ทะลุกรอบ | ป๋วย อุ่นใจ

 

หมวกอัลตราซาวด์

กระตุ้นการ ‘จำศีล’

 

ผมชอบดูหนังรักโรแมนติก แนวกระชากอารมณ์ และมีอยู่เรื่องหนึ่งที่ผมชื่นชอบ นั่นก็คือ Passengers (2016)

Passengers เป็นเรื่องราวเกี่ยวกับนักเดินทางอวกาศที่ต้องการเดินทางไปสร้างอาณานิคมบนดวงดาวบุกเบิกใหม่ที่ชื่อว่า homestead II ซึ่งการเดินทางทริปนี้จะใช้เวลาทั้งสิ้น 120 ปี โดยผู้โดยสารจะถูกทำให้หลับใหลอยู่ในสภาวะจำศีลไปตลอดทาง และจะถูกปลุกให้ตื่นขึ้นมา 3 เดือนก่อนที่จะถึงที่หมาย

ภายในโถงอันอลังการของยานอวาลอน (Avalon) ผู้โดยสาร 5,000 คนกำลังหลับใหลอยู่ในแคปซูลจำศีลจิม เพรสตัน (Jim Preston) (นำแสดงโดย คริส แพรต (Chris Pratt)) กลับถูกปลุกให้ตื่นขึ้นมาก่อนเวลา 90 ปี โดยไม่ตั้งใจเนื่องจากปัญหาทางเทคนิค

นั่นหมายความว่า ถ้าไม่มีคนอื่นตื่นขึ้นมา จิมจะต้องตื่นอยู่คนเดียวแบบนี้ไปอีก 90 ปี ก่อนที่คนอื่นจะเรื่มตื่นขึ้นมา

หลังจากที่อยู่กับตัวเองอยู่พักใหญ่ ด้วยความโดดเดี่ยว จิมจึงเริ่มโหยหาความสัมพันธ์แบบมนุษย์ เขาตัดสินใจปลุกออโรรา เลน (Aurora Lane) สาวน้อยนักเขียนที่เขาหลงใหลเสน่หา (นำแสดงโดยเจนนิเฟอร์ ลอว์เรนซ์ (Jennifer Lawrence)) ให้ตื่นขึ้นมาเป็นเพื่อนร่วมทางและร่วมชะตาไปกับเขา…

หนุ่มกับสาว แค่สองคนในยานอันใหญ่โตและหรูหรา ทั้งสองเริ่มตกหลุมรัก แต่เมื่อความจริงปรากฏ ออโรราได้รู้ว่าที่จริงแล้ว จิมคือคนที่จงใจปลุกเธอขึ้นมา ความร้าวฉานจึงบังเกิด…

แม้ว่าท้ายที่สุดจะจบแบบแฮปปี้เอนดิ้ง แต่เรื่องนี้ก็ได้จุดประเด็นจริยธรรม และกระชากอารมณ์ความรู้สึกได้ดีทีเดียว

ผมไม่ได้นึกถึงหนังเรื่องนี้มานานมากแล้ว แต่งานวิจัยใหม่จากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน เซนต์หลุยส์ (Washington University Saint Louis) ที่เพิ่งตีพิมพ์เผยแพร่ออกมาในวารสาร Nature Metabolism กลับช่วยกระตุ้นทำให้ผมย้อนกลับไปนึกถึงภาพยนตร์ “Passengers” อีกครั้ง

ทีมนักวิจัยจากเซนต์หลุยส์สามารถใช้คลื่นอัลตราซาวด์เปิดสวิตช์ภาวะ “จำศีล” ได้เป็นผลสำเร็จ ในหนูท่อ (rat) ที่ปกติแล้ว ไม่มีพฤติกรรมจำศีล

นี่เป็นอะไรที่น่าตื่นเต้น!!!

ปกติแล้วคนไม่จำศีล และในเวลานี้ ยังไม่มีเทคโนโลยีใดที่จะทำให้คนเข้าสู่สภาวะจำศีลได้ แม้บางทีอาจจะมีช่วงขี้เกียจ อยากนอนอ้วนดูซีรีส์อยู่บนเตียงอยู่บ้าง

ในการจำศีล (torpor) สัตว์หลายชนิดจะลดอุณหภูมิของร่างกายและอัตราการเผาผลาญอาหาร (เมทาโบลิซึ่ม) ลงเพื่อประหยัดพลังงานให้พวกมันสามารถก้าวข้ามผ่านช่วงเวลาแห่งความอดอยากไปได้ในสภาพแวดล้อมที่อาหารอัตคัตและสภาพภูมิอากาศที่โหดร้าย

กลไกการจำศีลถือเป็นการปรับตัวเพื่อความอยู่รอดที่แสนชาญฉลาด

ถ้าเทคโนโลยีนี้ ถูกพัฒนาต่อจนสามารถเอามาประยุกต์ใช้กับคน ทำให้คนจำศีลได้จริงในอนาคต ก็อาจจะทำให้ความฝันแห่งการเดินทางที่แสนยาวนานข้ามผ่านอวกาศอันแสนไกลอย่างในภาพยนตร์ Passengers นั้นกลายเป็นความจริง

