Исследователи, изучающие мозг и тела живых животных, обнаружили, что обычный пищевой краситель может временно делать кожу, мышцы и соединительные ткани прозрачными.
Как пишет The Guardian, нанесение красителя на брюхо мыши делало ее печень, кишечник и мочевой пузырь отчетливо видимыми сквозь кожу живота, а нанесение его на кожу головы грызуна позволило ученым увидеть кровеносные сосуды в мозге животного.
По словам исследователей из Стэнфордского университета, обработанная кожа приобрела свой нормальный цвет после того, как краска была смыта. По мнению исследователей из Стэнфордского университета, эта процедура открывает множество возможностей для применения у людей: от определения местоположения травм и вен для взятия крови до мониторинга расстройств пищеварения и выявления опухолей.
“Вместо того чтобы полагаться на инвазивную биопсию, врачи могли бы диагностировать глубоко расположенные опухоли, просто исследуя ткани человека без необходимости инвазивного хирургического удаления, — рассказывает доктор Гуосон Хон, старший научный сотрудник проекта. – Этот метод потенциально может сделать забор крови менее болезненным, помогая флеботомистам легко находить вены под кожей”.
Этот трюк перекликается с подходом, использованным Гриффином, персонажем знаменитого романа Герберта Уэллса «Человек-невидимка» (1897), в котором блестящий, но обреченный ученый обнаруживает, что секрет невидимости заключается в сопоставлении показателя преломления объекта, или способности преломлять свет, с показателем преломления окружающего воздуха.
Когда свет проникает в биологическую ткань, большая его часть рассеивается, поскольку находящиеся внутри структуры, такие как жировые мембраны и клеточные ядра, имеют разные показатели преломления. При переходе света от одного показателя преломления к другому, он изгибается, делая ткань непрозрачной. С таким же эффектом карандаш выглядит согнутым, если его опустить в стакан с водой.
Доктор Цзыхао Оу и его коллеги из Стэнфорда выдвинули теорию, противоречащую здравому смыслу, о том, что определенные красители могут облегчить прохождение света определенной длины волны через кожу и другие ткани. Сильно поглощающие красители изменяют показатель преломления тканей, которые их поглощают, что позволяет ученым сопоставлять показатели преломления различных тканей и подавлять любое рассеяние.
В серии экспериментов, описанных в журнале Science, исследователи показали, как свежая куриная грудка стала прозрачной для красного света через несколько минут после погружения в раствор тартразина, желтого пищевого красителя, используемого в одном из сортов американских чипсах и других продуктах. Краситель уменьшал рассеяние света внутри ткани, позволяя лучам проникать более глубоко.
Затем команда ученых нанесла желтую краску на низ брюшка мыши, сделав кожу на брюшной полости прозрачной и обнажив кишечник и внутренние органы грызуна. В другом эксперименте они нанесли краситель на бритую голову мыши и с помощью метода, называемого лазерной спекл-контрастной визуализацией, увидели кровеносные сосуды в мозге животного.
“Самое удивительное в этом исследовании то, что мы обычно ожидаем, что молекулы красителя будут делать предметы менее прозрачными. Например, если вы смешиваете синие чернила для ручек с водой, то чем больше чернил вы добавляете, тем меньше света может проходить через воду”, — рассказывает доктор Хон. “В нашем эксперименте, когда мы растворяли тартразин в непрозрачных материалах, таких как мышцы или кожа, которые обычно рассеивают свет, чем больше тартразина мы добавляли, тем прозрачнее становился материал. Но только в красной части светового спектра. Это противоречит тому, что мы обычно ожидаем от красителей”.
Исследователи описывают этот процесс как “обратимый и повторяемый”, при котором кожа приобретает свой естественный цвет после того, как краситель смывается. На данный момент прозрачность зависит от глубины проникновения красителя, но доктор Хон отмечает, что с помощью микроигл или инъекций краситель может проникать глубже.
Эта процедура еще не была протестирована на людях, и исследователям необходимо будет доказать, что она безопасна в использовании, особенно если краситель вводится под кожу.
Другие могут извлечь выгоду из этого открытия. Многие ученые изучают прозрачных от природы животных, таких как рыбки данио, чтобы увидеть, как у живых существ развиваются органы и признаки заболеваний, таких как рак. С помощью прозрачных красителей можно было бы изучать гораздо более широкий спектр животных.
В сопроводительной статье Кристофер Роулендс и Джон Горецки из Имперского колледжа Лондона сообщают, что процедура вызовет “чрезвычайно широкий интерес”, поскольку в сочетании с современными методами визуализации она может позволить ученым получить изображение всего мозга мыши или обнаружить опухоли под тканями толщиной в сантиметр. “Герберт Уэллс, который изучал биологию под руководством Т. Хаксли, будучи студентом, несомненно, одобрил бы это”, — пишут они.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение