วรากรณ์ สามโกเศศ เรื่อง
- นอนนับจำนวนแกะกระโดดข้ามรั้วแล้วจะหลับหรือไม่
- จะติดกาวบนเนื้อเยื่อสดได้อย่างไร
- น้ำที่ว่าขาดแคลน เสกเอาจากอากาศได้หรือไม่
- หนูที่ทนทานต่อการขาดออกซิเจนมีจริงหรือไม่
ทั้งหมดนี้คือความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์จากความพยายามศึกษาวิจัยเพื่อค้นหาคำตอบใหม่ๆ ซึ่งหากเราเข้าใจกลไกการทำงานของมันจะส่งผลช่วยชีวิตมนุษย์และยกระดับคุณภาพชีวิตของผู้คนได้อย่างมหาศาล
ผมขอหยิบเรื่องราวของ 4 ความก้าวหน้าใหม่ทางวิทยาศาสตร์จากวารสาร Discovery ฉบับต้นปี 2018 ซึ่งได้รวบรวมและนำเสนองานค้นคว้าวิจัยทางวิทยาศาสตร์ Top 100 ของปีที่แล้ว มาเล่าสู่กันฟังครับ
เรื่องแรก การแพทย์ถือว่าผู้มีปัญหานอนไม่หลับ 3 คืนต่อสัปดาห์ ติดต่อกันไม่ต่ำกว่า 3 เดือนเป็นโรคนอนไม่หลับ (insomnia) วิธีการสารพัดถูกนำมาใช้เพื่อช่วยผู้ป่วยเหล่านี้ให้นอนหลับ ซึ่งก็ได้ผลแตกต่างกันไป สำหรับบางคน นอนนับแกะจนหมดไปไม่รู้กี่ฝูงแล้วก็ยังนอนไม่หลับอยู่นั่นเอง เหตุเพราะเกาไม่ถูกที่คัน โรคนอนหลับไม่ใช่ปัญหาทางจิตวิทยาดังที่เคยเชื่อกัน หากเป็นเรื่องของพันธุกรรม
วารสาร Nature Gene ได้ตีพิมพ์บทความในปี 2016 ซึ่งมาจากงานศึกษาทั้งคนมีปัญหานอนไม่หลับและหลับเป็นปกติรวม 113,000 คน ในอังกฤษ พบว่ามียีนอยู่ 7 ตัว (ในจำนวนทั้งหมดประมาณ 20,000-25,000 ยีนของมนุษย์) ที่เกี่ยวพันกับปัญหาการนอนไม่หลับ ยีนตัวหนึ่งเกี่ยวพันโยงใยกับกลุ่มอาการขยับแขนขาอย่างไม่หยุดหย่อน (restless leg syndrome) และกลุ่มอาการขยับแขนขาเป็นพักๆ (periodic limb movement) นอกจากนี้ คนที่มียีนเกี่ยวพันกับการนอนไม่หลับมีโอกาสที่จะมีน้ำหนักเกินพอดี (อ้วน) เป็นโรคซึมเศร้า และโรคหลอดเลือดหัวใจอีกด้วย
Eus van Someren แห่ง Sleep and Cognition Group ที่ The Netherlands Institute for Neuroscience นักวิจัย บอกว่า ขั้นต่อไปคือการค้นคว้าว่ายีน 7 ตัวนี้ทำงานอย่างไรจึงเป็นสาเหตุให้กลุ่มคนเหล่านี้โน้มเอียงสู่การเป็นโรคนอนไม่หลับ ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจและรักษาโรคนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น
เรื่องที่สอง แพทย์ฝันมานานว่า หากมีกาวหรือเทปที่สามารถยึดติดหรือแปะบนเนื้อเยื่อสด ไม่ว่าจะเป็นหัวใจ ปอด ตับไต หรือหลอดเลือด ก็จะทำให้การผ่าตัดเป็นไปอย่างสะดวกและมีโอกาสประสบผลสำเร็จมากขึ้น นิตยสาร Science เมื่อกลางปีที่แล้วรายงานประดิษฐกรรมกาวและเทปดังกล่าวไว้อย่างน่าตื่นเต้น
