“สีใหม่ที่มีเพียง 5 คนบนโลกเท่านั้นที่มองเห็น (ในตอนนี้)”
นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้เทคนิคใหม่ที่เรียกว่า ‘ออซ’ (Oz) เพื่อกระตุ้นจอประสาทตามนุษย์ และนั่นทำให้ผู้คนมองเห็น ‘สีน้ำเงินอมเขียวที่มีความอิ่มตัวในแบบที่ไม่เคยมีมาก่อน’
เป็นที่ทราบกันดีว่าตาของมนุษย์นั้นมองเห็นได้ไม่กี่สีเท่านั้นซึ่งอาจไม่ถึง 10 ล้านสีและในช่วงคลื่นแสงที่สั้นมาก อย่างไรก็การวิจัยใหม่ล่าสุดได้ออกมาเผยว่า พวกเขาได้ก้าวออกมาจากขอบเขตของสเปกตรัมที่คุ้นเคยเหล่านี้ สู่โลกแห่งสีใหม่เป็นครั้งแรก
ตามรายงานใหม่ที่เผยแพร่บนวารสาร Science Advances ได้บอกเล่าถึงรายละเอียดครั้งแรกเกี่ยวกับวิธีการที่นักวิทยาศาสตร์ได้ตั้งต่าเลเซอร์อย่างแม่นยำ เพื่อกระตุ้นจอประสาทตาของผู้เข้าร่วมการทดลองทั้ง 5 คน จนทำให้พวกเขาเป็นมนุษย์กลุ่มแรกสุดและกลุ่มเดียวในตอนนี้ที่มองเห็นสีที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน
“เป้าหมายหลักสูงสุดคือการควบคุมโฟโตรีเซปเตอร์ (photoreceptor: เซลล์รับแสง) ทุกเซลล์ในเรตินาด้วยระบบโปรแกรมเพื่อการวิจัย” เจมส์ ฟอง (James Fong) นักศึกษาปริญญาเอกสาขาวิทยาการคอมพิวเตอร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ผู้เขียนร่วมคนแรกกล่าว “แม้ว่าจะยังไม่สามารถบรรลุถึงระดับนั้น แต่แนวทางที่เรานำเสนอในการศึกษาวิจัยครั้งนี้ แสดงให้เห็นว่าหลักการสำคัญ ๆ หลายอย่างนั้นสามารถทำในทางปฏิบัติได้”
นักวิจัยกล่าวว่าการควบคุมจอประสาทตาในระดับละเอียดนี้จะช่วยเปิดทางใหม่ในการศึกษาเกี่ยวกับการมองเห็นสีได้ ไม่ว่าจะเป็นการจำลองผลกระทบของโรคตาต่าง ๆ และอาจใช้เพื่อจำลองการมองเห็นสีเต็มรูปแบบในผู้ที่มีอาการตาบอดสีได้ด้วย ซึ่งโดยพื้นฐานแล้ววิธีเหล่านี้เป็นการชดเชยเซลล์รับแสงที่หายไปหรือบกพร่องในผู้ที่มีการมองเห็นบกพร่อง
“(ในทางทฤษฎีแล้ว) อาจเป็นไปได้ที่บุคคล (ตาบอดสี) นี้จะเรียนรู้ที่จะมองเห็นมิติใหม่ของสี” ฟอง กล่าว
วิถีแห่งออซ
โดยทั่วไปแล้วดวงตาของมนุษย์นั้นมีเซลล์ที่ไวต่อแสงซึ่งเรียกกันว่า ‘โฟโตรีเซปเตอร์’ ซึ่งมีอยู่ 2 ประเภทคือ เซลล์รูปแท่ง (rods) และเซลล์รูปกรวย (cones) เซลล์รูปแท่งทำให้เรามองเห็นตอนกลางคืนได้ เนื่องจากมันตอบสนองต่อโฟตอนในระดับที่ค่อนข้างต่ำได้ดี
ตรงกันข้าม เซลล์รูปกรวยจะคอยรับแสงจ้าและทำหน้าที่พิเศษในการตรวจจับแสงที่มีความยาวคลื่นเฉพาะได้แก่ สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน เป็นเซลล์รูปกรวย 3 ประเภทที่มีชื่อเรียกตามลำดับว่า ‘L’, ‘M’ และ ‘S’ ซึ่งหมายถึงความยาวคลื่นยาว ปานกลาง และสั้น
แม้จะแตกต่างกัน แต่ในทางเทคนิคแล้ว เซลล์รูปกรวยทั้งหมดนั้นจะตอบสนองต่อสเปกตรัมสีทั้งหมดที่ทับซ้อนกันทั้ง L, M และ S ทว่าในสภาวะธรรมชาติ เราไม่สามารถกระตุ้นเซลล์ใดเซลล์หนึ่งโดยไม่กระตุ้นเซลล์อื่น ๆ ด้วย ดังนั้นนักวิทยาศาสตรืจึงสงสัยว่า จะเกิดอะไรขึ้นหาเราสามารถกระตุ้นเซลล์ใดเซลล์หนึ่ง เช่น เซลล์ M โดยเฉพาะ (ที่มีความไวต่อแสงสีเขียวมากที่สุด)
“ในตอนแรก เราเริ่มโครงการนี้เพื่อศึกษาการกระตุ้นเซลล์รูปกรวยประเภท M โดยเฉพาะ” ฟอง เล่า “แต่ในไม่ช้า เราก็เข้าใจชัดเจนว่าเทคโนโลยีพื้นฐานที่จำเป็นนั้นมีประโยชน์อย่างกว้างขวางในการศึกษาการทำงานของการมองเห็น ทั้งในระดับขนาดและความแม่นยำใหม่ๆ”
พวกเขาตั้งชื่อเทคนิคการกระตุ้นเรตินาใหม่นี้ว่า ‘ออซ’ (Oz) ตามหนังสือ ‘พ่อมดแห่งออซ’ ที่ผู้คนในเมืองมรกตสวมใส่แว่นตาสีเขียวกันเต็มไปหมด อย่างไรก็ตามโลกแห่งความจริงไม่ได้ง่ายเหมือนในนิยาย นักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องสร้างแผนที่เรตินาของแต่ละคนโดยละเอียด
ทีมวิจัยถ่ายเรตินาหลาย ๆ วิดีโอแล้วนำมาเชื่อมต่อกันเพื่อบันทึกลักษณะเนื้อเยื่อ จากนั้นก็ติดฉลากประเภทเซลล์ L, M และ S ตามตำแหน่งในเรตินา ต่อมาพวกเขาใช้เทคนิคที่เรียกว่า AO-OCT (adaptive optics optical coherence tomography) หรือก็คือการส่องแสงไปที่เซลล์และวัดว่าเซลล์เหล่านี้เปลี่ยนแปลงไปอย่างไร
จากนั้นทีมงานก็เริ่มทำการทดลองด้วยแผนที่เรตินาที่สร้างขึ้น โดยผู้เข้าร่วมทดลองแต่ละคนจะนั่งอยู่หน้าจอที่มีสี่เหลี่ยมเล็ก ๆ อยู่ตรงกลาง ซึ่งเป็นจุดที่มีการกระตุ้นแบบออซเกิดขึ้น หรือเรียกอีกอย่างง่าย ๆ ว่าใช้เลเซอร์ไมโครโดส กระตุ้นไปยังเซลล์ M โดยเฉพาะ แล้วบันทึกสิ่งที่เกิดขึ้นทั้งหมด
“ผู้ทดลองรายงานว่า olo ในระบบต้นแบบของเราปรากฏเป็นสีน้ำเงินอมเขียว ซึ่งมีความอิ่มตัวที่ไม่เคยมีมาก่อน เมื่อดูเทียบกับพื้นหลังที่เป็นสีเทากลาง” ทีมวิจัย กล่าว “ผู้ทดลองพบว่าพวกเขาต้องทำให้ olo ลดความอิ่มตัวด้วยการเพิ่มแสงสีขาว ก่อนจึงจะจับคู่กับสีแสงเดียวกันที่ใกล้เคียงที่สุด ซึ่งอยู่บนขอบเขตสี นี่จึงเป็นหลักฐานชัดเจนว่า olo อยู่นอกขอบเขตสี”
เผยสีใหม่
การกระตุ้นเฉพาะเซลล์รูปกรวยประเภท M นั้นเผยให้เห็นสีใหม่ที่มีชื่อว่า olo หรือที่อ่านว่า ‘โอโล’ และหลายคนอาจสงสัยว่าชื่อที่แปลกประหลาดนี้ได้มาได้ยังไง ชื่อดังกล่าวนั้นมาจาก ‘พิกัด’ บนแผ่นที่สี 3 มิติเรตินา ซึ่งก็คือ ‘0, 1, 0’ โดย o (ในชื่อ) คือศูนย์ที่อ้างอิงว่ากรวย L และ S นั้นไม่ได้รับการกระตุ้น ในขณะที่ l คือ หนึ่ง ที่ระบุว่ากรวย M ถูกกระตุ้นแบบเดี่ยว ๆ
