ทะลวงเนื้อสมอง

ทะลวงเนื้อสมอง

จิตมนุษย์นั้นไซร์ยากแท้หยั่งถึง คำถามคือจิตมนุษย์นั้นตั้งอยู่ที่ไหนในร่างกาย ที่แน่ๆ คือ ไม่ใช่ตั้งอยู่ที่หัวใจแม้ว่าเรามักใช้หัวใจเป็นสัญลักษณ์แทนจิตใจอยู่บ่อยๆ ก็ตาม

ถามว่าอะไรที่มีอิทธิพลต่อจิตใจของคนเรา ฟรอยด์ว่าคือจิตใต้สำนึก นักวิทยาศาสตร์ก็พยายามตามหาว่า แล้วจิตใต้สำนึกที่ว่านี้อยู่ตรงไหนในก้อนสมอง ในเวลาเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ทางสมองอีกจำนวนหนึ่งก็พยายามหาให้ได้ว่า สมองของคนเราทำงานอย่างไร สมองทำงานอย่างไร นั้นเองที่จะช่วยไขความกระจ่างว่าจิตใจคนเราทำงานอย่างไรได้ด้วย ไม่มากก็น้อย

ถึงวันนี้ เรามีคำเรียกขานคนบ้าว่าเป็นผู้ป่วยโรคจิต แม้ว่าเราจะใช้คำว่า “จิต” เพื่อบอกว่าเป็นโรคของจิต แต่ที่แท้แล้วผู้ป่วยกลุ่มนี้มีการทำงานของสมองผิดปกติชัดๆ มิหนำซ้ำยังถ่ายทอดได้ทางพันธุกรรม ดังนั้น สมองย่อมควบคุมใจคนบางคนแน่ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคนที่เป็นโรคจิต

ความรู้เรื่องสมองทำงานอย่างไรนี้สำคัญ ทำให้เราเข้าใจผู้ป่วยมากขึ้นว่าเขามิได้อยากเป็นอย่างที่เป็น พฤติกรรมแปลกประหลาดและคำพูดคำจาก้าวร้าวต่างๆ นานามิใช่ใจเขาทำ แต่เป็นสมองของเขาที่ทำ ดังนั้นแทนที่ญาติๆ จะเสียใจหรือโมโห ก็น่าจะเห็นใจและเข้าใจความเจ็บป่วยทาทงสมองของผู้ป่วยกลุ่มนี้มากยิ่งขึ้น

ข้อเขียนต่อจากนี้แปล ย่อ ตีความ และเขียนใหม่จากบทความเรื่อง The New Century of the Brain ของ Rafael Yuste และ George M. Church ตีพิมพ์ในวารสาร Scientific American ฉบับเดือนมีนาคม 2014 บทความนี้เล่าให้เราฟังว่า นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นและศึกษาเซลล์สมองส่วนที่อยู่ลึกลงไปภายในก้อนสมองของคนเป็นๆ ได้อย่างไร โดยมิต้องผ่าสมองเปิดออกมาดู

สมองของคนเรานั้นมีขนาดใหญ่กว่าของสัตว์อื่น สมองของมนุษย์มีจำนวนเซลล์สมองมากกว่ามหาศาล นักวิทยาศาสตร์เริ่มงานนี้ด้วยการหันไปหาระบบประสาทของสัตว์ที่เล็กกว่า ที่นิยมกันมากตัวหนึ่งคือไส้เดือน Caenorhabditis elegans ซึ่งมีเซลล์ของระบบประสาทเพียง 302 เซลล์ มิหนำซ้ำตัวไส้เดือนเอง ยังโปร่งแสงอีกต่างหาก ง่ายต่อการมองเห็นและศึกษาเป็นที่ยิ่ง ถึงกระนั้นก็ตามเราก็ยังทำแผนที่การทำงานของระบบประสาทไส้เดือนตัวนี้ไม่เสร็จเสียที

แผนที่การทำงานระบบประสาทหมายถึง แผนที่ที่แสดงให้เห็นว่าถ้าเรากระตุ้นเซลล์ตัวไหนที่ตรงไหนอย่างไร จึงจะทำให้เกิดการส่งต่อของสัญญาณผ่านไปที่เซลล์ตัวที่สองสามสี่ และต่อไปทางเส้นทางไหน แยกไปจุดใด กี่เส้นทางและต่อไปจนกระทั่งทำให้ไส้เดือนเกิดพฤติกรรมหาอาหารสืบพันธุ์ หรือป้องกันตัว เป็นต้น

การกระตุ้นเซลล์หนึ่งตัวแล้วนั่งดูไส้เดือนโปร่งแสงเป็นของง่าย การกระตุ้นเซลล์หนึ่งตัวที่ตั้งอยู่ลึกลงไปในก้อนสมองแล้วดูว่าเกิดอะไรขึ้นในก้อนสมองของมนุษย์ ซึ่งทึบแสงมิใช่ของง่าย การทำแผนที่การทำงานของสมองมนุษย์ทั้งหมดจึงแทบเป็นไปไม่ได้ แต่เชื่อหรือไม่ว่าพวกเขาเหล่านักวิทยาศสาตร์ก็ยังทำอยู่แบบเดียวกับที่เคยทำ แผนที่พันธุกรรมมนุษย์จนสำเร็จมาแล้ว หากงานนี้สำเร็จ การรักษาโรคจิต อัลไซเมอร์ พาร์กินสัน หรือออทิสติกอาจจะง่ายดังพลิกฝ่ามือ

กล่าวอย่างรวบยอด เราต้องการทราบว่าการรับรู้ (Perception) อารมณ์ (Emotion) การตัดสินใจ (Decision making) และสติ (Consciousness) สี่อย่างนี้ซึ่งรวมเรียกว่าพุทธิปัญญา (Cognition) นั้นทำงานอย่างไร เซลล์สมองตัวใดรับผิดชอบ

ที่จริงแล้ว ณ เวลานี้เราพอทราบแล้วว่าเซลล์สมองตัวใดที่บริเวณใดรับผิดชอบ ปัญหาคือทันทีที่เรากระตุ้นเซลล์สมองตัวนั้น เราไม่รู้ว่าสัญญาณถูกส่งไปทางใด และที่ใดได้อย่างครบถ้วน เปรียบเสมือนเรากำลังไล่ล่าแมลงหวี่ที่บินอยู่กลางป่าอะเมซอน

สหรัฐฯ อนุมัติงบ 100 ล้านดอลลาร์ในปี 2014 เพื่อใช้ในโครงการ BRAIN Initiative เพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่สามารถติดตามสัญญาณเหล่านี้ได้อย่างทั่วถึง สหภาพยุโรปอนุมัติงบ 1,600 ล้านดอลลาร์ในเวลา 10 ปี สำหรับโครงการ The Human Brain Project เพื่อการนี้เช่นกัน ทั้งนี้ยังไม่นับ จีน อิสราเอล และญี่ปุ่น ที่ทุ่มงบประมาณเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์ขนาดที่ใหญ่มากพอจะไล่ตามแมลงหวี่หลายล้านตัวกลางป่าอะเมซอนให้ถึงที่สุด

เราผ่านยุคนิวเคลียร์มาแล้ว หลังจากนิวเคลียร์เราง่วนอยู่กับพลังงานปรมาณู ขีปนาวุธนิวเคลียร์ สำรวจอวกาศ พัฒนาชิพคอมพิวเตอร์ ค้นหาพลังงานทางเลือก ทำแผนที่พันธุกรรม นาโนเทคโนโลยี บัดนี้เรื่องเหล่นี้ใกล้ผ่านไปแล้ว ศตวรรษที่ 21 มนุษย์กำลังแข่งขันกันที่จะตะลุยเข้าไปในสมองของมนุษย์ด้วยกันเองให้สำเร็จ (เสียที)

เซลล์สมองไม่ได้ทำงานเซลล์เดียว เซลล์สมองที่อยู่นิ่งๆ ไม่ทำอะไรก็ไร้ประโยชน์ ที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการเห็นคือเซลล์สมองที่ทำงาน เส้นประสาทที่แอ็คทีฟสัญญาณที่เกิดขึ้นในช่องว่างระหว่างเซลล์ประสาทสองตัวที่ตรวจวัดได้ ใหญ่กว่านี้คือวงจรประสาททุกวงจร พูดง่ายๆ คือ เซลล์สมอง “เชื่อมต่อ” กันอย่างไร เป็นที่มาของโครงการ Human Connectome Project เพื่อศึกษาระบบย่อยของการเชื่อมต่อที่เรียกว่า Connectomics โดยเฉพาะ

ในอดีต เรามีเครื่องมือที่เรียกว่า EEG (Electroencephalogrm) หรือเครื่องตรวจคลื่นสมองไฟฟ้าใช้ตรวจวินิจฉัยโรคลมบ้าหมู ซึ่งปัจจุบันก็ยังใช้อยู่ เครื่องมือนี้ใช้เข็มหลายสิบอันแตะขอบสมองที่บริเวณเปลือกนอกสุดสัญญาณที่เราตรวจวัดได้เป็นสัญญาณรวมของเซลล์สมองจำนวนประมาณ 100,000 เซลล์รอบนอกเท่านั้น แต่ก็ให้ภาพต่างๆ นานาของโรคลมบ้าหมูชนิดต่างๆ ได้อย่างน่าทึ่ง ปัจจุบันเรามีเครื่องมือที่เรียกว่า fMRI (Functional Magnetic Resonance) สามารถฉายภาพแสดงให้เห็นการทำงานสมองส่วนต่างๆ ด้วยสีหลากหลาย สีเหล่านี้แสดงการเคลื่อนที่ของกระแสเลือดในแต่ละว็อกเซล คือ หน่วยของพิกเซลที่เป็นสามมิติ ในแต่ละว็อกเซลนั้นมีข้อมูลการทำงานของเซลล์สมอง 80,000 ตัว แต่นั่นก็ยังไม่เพียงพอ นอกจากไม่เพียงพอแล้วยังห่างไกลจาก “ตรวจหาการทำงานและการเชื่อมต่อของเซลล์ทุกตัวในสมองทั้งก้อน” อย่างมาก

บทความนี้เล่ารายละเอียดของวิธีการบุกเข้าไปภายในเนื้อสมองอย่างน่าทึ่งว่า ช่างทำกันได้ ทั้งหมดทั้งปวงนี้เพื่อจะรู้ให้ได้ว่าสมองทำงานอย่างไร นั่นคือใจคนเราทำงานอย่างไร?

นพ.ประเสริฐ ผลิตผลการพิมพ์

จิตแพทย์