Jianyu Li วิศวกรชีวเวช (bioengineer คือนักออกแบบสร้างอวัยวะเทียม ระบบ และอุปกรณ์เพื่อให้เกิดความคงทนและมีประสิทธิภาพที่สุด เช่น การประดิษฐ์ลิ้นหัวใจเทียม ลวดดัดฟัน แผ่นเชื่อมกระดูกและฟัน เป็นต้น) สามารถเลียนแบบสร้างเมือกของสัตว์ประเภททาก (slugs) ในห้องทดลอง จนผลิตเป็นกาวสังเคราะห์ซึ่งใช้สารสกัดจากเปลือกกุ้งและสาหร่ายเป็นวัตถุดิบได้สำเร็จ
สาเหตุที่เมือกของสัตว์ประเภททากน่าสนใจก็เพราะสามารถขับเมือกเพื่อเอาตัวเองเข้าไปติดกับผิวได้เกือบทุกอย่าง เมือกถูกขับออกมาเพื่อเป็นกลไกช่วยให้รอดพ้นจากการคุกคามของสัตว์อื่น เช่น นก แมลง ฯลฯ กล่าวคือ เมื่อตัวเองแปะติดกับสารพัดผิวแล้วก็ยากที่จะแกะออกได้ เมือกเป็นน้ำเหนียว ยืดหดได้ และเหนียวเป็นพิเศษ ถึงแม้จะอยู่ในสภาวะชื้นแฉะก็ตาม
กาววิเศษนี้จะช่วยหมอผ่าตัดในการอุดและเชื่อมติดกับอวัยวะอื่นๆ ที่เปียกและลื่นไหลได้เป็นอย่างดี กาวจะเชื่อมให้ผิวติดกันทั้งในแง่เคมีและกายภาพ เชื่อได้ว่าต่อไปจะมีการใช้อย่างสร้างสรรค์และกว้างขวางในทางการแพทย์ เมือกที่เคยช่วยชีวิตตัวทากเองต่อจากนี้ไปมันจะทำหน้าที่อย่างเดียวกันให้มนุษย์
เรื่องที่สาม วัสดุใหม่แสนอัศจรรย์ใจ สามารถเสกน้ำจากอากาศได้ ถือกำเนิดขึ้นแล้ว วัสดุนี้ถักทอกันเป็นแผ่น (mesh) เรียกว่า metal-organic framework (โครงสร้างโลหะ-อินทรีย์) มีช่องเล็กๆ อยู่พรุนไปหมด เหมาะแก่การเก็บกักโมเลกุลของน้ำ
แผ่นวัสดุนี้จะดูดซับความชื้นจากอากาศให้กลายเป็นน้ำดื่มโดยไม่ต้องใช้พลังงาน น้ำหนักเพียง 2 ปอนด์ แต่สามารถผลิตน้ำได้เกือบ 5 แกลลอน (ประมาณ 22 ลิตรครึ่ง) ต่อวัน ถึงแม้จะอยู่ในบริเวณที่แห้งแล้งยิ่งกว่าทะเลทรายก็ตาม
การผลิตน้ำโดยไม่ต้องใช้พลังงานเป็นคำตอบแสนวิเศษสำหรับประเทศกำลังพัฒนาที่ไม่มีโครงสร้างพื้นฐาน เช่น โรงผลิตน้ำประปา ท่อประปา ถนนสำหรับขนส่งน้ำ ฯลฯ แนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ เคยมีผู้พยายามคิดค้นวัสดุเช่นนี้แล้วแต่ไม่ประสบความสำเร็จ เพราะต้องใช้พลังงานหรือความชื้นในอากาศสูง
นักวิจัยจาก MIT และ Berkeley ตีพิมพ์ผลงานวิจัยในวารสาร Science ในเดือนเมษายน 2017 ประเด็นที่น่าสนใจก็คือนักวิจัยทั้งสองกำลังพยายามปรับปรุงรูพรุนที่ดูดน้ำให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น เพื่อสามารถดูดซับน้ำได้ปริมาณมากกว่านี้ในอนาคต
ในอนาคต หากวัสดุนี้ราคาถูกลง ก็จะเป็นเครื่องมือสำคัญในการผลิตน้ำประจำบ้านยามฉุกเฉินหรือแม้แต่ใช้ในชีวิตประจำวัน ในพื้นที่ขาดแคลนน้ำก็สามารถเอามาใช้ปลูกผักสวนครัวนอกเหนือจากการบริโภคได้อีกด้วย และถ้าเอาไปคลุมดินเพื่อให้ความชื้นแก่ต้นไม้ ก็ไม่ต้องมีการรดน้ำอีกต่อไป