อีกทั้งยังอาจช่วยยืดเวลายื้อชีวิตให้กับผู้ป่วยหนักได้ด้วยในหลายๆ เคส อย่างในกรณีผู้ป่วยโรคหัวใจ ผู้ป่วยเส้นเลือดในสมองแตก หรือแม้แต่ผู้ป่วยรออวัยวะ

 

ในปี 2020 ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยซึคึบะ (Tsukuba University) และมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด (Harvard University) ได้ศึกษาสมองของหนูจำศีลและได้ค้นพบกลุ่มของเซลล์ประสาทในสมองส่วนไฮโปธาลามัส (hypothalamus) ที่อยู่เบื้องหลังกระบวนการจำศีล พวกเขาเรียกเซลล์กลุ่มนี้ว่า Quiescence inducing neurons หรือกลุ่มเซลล์ Q (Q neurons)

และเมื่อใช้เทคนิคพันธุศาสตร์ ดัดแปลงพันธุกรรมของกลุ่มเซลล์ Q ให้ตอบสนองต่อแสง (optogenetics) หรือต่อสารเคมี (chemogenetics) พวกเขาจะสามารถกระตุ้นให้หนูไมซ์ (mice) เข้าสู่ภาวะจำศีลได้ตามสั่ง โดยในแต่ละครั้งของการบังคับจำศีล พวกมันจะหลับใหลยาวนานถึง 48 ชั่วโมง ซึ่งยาวกว่าระยะจำศีลปกติของพวกมันถึง 2 เท่า

และถ้ากลุ่มเซลล์ Q ในสมองเสียสภาพไป แม้จะกระตุ้นอย่างไร หนูก็จะไม่ยอมจำศีล

แต่ที่น่าตื่นเต้นที่สุดก็คือ กลุ่มเซลล์ Q นั้นสามารถพบได้บ่อยในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสารพัดชนิด แม้แต่ในสัตว์จำพวกที่ไม่จำศีล (อย่างเช่น หนูท่อ) ก็ยังพบ และถ้าใช้เทคนิคการดัดแปลงพันธุกรรมกลุ่มเซลล์ Q ในสัตว์พวกนี้ (ในการทดลองของพวกเขาใช้หนูท่อ) ให้ไวต่อแสง แล้วกระตุ้นด้วยแสง หนูท่อก็จะเข้าสู่สภาวะจำศีลได้เช่นกัน แม้ว่านิทรารมย์ของพวกมันอาจจะไม่ถึงขั้นหลับสนิท สะกิดไม่ตื่น อุณหภูมิร่างกายตกฮวบ เหมือนหนูไมซ์ทั่วๆ ไปก็ตาม

“การทดลองแบบนี้สามารถเอาไปประยุกต์ได้มหาศาล” ฮง เฉิน (Hong Chen) วิศวกรชีวภาพจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน เซนต์หลุยส์ กล่าว

แม้งานของทีมซึคึบะและฮาร์วาร์ดพิสูจน์ชัด ว่าวงจรเซลล์ Q ในไฮโปธาลามัสนั้นสำคัญกับการจำศีลในหนู แต่ทว่า พวกเขายังต้องอาศัยการดัดแปลงพันธุกรรม ตัดต่อยีนสร้างวงจรออปโตเจเนติกส์ หรือเคโมเจเนติกส์ เพื่อควบคุมการเปิดปิดสวิตช์การทำงานของกลุ่มเซลล์ Q ในการเปิดโหมดจำศีล

 

ในปี 2022 ทีมวิจัยจาก RIKEN ได้ทดลองต่อยอดโดยใช้เทคนิคเคโมเจเนติกส์เปิดปิดสวิตช์การจำศีลในหนูเพื่อดูความเสียหายแบบเฉียบพลันในไตในสัตว์ที่เกิดภาวะหมุนเวียนเลือดชะงัก (circulatory arrest) จากการผ่าตัดเปิดเส้นเลือด

พวกเขาพบว่าสภาวะจำศีลที่ส่งผลให้อุณหภูมิร่างกายต่ำลง (hypothermia) นั้นมีส่วนช่วยอย่างมากในการบรรเทาความเสียหายที่เกิดขึ้นระหว่างผ่าตัด ช่วยปกป้องอวัยวะภายใน (ในกรณีนี้คือไต) ได้อย่างดีเลิศ ผลประโยชน์ชัดเจน

“ถ้าเรากระตุ้นมันได้จริงๆ จะมีความเป็นไปได้มากมายที่จะใช้ภาวะเสมือนจำศีล (hibernation-like states) ในการผ่าตัดหัวใจและหลอดเลือด การกู้ชีพ และในอีกหลายกรณีที่การรักษาอวัยวะผ่านทางการลดอุณหภูมิร่างกายนั้นมันไม่เพียงพอ หรือไม่เหมาะสม” เกนชิโร ซูนากาวา (Genshiro Sunagawa) นักวิจัยจาก RIKEN กล่าว

คำถามคือ จะทำอย่างไรให้กลุ่มเซลล์ประสาทแค่กลุ่มเดียวตอบสนอง?

