ดำดิ่งสู่การทำงานของสมอง - National Geographic Thailand

ดำดิ่งสู่การทำงานของสมอง

ดำดิ่งสู่”การทำงานของสมอง”

นักวิทยาศาสตร์กำลังเรียนรู้อะไรมากมายเกี่ยวกับ การทำงานของสมอง จนหลายคนอาจหลงลืมไปว่าเพียงก่อนหน้านี้ไม่นานเรายังไม่เข้าใจเลยแม้แต่น้อยว่า สมองทำงานอย่างไรหรือสมองคืออะไร แพทย์ในยุคกรีก-โรมันโบราณเชื่อว่าสมองทำมาจากเสมหะ อาริสโตเติลมองสมองเป็นเหมือนตู้เย็นที่ทำให้หัวใจอันร้อนรุ่มเย็นลง จากยุคนั้นจนถึงสมัยฟื้นฟูศิลปวิทยา นักกายวิภาคศาสตร์ประกาศว่า การรับรู้ อารมณ์ การใช้เหตุผล และการกระทำต่างๆ ล้วนเป็นผลมาจาก “วิญญาณสัตว์” หรือไอลึกลับที่ไหลเวียนผ่านโพรงในศีรษะและกระจายไปทั่วร่างกาย

การปฏิวัติวิทยาศาสตร์ในศตวรรษที่สิบเจ็ดทำให้แนวคิดดังกล่าวเปลี่ยนไป โทมัส วิลลิส แพทย์ชาวอังกฤษตระหนักว่า เนื้อเยื่อสมองคือที่ตั้งของกิจกรรมทางจิตใจทั้งปวง เขาศึกษาการทำงานของสมองโดยผ่าสมองแกะ สุนัข และผู้ป่วยที่เสียชีวิต และสร้างแผนที่สมองที่มีความถูกต้องแม่นยำทางกายวิภาคครั้งแรก

เวลาล่วงเลยมาอีกหนึ่งศตวรรษกว่าที่เราจะทราบว่าสมองทำงานโดยอาศัยอิมพัลส์หรือพลังผลักดันในรูปกระแสไฟฟ้า แทนที่จะเป็นวิญญาณสัตว์ แรงดันไฟฟ้า (voltage) เคลื่อนที่ไปทั่วสมองและเดินทางออกมายังระบบประสาทของร่างกาย แม้กระทั่งในศตวรรษที่ 19 นักวิทยาศาสตร์ก็ยังมีความรู้เกี่ยวกับเส้นทางของใยประสาทน้อยมาก กามิลโล กอลจี นายแพทย์ชาวอิตาลีชี้ว่า สมองเป็นเหมือนโครงข่ายเส้นใยที่เชื่อมต่อกันอย่างไร้ตะเข็บ

ชมการทำงานของสมองแบบชัดๆ 

ซานเตียโก รามองอี กาฆาล นักวิทยาศาสตร์ชาวสเปน สานต่องานวิจัยของกอลจีโดยทดสอบเทคนิคใหม่ในการย้อมสีเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์เพื่อตามรอยแขนงเซลล์อันซับซ้อน เขาพบว่า เซลล์ประสาทเป็นเซลล์ที่มีลักษณะเฉพาะแยกจากเซลล์อื่นๆ เซลล์ประสามส่งสัญญาณไปตามเส้นใยที่เรียกว่า ใยประสาทขาออก (axon) มีช่องว่างเล็กๆ คั่นระหว่างปลายของใยประสาทขาออกกับปลายรับของเซลล์ประสาทที่เรียกว่า ใยประสาทขาเข้า (dendrite) นักวิทยาศาสตร์ค้นพบในภายหลังว่า ใยประสาทขาออกปล่อยสารเคมีหลายตัวเข้าไปในช่องว่างเพื่อกระตุ้นให้เกิดสัญญาณประสาทในเซลล์ประสาทที่อยู่ติดกัน

 

อ่านเพิ่มเติม : สมองยามหลับใหลวิทยาศาสตร์ว่าด้วยความดีกับความชั่ว 

เรื่องแนะนำ

ระบบภูมิคุ้มกัน (Immune System)

ระบบภูมิคุ้มกัน หนึ่งในระบบของร่างกายที่ต้องอาศัยการทำงานประสานกันหลายส่วนทั้งกลไกการตรวจสอบ และตอบสนองที่ถูกต้อง ระบบภูมิคุ้มกัน (Immune System) คือ กลไกภายในร่างกายที่ทำหน้าที่ป้องกันและต่อต้านอันตรายจากสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ ที่สามารถก่อให้โรคภัยไข้เจ็บ เมื่อเข้าสู่ร่างกายของมนุษย์ โดยเฉพาะเชื้อโรคชนิดต่าง ๆ  รวมไปถึงการทำหน้าที่ตรวจสอบและสร้างกลไกการตอบสนอง เพื่อกำจัดสิ่งแปลกปลอมเหล่านี้ ทำให้ระบบต่าง ๆ ภายในร่างกายสามารถกลับมาทำงานได้ตามปกติ โดยทั่วไปแล้ว สิ่งแปลกปลอมที่เข้าสู่ร่างกายหรือ “แอนติเจน” (Antigen) คือ โมเลกุลของโปรตีนที่สามารถทำการกระตุ้นให้ระบบภูมิคุ้มกันในร่างกายของสิ่งมีชีวิตเกิดการตอบสนอง เป็นสารก่อภูมิต้านทานที่นำไปสู่การสร้าง “แอนติบอดี” (Antibody) หรือสารประกอบที่ร่างกายสร้างขึ้นมา เพื่อมากำจัดและทำลายแอนติเจนหรือสารแปลกปลอมดังกล่าว สิ่งแปลกปลอมและเชื้อก่อโรค ในระบบภูมิคุ้มกัน มี “เซลล์เม็ดเลือดขาว” (White Blood Cell หรือ Leucocyte) ที่สำคัญไหลเวียนอยู่ในกระแสเลือด ซึ่งทำหน้าที่ป้องกันการแพร่กระจายของเชื้อโรคภายในร่างกายและช่วยกำจัดสารพิษ ของเสีย หรือเซลล์ที่ผิดปกติ ดังนั้น หน้าที่หลักของระบบภูมิคุ้มกันจึงประกอบด้วย ป้องกันและทำลายเชื้อโรคและสิ่งแปลกปลอมต่าง ๆ กำจัดเซลล์ที่เสื่อมสภาพออกจากระบบของร่างกาย เช่น เซลล์เม็ดเลือดแดงที่มีอายุมาก จับตาดูเซลล์ที่แปรสภาพผิดไปจากปกติ เช่น เซลล์ที่กำลังเติบโตไปเป็นเซลล์มะเร็ง เป็นต้น ระบบภูมิคุ้มกันสามารถจำแนกออกเป็น 2 […]

ความงามของปฏิกิริยาเคมี

ความงามของปฏิกิริยาเคมี เมื่อนึกถึงวิชาเคมีคงไม่มีใครคิดถึงความสวยงามก่อนเป็นอันดับแรก อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์จาก Beauty of Science ศูนย์การเรียนรู้เพื่อสาขาวิชาวิทยาศาสตร์ได้สร้างวิดีโออันแสนงดงามของปฏิกิริยาเคมี ในระดับไมโครสโคปขึ้นมาให้ได้ชมกัน แล้วคุณผู้อ่านจะเปลี่ยนใจว่าปฏิกิริยาเคมีก็เป็นเรื่องสวยงามได้เช่นกัน โดยจากวิดีโอเป็นปฏิกิริยาเคมีระหว่างโลหะทองแดงกับซิลเวอร์ไนเตรท และสังกะสีกับตะกั่วไนเตรทตามลำดับ จึงเกิดเป็นผลึกเงินและตะกั่วขึ้น จะสวยงามแค่ไหนลองไปชมกัน   อ่านเพิ่มเติม บินทะยานชมเนบิวลาแบบ 3 มิติ

หรือนี่คือโฉมหน้า “มนุษย์แห่งโลกอนาคต”

พูดคุยกับ นีล ฮาร์บีสสัน เขาเกิดมาพร้อมกับภาวะตาบอดสีทุกสี แต่เสาอากาศซึ่งมีส่วนปลายเป็นตัวรับของเส้นใยนำแสงที่อยู่เหนือดวงตาของเขาพอดีช่วยให้ฮาร์บิสสันสามารถรับรู้สีได้

แรงบันดาลใจจาก “Bird Box” คนตาบอดได้ยินเสียงชัดกว่าจริงหรือ?

ธรรมชาติชดเชยสิ่งที่ขาดได้จริงหรือ? ต้องขอบคุณซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถในการปรับตัวอย่างน่าทึ่งที่เรียกว่า “สมอง”