วารสารเนเจอร์ ฉบับวันที่ 19- 26  ธันวาคม 2013  หน้าปก One Year  Ten Stories ในคอลัมน์ข่าวนำเสนอเรื่อง 365 Days : The Year in Science 2013 in Review เป็นการสรุปข่าวสำคัญด้านวิทยาศาสตร์ของโลก  11 เรื่อง ที่แสดงถึงความรุ่งเรืองและความผกผันด้านวิทยาศาสตร์เสมือนกับภาพยนต์ฮออลลีวูด  ตั้งแต่เรื่อง การหยุดงานของสหรัฐอเมริกา (US Shutdown)  ไวรัสที่ทำให้ถึงตาย (Lethal Viruses)  พายุใต้ฝุ่น สะเก็ดาว/อุกกาบาต  หนทางการรักษาโรคเอดส์ การศึกษาการทำงานของสมองมนุษย์ จนถึงเรื่องความก้าวหน้าครั้งที่สำคัญคือการบำบัดโรคด้วยเซลล์ต้นกำเนิด เป็นการประมวลสรุปเรื่องราวทางวิทยาศาสตร์ของโลกที่สำคัญในปี 2013 จากวารสารที่มีชื่อเสียงที่สุดด้านวิทยาศาสตร์ ที่คุณควรต้องรู้

ดังรายละเอียดโดยสรุป ต่อไปนี้

1.ความลึกลับของจักรวาล (Cosmic mysteries)
การศึกษาเกี่ยวกับจักรวาล ในเรื่องหนึ่งที่สำคัญมากที่สุดของปี 2013 คือ การไขปริศนาสสารมืด (Dark- matter) ด้วยมีการตั้งห้องแลปส์ที่ใต้เหมืองทองคำ ลึกราว 1.5 กิโลเมตร ที่รัฐเซาท์ดาโกต้า ด้วยอุปกรณ์ LUX  (Large Underground Xenon)  ที่เป็นถังบรรจุสารซินอนในน้ำหนัก 370 กิโลกรัม เพื่อที่จะตรวจจับหา Dark -matter ซึ่งผลการทดลองยังไม่สามารถค้นหาสสารใดๆ ได้เลย
แม้ว่าก่อนหน้านี้นักฟิสิกส์ได้รายงานว่าได้พบเห็น dark-matter มาก่อน นั้นอาจเป็นเพราะความผันผวนในข้อมูลทางสถิติ  ไม่ว่า dark-matter  เป็นอะไรก็ตาม  มันทำให้เกิดสสารในจักรวาลถึงร้อยละ 84  ตามรายงานเรื่อง Universe’s cosmic microwave background (CMB)  ของสถาบัน  European Space Agency’s Planck ที่มีการถ่ายภาพที่สนับสนุนสมมุติฐานเรื่อง inflation อย่างแข็งขัน คือจักรวาลมีการขยายตัวอย่างรวดเร็วหลังจาก Big Bang

2. การหยุดงานของสหรัฐอเมริกา (Shutdown)

การสนับสนุนในงานวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์ของรัฐบาลกลางสหรัฐอเมริกา ลดลงอย่างช้าๆ โดยลดลงคิดเป็นร้อยละ 16.3 ตั้งแต่ปี 2010 มา และเข้าสู่จุดตกต่ำที่สุดเมื่อเดือนตุลาคม 2013 เมื่อฝ่ายการเมืองดำเนินการนโยบายแก้ไขสถานการณ์ที่เป็นวิกฤตการณ์ ที่นำไปสู่การปิดตัวลงของหน่วยงานรัฐบาลเป็นเวลา 16 วัน มีการหยุดการใช้เงินงบประมาณที่ได้รับอนุมัติมาแล้ว หน่วยงานรัฐบาลต่างๆ หยุดชั่วคราว เช่นที่ ฐานของกล้องโทรทัศน์  ฐานแอนตารก์ติก และห้องปฏิบัติการส่วนใหญ่  รวมถึงฐานข้อมูลที่สำคัญของรัฐบาลในชื่อต่างๆ ต่างหยุดให้บริการ นักวิจัยถูกห้ามเข้าไปในสำนักงานหรือแม้แต่การใช้อีเมลของหน่วยงาน จนกระทั่งเมื่อเหตุการณ์การหยุดงานสิ้นสุดลง  หน่วยงานต่างๆ ต้องเร่งรีบดำเนินงานด้วยเกิดงานคั่งค้างและเกิน
กำหนดตามแผนงานเดิม

ส่วนที่สหภาพยุโรป ได้มีข้อตกลงเรื่องงบประมาณการวิจัยในแผนสำหรับช่วงปี 2014-20  ในจำนวน 80 พันล้านยูโร (พันล้าน US$110 ) เป็นการเพิ่มขึ้นถึงร้อยละ 27 เมื่อเทียบกับช่วงปี 2007-13  ส่วนประเทศอื่นๆ เช่นเกาหลีใต้ จีน เยอรมนี  ญี่ปุ่น ล้วนแต่มีจำนวนงบประมาณเพิ่มขึ้นต่อเนื่อง  (สหราชอาณาจักรและฝรั่งเศส มีเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย)

ที่มา : http://en.wikipedia.org/wiki/Government_shutdown_in_the_United_States

3. ทศวรรษแห่งการวิจัยสมองมนุษย์  (Decade of the Brain)
เมื่อเดือนเมษายน 2013  ประธานาธิบดีบารักโอบามา ได้ประกาศแผนงานวิจัยเรื่อง The Brain Initiative ซึ่งนักประสาทวิทยาศาสตร์ สหรัฐอเมริกา ต่างตื่นเต้น ถือว่าโครงการนี้มีความสำคัญเทียบเท่ากับโครงการสำรวจดวงจันทร์ เป็นแผนงานที่จะวิจัยค้นหาเทคโนโลยีใหม่เพื่อค้นหาการทำงานของสมอง ด้วยการถอดรหัสแปลความหมาย โดยที่สาขาประสาทวิทยานี้มีการเปลี่ยนแปลงจากการศึกษาระดับโมเลกุลและเซลล์ไปยังวิธีการอื่นที่ละน้อยๆ  เป็นการเน้นศึกษาค้นหาว่าตาข่ายของเซลล์ประสาท ที่ทำงานแล้วเกิดเป็น ความนึกคิด ความทรงจำ และ การกระทำได้อย่างไร

ที่มา : http://en.m.wikipedia.org/wiki/File:BRAIN_Initiative_announcement.png

ในปีนี้มีผลการวิจัยสมองเรื่องหนึ่ง ที่อาจทำให้ความฝันให้เป็นความจริงคือ เมื่อนักวิจัยสามารถทำการย้อมสีเซลล์ประสาทของตัวอ่อนปลาม้าลายด้วย Calcium-sensing dye เกิดภาพเซลล์เส้นประสาทที่เป็นแสงสว่างอย่างโปร่งใส เป็นความพยายามในการทำแผนที่ของโครงสร้างสมอง ด้วยวิธีการทางคมี CLARITY (Clear, Lipid-exchanged, Anatomically Rigid, Imaging/immunostaining compatible, Tissue hYdrogel) ที่ทำการย้อมสีเซลล์สมองให้โปร่งใสและถ่ายภาพ วิธีการนี้ทำให้ไม่ต้องทำในวิธีการเดิมจำเจที่ทำการเฉือนสมองเป็นแผ่นๆ ถือเป็นวิธีการที่ช่วยส่งเสริมการวิจัยเรื่องสมองให้มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้น   ส่วนการศึกษากายวิภาคของเซลล์ประสาทแบบเดิม ช่วยให้ประสบความสำเร็จในโครงการ BigBrain  ที่เป็นแผนที่ของ
สมองมนุษย์แบบ 3 มิติด้วย

4. การกำจัดไวรัส (Vanquishing viruses)
ปี 2013 เกิดการระบาดของโรคโปลิโอ ที่ก่อให้เกิดกล้ามเนื้อเปลี้ย ใน 3 ประเทศ คือปากีสถาน ไนจีเรียและอัฟกานิสถาน  และไวรัสชนิดนี้มีการเกิดขึ้นเป็นพักๆ ที่ โซมาเลีย ซีเรีย  อิสราเอล  ที่นำไปสู่การให้วัคซีนขนานใหญ่ทั่วแถบตะวันออกกลาง

และในปี 2013 เช่นกันเกิดไวรัสชนิดเกิดขึ้นใหม่ 2 ชนิด คือ H7N9 avain influenza virus และ MERS coronavirus โดยที่เมื่อเดือนเมษายน เกิดไวรัส H7N9 ที่ตลาดสัตว์ปีกในประเทศจีนมีรายงานมีผู้ติดเชื้อโรค 143 ราย เสียชีวิต 45 ราย   ส่วนไวรัส MERS coronavirus  มีการรายงานครั้งแรกที่ ซาอุดิอารเบีย เมื่อเดือนกันยายน  พบมีผู้ป่วย 185 รายและเสียชีวิต 74 ราย มีการแพร่กระจายในตะวันออกกลางและยุโรป

