

(Kredit: fran_kie/Shutterstock)
Bayangkan bisa melihat menembus kulit Anda untuk melihat otot atau organ Anda bekerja. Kedengarannya seperti fiksi ilmiah, namun sekelompok ilmuwan di Universitas Stanford baru-baru ini mampu membuat kulit tikus hidup tampak transparan – setidaknya dalam kondisi cahaya tertentu.
Terobosan ini tidak diragukan lagi telah membuka kemungkinan-kemungkinan baru dalam penelitian biologi dan pencitraan medis. Jadi bagaimana mereka melakukannya, dan bisakah hal itu menyebabkan manusia menjadi tidak terlihat?
Saat kita melihat suatu benda, cahaya memantulkannya sehingga mata kita dapat melihat bentuk dan warna. Namun, jaringan hidup seperti kulit berperilaku berbeda karena terdiri dari air, protein, dan lipid (lemak), yang semuanya membelokkan cahaya pada sudut berbeda. Artinya, cahaya disebarkan oleh kulit sehingga membatasi seberapa dalam kita dapat melihat ke dalam tubuh tanpa pembedahan invasif.
Untuk mencoba mengatasi masalah ini, para ilmuwan telah mengembangkan teknik pencitraan yang lebih canggih selama bertahun-tahun, seperti mikroskop dua foton dan fluoresensi inframerah-dekat. Namun seringkali obat ini memerlukan bahan kimia berbahaya atau hanya bekerja pada jaringan mati. Sebaliknya, tujuannya adalah menemukan cara untuk mencapai transparansi pada organisme hidup dengan aman dan dapat dibalik.
Dalam studi Stanford, para peneliti beralih ke alat yang mengejutkan: pewarna makanan. Tartrazine (juga dikenal sebagai E102), pewarna makanan berwarna kuning yang umum ditemukan pada keripik dan minuman ringan, memiliki khasiat yang unik. Ketika dilarutkan dalam air dan diaplikasikan pada jaringan kulit, ia mengubah cara cahaya berinteraksi dengan materi biologis.
Kuncinya terletak pada fisika penyerapan dan pembiasan cahaya, khususnya sesuatu yang disebut “hubungan Kramers-Kronig”, yang menggambarkan bagaimana material berinteraksi dengan cahaya pada panjang gelombang berbeda. Tartrazine telah digunakan dalam mikroskop selama bertahun-tahun sebagai cara untuk mewarnai bagian tertentu dari anatomi agar lebih terlihat, namun belum pernah digunakan pada seluruh jaringan hewan hidup.
Dengan menambahkan tartrazine ke dalam air dan mengoleskannya ke jaringan tikus hidup yang dianestesi, para peneliti mampu mengubah indeks bias air dalam jaringan, yang berarti sejauh mana ia membelokkan cahaya. Hal ini membuat indeks biasnya mendekati lipid, sehingga cahaya lebih mudah melewati kulit tikus dan membuatnya tampak transparan.
Yang mengejutkan, para peneliti mampu melihat dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya struktur dalam di dalam tubuh tikus seperti pembuluh darah dan bahkan serat otot. Dalam salah satu contoh, mereka bisa melihat pergerakan usus secara real-time melalui perut transparan. Tingkat visibilitas ini dicapai tanpa efek berbahaya apa pun pada tikus, termasuk kemampuan mengembalikan kulit mereka ke kondisi normal dan buram setelah pewarna dibersihkan.
Penemuan ini mungkin revolusioner. Bayangkan bisa memantau fungsi organ tanpa prosedur invasif atau melihat dengan tepat di mana vena mengambil darah. Hal ini juga dapat membuka jalan bagi terobosan dalam memahami bagaimana penyakit mempengaruhi tubuh pada tingkat mikroskopis.
Perhentian selanjutnya, tembus pandang?
Meski menarik, menjadikan manusia tidak terlihat sama sekali masih mustahil karena beberapa alasan.
Pertama, transparansi yang dicapai dalam studi Stanford jelas bukan tembus pandang total. Dan meskipun tartrazine memungkinkan cahaya melewati jaringan, ia bekerja paling baik dengan panjang gelombang cahaya tertentu, terutama di wilayah spektrum merah dan inframerah. Artinya, dalam kondisi pencahayaan normal, tikus tidak benar-benar terlihat dengan mata telanjang. Sebaliknya, mereka transparan di bawah peralatan pencitraan khusus yang dirancang untuk menangkap fenomena ini.
Kedua, transparansi ini hanya mempengaruhi jaringan di mana pewarna telah diaplikasikan, dan itupun dibatasi oleh seberapa dalam pewarna dapat menembus. Tubuh manusia secara signifikan lebih kompleks dan kulitnya jauh lebih tebal dibandingkan tikus. Membuat manusia seutuhnya transparan memerlukan tingkat penerapan dan teknologi yang berbeda.


Salah satu alasannya adalah cahaya berperilaku berbeda ketika melewati jaringan dengan volume lebih besar. Selain itu, meskipun kita dapat meningkatkan teknologinya, mencapai transparansi seluruh tubuh akan memerlukan tantangan yang besar, seperti memastikan pewarna mencapai seluruh bagian tubuh secara merata tanpa menimbulkan bahaya. Tartrazine aman dikonsumsi dalam batas harian, namun dapat menimbulkan efek samping, reaksi alergi dan, pada dosis besar, terdapat data yang bertentangan mengenai efek toksik pada sel atau berpotensi menyebabkan mutasi genetik.
Selain itu, efek transparansi bekerja dengan memodifikasi cara cahaya berinteraksi dengan jaringan biologis, namun tidak mengatasi masalah penyerapan cahaya oleh komponen tubuh lainnya, seperti tulang, yang lebih padat dan kemungkinan memerlukan metode berbeda untuk menjadi transparan. .
Jadi, apakah tembus pandang manusia mungkin terjadi? Tidak seperti yang kita lihat di film. Namun di masa depan kita mungkin melihat perkembangan lebih lanjut yang melampaui batas-batas transparansi pada organisme hidup.