LAUSA IME ⟩ Keha saab muuta läbipaistvaks ja vahetult vaadelda, mis seal sees toimub

Toiduvärv muutis hiire naha punasele ja infrapunasele valgusele läbipaistvaks ja nii saigi jälgida vastava kaameraga elusa looma siseorganite tegevust. Foto: Science

Kujuta ette, et saaksid läbi oma naha näha, kuidas su lihased või elundid töötavad. Kõlab nagu ulme, kuid Stanfordi ülikooli teadlased suutsid hiljuti muuta elusate hiirte naha teatud valguse tingimustes läbipaistvaks. See tulemus avab uusi huvitavaid võimalusi nii bioloogia- kui meditsiiniuuringutes.

Valguse ja naha saladused

Tavaliselt näeme esemeid seetõttu, et valgus peegeldub nende pinnalt.

Eluskoe, näiteks naha, puhul on olukord aga palju keerulisem, kuna see koosneb veest, valkudest ja lipiididest (rasvadest), mis murravad valgust erinevate nurkade all. See tähendab, et nahk hajutab valgust, piirates, kui sügavale kehasse me ilma kirurgilise operatsiooniga keha avamata näha suudame.

Teadlased on aastate jooksul välja töötanud kudede keerukaid kuvamistehnikaid, näiteks kahe footoniline ergastusmikroskoopia ja lähi-infrapuna (near-infrared) fluorestsents. Need meetodid vajavad aga kas organismile kahjulikke kemikaale või töötavad vaid surnud koe puhul. Eesmärgiks oli leida ohutum viis elusorganismide sisse vaatamiseks.

Toiduvärv teaduse teenistuses

Stanfordi uuringus kasutasid teadlased tavalist toiduvärvi. Tartrasiin (tuntud ka kui E102) on tavaline kollane toiduvärv, mida leidub näiteks kartulikrõpsudes ja karastusjookides. Kuigi tartrasiini on ka mikroskoopias kasutatud juba aastaid teatud anatoomiliste struktuuride nähtavamaks muutmiseks, ei olnud seda varem kasutatud elusloomade tervel koel.

Tartrasiini molekulide abil muutub nahk läbipaistvaks. Foto: Postimees / MolView

Uuringu võtmetegur peitub valguse neeldumise ja murdumise füüsikas, eriti niinimetatud «Kramers-Kronig’i seostes», mis kirjeldavad, kuidas materjalid reageerivad valgusele erinevatel lainepikkustel.

Teadlased suutsid tartrasiini abil muuta vee murdumisnäitaja koe sees sarnasemaks lipiidide omale. See võimaldas valgusel hiirte nahast kergemini läbi tungida, muutes naha läbipaistvaks.

Üllatavad tulemused

Tartrasiini kasutamine võimaldas teadlastel reaalajas jälgida soolte liikumist läbi kõhunaha. Kõige hämmastavam seejuures oli, et läbipaistvus saavutati ilma nähtavate kahjulike mõjudeta. Pärast värvi mahapesemist taastus normaalne läbipaistmatu nahk.

Selline võimalus võib meditsiinis tekitada palju uusi rakendusi. Meil oleks võimalik jälgida elundite talitlust ilma invasiivsete protseduurideta või näha täpselt veeni, millest verd võtta.

Nähtamatuks muutmine – kas see on võimalik?

Selle põneva avastuse puhul jääb siiski kahtlaseks, kas inimest kunagi täielikult läbipaistvaks ehk siis silmale nähtamatuks muuta saaks.

Kuigi tartrasiin võimaldab valgusel kudedest läbi tungida, toimib see kõige paremini teatud valguslainete, näiteks punases ja infrapunases spektriosas. See tähendab, et hiired muutuvad läbipaistvaks vaid spetsiaalse kuvamisseadme abil.

Läbipaistvus mõjub ainult nendele kudedele, kuhu värv on kantud. Inimese keha on oluliselt keerulisem ja nahk palju paksem kui hiirtel. Kogu inimese läbipaistvaks muutmine nõuaks täiesti erinevat tehnoloogiat ja rakendamisviisi.

Isegi kui seda tehnoloogiat saaks skaleerida, esineks väga palju väljakutseid. Näiteks,  kuidas õnnestub tagada, et värv jõuaks ühtlaselt kõigisse kehaosadesse, põhjustamata kahju. Tartrasiin on ohutu väikestes kogustes kuid suuremates annustes võib see põhjustada allergilisi reaktsioone ja olla ka toksiline.

Elusolendi nähtamatuks muutmine sellisel viisil nagu filmides pole praegu võimalik. Kuid võib-olla näeme tulevikus ses osas mingeid arenguid.

Allikas: The Conversation