5. แนวพรมแดนสุดท้าย (The final frontier)
การยุติภารกิจลงของยานอวกาศ Kepler  ขององค์การนาซ่า ที่ทำการสำรวจดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลก เมื่อเดือนพฤษภาคม 2013 จะเป็นความจดจำที่ดี ผลลัพธ์ช่วยให้ค้นหาดาวเคราะห์คล้ายโลก ที่เป็นไปได้มากถึง 3,500 ดวง  ส่วนการสำรวจดาวอังคาร ทั้งองค์การนาซา สหรัฐอเมริกาและอินเดียต่างส่งยานสำรวจเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2013

ประเทศจีน กำลังดำเนินการก่อสร้างสถานีอวกาศแห่งที่สอง มีการส่งนักอวกาศ 3 คน ออกสำรวจอวกาศด้วย  และเมื่อเดือนธันวาคม 2013 จีนส่งยานอวกาศไปยังดวงจันทร์  เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2013 มีเหตุการณ์อุกกาบาตตกที่รัสเซีย ที่เกิดแสงสว่าง เสียงระเบิดดังสนั่น เกิดความเสียหายเล็กน้อยแก่ทรัพย์สิน และต่อมาในเดือนตุลาคม 2013 มีการค้นพบอุกกาบาต ขนาดใหญ่ ชื่อว่า Chelyabinsk Meteorite มีน้ำหนักราวครึ่งตันที่ทะเลสาบ Chebarkul ในภาคกลางของประเทศรัสเซีย

ที่มา : http://en.wikipedia.org/wiki/Chelyabinsk_meteor

6. สิทธิบัตรยีน (Gene Patents)
เกือบ 20 ปีแล้ว ที่สหรัฐอเมริกาดำเนินการให้ความคุ้มครองในสิทธิบัตรยีน แต่เมื่อเดือนมิถุนายน 2013 เรื่มมีการเปลี่ยนแปลงท่าทีหลังจากศาลสูงได้ออกกฎระเบียบว่า ยีนมนุษย์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ไม่สามารถยื่นขอสิทธิบัตรได้ ผลจากการตัดสินในเรื่องนี้ทำให้เกิดสภาวะช็อก ก่อให้เกิดการต่อต้านจากบริษัทด้านวินิจฉัยทางการแพทย์ ชื่อ Myriad Genetics ที่ถือครองสิทธิบัตรการทดสอบตรวจหายีนที่ก่อให้เกิดมะเร็งในเต้านม 2 ชนิด คือ BRCA1 และ BRCA2
หลังจากการประกาศของศาลเพียงสั้นๆ มีหลายบริษัทเริ่มเปิดตัวแข่งขันการทดสอบหายีน BRCA1/2 ในราคาที่ต่ำลง  โดยที่บริษัท Myriad  ที่ตั้งที่ Salt Lake City, Utah ได้ยื่นฟ้องดำเนินคดีความแก่ 6 บริษัท อ้างเหตุผลว่าถือครองสิทธิบัตรการทดสอบยีนนี้อยู่ ผลกระทบจากคำตัดสินนี้ยังมีต่อเนื่องขยายออกมาอีก โดยในเดือนตุลาคม ศาลของรัฐบาลกลางได้ตัดสินล้มล้าง คว่ำ  ในคดีความของ Myriad โดยให้การอนุมัติรับรองให้ความคุ้มครองสิทธิบัตรเรื่อง fetal DNA circulationg in the blood of pregnant women แก่บริษัท Sequenom , San Diego, California  ที่ใช้ตรวจสอบหญิงตั้งครรภ์ในช่วงก่อนคลอด   นักกฎหมายรายงานว่า ผู้ตรวจสอบสิทธิบัตรในสหรัฐอเมริกา เริ่มปฏิเสธที่จะไม่ยอมรับการยื่นขอสิทธิบัตรยีน และเซลล์ที่เกิดตามธรรมชาติ มากกว่าเดิม