“ชื่อสีที่เสนอให้ใช้อธิบาย โอโล นั้นได้แก่ สีน้ำเงินอมเขียว, สีเขียว, (blue-greenish)สีที่มีลักษณะระหว่างสีฟ้าและสีเขียว โดยมีแนวโน้มไปทางสีเขียวมากกว่าสีฟ้าเล็กน้อย และ สีเขียวอมฟ้าเล็กน้อย” รายงานระบุ “ผู้ทดลองให้คะแนนความอิ่มตัวของโอโลอย่างสม่ำเสมอที่ 4 จาก 4 เมื่อเทียบกับคะแนนเฉลี่ย 2.9 สำหรับสีที่เกือบจะเป็นสีเดียวกันของเฉดสีที่ตรงกัน”
วิธีการจินตนาการถึงโอโลในแบบง่าย ๆ ก็คือการนึกถึงแสงจากตัวชี้เลเซอร์ที่เป็นสีเขียว จากนั้นปรับความอิ่มตัวให้สูงขึ้น ดังนั้นเมื่อเทียบกับ โอโล แล้ว แสงเลเซอร์สีเขียวจะดู ‘ซีด’ กว่า ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าแปลกใจสำหรับเราทุกคน เพราะเลเซอร์สีเขียวนั้นเขียวอิ่มมากกว่าสิ่งใด ๆ ที่เคยเห็นผ่านตามนุษย์มาก่อน
แม้ว่าทีมวิจัยจะสามารถก้าวข้ามขอบเขตที่เรามองเห็นได้ปกติไปแล้ว ทว่าการนำสิ่งนี้ไปใช้ปฏิบัติจริงนั้นยังคงมีข้อจำกัดมากมาย โดยเฉพาะการที่ต้องคอยให้ผู้เข้าร่วมจ้องมองไปยังจอแสดงออซได้ตรง ๆ เพราะเซลล์รูปกรวยนั้นมีขนาดเล็กมาก และการกำหนดช่องให้เล็กเท่าเซลล์กรวยก็ทำไม่ได้
อย่างไรก็ตามพวกเขาหวังว่าสักวันหนึ่งในเวลาที่เทคโนโลยีมีความก้าวหน้าพอ นักวิทยาศาสตร์จะสามารถกระตุ้นเฉพาะจุดในแผนที่เรตินาได้อย่างชัดเจน และอาจทำให้ผู้ป่วยตาบอดสีได้เห็นสีที่พวกเขาไม่เห็นมาก่อน
“เป็นความก้าวหน้าทางเทคนิค และผมอยากให้มันอยู่ในห้องแล็บของผม” มาร์เติน คาเมอร์มันส์ (Maarten Kamermans) ผู้ศึกษาเกี่ยวกับการมองเห็นและจอประสาทตาที่สถาบันประสาทวิทยาแห่งเนเธอร์แลนด์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาใหม่นี้ กล่าว
“ลองนึกถึงการวิจัยเกี่ยวกับสัตว์ดูสิ เราสามารถกำหนดให้สัตว์ทดลองรับแสงจากเซลล์รับแสงชนิดต่าง ๆ ในร่างกายได้ เพื่อบอกว่า ‘โอ้ นี่คือสิ่งที่สุนัขจะเห็น หนูจะเห็น ปลาทองจะเห็น มันคงจะน่าสนใจมาก ๆ”
แต่สำหรับตอนนี้ มีเพียงผู้เข้าร่วมทดลองเพียง 5 คนบนโลกเท่านั้นที่ได้มองเห็นสีใหม่นี้ และอันที่จริงแล้ว 3 ใน 5 เองก็เป็นผู้เขียนรายงาน และอีก 2 คนเป็นเพื่อนร่วมงานจากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ยังไม่มีผู้คนทั่วไปที่ได้มองเห็นสีใหม่นี้
สืบค้นและเรียบเรียงข้อมูล
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://www.scientificamerican.com
อ่านเพิ่มเติม : ผลวิจัยชี้ ปลาทะเลจดจำใบหน้ามนุษย์ได้
และสามารถแยกความแตกต่างของนักนำด้ำด้วยสีเสื้อ
