เราได้อะไรจากการส่งปลาไปว่ายน้ำในอวกาศ
การส่งลิงหรือส่งสุนัขขึ้นไปทดลองภารกิจต่าง ๆ อาจเป็นเรื่องคุ้นหูของชาวเรา แต่ว่าสัตว์อีกชนิดหนึ่งที่เรามักจะไม่ค่อยได้ยินบ่อยนักว่าถูกนำไปทดลองบนอวกาศ นั่นก็คือ "ปลา"
ภาพ x-ray ปลาในอวกาศ ที่มา - https://spaceth.co/fish-in-space/
ภารกิจ Skylab 3 ในปี 1973 ที่ NASA ได้นำปลามัมมิช็อค (Fundulus heteroclitus) 2 ตัวและไข่ปลามัมมิช็อคอีก 50 ฟองขึ้นไปบนสถานีอวกาศ มีการถ่ายวิดิโอของมันในวันที่ 3 และ 22 ด้วยกล้อง TV สีบนสถานีเพื่อนำกลับมาประเมินบนโลก จากการประเมินพบว่า ในวันที่ 3 ปลามัมมิช็อคทั้ง 2 ตัว “หลงทิศ” และหมุนวนเป็นวงกลมเหมือนนาฬิกา โดยนักวิทยาศาสตร์เรียกพฤติกรรมนี้ว่า “looping behavior”
เช่นเดียวกับมนุษย์ แรงโน้มถ่วงบนโลกถูกใช้เพื่อบอกทิศทางบนล่าง (บนคือออกจากแรงดึงดูด) เมื่อปลาไปว่ายน้ำอยู่บน Micrograbity ก็เกิดผลกระทบด้านการปรับตัวทางกายภาพเช่นเดียวกับมนุษย์เพราะมันไม่สามารถรู้บนล่างได้ แต่หลังจากเวลาผ่านไปความถี่ของรอบการหมุนวนก็ลดลงเรื่อย ๆ จนแทบจะว่ายน้ำเป็นปกติโดยมันจะหันหลังให้กับแหล่งกำเนิดแสงของสถานีอวกาศ พฤติกรรมนี้เกิดมาจาก Dorsal Light Response ที่เป็น Orientation (พฤติกรรมการตอบสนองต่อปัจจัยทางกายภาพ) ที่มีมาตั้งแต่กำเนิดของปลา แต่เราก็ยังสามารถทำให้มันกลับมา “หลงทิศ” สักพักนึง โดยการเขย่าถุงปลานั่นเอง ส่วนไข่ปลา 50 ฟองที่นำขึ้นไป มี 48 ใบ (96%) ที่ฟักตัวออกมา และปลาเหล่านั้นไม่เกิดอาการหลงทิศให้เห็น
ต่อมาในปี 1993 ภารกิจ STS-65 ของกระสวยอวกาศ Columbia ถูกออกแบบไว้เพื่อโครงการทดลอง The International Microgravity Laboratory (IML-2) เพื่อทำการวิจัยค้นคว้าต่าง ๆ ภายใต้สภาวะ Microgravity ปลาซิวข้าวสารญี่ปุ่น (Oryzias latipe) 4 ตัว (เพศผู้สองตัวชื่อ Cosmo, Genki กับเพศเมียสองตัวชื่อ Yume และ Mikki) ที่ได้รับการคัดเลือก (ดูท่าว่าจะแข็งแรง/ ถึกที่สุด) จากการทดสอบด้านต่าง ๆ จากปลาประเภทเดียวกันอีกกว่า 2000 ตัวได้ถูกขนขึ้นไปบนยานภายในแท็งก์น้ำขนาดเล็ก เพื่อทำการทดลองดูการผสมพันธุ์ของมันในอวกาศ จากการสังเกตการณ์ เราได้ค้นพบว่ามันผสมพันธุ์กันทุกวันเลย ในวันที่ 3 กล้องสามารถจับภาพการผสมพันธุ์ของมันได้ครั้งแรก จนจบภารกิจ 15 วัน ได้มีตัวอ่อนของปลาเกิดขึ้น 11 ตัว และไข่ที่ปฏิสนธิแล้ว 27 ฟอง