7.  สภาวะอากาศที่ไม่มั่นคง (Wavering atmosphere)
เมื่อเดือนมกราคม ปี 2013  ณ กรุงเจนีวา  มีการลงนามร่วมกันของประเทศต่างๆ มากกว่า 90 ประเทศ  ในข้อตกลงสนธิสัญญาเรื่องการจำกัดการใช้และการปลดปล่อยสารปรอทสู่บรรยากาศ  ถือเป็นข้อตกลงชุดใหญ่ในเรื่องสิ่งแวดล้อมของโลก  นอกเหนือไปจากเรื่องนี้ไม่มีใครคาดหมายว่าจะเห็น คือมีหลายประเทศที่มีการถดถอยลงในข้อตกลงด้านสิ่งแวดล้อมก่อนหน้านี้ เช่น  ประเทศญี่ปุ่นได้ปฏิเสธข้อผูกมัดในการจำกัดการปลดปล่อยคาร์บอน ในระยะเวลากำหนดอันใกล้นี้  ประเทศแคนาดาได้ถอนตัวจากการประชุมขององค์การสหประชาชาติ ในเรื่องการต่อต้านการแปรสภาพเป็นทะเลทราย  รัฐบาลประเทศออสเตรเลียที่เพิ่งผ่านการเลือกตั้งเมื่อกันยายน 2013  ได้ตัดสินใจยกเลิกหน่วยงานที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและภาษีคาร์บอน และสหภาพยุโรปได้ยกเลิกการทำประมงแบบเกินขีดจำกัด
ในเดือนพฤษภาคม พบว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดอ็อกไซต์ในชั้นบรรยากาศสูงเกินกว่า 400 หน่วยต่อล้าน นี้อาจเป็นครั้งแรกของประวัติศาสตร์โลก  คณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ได้ออกรายงานเมื่อเดือนกันยายน ว่า ต่อไปนี้สภาพภูมิอากาศโลกจะเป็นไปแบบคาดไม่ถึง/ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน เช่นพายุใต้ฝุ่นไห่เยี่ยน ที่มีความรุนแรง/เลวร้ายมาก ในทางกลับกันในสหรัฐอเมริกา สหภาพยุโรป เริ่มมีความสามารถในการพัฒนาพลังงานที่เกิดขึ้นใหม่ ได้มากถึง 5000 เทตทาวัตต์/ชั่วโมง

ที่มา : http://en.wikipedia.org/wiki/Meteorological_history_of_Typhoon_Haiyan

รูปภาพแสดง กลุ่มเมฆของพายุใต้ฝุ่น ไห่เยี่ยน จับภาพได้จาก สถานีอวกาศนานาชาติ ซึ่งไต้ฝุ่นนี้ได้มุ่งเข้าสู่ทวีปเอเชีย โดยเฉพาะประเทศฟิลิปปินส์ เมื่อเดือนพฤศจิกายน  เกิดความเสียหายมาก มีผู้เสียชีวิตเกือบ 4,000 คน

8. การเปิดข้อมูลงานวิจัยวิทยาศาสตร์ออกให้พร้อมใช้ (Opening up science)
ปี 2013 มีการผลักดันอย่างต่อเนื่องให้มีการเปิดเผยสิ่งพิมพ์วิทยาศาสตร์ให้มากขึ้น  เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ สหรัฐอเมริกาได้ประกาศว่างานวิจัยที่ได้รับทุนการวิจัยจากรัฐบาลต้องเปิดให้สาธารณะเข้าถึงข้อมูลผลงานวิจัยนั้นได้ โดยให้เวลา 12 เดือนหลังจากตีพิมพ์แก่นักวิจัยที่ต้องทำการเผยแพร่  ในขณะที่สหราชอาณาจักรต้องการให้มีการเผยแพร่ออกทันที ในอีก 2-3 ปีข้างหน้า จะเริ่มเห็นประเทศต่างๆใช้กลยุทธ์ทั้ง 2 วิธี ผสมกัน ซึ่งขณะนี้มีการอภิปรายในเรื่องค่าใช้จ่ายในการตีพิมพ์

ในขณะเดียวกัน มีความร่วมมือระดับโลกของทีมนักพันธุศาสตร์ที่มีการแบ่งปันแลกเปลี่ยนข้อมูล ลำดับเบสดีเอ็นเอ และข้อมูลการรักษาทางคลีนิค รัฐบาลของอังกฤษเริ่มเปิดข้อมูลการรักษาผู้ป่วย หน่วยงานผู้ควบคุมกฏระเบียบเริ่มปรับเปลี่ยนการจัดการข้อมูลการทดลองในผู้ป่วยต่างๆ แต่ก็มีการขัดขวางจากคดีความของบริษัทยา

9.  ความก้าวหน้าในการรักษาเอชไอวี (Progress on HIV)
ในปี 2013 เริ่มเห็นความก้าวหน้าในเป้าหมายการวิจัยเรื่องเอชไอวี ที่มีอยู่ 3 ส่วนหลักคือ การป้องกัน การรักษา และ การฟื้นฟู  เพิ่มมากขึ้น เดือนมกราคมมีการค้นพบการรักษาระบบภูมิคุ้มกันไม่ได้เสื่อมเสีย เดือนมีนาคม มีรายงานการรักษาทารกด้วย antiretroviral therapy  ที่องค์การอนามัยโลกได้ประกาศแนะนำ ให้ทำการรักษาให้เร็วขึ้นกว่าเดิม

