พลังมหัศจรรย์ของสิ่งมีชีวิตอื่น ที่มนุษย์อยากเลียนแบบ

                ติดตามจากกลิ่น

              
                ลองจินตนาการดูว่าอะไรจะเกิดขึ้น หากเพียงเราแค่ดมกลิ่นที่อยู่ตามพื้นแล้วสามารถบอกได้ว่าเพื่อนคนไหนเพิ่งจะเดินผ่านไป

                สุนัขทำสิ่งนี้ได้ แล้วทำไมมนุษย์ เราจึงทำไม่ได้ล่ะ หากจะยอมรับตามความเป็นจริง จมูกของสุนัขมีข้อได้เปรียบกว่าจมูกของคนเรา เพราะจมูกสุนัขมีตัว รับกลิ่นมากกว่าคนเรา 20-40 เท่า แล้วมนุษย์เราจะทำให้ตัวเองมีความสามารถอย่างนั้นได้หรือไม่

                เดบรา แอนน์ ฟาดูล จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐฟลอริดา ก็คิดเกี่ยวกับเรื่องที่ว่ามนุษย์เราสามารถมีจมูกได้อย่างสุนัขเช่นกัน เธอค้นพบวิธีที่จะ ทำให้จมูกของมนุษย์มีความไวต่อกลิ่นที่ซับซ้อนได้เช่นเดียวกับสุนัขและสุนัข ป่าฟาดูลค้นพบยีน Kv1.3 โดยบังเอิญ  ยีนตัวนี้อาจมีผลต่อการทำงานของ จมูกของคนเรา มีการทดลองทำลายยีน Kv1.3 ในหนูทดลองพบว่า หนูทดลองมีความสามารถในการดมกลิ่นเพิ่มขึ้น 1,000-10,000 เท่า การยับยั้งการทำงานของยีนดังกล่าวทำให้หนูสามารถแยกแยะกลิ่นต่างๆ ได้ดีขึ้น

                มนุษย์เราก็มียีน Kv1.3 เช่นกัน หากมีการยับยั้งการทำงานของยีนนี้ด้วยยาบางชนิดหรือใช้ยีนบำบัด (gene therapy) “การทำเช่นนี้จะช่วยให้การทำงานของประสาทรับกลิ่น (olfactory) ของคนที่สูญเสียความสามารถในการ ดมกลิ่นทำงานได้ดีขึ้น และยังเป็นประโยชน์แก่คนที่มีอาชีพเกี่ยวกับการแยกแยะกลิ่นอีกด้วย” ฟาดูลกล่าว

                แมตเทียส ลาสคา แห่งคณะ แพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยเยลกล่าวว่า ความสามารถของจมูกมนุษย์เป็นเรื่อง ที่ไม่ควรมองข้าม เพราะการฝึกฝนการดมเพียงเล็กน้อย จะทำให้คนเรามี ความสามารถในการแยกแยะกลิ่นได้ดีขึ้นมาก “หากคุณต้องการทำงานเป็นผู้เชี่ยวชาญด้านน้ำหอมในฝรั่งเศส คุณ ต้องใช้เวลาฝึกฝนนานถึง 7 ปี คุณ  จึงจะสามารถจำแนกกลิ่นพื้นฐานได้ มากถึง 600 กลิ่น และการฝึกฝนดมกลิ่นซ้ำๆ และมีการตรวจสอบผลของการดมกลิ่นจะทำให้คนเราสามารถแยกแยะกลิ่นได้ถูกต้องแม่นยำขึ้น

                ความสามารถในการดมกลิ่น ของคนนอกจากจะมีประโยชน์ในเรื่องการทำน้ำหอมแล้ว ยังมีประโยชน์ในเรื่องส่วนบุคคลอีกด้วย หากใช้เวลา ในการฝึกฝน 2-3 วัน คนเราก็สามารถแยกแยะกลิ่นของคนในครอบครัวหรือเพื่อนฝูงได้

                ดักฟังคลื่นเสียงความถี่สูง

                

                แม้ว่ามนุษย์เราไม่สามารถแปลความหมายของเสียงที่มีความถี่สูงได้ แต่ถ้าเราได้ยินเสียงคุยกันอย่างรวดเร็วของค้างคาวได้ หรือการที่คนเราจะสามารถบอกตำแหน่งทิศทางได้ถูกต้องแม่นยำจากเสียงที่แผ่วเบาที่สุดเช่นเดียวกับนกเค้าแมว ก็นับเป็นเรื่องน่าทึ่ง