เรื่องที่สี่ เป็นเรื่องของหนูจอมอึด naked mole rat หรือมีชื่อเรียกว่า sand puppy / desert mole rat เจ้าหนูประเภทนี้มีหน้าตาน่าเกลียด เพราะมีฟันสองซี่แหลมยื่นออกมา หนังสีน้ำตาลอ่อนก็บางและเหี่ยวย่น มันมีความคงทนอยู่รอดใต้ดินได้เป็นเวลานาน ถึงแม้จะเป็นสัตว์เลือดอุ่นแต่ก็เกือบจะเป็นสัตว์เลือดเย็น เพราะสามารถปรับอุณหภูมิของร่างกายตามสภาพแวดล้อมได้อย่างดียิ่ง
mole rat มีลักษณะพิเศษที่ไม่มีความรู้สึกเจ็บปวด มีอัตราการหายใจและอัตราการเผาผลาญของร่างกายที่ต่ำมาก มีอายุยืนเป็นพิเศษ อดทนต่อการขาดออกซิเจน และประการสำคัญที่สุดคือไม่เป็นโรคมะเร็ง
mole rat ดั้งเดิมอาศัยอยู่ทางตะวันออกของทวีปแอฟริกา เช่น เอธิโอเปีย เคนยา และโซมาเลีย มันอยู่กันเป็นกลุ่มประมาณ 75-80 ตัวในรูใต้ดินที่ขุดไว้ซับซ้อน ความยาวถึง 3-5 กิโลเมตร ระบบอยู่อาศัยคล้ายผึ้งและปลวก กล่าวคือ มีตัวแม่ใหญ่ (ดังกรณีของ queen bee) หนึ่งตัว ตัวผู้ไว้ผสมพันธุ์ 1-3 ตัว ส่วนตัวอื่นๆ ซึ่งเป็นหมันเป็นหนูทำงาน มีหน้าที่หาอาหารมาสะสมไว้ ป้องกันการถูกโจมตี และดูแลลูกอ่อน
นักวิจัยที่ University of Illinois at Chicago ตีพิมพ์งานวิจัยในวารสาร Science เดือนเมษายน 2017 จากการทดลองทำให้ naked mole rats ขาดออกซิเจนเป็นเวลา 18 นาที และอีกการทดลองหนึ่งให้ออกซิเจนในระดับต่ำมากๆ เป็นเวลา 5 ชั่วโมง ผลปรากฏว่าหนูเป็นสุขดี ไม่ป่วยไข้แต่อย่างใด
ในกรณีสัตว์ปกตินั้นจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนเพื่อความอยู่รอด เพราะออกซิเจนช่วยเปลี่ยนน้ำตาลในเลือด (blood sugar หรือ glucose) ให้เป็นพลังงาน ถ้าไม่ได้รับออกซิเจนก็ตายอย่างแน่นอน ในกรณีของ naked mole rats แม้ใช้ glucose ในลักษณะเดียวกัน แต่ร่างกายของมันสามารถสับสวิตช์มาเป็นการเผาผลาญน้ำตาลประเภท fructose แทนได้ ซึ่งไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจนในการเปลี่ยนเป็นพลังงานเพื่อให้มีชีวิตอยู่รอด
เหตุที่การค้นพบนี้น่าตื่นเต้น ก็เพราะว่าการเข้าใจกลไกการอยู่รอดโดยไม่ใช้ออกซิเจนนั้น ในอนาคตอาจสามารถช่วยเหลือผู้ประสบภัยจากปัญหาหลอดเลือดหัวใจอุดตันหรือสมองอุดตัน ซึ่งทุกนาทีที่ขาดออกซิเจนนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่ง ให้สามารถอยู่รอดได้อย่างชอกช้ำน้อยที่สุด
เมื่อพูดถึงเรื่องหนูแล้ว ก็ขอแถมเรื่องแมวซึ่งเป็นศัตรูคู่อาฆาตกันอีกสักนิด