นั่นคือความท้าทายที่ทำให้หลายคนต้องกุมขมับ…

ในฐานะวิศวกร ฮงก็ยังเชื่อว่ายังไงก็น่าจะยังมีวิธีที่ปลอดภัย และไม่รุกล้ำ (non-invasive) ที่จะเอามาใช้กระตุ้นกลุ่มเซลล์ Q ให้เปิด “สวิตช์แห่งการจำศีล” ได้

และหนึ่งในเทคโนโลยีที่ฮงเชื่อว่าน่าจะเอามาใช้ตอบโจทย์นี้ ก็คือ เทคโนโลยี “อัลตราซาวด์ (ultrasound)”

 

เพื่อกระตุ้นการทำงานของเซลล์ประสาทในสมอง เขาและทีมจึงได้ประดิษฐ์หมวกอัลตราซาวด์สำหรับหนูขึ้นมา

หมวกที่ว่าสามารถเอาไปติดไว้บนหัวหนูได้เลยโดยไม่ต้องผ่าตัดแต่อย่างใด โดยหมวกจะถูกออกแบบให้ส่งคลื่นอัลตราซาวด์ลงไปในบริเวณ preoptic area (POA) ในสมองเพื่อเปิดสวิตช์ให้กลุ่มเซลล์ Q เริ่มทำงาน กระตุ้นให้หนูเริ่มจำศีล

ปรากฏว่าหมวกของเขาใช้ได้อย่างน่าอัศจรรย์ ทั้งในหนูไมซ์และหนูท่อที่ใส่หมวกจำศีลกันหมดตามที่สั่งเขาเรียกเทคนิคการกระตุ้นการจำศีลด้วยคลื่นอัลตราซาวด์นี้ว่าการลดอุณหภูมิร่างกายและอัตราเมทาโบลิซึ่มด้วยอัลตราซาวด์ (Ultrasound induced hypothermia and hypometabolism) หรือ “UIH”

จากการศึกษาเพิ่มเติมพบว่าคลื่นอัลตราซาวด์นั้นสามารถที่จะไปกระตุ้นการทำงานของโปรตีนสำคัญที่เกี่ยวกับการส่งกระแสประสาทที่ไวต่อคลื่นอัลตราซาวด์ (ultrasound sensitive ion channel) อย่าง TRPM2 ได้ พอ TRPM2 ทำงาน เซลล์ Q ก็จะส่งกระแสประสาทที่ทำให้หนูจำศีลออกมา

หมวกอัลตราซาวด์นี้สามารถกระตุ้นเซลล์ประสาทในสมองหนูได้อย่างแม่นยำแม้จะไม่ต้องผ่า และไม่ต้องเจาะ นี่คือก้าวแรกที่น่าสนใจที่อาจจะต่อยอดไปใช้ได้อีกมากมายในทางการแพทย์

ในเวลานี้ การทดลองในหนูสำเร็จสวยงาม ทั้งหนูที่จำศีลอย่างหนูไมซ์ และหนูที่ไม่จำศีลอย่างหนูท่อ

“ถ้าคิดดีๆ ถ้าเราสามารถทำให้สัตว์ที่ปกติแล้วไม่จำศีล เข้าสู่สภาวะนั้นได้ บางทีเราอาจจะขยับขยายเทคโนโลยีนี้ไปลองในสัตว์ที่ใหญ่กว่าก็เป็นได้” ฮงกล่าว บางทีสัตว์ที่ว่าอาจจะเป็นมนุษย์

 

ในส่วนของมนุษย์ แม้ว่าหลายคนจะเชื่อว่ามนุษย์ก็น่าจะมีสวิตช์เปิดปิดโหมดจำศีลเหมือนกัน แต่จนถึงตอนนี้ ยังไม่มีใครหากลุ่มเซลล์ Q พบในมนุษย์ แต่เชื่อว่าถ้าจะหากันจริงๆ อีกไม่นานก็น่าจะเจอ

“และถ้าทำได้ในมนุษย์จริงๆ จะเป็นคุณูปการอย่างยิ่งยวดด้านการแพทย์ ยกตัวอย่างเช่น การกระตุ้นการจำศีลในคนไข้เส้นเลือดในสมองแตกอาจจะช่วยยื้อเวลาและลดความรุนแรงลงได้บ้าง” ฮงกล่าว

ไม่แน่ในอนาคต เมื่อต้องเผชิญกับสถานการณ์ที่ตึงเครียด และสภาพแวดล้อมที่ไม่ค่อยจะเอื้ออำนวย การเลือกที่จะจำศีลหนีปัญหาก็อาจจะไม่ใช่ออปชั่นที่แย่

รอวันข้างหน้าที่มีความหวัง ค่อยตื่นกลับขึ้นมาใหม่!

 

สะดวก ฉับไว คุ้มค่า สมัครสมาชิกนิตยสารมติชนสุดสัปดาห์ได้ที่นี่https://t.co/KYFMEpsHWj

— MatichonWeekly มติชนสุดสัปดาห์ (@matichonweekly) July 27, 2022