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

วัคซีนโควิด-19 ความหวังและทางรอดของประชากรโลก

สถานการณ์การแพร่ระบาดของโควิด-19 กลับมายังประเทศไทยอีกครั้ง จากการเดินทางเข้าออกประเทศอย่างผิดกฏหมายของแรงงานชาวไทยและเมียนมา นอกจาก ‘สวมหน้ากาก กินช้อนกลาง ล้างมือ’ แล้ว ประเด็นสำคัญอีกหนึ่งเรื่องคือ ทุกคนกำลังเฝ้ารอ วัคซีนโควิด-19 ในขณะเดียวกัน ความหวังสุดท้ายของโลก วัคซีนโควิด-19 ก็เริ่มถูกทยอยฉีดให้บุคคลกลุ่มแรกในหลายประเทศทั่วโลก โดยใช้วัคซีนที่ผลิตจากบริษัทเอกชนชั้นนำของโลก แต่อย่างไรก็ตาม ผู้เชี่ยวชาญด้านไวรัสวิทยากล่าวว่า ประสิทธิภาพของวัคซีนยังอยู่ระหว่างการเก็บรวบรวมข้อมูล เท่ากับว่าศึกของมนุษยชาติครั้งนี้ยังไม่ใกล้สิ้นสุด และความท้าทายต่อไปคือ ความเหลื่อมล้ำในการเข้าถึงวัคซีนของประชากรโลก ที่ประชากรในประเทศยากจนอาจต้องรอวัคซีนไปอีกหลายปี ทำไม วัคซีนโควิด -19 จึงใช้เวลาเวลาศึกษาวิจัยอย่างรวดเร็ว เมื่อเริ่มแรกของการระบาดโรคโควิด-19 เกิดขึ้นในประเทศจีน เพียงไม่กี่สัปดาห์หลังจากนั้น นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนสามารถถอดรหัสพันธุกรรมของไวรัสโคโรนาสายพันธุ์ใหม่ได้สำเร็จ และเผยแพร่ข้อมูลนี้ไปยังนานาประเทศ เพื่อเป็นฐานข้อมูลเกี่ยวกับการศึกษาโรคอุบัติใหม่นี้ ในกระบวนการผลิตวัคซีนต้องเริ่มศึกษาชีววิทยาของเชื้อไวรัสก่อน และศึกษาหากลไกการติดเชื้อในร่างกายมนุษย์ และหาเป้าหมายของการติดเชื้อเพื่อหาแอนติเจน ลำดับขั้นตอนตั้งแต่พบโรคระบาด กระบวนการผลิตวัคซีน ประกอบด้วยขั้นตอนต่างๆ ดังนี้ การพัฒนาวัคซีนในระยะก่อนการศึกษาในคน (Pre-clinical phase) การศึกษากลไกการเกิดโรค การค้นคว้าหาแอนติเจนที่กระตุ้นภูมิคุ้มกันสามารถป้องกันโรค พัฒนากระบวนการผลิตและวิธีการทดสอบทางห้องปฏิบัติการ ผลิตในห้องปฏิบัติการและทดสอบในสัตว์ทดลองซึ่งผ่านการอนุมัติจากคณะกรรมการจรรยาบรรณการใช้สัตว์ทดลอง การพัฒนาวัคซีนในระยะการศึกษาในคน (Clinical phase) ผลิตในโรงงานกึ่งอุตสาหกรรมและทำการทดสอบในมนุษย์ระยะที่ 1, 2, 3 ซึ่งได้ผ่านการอนุมัติจากคณะกรรมการจรรยาบรรณการใช้ยาในคน […]

ภาพเปลือยโมนาลิซาอาจเป็นผลงานของ ดา วินชี เอง

ภาพเปลือยโมนาลิซาอาจเป็นผลงานของ ดา วินชี เอง โดย คริสตินา นูเนช ภาพวาดด้วยดินสอที่เป็นที่รู้จักในฐานะ “ภาพเปลือยของโมนาลิซา” ถูกเชื่อกันมาอย่างยาวนานว่าเป็นผลงานของหนึ่งในลูกศิษย์ของ ลีโอนาร์โด ดา วินซี แต่ผู้เชี่ยวชาญจากพิพิธภัณฑ์ลูฟวร์ในกรุงปารีสชี้ว่าผลงานชิ้นนี้อาจเป็นผลงานของดา วินชีเอง เป็นการยากที่จะมองข้ามจุดคล้ายคลึงกันของผู้หญิงที่โด่งดังที่สุดในผลงานของดา วินชี เมื่อศตวรรษที่ 16 กับผู้หญิงในภาพเขียน “โมนนา แวนนา” (Monna Vanna) ภาพสเก๊ตช์ที่ถูกเก็บอยู่ในพิพิธภัณฑ์ Condé ทางตอนเหนือของกรุงปารีส ตั้งแต่ปี 1862 รอยยิ้มไม่เต็มที่เหนือคางที่ได้รูป ตลอดจนองศาของการวางมือก็เหมือนกันพอดิบพอดี ความคล้ายคลึงดังกล่าวดึงดูดความสนใจของบรรดานักวิจัยในการหาคำตอบของผลงานชิ้นนี้ ที่มีแผนจะจัดแสดงภายในนิทรรศการของพิพิธภัณฑ์ Condé ในปี 2019 นี้ เนื่องในโอกาสครบรอบ 500 ปี นับตั้งแต่ศิลปินเอกชาวอิตาลีแห่งยุคเรเนซองส์เสียชีวิตลง ภาพเขียนถูกสร้างสรรค์ขึ้นในช่วงเวลาเดียวกับ “โมนาลิซา” ในช่วงที่ดา วินชี ยังมีชีวิต และตัวกระดาษเองก็ถูกผลิตขึ้นในอิตาลี รายงานจาก Mathieu Deldicque รองผู้ดูแลพิพิธภัณฑ์ Condé ให้สัมภาษณ์กับสำนักข่าวรอยเตอร์ นับตั้งแต่ศตวรรษที่ 20 […]

ปรากฏการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification)

ในปัจจุบันการเกิด ปรากฏการณ์ทะเลกรด เพิ่มขึ้นในอัตราที่เร็วกว่าช่วงที่ผ่านมา และเริ่มส่งผลกระทบที่ชัดเจนมากขึ้น ปรากฏการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification) คือ ค่าความเป็นกรด-ด่าง หรือ ค่า pH ของน้ำทะเลในมหาสมุทรทั่วโลกลดลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งโดยปกติแล้ว น้ำทะเลมีค่า pH อยู่ที่ราว 8.1 แต่เนื่องปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide) ในชั้นบรรยากาศโลกเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ตั้งแต่ช่วงปลายศตวรรษที่สิบแปดเป็นต้นมา กำลังส่งผลให้มหาสมุทรดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ (Carbon dioxide) จากชั้นบรรยากาศมากขึ้นอีกหลายเท่าตัว และนำไปสู่ “สภาวะการเป็นกรดเพิ่มขึ้นของน้ำในมหาสมุทรทั่วโลก” ค่าความเป็นกรด-ด่าง หรือ ค่า pH มากกว่า 7 เป็นด่าง (Basic/Alkaline) 7 คือ เป็นกลาง (Neutral) ต่ำกว่า 7 เป็นกรด (Acidic) การเกิดปรากฏการณ์ทะเลกรด ปรากฏการณ์ทะเลกรด เกิดจากมหาสมุทรดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ปริมาณมหาศาลจากชั้นบรรยากาศโลก ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำทะเล (H2O) เกิดเป็นกรดคาร์บอนิก (H2CO3) ซึ่งเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลให้ไฮโดรเจนไอออน […]