น้ำแข็งกรีนแลนด์ละลาย ด้านไกลของดวงจันทร์ กำจัดเชื้อร้าย HIV สรุปข่าววิทยาศาสตร์เปลี่ยนโลก 2019

ปี 2019 เป็นปีที่วงการวิทยาศาสตร์มีงานวิจัยน่าตื่นเต้นมากมาย

งานวิจัยเด่นๆ เหล่านี้น่าจะเป็นเหมือนคำบอกใบ้ที่จะช่วยให้เรามองเห็นได้ชัดเจนขึ้นว่าเทคโนโลยีที่กำลังจะเข้ามาเป็นเทรนด์ของโลกยุคหน้าคืออะไรกันแน่

บทความนี้เราจะพาย้อนดูความรู้ใหม่ๆ ซึ่งเป็นเหมือนก้าวสำคัญของมนุษยชาติกันว่ามีอะไรบ้าง

1. ดาราศาสตร์และอวกาศ

ปีนี้เป็นปีที่ทั่วโลกเฉลิมฉลองครบรอบ 50 ปี ที่มนุษย์เดินทางไปเยือนดวงจันทร์เป็นครั้งแรกในโครงการอพอลโล 11 ซึ่งนับเป็นหมุดหมายที่ยิ่งใหญ่ในการสำรวจอวกาศ อีกทั้งปีนี้ยังครบรอบ 100 ปีของสหพันธ์ดาราศาสตร์นานาชาติ (IAU) ซึ่งองค์กรสำคัญที่กำหนดนิยามต่างๆ ทางดาราศาสตร์ด้วย

มกราคม

ยานนิวฮอไรซันส์เดินทางถึงเป้าหมายใหม่ที่มีชื่อว่า 2014 MU69 ซึ่งเป็นวัตถุในแถบไคเปอร์ที่มีลักษณะคล้ายกับตุ๊กตาหิมะ มันอยู่ห่างจากโลกของเรามากถึง 6,500 ล้านกิโลเมตร ทำให้ข้อมูลจากยานนิวฮอไรซันส์ต้องใช้เวลาเดินทางราว 6 ชั่วโมงกว่าจะมาถึงโลกของเรา

การศึกษานี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์รู้จักวัตถุในแถบไคเปอร์ที่สุดแสนจะลึกลับมากขึ้น

ส่วนประเทศจีนสร้างประวัติศาสตร์ด้วยการส่งยานฉางเอ๋อ 4 (Chang’e 4) ไปลงจอดด้านไกลของดวงจันทร์สำเร็จเป็นชาติแรก ซึ่งดวงจันทร์ด้านนี้ไม่เคยหันเข้าหาโลกของเราเลย และลักษณะพื้นผิวของดวงจันทร์ด้านไกลนั้นแตกต่างจากดวงจันทร์ด้านใกล้มากทีเดียว

กุมภาพันธ์

ยาน Opportunity ซึ่งเป็นยานสำรวจดาวอังคารได้หยุดการทำงานลงอย่างสมบูรณ์ เนื่องจากพายุฝุ่นที่รุนแรงบนดาวอังคารทำให้มันเกิดปัญหา

ยานอวกาศลำนี้นับเป็นยานที่ทำภารกิจบนผิวดาวอังคารยาวนานที่สุดในประวัติศาสตร์ ส่งผลให้มนุษย์เรารู้จักดาวเคราะห์สีแดงเพิ่มขึ้นอย่างมหาศาล

เมษายน

ยานอวกาศ Insight ตรวจจับสัญญาณการสั่นสะเทือนอ่อนๆ บนผิวดาวอังคารซึ่งเป็นสัญญาณที่มาจากภายในดาวอังคารได้เป็นครั้งแรก การค้นพบนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สร้างแบบจำลองภายในดาวอังคารได้ดีขึ้น ในลักษณะเดียวกับที่คลื่นอัลตราซาวด์ช่วยให้แพทย์มองเห็นภายในร่างกายได้

