเมื่อผ่านระหว่างบริเวณที่มีดัชนีการหักเหต่างกัน และการกระเจิงนี้ทำให้เนื้อเยื่อดูทึบแสง
• สีย้อมบางชนิดสามารถทำให้แสงบางช่วงคลื่นผ่านผิวหนังและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ได้ง่ายขึ้น
• เมื่อสีย้อมที่ดูดกลืนแสงอย่างแรงเปลี่ยนดัชนีการหักเหของเนื้อเยื่อ ความแตกต่างของดัชนีการหักเหระหว่างเนื้อเยื่อต่างชนิดจะลดลง และ การกระเจิงถูกกดไว้
• แนวทางนี้คล้ายกับฉากในนวนิยายปี 1897 ของ HG Wells เรื่อง The Invisible Man ที่ทำให้ดัชนีการหักเหของวัตถุตรงกับอากาศรอบข้าง

ผลการทดลองกับ tartrazine

• การทดลองของคณะวิจัยตีพิมพ์ใน Science
• อกไก่สดกลายเป็นโปร่งใสต่อแสงสีแดงภายในไม่กี่นาทีหลังแช่ในสารละลายสีผสมอาหารสีเหลือง tartrazine
  • tartrazine เป็นสีผสมอาหารสีเหลืองที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น Doritos และเครื่องดื่ม SunnyD ในสหรัฐฯ
  • สีย้อมช่วยลดการกระเจิงของแสงภายในเนื้อเยื่อ ทำให้แสงทะลุเข้าไปได้ลึกขึ้น
• เมื่อทา tartrazine บริเวณท้องส่วนล่างของหนูทดลอง ผิวหนังหน้าท้องจะโปร่งใสขึ้นและมองเห็นลำไส้กับอวัยวะต่าง ๆ
• หลังทาสีย้อมบนศีรษะหนูทดลองที่โกนขนแล้ว คณะวิจัยสังเกตหลอดเลือดสมองด้วย laser speckle contrast imaging
• Dr Guosong Hong กล่าวว่า โดยทั่วไปคนมักคาดว่าสีย้อมจะทำให้วัตถุโปร่งใสน้อยลง แต่เมื่อละลาย tartrazine ลงในกล้ามเนื้อหรือผิวหนังที่ทึบแสง ยิ่งมี tartrazine มากเท่าไร ก็ยิ่งมองเห็นชัดขึ้นในช่วงแสงสีแดง

ข้อจำกัดและความปลอดภัย

• คณะวิจัยประเมินว่ากระบวนการนี้ ย้อนกลับได้และทำซ้ำได้
• ผิวหนังจะกลับสู่สีธรรมชาติเมื่อ洗เอาสีย้อมออก
• ปัจจุบันความลึกของการทำให้โปร่งใสถูกจำกัดด้วยความลึกที่สีย้อมซึมผ่านเข้าไปได้
• Hong มองว่า แพตช์ไมโครนีดเดิล หรือการฉีดอาจเป็นวิธีส่งสีย้อมให้ลึกขึ้นได้
• ขั้นตอนนี้ยังไม่ได้ทดสอบในมนุษย์ และต้องพิสูจน์ความปลอดภัยในการใช้งาน โดยเฉพาะกรณีฉีดสีย้อมเข้าไปใต้ผิวหนัง

ความเป็นไปได้ในการใช้ทางการแพทย์

• หากนำไปใช้กับมนุษย์ได้ อาจนำไปใช้ในสถานการณ์ทางการแพทย์หลายอย่าง
  • ระบุตำแหน่งบาดเจ็บ
  • หาเส้นเลือดดำเพื่อเจาะเลือด
  • ติดตามโรคทางเดินอาหาร
  • ตรวจพบเนื้องอก
• Hong เสนอความเป็นไปได้ในการวินิจฉัยเนื้องอกที่อยู่ลึกด้วยการมองเข้าไปในเนื้อเยื่อโดยตรง แทนการตัดชิ้นเนื้อแบบรุกล้ำ
• การหาเส้นเลือดดำได้ง่ายขึ้นอาจช่วยลดความเจ็บปวดในขั้นตอนการเจาะเลือด

ศักยภาพในการขยายผลในฐานะเครื่องมือวิจัย

• นักวิทยาศาสตร์จำนวนมากใช้สัตว์ที่โปร่งใสตามธรรมชาติ เช่น zebrafish เพื่อศึกษาว่าอวัยวะและลักษณะของโรคอย่างมะเร็งพัฒนาอย่างไรในสิ่งมีชีวิตที่ยังมีชีวิตอยู่
• การใช้สีย้อมทำให้โปร่งใสอาจขยายขอบเขตของสัตว์ที่สามารถศึกษาในรูปแบบเดียวกันได้
• Christopher Rowlands และ Jon Gorecki จาก Imperial College London ประเมินใน บทความประกอบ ว่าขั้นตอนนี้จะได้รับความสนใจอย่างกว้างขวางมาก
• เมื่อผสานกับเทคโนโลยีการถ่ายภาพสมัยใหม่ อาจใช้ถ่ายภาพสมองหนูทั้งก้อน หรือค้นหาเนื้องอกใต้เนื้อเยื่อหนาหลายเซนติเมตรได้

[GN⁺]

ความเห็นจาก Hacker News

• ตอนเด็ก ๆ เคยอ่านเรื่องสั้นที่น่าจะเป็นของ Paul Jennings เกี่ยวกับเด็กผู้ชายที่ถูกแมลงประหลาดกัดแล้ว ผิวหนังโปร่งใส จนต้องไปอยู่ในถ้ำ
  หลายปีต่อมาเขาถูกกัดอีกครั้งจนผิวกลับมาเป็นปกติและกลับเข้าสู่สังคมได้ แต่ระหว่างนั้นทุกคนกลับโปร่งใสกันหมดแล้ว ทำให้เขากลายเป็น คนนอก อีกครั้ง

  • https://en.wikipedia.org/wiki/Undone_(short_story_collection...
    https://littlelibraryofrescuedbooks.blogspot.com/2012/01/und...
    https://www.austlit.edu.au/austlit/page/C823155

• เขาบอกว่า “ยังไม่ได้ทดลองกับมนุษย์” แต่ถ้าไม่ได้มีเหตุผลที่ชัดเจนมากสำหรับผู้เชี่ยวชาญว่ามันใช้กับมนุษย์ไม่ได้ ก็ยากจะเชื่อว่าจะไม่มีใครในแล็บแอบลองกับตัวเองไปแล้ว

  • ตอนแรกกะจะโพสต์บทความจาก Guardian นี้ลง HN ก่อนมันจะขึ้นมาเอง แต่พอเห็นว่าเป็น การทดลองกับหนู ก็เลิก
    เพราะทุกครั้งที่โพสต์งานหรือข่าวทำนองนี้ ก็มักจะมีคอมเมนต์มาทันทีว่า “ใช้ได้แค่กับหนู” แต่ครั้งนี้รู้สึกเหมือนเลยจุดนั้นไปแล้ว
  • ในบทความมีส่วนที่พูดเกินจริงอยู่ มันไม่ได้ทำให้ผิวโปร่งใสกับแสงทุกชนิด แต่เฉพาะ ช่วงคลื่นสีแดง บางช่วงเท่านั้น
    อีกอย่างน่าจะต้องใช้ความเข้มข้นสูงมากจนคงไม่ล้างออกได้ง่ายอย่างที่บทความทำให้รู้สึก และก็สงสัยว่าถ้าใช้ในปริมาณสูงจะมีพิษหรือไม่

• น่าแปลกใจที่สีย้อมซึ่งพบได้ทั่วไปแบบนี้ ใช้ย้อมตามหน้าที่เดิมมาตลอด แต่คุณสมบัติแบบนี้กลับยังไม่เคยถูกอธิบาย
  หรือจริง ๆ แล้วมันมี ข้อจำกัดที่ชัดเจน ซึ่งคนสายเคมีหรือชีววิทยาดูออกทันที หรือเป็นแค่เรื่องบังเอิญจริง ๆ ที่ทำให้ไม่มีใครลองวิธีนี้มาก่อนจนถึงตอนนี้

  • อาจเป็นไปได้ว่าในทางปฏิบัติต้องใช้ ความเข้มข้น ค่อนข้างสูง เลยไม่ค่อยเกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน
    ประเด็นที่มีคนพูดข้างล่างว่าผิวหนูบางกว่าก็ฟังขึ้น แต่ก็ยังมีบริเวณอย่างหูหรือข้อมือที่ผิวค่อนข้างบางเหมือนกัน
    รู้สึกว่าก่อนที่ผู้เขียนงานจะได้อนุมัติจริยธรรม น่าจะมี YouTuber ใจกล้าสักคนลองก่อนแน่ ๆ คงต้องกลับมาค้นดูอีกทีในอีกเดือนสองเดือน
  • ถ้าเป็นสารที่พบได้ทั่วไปขนาดนี้ ก็น่าจะเคยมีคนทำหกใส่ตัวแล้วสังเกตเห็นเอฟเฟกต์นี้บ้าง เลยดูแปลกดี

