Zamislite da možete da vidite pravo kroz kožu i posmatrate svoje mišiće ili organe u akciji. Zvuči kao naučna fantastika, ali grupa naučnika sa Univerziteta Stanford nedavno je uspela da učini da koža živih miševa izgleda providna – barem pod određenim svetlosnim uslovima.
Ovaj proboj je nesumnjivo otvorio nove mogućnosti u biološkim istraživanjima i medicinskom snimanju. Pa kako su to uradili i da li bi to ikada moglo dovesti do toga da ljudi postanu nevidljivi?
Kada gledamo predmete, svetlost se odbija od njih, omogućavajući našim očima da vide oblike i boje. Međutim, živo tkivo kao što je koža ponaša se drugačije jer se sastoji od stvari kao što su voda, proteini i lipidi (masti), koji svi savijaju svetlost pod različitim uglovima. To znači da se svetlost rasipa kožom, što ograničava koliko duboko možemo da vidimo u telo bez invazivne operacije.
Da bi pokušali da zaobiđu ovaj problem, naučnici su tokom godina razvili sofisticiranije tehnike snimanja, kao što su dvofotonska mikroskopija i bliska infracrvena fluorescencija. Ali često zahtevaju štetne hemikalije ili deluju samo na mrtvo tkivo. Umesto toga, cilj je bio pronaći način da se postigne transparentnost u živim organizmima bezbedno i reverzibilno.
U studiji na Stanfordu, istraživači su se okrenuli iznenađujućem alatu: boji za hranu. Tartrazin (takođe poznat kao E102), uobičajena žuta boja za hranu koja se nalazi u čipsu i bezalkoholnim pićima, ima jedinstveno svojstvo. Kada se rastvori u vodi i nanese na kožna tkiva, menja način interakcije svetlosti sa biološkom materijom.
Ključ za ovo leži u fizici apsorpcije i prelamanja svetlosti, posebno u nečemu što se zove „Kramers-Kronigovi odnosi“, koji opisuju kako materijali stupaju u interakciju sa svetlošću na različitim talasnim dužinama. Tartrazin se godinama koristi u mikroskopiji kao način bojenja određenih delova anatomije da bi bili vidljiviji, ali nikada nije korišćen na celom tkivu živih životinja.
Dodavanjem tartrazina u vodu i primenom na tkiva anesteziranih živih miševa, istraživači su uspeli da promene indeks prelamanja vode u tkivu, što znači u kojoj meri ono savija svetlost. To je njegov indeks prelamanja približilo indeksu lipida, što je omogućilo da svetlost lakše prođe kroz kožu miševa, čineći ih providnim.
Zapanjujuće, istraživači su bili u mogućnosti da sa neviđenim detaljima vide duboke strukture unutar miševa, kao što su krvni sudovi, pa čak i mišićna vlakna. U jednom primeru, mogli su da vide kretanje creva u realnom vremenu kroz providni stomak. Ovaj nivo vidljivosti postignut je bez ikakvih očiglednih štetnih efekata na miševe, uključujući mogućnost vraćanja njihove kože u normalno, neprozirno stanje nakon što se boja ispere.
Ovo otkriće bi moglo biti revolucionarno. Zamislite da možete da pratite funkciju organa bez invazivnih procedura, ili da vidite tačno gde je vena za vađenje krvi. Takođe bi moglo da otvori put ka otkrićima u razumevanju kako bolesti utiču na telo na mikroskopskom nivou.
Koliko god sve ovo bilo fascinantno, činiti ljude potpuno nevidljivim ostaje malo verovatno iz nekoliko razloga.
Prvo, transparentnost postignuta u Stenfordskoj studiji očigledno nije potpuna nevidljivost. I iako tartrazin dozvoljava svetlosti da prođe kroz tkiva, on najbolje funkcioniše sa određenim talasnim dužinama svetlosti, uglavnom u crvenim i infracrvenim oblastima spektra. To znači da pod normalnim uslovima osvetljenja, miševi nisu zaista nevidljivi golim okom. Umesto toga, oni su transparentni pod specifičnom opremom za snimanje koja je dizajnirana da uhvati ovaj fenomen.
Drugo, ova transparentnost utiče samo na tkiva na koja je boja primenjena, a čak i tada je ograničena koliko duboko boja može da prodre. Ljudska tela su znatno složenija i koža mnogo deblja od miševa. Učiniti celog čoveka transparentnim zahtevalo bi drugačiji nivo primene i tehnologije.
Kao prvo, svetlost se ponaša drugačije kada prolazi kroz veće količine tkiva. Takođe, čak i kada bismo mogli da povećamo tehnologiju, postizanje transparentnosti celog tela bi podrazumevalo značajne izazove, kao što je obezbeđivanje da boja ravnomerno stigne do svih delova tela bez nanošenja štete. Tartrazin je bezbedan za konzumiranje u dnevnim granicama, ali može izazvati neželjene efekte, alergijske reakcije i, u velikim dozama, postoje oprečni podaci o tome da ima toksične efekte na ćelije ili potencijalno izaziva genetske mutacije.
Pored toga, efekat transparentnosti funkcioniše tako što menja način na koji svetlost stupa u interakciju sa biološkim tkivima, ali se ne bavi pitanjem apsorpcije svetlosti od strane drugih komponenti tela, kao što su kosti, koje su gušće i verovatno bi zahtevale različite metode da postanu transparentne. .
Dakle, da li je ljudska nevidljivost moguća? Ne na način na koji vidimo u filmovima. Ali u budućnosti možemo videti dalji razvoj koji pomera granice mogućeg sa transparentnošću u živim organizmima.
