🐁Ученые сделали кожу мышей прозрачной — было видно все органы и сосуды. Теперь этот трюк можно повторить с людьми

Исследователи из Стэнфордского университета (США), статья которых опубликована в журнале Science, разработали метод, позволяющий увидеть внутренние органы благодаря прозрачности покрывающих их тканей. Этот способ оказался на удивление простым и доступным — чтобы сделать кожу и мышечную ткань невидимыми, оказалось достаточно втереть в тело синтетический краситель тартразин (Е102), который широко используют при производстве продуктов питания для придания им желтого цвета.

Почему у нас непрозрачная кожа

Причина того, что наше тело непрозрачно, заключается в эффекте рассеивания света. Дело в том, что у жиров, белков, внутриклеточных жидкостей и других биологических материалов, из которых состоят кожа и ткани, разные коэффициенты преломления, то есть показатели, отражающие, насколько отклоняются световые лучи при прохождении через среду. В большинстве тканей разные биоматериалы перемешаны, и их разные коэффициенты преломления приводят к тому, что свет, проходя через них, рассеивается. В результате такого эффекта наши глаза воспринимают тело матовым, непрозрачным.

Ученые поняли, что для того, чтобы сделать ткани прозрачными, нужно найти способ, позволяющий разным коэффициентам преломления совпасть — в этом случае свет будет проходить через них беспрепятственно.

Углубившись в фундаментальные основы оптики, исследователи пришли к выводу, что наиболее эффективным в этом смысле может быть краситель, обладающий способностью поглощать свет.

Идеальным кандидатом на эту роль оказался как раз тартразин. Будучи растворенными в воде, молекулы этого пищевого красителя хорошо впитываются в ткани и отлично структурируют коэффициенты преломления разных биоматериалов так, что они начинают совпадать и не давать свету рассеиваться.

Как проводили исследование

Сначала ученые испытали раствор тартразина на срезах куриной грудки. Эксперимент показал, что с ростом концентрации красителя коэффициент преломления жидкости внутри мышечных клеток возрастает, пока не начинает совпадать с коэффициентом преломления мышечных белков, и срез волшебным образом становится прозрачным.

Затем этот метод протестировали на мышах. Раствор тартразина нанесли на скальп животных, и в результате стали видны кровеносные сосуды, пронизывающие мозг. А когда раствор втерли в кожу на животах мышей, в течение нескольких минут она как будто исчезла, и исследователи могли свободно наблюдать за сокращениями кишечника, движением органов дыхания и сердцебиением. Когда краситель смыли, ткани быстро снова стали непрозрачными.

Авторы метода уверены, что он может быть очень полезен в медицинской диагностике — от выявления мест повреждений и травм до мониторинга заболеваний пищеварительного тракта и онкологических болезней.