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

อาร์โทรโพดา (Arthropoda)

สัตว์ขาข้อ หรือ อาร์โทรโพดา จัดเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีความหลากหลายทางชนิดพันธุ์มากที่สุดในโลก อาร์โทรโพดา (Arthropoda) คือหนึ่งในเก้าหมวด หรือไฟลัม (Phylum) ของอาณาจักรสัตว์ (Kingdom Animalia) ในการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตตามหลักอนุกรมวิธานวิทยา (Taxonomy) โดยสัตว์ในไฟลัมอาร์โทรโพดา คือกลุ่มของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) ที่ถูกเรียกรวมกันว่า สัตว์ขาข้อ (Arthropod) เช่น แมงดาทะเล แมงมุม เห็บ กุ้ง ปู กิ้งกือ ตะขาบ และแมลงต่าง ๆ ซึ่งไฟลัมอาร์โทรโพดายังเป็นกลุ่มของสัตว์ที่มีความหลากหลายทางชนิดพันธุ์สูงสุดในโลก จากความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปของโลกได้อย่างยอดเยี่ยม และในปัจจุบันมีการค้นพบสัตว์ขาข้อเหล่านี้มากกว่า 1.2 ล้านชนิด หรือคิดเป็นร้อยละ 80 ของสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์ทั้งหมด คำว่า “อาร์โทร” (Arthron) แปลว่า “ข้อต่อ” และ “พอโดส” (Podos) แปลว่า “เท้า” ในภาษากรีก ลักษณะสำคัญของสัตว์ในไฟลัม อาร์โทรโพดา  มีรูปร่างสมมาตรแบบครึ่งซีกหรือสมมาตรแบบซ้ายขวา (Bilateral symmetry)   มีลำตัวเป็นข้อปล้อง ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 3 […]

เหมียวหง่าว ทาสแมวรู้ไหมเจ้านายกำลังบอกอะไร?

เหมียวหง่าว ทาสแมวรู้ไหมเจ้านายกำลังบอกอะไร? บรรดาทาสแมวทราบหรือไม่ว่าเสียงร้องเหมียวๆ ของเจ้านายคุณกำลังสื่ออะไร นักวิทยาศาสตร์จากสวีเดนพยายามค้นหาความหมายเบื้องหลังเสียงร้องของแมวเหล่านี้ ด้วยการหารูปแบบของเสียงร้องที่คล้ายคลึงกันในแมวจากหลายสถานที่ นี่แมวของฉันกำลังหิวหรือหิวมากๆ ? แม้ว่าคุณจะไม่อาจทราบได้ แต่รู้หรือไม่ว่าวิธีการที่คุณพูดคุยกับแมวของคุณนั้น ก็จะมีผลต่อวิธีการที่แมวส่งเสียงเป็นปฏิกิริยาตอบกลับมาเช่นกัน ในงานวิจัยครั้งนี้นักวิทยาศาสตร์เปรียบเทียบเสียงร้องของแมวจากสองภูมิภาคในสวีเดน ซึ่งผู้คนพูดภาษาถิ่นแตกต่างกัน พวกเขาต้องการหาคำตอบว่าแมวที่อาศัยอยู่ต่างสถานที่ และได้รับอิทธิพลจากเสียงของเจ้าของต่างกันนั้นจะมีเสียงร้องที่ต่างกันด้วยหรือไม่? และคำตอบคือใช่! ในอนาคตพวกเขาจะยังค้นวิจัยกันต่อไป ยังมีแมวอีกหลายมุมโลกที่พร้อมร้องให้ฟัง โดยคาดหวังว่างานวิจัยครั้งนี้จะช่วยให้บรรดาทาสแมวเข้าใจว่าเจ้านายของเขานั้นกำลังบอกอะไร   อ่านเพิ่มเติม สุนัขหรือแมว ใครกันแน่ที่ฉลาดกว่า?