ในเดือนเดียวกันนี้นักดาราศาสตร์ประกาศการค้นพบดวงจันทร์ของดาวเสาร์เพิ่มขึ้น 20 ดวง ส่งผลให้ดาวเสาร์มีดวงจันทร์ 82 ดวง มากกว่าดาวพฤหัสบดีที่มีดวงจันทร์ 79 ดวง ปีนี้ดาวเสาร์จึงกลายเป็นดาวเคราะห์ที่มีดวงจันทร์มากที่สุดในระบบสุริยะไปแล้ว

2. สิ่งแวดล้อม

ปัญหาสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งปัญหาโลกร้อน ทำให้งานวิจัยเกี่ยวกับเรื่องนี้เพิ่มขึ้นมาก ซึ่งก็นับเป็นเรื่องดีเพราะจะทำให้มนุษย์เราตระหนักถึงผลกระทบต่างๆจากภาวะโลกร้อนมากขึ้น

เมื่อแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศมีมากขึ้น ย่อมทำให้มันละลายลงสู่มหาสมุทรมากขึ้น จนสภาพน้ำในมหาสมุทรมีความเป็นกรดมากขึ้นด้วย

นักวิจัยพบว่าความเป็นกรดของมหาสมุทรส่งผลให้สาหร่ายไดอะตอมสร้างผนังเซลล์ที่เป็นซิลิกาได้บางลง

สาหร่ายไดอะตอมเป็นสาหร่ายเซลล์เดียวซึ่งมีความสำคัญต่อวัฏจักรคาร์บอนและห่วงโซ่อาหารในมหาสมุทร

ความเปลี่ยนแปลงของพวกมันจะส่งผลอย่างไรในระยะยาวเป็นเรื่องที่ต้องศึกษาเพิ่มเติมต่อไป

การเก็บตัวอย่างน้ำแข็งในระดับลึกมากๆ มาวิเคราะห์ยังทำให้นักวิทยาศาสตร์พบว่า น้ำแข็งของกรีนแลนด์ละลายมากที่สุดในรอบ 350 ปี ซึ่งผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นในตอนนี้ยังไม่มีใครบอกได้

นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์อีกทีมได้นำข้อมูลจากดาวเทียมมาสร้างแบบจำลองจนทำนายได้ว่า อีกพันปีข้างหน้าน้ำแข็งของกรีนแลนด์อาจจะลายจนหมด ซึ่งในทางปฏิบัติไม่ต้องรอถึงพันปี เราก็น่าจะได้เห็นความเปลี่ยนแปลงและผลกระทบที่เกิดกับมนุษย์แล้ว

3. ชีววิทยาและการแพทย์

การแพทย์ปีนี้ได้หลอมรวมเข้ากับเทคโนโลยีเครื่องปรินต์สามมิติ ในการสร้างอวัยวะเทียมต่างๆ ส่วนชีววิทยาก็มุ่งไปที่การใช้ประโยชน์จากสเต็มเซลล์เพื่อการสังเคราะห์อวัยวะเทียมไปใช้ในงานวิจัยพื้นฐานต่างๆ อย่างเต็มที่

นักวิจัยสามารถเหนี่ยวนำสเต็มเซลล์ให้เกิดเป็นโครงสร้าง Blastoids ที่มีลักษณะเหมือนตัวอ่อนระยะบลาสโตซิสต์ (Blastocyst) ของหนูได้ วิธีนี้ไม่ต้องใช้ตัวอ่อนตามธรรมชาติ จึงอาจเปิดประตูสู่การศึกษาตัวอ่อนได้อย่างเต็มที่โดยไม่ต้องถกเถียงประเด็นทางจริยธรรม เพราะมีอีกหลายสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ยังต้องการศึกษาเกี่ยวกับพัฒนาการของตัวอ่อนซึ่งศึกษาได้ยาก

นักวิจัยกลุ่มหนึ่งทดลองเหนี่ยวนำสเต็มเซลล์ให้กลายเป็นสมองก้อนเล็กๆ แล้วทดลองวัดคลื่นสมองนั้นก็พบลักษณะคลื่นที่มีความคล้ายคลึงกับเด็กทารก! การทดลองนี้นำมาซึ่งคำถามทางจริยธรรมว่า สมองเทียมที่สร้างขึ้นเพื่อการศึกษาในอนาคตมีจิตสำนึกหรือไม่