ในเดือนกรกฎาคม แพทย์ ได้ทำการรักษาผู้ป่วย 2 รายด้วยวิธีปลูกถ่ายเซลล์ต้นกำเนิด ผลลัพธ์เห็นได้ชัดเจน แต่ว่าในเดือนธันวาคมไวรัสที่ก่อโรคหวนกลับมาอีก นักวัคซีนได้พบว่าวัคซีนแอนตี้บอดี้สามารถป้องกันไวรัสในลิงได้

10.  ความสำเร็จเซลล์ต้นกำเนิด (Stem-cell success)
จากทศวรรษก่อนหน้านี้ ที่มีการโฆษณาแสดงการต้อนรับอย่าใหญ่โตต่อนักวิทยาศาสตร์ ชาวเกาหลีใต้ Woo Suk Hwang ที่กล่าวอ้างว่าสามารถสร้างเซลล์ต้นกำเนิดจากการโคลนนิ่งตัวอ่อนของมนุษย์ได้  ที่ต่อมาพบว่าเป็นการหลอกลวง  ในฤดูใบไม้ผลิปี 2013 นี้  เรื่องนี้กลายเป็นจริงได้จากทีมนักวิจัยที่ Oregon Health and Science University  ประโยชน์ของการสร้าง embryonic stem cells สามารถนำไปรักษาผู้ป่วยได้  ในปี 2013  ญี่ปุ่นเริ่มการศึกษาวิธีการรักษาต้นแบบผู้ป่วยโรคตา macular degeneration โดยมีแผนงานด้วยการปลูกถ่าย retinal epithelial cells  จากเซลล์ต้นกำเนิดชนิด Pluripotent stem cell ( iPS-cell)  ซึ่งหากมีความสำเร็จจริงจะช่วยเร่งความเร็วในการอนุมัติ iPS cell เพื่อการรักษาต่อไป

ในขณะเดียวกันหน่วยงานผู้ควบคุมยังไม่อนุมัติการรักษาทางคลีนิกด้วยเซลล์ต้นกำเนิดในแมวและหนู ปี 2013 รัฐมนตรีกระทรวงสาธารณสุข อิตาลี ได้สนับสนุนเป็นครั้งแรกด้วยการรักษาแบบนี้ จากเดิมที่มีการห้ามฉีดเซลล์ต้นกำเนิดซ้ำจากไขกระดูก  (bone marrow)

11.  ปริศนาของเอกลักษณ์ (Identity puzzles)
เดือนมกราคม 2013  Yaniv Erlich นัก Computational Biologist แห่งสถาบัน Whitehead Institute for Biomedical Research, Cambridge, Massachusetts ได้เปิดเผยวิธีการโยงรายการของ ข้อมูลดีเอ็นเอในฐานข้อมูลกับข้อมูลสาธารณะเพื่อพิสูจน์เอกลักษณ์บุคคล  ในชื่อโครงการ Genome Hacker ที่สามารถตรวจสอบแผนภูมิลำดับเครือญาติในวงศ์ตระกูลได้ถึง 13 ล้านคน ย้อนหลังไปถึงศตวรรษที่ 15 จากเว็บไซต์ Genealogy Sites

การวิเคราะห์ดีเอ็นเอ อย่างต่อเนื่องช่วยให้เปิดเผยถึงเบาะแสของบรรพบุรุษของมนุษย์ได้   ตัวอย่างซากเด็กชาย Siberian  ที่มีอายุ 24,000 ปี มีการระบุว่าเป็น Native American Ancestry  ที่ตรวจสอบกลับไปยังยุโรปได้

ที่มา : http://en.wikipedia.org/wiki/Family_tree

สรุปในวารสารเนเจอร์ฉบับนี้  คอลัมน์ News in Focus นอกเหนือจากบทความเรื่องดังข้างต้น ยังมีการนำเสนอบทความที่สรุปเรื่องราววิทยาศาสตร์ของโลกในปี 2013 คือ 365 Days : Image of  the Year, Nature’s 10 people. ที่เป็นการนำเสนอภาพถ่ายวิทยาศาสตร์ประจำปี 2013 และบุคคลดีเด่นด้านวิทยาศาสตร์ 10 ชื่อ อีกด้วย

อ้างอิง
Richard Van Noorden et al.(2013)  365 Days : 2013 in  Review . Nature (News) 18 December 2013  Volume 504 Number 7480 P. 344-349 Available  at :  http://www.nature.com/news/365-days-2013-in-review-1.14366