ชมคลิปวิดีโอที่ช่วยไขปริศนาว่า นาร์วาฬใช้งาของมันทำอะไร

เรื่อง    ซาราห์ กิบเบนส์ ในคลิปวิดีโอที่ถ่ายจากโดรนเหนือน่านน้ำนอกชายฝั่งดินแดนนูนาวุตของแคนาดา นาร์วาฬตัวหนึ่งใช้งาของมันฟาดปลาค้อดอาร์กติกก่อนจับกินเป็นอาหาร แรงกระแทกอาจทำให้ปลามึนงงและกลายเป็นเหยื่อที่จับได้ง่ายของนาร์วาฬ แท้จริงแล้ว งาของนาร์วาฬคือฟันที่บิดเกลียวยื่นออกมาจากส่วนหัว และสามารถยาวได้เกือบถึงสามเมตร นอกจากนั้นงาของนาร์วาฬยังปกคลุมไปด้วยปลายประสาทนับพันๆ ที่ช่วยให้พวกมันรับรู้เกี่ยวกับสภาพแวดล้อมรอบตัว นาร์วาฬอาศัยอยู่ในน่านน้ำห่างไกล และเรายังรู้จักพฤติกรรมของพวกมันน้อยมาก ที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ได้แต่คาดเดาว่า นาร์วาฬใช้งาของมันทำอะไร  พฤติกรรมที่ได้รับการบันทึกไว้เป็นครั้งแรกนี้จึงช่วยไขปริศนาที่มีมาช้านานได้ แบรนดอน ลาฟอเรสต์ ผู้เชี่ยวชาญอาวุโสด้านชนิดพันธุ์และระบบนิเวศแถบอาร์กติกจากกองทุนสัตว์ป่าโลก (WWF) ประจำแคนาดา อธิบายว่า เพราะเหตุใดนาร์วาฬจึงเป็นชนิดพันธุ์ที่เรารู้จักน้อยมาก “พวกมันไม่กระโดดทิ้งตัวเหมือนวาฬชนิดอื่นๆ และค่อนข้างขี้อายครับ คลิปวิดีโอนี้จึงให้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับการใช้งาของมัน” ลาฟอเรสต์บอก ที่ผ่านมา ลาฟอเรสต์ซึ่งทำงานร่วมกับเจ้าหน้าที่รัฐบาลแคนาดา ใช้เวลาศึกษานาร์วาฬในถิ่นอาศัยฤดูหนาวของพวกมัน แต่ความที่ถิ่นอาศัยของพวกมันอยู่ห่างไกล การสังเกตพฤติกรรมด้วยสายตาจึงทำได้ค่อนข้างยาก มารีอาน มาร์กู นักวิจัยจากกรมประมงและมหาสมุทรของแคนาดา บอกว่า การใช้โดรนเป็นวิธีใหม่ที่ช่วยให้เราศึกษาสัตว์ผู้ลึกลับเหล่านี้ได้ เธอบอกว่า “โดรนเป็นอะไรที่น่าตื่นเต้นมาก เราสามารถเห็นอะไรที่ไม่เคยเห็นมาก่อน” ที่ผ่านมา การใช้เครื่องบินเล็กให้ภาพได้ไม่ชัดเจน และบ่อยครั้งทำให้สัตว์ที่เป็นเป้าหมายตื่นตกใจ ขณะที่คลิปวิดีโอนี้ช่วยยืนยันทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวกับการใช้งาของนาร์วาฬ  พวกมันยังอาจใช้งาเพื่อการอื่นด้วย เช่น เจาะน้ำแข็ง ใช้เป็นอาวุธต่อสู่กัน ช่วยเรื่องการคัดเลือกทางเพศ (sexual selection) หรือเป็นเครื่องมือเกี่ยวข้องกับการใช้เสียงสะท้อน เพื่อนำทางหรือระบุตำแหน่ง (echolocation) คล้ายโซนาร์  […]