• งานวิจัย: “Achieving optical transparency in live animals with absorbing molecules”, https://www.science.org/doi/10.1126/science.adm6869

  • เนื้อหาคือทำให้เนื้อเยื่อสิ่งมีชีวิตโปร่งใสเชิงแสงได้ โดยลด ความต่างของดัชนีหักเห ระหว่างน้ำกับไขมัน
    ส่วนที่น่าทึ่งที่สุดคือสิ่งนี้ถูกทำนายได้ด้วย แบบจำลองทัศนศาสตร์คลาสสิก [1]
    [1] https://en.wikipedia.org/wiki/Lorentz_oscillator_model

• ทุกครั้งที่ดื่ม Fanta แล้วนึกภาพว่าลำไส้ของฉันกำลังโปร่งใสขึ้น และมีแค่จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ข้างในเท่านั้นที่มองเห็นได้ ก็รู้สึกขำดี
  จุลินทรีย์พวกนั้นก็คง “ตกใจสุดขีด” ในแบบของพวกมันเอง

  • ไม่ว่าวัสดุอะไร ที่ ความยาวคลื่น บางช่วงก็โปร่งใสทั้งนั้น

• ตามบทความบอกว่าสีย้อมนั้นคือ tartrazine หรือ FD&C Yellow 5 หรือ E102

  • Yellow #5 ไม่ได้ทำให้ผิวโปร่งใสเพียงแค่เปื้อนผิว
    แหล่งที่มา: Doritos

• ยังไม่เคยมีการทดลองกับมนุษย์
  กบบางชนิดในอเมริกาเขตร้อน (Centrolenidae) วิวัฒนาการมาให้โปร่งใสได้ตามธรรมชาติ และปลาบางชนิดรวมถึง Siluriformes กับ Perciformes ก็มีความสามารถคล้ายกัน จึงถือว่าในสัตว์มีกระดูกสันหลังชั้นต่ำ วิวัฒนาการลักษณะนี้เกิดขึ้นหลายครั้ง
  แต่ว่าสัตว์เหล่านี้มี เมแทบอลิซึม ต่างจากมนุษย์ และผิวหนูก็บางกว่าผิวมนุษย์มาก เอฟเฟกต์นี้น่าจะใช้ได้กับสัตว์ที่เล็กมากเท่านั้น และเมื่อหนาเกินระดับหนึ่งก็จะชนกับ ขีดจำกัดทางทัศนศาสตร์ อาจพอใช้กับนิ้วมือได้ แต่กับหัวใจคงยาก ตอนนี้ให้ความคาดหวังไว้ 4/10

  • ถึงอย่างนั้น ในช่วงปีที่ผ่านมา คนหลายพันล้านคนก็ได้กินสารนี้เข้าไปแล้ว และบางคนก็รับเข้าไปใน รูปแบบยา เพื่อทำเม็ดยาสีเหลือง
    ในปริมาณสูงอาจแย่กว่าเดิม แต่ก็น่าจะมีโอกาสปลอดภัยพอสมควร และคุ้มค่าที่จะทดสอบเพิ่มเติม

• บทความบอกว่าทาลงบนหนังศีรษะของสัตว์ฟันแทะแล้วมองเห็นหลอดเลือดในสมองได้ แล้วหนูนี่ไม่มี กะโหลกศีรษะ มาตั้งแต่เมื่อไหร่กัน

  • กะโหลกหนูบางมาก จนบางครั้งสามารถ สร้างภาพ ผ่านมันได้โดยตรง
  • ผมก็คิดแบบนั้นเหมือนกัน แต่ช่วงท้ายบทความบอกว่านั่นเป็นผลจากการใช้ laser speckle imaging ร่วมกับสีย้อม
  • บทความระบุว่าใช้ laser speckle imaging กับการทดลองที่เกี่ยวกับสมอง

• ถ้ามันอยู่ใน Doritos แล้วทำไมผู้เล่น Call of Duty ถึงไม่โปร่งใสกันตลอดล่ะ

  • ผิวโปร่งใส แต่ ผง Cheeto ไม่โปร่งใส
  • หรือบางที กระเพาะอาจโปร่งใสมาตลอดอยู่แล้ว แค่ไม่มีใครรู้