                ความสามารถในการฟังของคนเรามีขีดจำกัดอยู่ที่เฉพาะบางช่วงความถี่ของคลื่นเสียง เพราะเซลล์ขนที่ทำหน้าที่รับเสียงนั้นอยู่ในตำแหน่งที่ลึกเกินไปในหูชั้นในและการที่เราไม่สามารถระบุตำแหน่งได้อย่างถูกต้องเมื่อได้ยินเสียง นั้น เป็นเพราะลักษณะโครงสร้างของด้านนอกของหูคนเราสั้นเกินไป

                 แต่คนเราไม่จำเป็นต้องถูกปิดกั้นความสามารถในการฟังด้วยข้อจำกัด ดังกล่าว การใช้เทคโนโลยีควบคู่ไปกับการผ่าตัดจะช่วยให้ความสามารถใน การได้ยินของคนเราดีในระดับเดียวกับค้างคาวและนกเค้าแมว การผ่าตัดเพื่อ ติดตั้งอุปกรณ์เชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทในการฟังหรือที่ก้านสมองจะทำให้หู ของมนุษย์เรารับฟังคลื่นเสียงได้ทุกคลื่นความถี่

                ส่วนประเด็นที่ว่าสมองของเราจะ รับรู้หรือแปลความหมายของเสียงที่ได้ยินนั้นเช่นเดียวกับที่ค้างคาวรับรู้สัญญาณคลื่นเสียงความถี่สูงได้หรือ   ไม่ถือเป็นอีกประเด็นหนึ่ง โรเบิร์ต แชนนอน แห่งสถาบันการฟังในลอสแองเจลิส ผู้ผ่าตัดเพื่อติดตั้งอุปกรณ์ ที่ก้านสมองเป็นคนแรกในปี 2547  กล่าวว่า “หากเด็กๆ ได้ยินเสียงในระดับคลื่นเสียงความถี่สูงตั้งแต่ยังเล็ก  เมื่อพวกเขาเติบโตขึ้น ความสามารถในการฟังเสียงและเข้าใจความหมายของพวกเขาก็จะดีขึ้นตามไปด้วย”

                การระบุแหล่งกำเนิดเสียงนั้น มนุษย์เราใช้วิธีวัดจากการสะท้อนของเสียง แชนนนอนบอกว่า “เราไม่ได้ส่งเสียงที่เล็กแหลมออกไปวัดระยะทาง เช่นเดียวกันค้างคาวหรือโลมา แต่เราใช้วิธีฟังเสียงสะท้อนจากสภาพแวดล้อมเพื่อระบุตำแหน่ง”

                เฟรด ไวจช์แมน แห่งสถาบัน การฟังฮิวเซอร์ (Heuser Hearing Institute)ในหลุยส์วิลล์ รัฐเคนทักกี คิดว่าเราสามารถพัฒนาความสามารถ ในการฟังเสียงสะท้อนให้ดีขึ้นด้วย การปรับแต่งรูปร่างของใบหูภายนอกเพียงเล็กน้อย เขาได้รับแรงบันดาลใจในเรื่องนี้จากนกเค้าแมว เพราะขนรอบๆ หูของนกเค้าแมวช่วยเพิ่มความไวในการรับรู้ทิศทาง และช่วยให้นก เค้าแมวระบุตำแหน่งของแหล่งกำเนิดเสียงได้แม่นยำขึ้น การทำให้หูคนเรามี  ความสามารถในการฟังเพิ่มขึ้นเป็น เรื่องที่เป็นไปได้ โดยใช้วิธีเปลี่ยน ขนาดหรือรูปร่างของใบหู ไวจช์แมนกล่าวว่า “คนเราไม่อาจแยกแยะได้ว่าเสียงที่ได้ยินนั้นมาจากแหล่งกำเนิดใด ด้านหน้าหรือด้านหลัง ใบหูจะรับรู้พลังงานเสียงได้มากขึ้นในบางคลื่นความถี่ ขึ้นอยู่กับว่าเสียงที่ได้ยินนั้น มาจากทิศทางใด หากมนุษย์เราเพิ่มความสามารถในการแยกแยะความ  แตกต่างของทิศทางของเสียงได้ว่า   มาจากทางใด เราคงระบุที่มาของเสียงได้ดีขึ้น”

                มีการทดลองความสามารถใน การรับฟังเสียงโดยการปรับแต่งรูปร่างใบหูชั่วคราวโดยใช้ขี้ผึ้ง ผลปรากฏว่า หลังจากการทดลองไม่กี่สัปดาห์ สมองของคนเราสามารถปรับตัวและเพิ่มความสามารถในการฟังได้ถูกต้องแม่นยำมากขึ้น ผลการทดลองชี้ให้ เห็นว่า สมองของคนเรามีความยืด หยุ่นในการรับมือกับความเปลี่ยนแปลงทุกอย่าง

                ทนทานต้านรังสี

                

                มนุษย์มหัศจรรย์ฮัลก์ถือกำเนิดขึ้นจากการรอดชีวิตราวปาฏิหาริย์ของนักวิทยาศาสตร์บรูซ แบนเนอร์ เมื่อได้รับรังสีในปริมาณมากจนถึงตายได้ แต่นั่นก็เป็นเพียงการ์ตูนที่สร้างจากจินตนาการ   แม้เรื่องนี้จะห่างไกลจากความ เป็นจริง บนโลกใบนี้ก็ยังมีสิ่งมีชีวิต ที่สามารถทนทานต่อรังสีได้เช่นกัน ซึ่งอาจช่วยให้มนุษย์เราสามารถต้านทานรังสีได้ในวันข้างหน้า ประโยชน์ จากการต้านทานรังสีได้นั้นมีมากมาย มหาศาล นับตั้งแต่ลดความเสี่ยง การเป็นมะเร็งไปจนถึงช่วยให้มนุษย์อวกาศปลอดภัยจากรังสีคอสมิกในขณะที่เดินทางไปในอวกาศ

                ในยุคนิวเคลียร์เช่นปัจจุบันนี้มีแบคทีเรียชนิดหนึ่งชื่อ Deinococcus radiodurans ที่รู้จักกันในชื่อ Conan the Bacterium นักจุลชีววิทยา ค้นพบแบคทีเรียชนิดนี้  ขณะที่ตรวจ หาสาเหตุว่า เพราะเหตุใดเนื้อสัตว์ที่    ผ่านการฆ่าเชื้อโดยการฉายรังสีก่อน บรรจุลงกระป๋องจึงเน่าเสียได้ จากการศึกษาพบว่าแบคทีเรีย Deinococcus มีชีวิตรอดจากการฉายรังสี แม้จะฉาย  รังสีที่แรงเกินระดับที่มนุษย์จะทนได้ถึง 1,000 เท่าก็ตาม ความลับที่ทำให้แบคทีเรียรอดชีวิต คือ ความสามารถในการซ่อมแซมเซลล์ที่ถูกทำลายจากรังสี  ได้อย่างมีประสิทธิภาพมาก

                เมื่อรังสีทำให้ดีเอ็นเอของแบคทีเรียแตกออก ยีนที่ทำหน้าที่ซ่อมแซม จะถูกส่งไปซ่อมแซมดีเอ็นเอที่ถูกทำ ลายให้คืนสู่สภาพปกติ หรือแยกดีเอ็นเอที่เสียออก แล้วสร้างดีเอ็นเอใหม่ ขึ้นมาแทน หากเราต้องการเลียนแบบ การทำงานของ Deinococcus เราต้องศึกษาให้ได้ก่อนว่าแบคทีเรียซ่อมแซมดีเอ็นเอของมันได้อย่างไร เรื่องนี้ มิโรสลาฟ เรดแมน และคณะจากมหาวิทยาลัยเรอเนเดคาร์ตส์ กำลังศึกษาอยู่

                จากการศึกษาพบว่า แบคทีเรียเพิ่มจำนวนดีเอ็นเอราวกับเป็นเครื่องผลิต ดีเอ็นเอในห้องทดลอง ภายในตัวแบค-- ทีเรีย เอนไซม์จะเข้าไปเกาะติดกับ   ชิ้นส่วนดีเอ็นเอที่แตกออกมา จากนั้น มันจะเริ่มสร้างส่วนของดีเอ็นเอที่ถูกทำลายไปให้มาจับคู่กับดีเอ็นเอที่เหลืออยู่ เพื่อทำให้ดีเอ็นเอกลับคืนสู่สภาพเดิม แบคทีเรีย Deinococcus สามารถซ่อมแซมดีเอ็นเอได้เป็นปริมาณมหาศาล ส่วนมนุษย์เราก็สามารถทำอย่างนั้นได้เช่นกัน แต่ทำได้อย่างจำกัด

                จอห์น แบตทิสตา นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐหลุยส์เซียนา ในบาตอนรูจ กล่าวว่า การซ่อมแซมดีเอ็นเอของคนด้วยการใช้เอนไซม์จาก Deinococcus นั้นมีทางเป็น ไปได้ แต่การนำดีเอ็นเอของแบคทีเรีย มาทำงานในคนนั้นเป็นเรื่องท้าทาย มากว่าจะทำได้หรือไม่ มันอาจจะต้อง เริ่มตั้งแต่การปรับยีนของไข่และสเปิร์มก่อนที่ไข่และสเปิร์มจะผสมกันเป็น ตัวอ่อนและคงเป็นเรื่องยากมากที่จะ นำวิธีนี้มาใช้กับเซลล์ที่เปลี่ยนแปลงไปทำหน้าที่เฉพาะอย่างแล้ว