แต่ภายหลังการลงมายังโลก คนสร้างการทดลองก็ช็อคเพราะปลาผู้ใหญ่ทั้ง 4 ตัวสภาพเหมือนตาย แต่หลังจากเช็คแล้วมันแค่ลืมวิธีว่ายน้ำแบบมีแรงโน้มถ่วงเฉย ๆ (ฮ่าา) มันลืมวิธีการใช้ถุงลม หางและครีบในการว่ายน้ำ (เพราะมันแทบไม่ได้ใช้ในอวกาศ) ทุกครั้งที่มันพยายามว่ายขึ้นไปข้างบน มันก็จะตกลงมาที่ก้นแท็งก์ภายในไม่กี่วินาที แต่ก็เป็นโชคดีของมันที่พวกมันสามารถกลับมาจำวิธีการว่ายน้ำได้หลังจากประมาณ 3 วันบนพื้นโลก (และมันก็กลับมาผสมพันธุ์กันต่อ) ส่วนลูก ๆ หลาน ๆ ของพวกมันถูกส่งไปให้ตามโรงเรียนประถมทั่วญี่ปุ่นต่อไป
Richard Boyle นักชีววิทยาจาก NASA Ames Research Center ได้เคยกล่าวเอาไว้ว่า “คุณแทบจะสามารถนำหูชั้นในของปลามาใส่ในคนได้เลย มันเข้ากันมาก ๆ ” พอมีการทดลองที่เกี่ยวข้องกับหูแทนที่จะใช้มนุษย์เราก็เลยใช้ปลาแทนดูก่อน และจากเหตุผลด้านความเซนซิทีฟและความคล้ายคลึงกับมนุษย์ที่สูงมากของหูของปลาคางคกมันจึงได้ถูกเลือกไปเป็นตัวทดลองในการทดลองครั้งนี้
ในภารกิจ STS-95 เมื่อปี 1998 ปลาคางคกได้ถูกนำไปอยู่บนสภาวะไร้น้ำหนักและสังเกตการเปลี่ยนแปลงของ otoliths ในหูของปลา (ที่ทำหน้าที่คล้ายกับหูชั้นในของคน) ที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับการได้ยินและการทรงตัว การทดลองนี้ถูกทำขึ้นเพื่อวิเคราะห์ปรากฏการณ์ motion sickness ที่นักบินอวกาศต้องเจอระหว่างไฟลท์ ข้อมูลที่ได้ยังทำให้เราเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับสภาวะการทรงตัวของมนุษย์บนโลกและอาจถูกนำไปใช้ในงานวิจัยต่าง ๆ เพื่อแก้ไขปัญหาวิงเวียนและ motion sickness ได้
เราได้ค้นพบว่านักบินอวกาศจะสูญเสียมวลกระดูกไปเมื่ออยู่บนสภาวะ Microgravity เป็นเวลานาน ๆ นักวิทยาศาสตร์จึงได้ออกแบบการทดลองที่จะนำปลาซิวข้าวสารญี่ปุ่นกลับไปบนอวกาศอีกครั้ง เพื่อทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของกระดูกของปลา (ที่มีความคล้ายคลึงกับมนุษย์) ว่ามันส่งผลอย่างไร การทดลองครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความสำคัญไปที่การศึกษาเซลล์สองประเภทคือ Osteoclasts ที่ทำให้เกิด Bone remodeling โดยเกี่ยวข้องกับกระบวนการกำจัด Bone Matrix ออกจากหลายทำตำแหน่ง (คือการสลายเนื้อเยื่อกระดูก) และ Osteoblasts ที่ทำที่ทำหน้าที่ปล่อยสารที่ทำหน้าที่ในการฟอร์มกระดูกใหม่ ทั้งสองอย่างทำหน้าที่สำคัญในกระบวนการซ่อมแซมและบำรุงกระดูกของสัตว์ (และมนุษย์)