ทุกวันนี้ผู้ป่วยด้วยโรคเกี่ยวข้องกับหัวใจและหลอดเลือด ที่เรียกว่า Cardiovascular disease นั้นมีเป็นจำนวนมาก

สาเหตุของโรคอาจเกิดจากการอุดตันของไขมันในหลอดเลือด ปริมาณคอเลสเตอรอลสูงเกินไปจนทำให้หลอดเลือดตีบ ส่งผลให้เลือดมีการไหลเวียนเข้าสู่หัวใจ สมอง และอวัยวะต่างๆ ผิดปกติ

หนึ่งในแนวทางรักษาโรคที่ได้รับความสนใจอย่างมากในปัจจุบันคือการใช้หลอดเลือดเทียมมาทดแทนหลอดเลือดเดิมที่มีปัญหา แต่หลอดเลือดเทียมทั่วไปทำมาจากวัสดุที่เข้ากับร่างกายของผู้ป่วยไม่ได้

งานวิจัยเมื่อกันยายนที่ผ่านมา เป็นการสังเคราะห์หลอดเลือดเทียมโดยใช้เซลล์กล้ามเนื้อเรียบจากหลอดเลือดแดงใหญ่ และเซลล์เยื่อบุหลอดเลือดจากหลอดเลือดดำมาทำเป็นหมึกชีวภาพ แล้วขึ้นรูปด้วยเครื่องพิมพ์สามมิติ นักวิจัยนำหลอดเลือดเทียมนี้ไปใช้ปลูกถ่ายทดแทนหลอดเลือดแดงในช่องท้องของหนูทดลองก็พบว่า ร่างกายของหนูมีการสร้างเส้นใยประสาน (Fibroblast) เพื่อเชื่อมต่อเนื้อเยื่อภายในช่องท้องเข้ากับหลอดเลือดเทียมดังกล่าว แสดงให้เห็นว่าหลอดเลือดเทียมที่สังเคราะห์ขึ้นนั้นสามารถใช้งานได้จริง

ก่อนหน้านี้ในเดือนพฤษภาคม นักวิจัยอีกกลุ่มสังเคราะห์อวัยวะเทียมที่มีเครือข่ายหลอดเลือดคล้ายคลึงกับอวัยวะจริงอย่างมาก ด้วยการใช้ ‘ไฮโดรเจล’ (Hydrogel) ซึ่งเป็นสารประเภทโพลีเมอร์ที่การแพทย์ให้ความสนใจ เพราะมันเข้ากับร่างกายมนุษย์ได้

อีกเรื่องที่น่าสนใจคือ นักวิจัยกำจัดเชื้อ HIV ได้อย่างหมดจดในหนูทดลอง ด้วยการใช้ความรู้เกี่ยวกับการตัดต่อพันธุกรรมที่เรียกว่า CRISPR/Cas9 ร่วมกับการให้ยาอย่างต่อเนื่องทีละน้อย ผ่านเทคนิค Long-acting slow-effective release (LASER)

การให้ยาจะคอยป้องกันไม่ให้เซลล์ใหม่ๆ ในร่างกาย ได้รับเชื้อเพิ่มเติม และส่วนการตัดต่อพันธุกรรมจะบุกไปจัดการ HIV ที่ต้นตอ ขั้นต่อไปคือการทดลองกับลิง แล้วจึงขยับมาในมนุษย์ ซึ่งเราหวังว่าจะได้ผลในเร็ววันนี้

สุดท้ายงานวิจัยทั้งหลาย นอกจากจะเกิดขึ้นเพื่อช่วยให้คุณภาพชีวิตของมนุษย์เราดีขึ้นแล้ว

ยังทำให้พวกเรามีพลังใจและตื่นเต้นที่จะได้เห็นความรู้ใหม่ๆ ที่บรรพบุรุษของเราได้สร้างฐานไว้ให้พวกเราได้ต่อยอดสู่ลูกหลานตลอดไป

ภาพเปิด: กริน วสุรัฐกร

พิสูจน์อักษร: พรนภัส ชำนาญค้า

อ้างอิง: