นักวิทยาศาสตร์เผยแผนที่ “สมองหนู” จิ๋วแต่แจ๋ว ซับซ้อนระดับกาแล็กซี !

ทีมวิจัยอเมริกัน ศึกษากลไกการทำงานของสมองหนูทดลอง ทำออกมาเป็นแผนที่แบบดิจิทัล หวังเอาข้อมูลนี้เป็นพื้นฐานสำคัญ ไปสู่การทำความเข้าใจเกี่ยวกับโรคสมองของมนุษย์ได้ดีขึ้น

ทีมนักวิทยาศาสตร์ในประเทศสหรัฐอเมริกา ได้สร้างแผนภาพแสดงการเชื่อมต่อของเส้นประสาทภายในสมองหนูทดลอง โดยหวังว่างานวิจัยชิ้นนี้ อาจช่วยให้เราเข้าใจโรคเกี่ยวกับสมองในมนุษย์ เช่น อัลไซเมอร์ ได้ดีขึ้น

สมอง เป็นอวัยวะที่มีความซับซ้อน โดยทีมวิจัยได้เปรียบเทียบสมองเหมือนกับ "ลูกบอลเส้นประสาทขนาดใหญ่” ที่เซลล์ประสาทแต่ละเส้น แม้พันกันอย่างยุ่งเหยิง แต่กลับสื่อสารกันได้อย่างลื่นไหล ซึ่งปัจจุบันนักวิจัยรู้จักโครงสร้างเหล่านี้แล้ว แต่ยังไม่รู้ว่าแต่เซลล์ประสาทแต่ละประเภท มีคุณสมบัติอะไรบ้าง หรือทำงานสอดประสานกันอย่างไร

โฆษณา - อ่านบทความต่อด้านล่าง

ทั้งนี้ ความคิด ความรู้สึก การมองเห็น การพูด และการเคลื่อนไหวของเรา เกิดขึ้นจากการทำงานของเซลล์ประสาทในสมอง ซึ่งจะถูกกระตุ้นและส่งสัญญาณถึงกัน นักวิจัยรู้ว่าสัญญาณเหล่านี้ เดินทางจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์ประสาทหนึ่ง ตามเส้นใยที่เรียกว่า แอกซอน (axon) และ เดนไดรต์ (dendrite) โดยใช้ ไซแนปส์ (Synapse) เป็นเหมือนสะพานเชื่อมต่อ

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยยังมีความรู้น้อยมากเกี่ยวกับวงจรสมองในภาพรวม เช่น เซลล์ประสาทหนึ่งเซลล์ อาจเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายที่เชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ นับร้อยหรือนับพันเซลล์ เพื่อทำหน้าที่บางอย่าง และความผิดปกติของวงจรเหล่านี้ อาจเกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ ออทิสติก หรือโรคอื่น ๆ ได้เช่นกัน

เพื่อหาคำตอบ พวกเขาจึงเลือกทำการวิจัย โดยใช้สมองหนูทดลอง โดยได้สร้างแผนที่การทำงานของสมองของหนู ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา ด้วยการเริ่มจากให้หนูที่ได้รับการดัดแปลงพันธุกรรม ให้เซลล์ประสาทเรืองแสงเมื่อทำงาน มาดูวิดีโอคลิปจากภาพยนตร์ต่าง ๆ ขณะวิ่งบนลู่วิ่ง

โฆษณา - อ่านบทความต่อด้านล่าง

จากนั้น นักวิจัยใช้กล้องจุลทรรศน์เลเซอร์ บันทึกการทำงานของเซลล์แต่ละเซลล์ในสมองส่วนการมองเห็นของหนู ขณะที่ประมวลผลภาพที่ฉายผ่านไปเพื่อศึกษาว่าเซลล์เหล่านี้สว่างขึ้น หรือทำงานอย่างไร เมื่อหนูดูวิดีโอต่าง ๆ

ขั้นตอนต่อไปคือการนำสมองของหนูตัวนั้น มาตัดเป็นส่วนเล็ก ๆ และวัดว่าเซลล์เหล่านี้เชื่อมต่อกันอย่างไร ทำให้ได้ข้อมูลทั้งโครงสร้างของสมองและการตอบสนองของเซลล์แต่ละเซลล์ ต่อสิ่งกระตุ้นทางสายตา

โดยทีมนักวิจัยได้วิเคราะห์เนื้อเยื่อสมองชิ้นเล็ก ๆ เหล่านั้น โดยใช้เครื่องมือพิเศษตัดเป็นชั้นบาง ๆ ออกมาได้ถึง 25,000 ชั้น ซึ่งแต่ละชั้นบางกว่าเส้นผมมนุษย์ และใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ถ่ายภาพความละเอียดสูงเกือบ 100 ล้านภาพ ของส่วนต่าง ๆ เพื่อให้เห็นเส้นใยชัดขึ้น

โฆษณา - อ่านบทความต่อด้านล่าง

พวกเขายังได้สร้างแบบจำลองสามมิติ หรือ "ฝาแฝดดิจิทัล" ของข้อมูลนี้ เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ สามารถนำไปใช้ในการศึกษาเพิ่มเติม และเชื่อมโยงเข้ากับกิจกรรมสมองเดิมของหนู พบว่าแผนที่นี้ แสดงการเชื่อมต่อของเซลล์ประสาทถึง 84,000 เซลล์ ขณะที่พวกมันส่งสัญญาณถึงกัน

จากการศึกษาข้อมูลจำนวนมหาศาลนี้ สิ่งที่ค้นพบเบื้องต้นคือ เซลล์ประสาทบางชนิดสามารถลดกิจกรรมของสมองได้ในรูปแบบที่แตกต่างไปจากที่เคยคิดไว้ อย่างไรก็ตามการทำแผนที่สมองแบบนี้ก็ยังเป็นแค่ขั้นตอนพื้นฐาน เป้าหมายต่อไปคือการทำแผนที่สมองหนูทั้งหมด เพื่อการศึกษาที่กว้างขึ้น

งานวิจัยชิ้นนี้ ตีพิมพ์ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 9 เมษายน 2025 ถือเป็นก้าวสำคัญในการไขความลับการทำงานของสมองเรา โดยนักวิจัยกล่าวว่าภาพของสมองหนู แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนและความละเอียดอ่อนที่น่าประทับใจ ให้ความรู้สึกเหมือนกำลังดูภาพถ่ายของกาแล็กซีที่กว้างใหญ่

แต่นี่ก็เป็นเพียงภาพถ่ายส่วนเล็ก ๆ ในอัตราส่วนเพียง 1/500 ของสมองหนูเท่านั้น หากความซับซ้อนเพียงเศษเสี้ยวของสมองหนูยังอัศจรรย์เพียงนี้ น่าคิดต่อว่าสมองมนุษย์ จะซ่อนเร้นความลับอันน่าค้นหาไว้มากมายเพียงใด?

งานวิจัยนี้จึงมิใช่แค่การเปิดประตูสู่ความเข้าใจกลไกจิ๋วของสมองหนู แต่เป็นการจุดประกายความหวังอันยิ่งใหญ่ในการไขรหัสแห่งความคิด ความรู้สึก และอาจนำไปสู่การเยียวยาความเจ็บป่วยที่เกิดขึ้นได้ในที่สุด

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

ดูบทความอื่นๆ จาก TNN ช่อง16