แต่เราจะสังเกตมันอย่างไร? นักวิทยาศาสต์ได้ทำการดัดแปลงพันธุกรรมให้เซลล์สองเซลล์นี้เรืองแสงในสภาวะแสงที่เหมาะสม หลังจากนำขึ้นไปบนอวกาศ นักวิจัยที่ทำการ monitor บนพื้นโลกได้ค้นพบว่าเซลล์กระดูกของปลาเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วหลังจากเดินทางในอวกาศ (เร็วกว่ามนุษย์มาก) มีการเพิ่มขึ้นของ Osteoclasts ตั้งแต่วันแรก ๆ ของการส่งขึ้นไป ก่อนที่ Osteoblast จะค่อย ๆ ตามขึ้นมา นักวิจัยได้ทำการศึกษาข้อมูลเพิ่มเติมและคาดว่ามันจะนำไปสู่การเข้าใจเหตุผลของกระบวนการสูญเสียมวลกระดูกของมนุษย์บนอวกาศในอนาคตได้
หลังจากการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของกระดูกแล้ว การทดลองในช่วงต่อมาก็ได้เกิดขึ้นคือการศึกษากล้ามเนื้อ จากปัญหาทางกายภาพที่สำคัญของการอยู่ในสภาวะไร้แรงดึงดูดคือกล้ามเนื้อจะไม่ต้องทำงานหนักที่จะต้านแรงดึงดูดของโลกอีกต่อไป เป็นสาเหตุทำให้กล้ามเนื้อฝ่อลง ด้วยเหตุนี้นักบินอวกาศจึงต้องออกกำลังกายอย่างหนักทุกวันเพื่อพยายามรักษากล้ามเนื้อไว้ให้ได้มากที่สุด ด้วยสาเหตุนี้นักวิจัยจึงได้นำปลามาใช้ในการทดลองอีกครั้ง (โดยในครั้งนี้เป็นปลาม้าลาย) โดยมันจะถูกฉีดโปรตีนเรืองแสงเข้าร่างกายเพื่อทำให้เก็บภาพ 3 มิติของกล้ามเนื้อและเอ็นได้ ปลาม้าลาย 18 ตัวที่ถูกใช้ในการทดลองครั้งนี้ จะถูกวิเคราะห์การทำงานทางกายภาพว่ากลไกการรักษาซ่อมแซมกล้ามเนื้อของมันทำงานอย่างไร รวมถึงเส้นเอ็นของมันจะเซนซิทีฟแค่ไหนเมื่อพบเจอสภาวะ Microgravity
Atsuko Sehara-Fujisawa จาก Institute for Frontier Medical Sciences มหาวิทยาลัยเกียวโตผู้เป็น investigator หลักของโครงการได้กล่าวไว้ว่า การวิจัยครั้งนี้จะทำให้เราเข้าใจว่าผลของการออกกำลังกายและผลกระทบของสภาวะไร้แรงดึงดูดมากยิ่งขึ้น และมันจะดีเป็นอย่างยิ่งถ้างานวิจัยชิ้นนี้ให้เบาะแสเราในการพัฒนาการแก้ไขการสูญเสียของกล้ามเนื้อทั้งจากอายุและโรค
เช่นเดียวกับสัตว์ชนิดอื่น ปลาได้ถูกมนุษย์ใช้เพื่อการทดลองเพื่อจุดประสงค์ต่าง ๆ ในที่สถานที่ต่าง ๆ ไม่เว้นแม้แต่ในอวกาศ ทั้งนี้ก็เพื่อความกระตือรือร้นอยากรู้อยากเห็นของมนุษย์ และความมุ่งมั่นที่จะศึกษาสิ่งต่าง ๆ เพื่อนำมาแก้ไขและพัฒนาคุณภาพชีวิตที่ดีกว่าเดิม เราก็ต้องขอขอบคุณสัตว์ทดลองต่าง ๆ มากมายที่เป็นบันไดให้มนุษย์ก้าวไปสู่องค์ความรู้ใหม่ที่ไม่เคยมีมาก่อนได้
อ้างอิง
- 26
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