               

                การงอกแขนขาขึ้นมาใหม่

                

                หากตัดขาของซาลาแมนเดอร์ออก ภายใน 24 ชั่วโมง ชั้นเนื้อเยื่อของเซลล์ต้นกำเนิด (stem cells) จะเริ่มเจริญเติบโตในบริเวณที่ถูกตัดออก

                อวัยวะที่เริ่มพัฒนาเป็นลำดับแรกคือนิ้วเท้า ถัดจากนั้นจะเป็นระบบประสาท กล้ามเนื้อและกระดูก หลังจากนั้น 3 เดือน ขาข้างใหม่ก็จะสมบูรณ์ และทำหน้าที่ได้ตามปกติทุกอย่าง แต่ ถ้ามนุษย์เราเกิดบาดเจ็บจนต้องถูก ตัดแขนหรือขาออกไปบ้าง เรากลับไม่มีแขนหรือขางอกใหม่เหมือนกับซาลาแมนเดอร์ ดังนั้นสิ่งที่เกิดกับซาลาแมนเดอร์จึงเป็นเรื่องวิเศษมาก

                เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ยากว่าเซลล์ของซาลาแมนเดอร์ที่เติบโตเต็มที่สามารถย้อนกลับไปสู่สภาวะของเซลล์ต้นกำเนิดได้อย่างไร ซึ่งสภาวะ ของเซลล์ต้นกำเนิดนี้จะพบได้เฉพาะ ในระยะที่เป็นตัวอ่อน (embryo)  เท่านั้น ในเซลล์นี้จะมียีนพิเศษที่จะถูกกระตุ้นให้ทำงานเช่นเดียวกับที่ ตัวอ่อนจะเจริญเติบโตเป็นตัวเต็มวัย มนุษย์เราไม่มีเซลล์แบบที่ซาลาแมนเดอร์มี แต่นักวิจัยคิดว่าการที่มนุษย์เราจะงอกอวัยวะบางส่วนออกมาใหม่นั้นเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้

                ไอโอแอนนิส ยานนาส แห่งสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ ได้ทดลองทำสารประกอบที่มีคอลลาเจนเป็นส่วนประกอบ เพื่อให้คอลลาเจนเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ที่กำลังเติบโต เพื่อส่งเสริมให้เซลล์ของมนุษย์ย้อนกลับไปสู่สภาพที่ยังเป็นเซลล์อยู่ใน ระยะแรกของการเจริญเติบโต แม้ว่าจะย้อนกลับไปไม่ถึงสภาวะของเซลล์ ต้นกำเนิดก็ตาม เพื่อทำให้มนุษย์เราสามารถงอกอวัยวะออกมาได้ใหม่ปัจจุบันเราสร้างผิวหนังเทียมด้วยวิธีการนี้ เช่น ระบบประสาทที่แขน ขาและใบหน้าของมนุษย์และสัตว์ ยานนาส กล่าวอีกด้วยว่า ดูเหมือนว่าการกระตุ้นทางชีววิทยาจะทำให้โครงสร้างของสารประกอบที่ทำขึ้นนี้จะใช้ได้กับอวัยวะอื่นๆ ด้วย อวัยวะเหล่านั้นไม่จำเป็นต้องใช้เซลล์ต้นกำเนิดเพื่อกระตุ้นให้เกิด การสร้างตัวใหม่ในบริเวณที่ได้รับ บาดเจ็บ จึงไม่ต้องทำให้เซลล์ของตัวเต็มวัยให้มีหน้าที่เช่นเดียวกับเซลล์ต้นกำเนิด

                นักวิทยาศาสตร์ยังคงหวังว่าจะ สามารถค้นพบวิธีที่ทำให้เซลล์ที่โตเต็มที่แล้วสามารถทำหน้าที่ได้อย่างเซลล์  ต้นกำเนิด แต่ดูเหมือนความหวังนี้จะ อยู่ห่างไกลจากความเป็นจริง นักวิจัยแห่งสถาบันไวสตาร์ ในเมืองฟิลาเดลเฟีย รัฐเพนซิลเวเนีย ค้นพบโดย บังเอิญว่าหนูสายพันธุ์หนึ่งสามารถ สร้างเซลล์เนื้อเยื่อหัวใจได้ อย่างไรก็ดี เราก็ยังไม่รู้ว่ายีนที่ทำให้เกิดการสร้างเนื้อเยื่อหัวใจใหม่นี้คือยีนตัวใด ในอนาคตอันใกล้ โครงสร้างส่วนประกอบจำลองดูเหมือนจะเป็นคำตอบสำหรับเรื่องการสร้างเซลล์ใหม่ของมนุษย์เรา เช่นเดียวกับซาลาแมนเดอร์