เป็นความเข้าใจมายาวนานว่าอียิปต์โบราณคือแหล่งกำเนิดของการนำแมวมาเป็นสัตว์เลี้ยงในบ้าน แต่งานวิจัยล่าสุดของ Claudio Ottoni นักบรรพชีวินวิทยา (paleontologist) ที่ตีพิมพ์ใน Nature Ecology and Evolution เดือนมิถุนายน 2017 โดยใช้การศึกษาพันธุกรรมประกอบศาสตร์ด้านวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิต ระบุว่าเป็นความเข้าใจที่ผิด
จากการศึกษาพันธุกรรมของแมวพันธุ์โบราณ 200 พันธุ์ พบว่า ถึงแม้จะมีแมวที่สืบทอดพันธุ์จากบริเวณอียิปต์กระจายอยู่กว้างขวางก็ตาม แต่นั่นไม่ใช่แมวกลุ่มแรกสุดที่ถูกนำมาเลี้ยงในบ้าน ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 6,400 ปีก่อน ในบริเวณตะวันตกเฉียงใต้ของทวีปเอเชียไปจนถึงตะวันออกเฉียงใต้ของทวีปยุโรป
แมวอียิปต์โบราณที่มีหลักฐานปรากฏในแผ่นจารึกของพีระมิดนั้นเป็นการนำมาเลี้ยงในบ้านหลังจากยุคแรก และเมื่อถึง 700 ปีก่อนคริสตกาล มันก็กระจายตามเส้นทางการค้าไปยังแถบทะเลเมดิเตอร์เรเนียน ทวีปเอเชีย และแถบมหาสมุทรอินเดียในที่สุด
สาเหตุที่แมวได้รับความนิยมก็เพราะมีประโยชน์เชิงเศรษฐกิจในการควบคุมสัตว์ที่นำเชื้อโรคสู่มนุษย์ เช่น หนู (กาฬโรค) แมลงสาบ (แบคทีเรียและไวรัส) โดยเฉพาะอย่างยิ่งเป็นเพื่อนที่ดีและน่ารักของมนุษย์ ในจำนวนสัตว์ที่นำมาเลี้ยงในบ้านและใช้งานนั้น แมวเป็นหนึ่งในกรณีที่ประสบความสำเร็จที่สุดของมนุษย์ (ไม่แน่ใจว่าแมวเห็นด้วยหรือไม่ มันอาจบอกว่าเป็นผลงานของแมวที่ประสบความสำเร็จที่สุดในการหลอกให้มนุษย์นำมาเลี้ยงก็เป็นได้)
การศึกษาค้นคว้าคือการพยายามค้นหา “ความจริง” ซึ่งสามารถนำไปต่อยอดให้เกิดประโยชน์แก่มนุษยชาติยิ่งๆ ขึ้นไป ในแต่ละวันมี “ความจริง” เพิ่มมากขึ้น บ่อยครั้ง “ความจริงเดิม” ก็มิใช่ความจริงอีกต่อไป เพราะมีการศึกษาลึกซึ้งขึ้น อย่างไรก็ดีไม่สมควรตำหนิเจ้าของ “ความจริงเดิม” เพราะในห้วงเวลานั้นอาจมีอุปกรณ์และเครื่องมือจำนวนน้อยในการเข้าถึง “ความจริง” อีกทั้งความรู้ความเข้าใจก็จำกัดด้วย
ถ้าไม่มีผู้ใดริเริ่มตั้งต้นค้นหาเสียแล้ว “ความจริงใหม่” ก็จักเกิดขึ้นมาแทนไม่ได้เลย
นวัตกรรม เทคโนโลยี วรากรณ์ สามโกเศศ global trend จับกระแสโลก
อดีตคณบดีคณะเศรษฐศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ เจ้าของผลงานเขียนชุด “Global Change” ว่าด้วยกระแสการเปลี่ยนแปลงของโลกสมัยใหม่ ในมุมเศรษฐกิจ การเมือง วัฒนธรรม เทคโนโลยี และผลงานเขียนชุด “โลกนี้ไม่มีอะไรฟรี” รวมงานคัดสรรด้านเศรษฐศาสตร์แบบไม่ต้องแบกบันไดมาอ่าน
