เซลล์ประสาทสมองรับส่ง 2 สัญญาณได้ในคราวเดียวกัน

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยดุ๊ก (Duke University) ในสหรัฐฯ ค้นพบกลไกการทำงานที่น่าอัศจรรย์ของเซลล์ประสาทสมอง ซึ่งสามารถเข้ารหัสส่งกระแสประสาทได้ถึง 2 สัญญาณในคราวเดียวกัน คล้ายกับเทคนิคการรวมสัญญาณของสายโทรศัพท์ในยุคเริ่มแรก

ลักษณะพิเศษดังกล่าวทำให้สมองสามารถจัดการข้อมูลที่หลากหลายและซับซ้อนจากสิ่งแวดล้อมรอบตัว ซึ่งประดังประเดเข้ามาเป็นจำนวนมากในขณะเดียวกันได้ เช่นการแยกแยะเสียงต่าง ๆ ในงานเลี้ยง ซึ่งมีทั้งเสียงพูดคุยกับเพื่อนฝูงที่อยู่ตรงหน้า เสียงดนตรีที่เป็นฉากหลัง และเสียงเหตุการณ์อื่น ๆ

มีการตีพิมพ์ผลการศึกษานี้ในวารสาร Nature Communications โดยทีมผู้วิจัยระบุว่าได้ทดลองดูกระบวนการส่งกระแสประสาทในสมองของลิง ขณะได้ยินเสียงที่มีความถี่แตกต่างกัน 2 เสียงซึ่งดังขึ้นในคราวเดียวกัน โดยมีการฝึกให้ลิงหันหน้าไปในทิศทางของเสียงที่ได้ยิน เพื่อยืนยันว่ามีการรับรู้เสียงเกิดขึ้นจริง

ทีมผู้วิจัยฝังขั้วไฟฟ้าลงในสมองส่วน Inferior colliculus ซึ่งเป็นศูนย์กลางการได้ยินในสมองส่วนกลางของลิง และพบว่าเซลล์ประสาทมีอัตราการส่งสัญญาณไฟฟ้าเป็นเอกลักษณ์ที่แตกต่างกันระหว่างเสียงแต่ละความถี่

แต่เมื่อมีการรับรู้สัญญาณเสียงทั้งสองพร้อมกัน เซลล์ประสาทในสมองจะเข้ารหัสสัญญาณเสียงทั้งคู่ทีละส่วนแบบสลับกันไปมา โดยเห็นได้จากอัตราการส่งสัญญาณไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงเป็นจังหวะ ระหว่างสัญญาณของเสียงที่ 1 และเสียงที่ 2 อย่างรวดเร็ว คล้ายเทคนิคการรวมสัญญาณแบบแบ่งเวลา (Time-division multiplexing) ที่ใช้ส่งสัญญาณโทรศัพท์หลายสายผ่านช่องทางเดียวในยุคก่อน

แม้จะเป็นที่ทราบกันมานานว่า สมองสามารถประมวลผลข้อมูลที่ได้รับจากสิ่งเร้าจำนวนมากในเวลาเดียวกันได้ แต่กลไกการทำงานดังกล่าวในระดับเซลล์ประสาทเพิ่งมีการทำความเข้าใจกันมากขึ้นเมื่อไม่นานมานี้

ศ. เจนนิเฟอร์ โกรห์ ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า การค้นพบดังกล่าวยังจะช่วยให้นักประสาทวิทยาเข้าใจถึงข้อจำกัดของความจำเพื่อใช้งาน (Working memory) หรือความจำที่ดึงมาใช้เฉพาะหน้าในระยะสั้นได้มากขึ้นกว่าเดิม ซึ่งปกติแล้วคนเราจะสามารถดึงข้อมูลต่าง ๆ จากความจำส่วนนี้มาใช้ได้ราว 5-7 เรื่องในขณะเดียวกัน

งานวิจัยล่าสุดตอกย้ำ สมองคนสร้างเซลล์ประสาทใหม่ได้ตลอดชีวิต

แม้ก่อนหน้านี้จะเชื่อกันว่า สมองของคนเราจะหยุดสร้างเซลล์ประสาทใหม่เมื่อเริ่มย่างเข้าสู่วัยรุ่น แต่ผลการศึกษาล่าสุดยืนยันอีกครั้งว่า สมองส่วนฮิปโปแคมปัสของมนุษย์ในวัยผู้ใหญ่และวัยชรา ยังคงมีเซลล์ต้นกำเนิดหรือสเต็มเซลล์ที่พัฒนาไปเป็นเซลล์ประสาทอยู่อีกอย่างเหลือเฟือ

ดร. มอรา โบลดรินี และคณะนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียของสหรัฐฯ ตีพิมพ์เผยแพร่ผลการศึกษาข้างต้นในวารสาร Cell Stem Cell โดยระบุว่าได้ตรวจสอบตัวอย่างสมองส่วนฮิปโปแคมปัส ซึ่งเป็นสมองส่วนที่เกี่ยวข้องกับความจำ การเรียนรู้ และอารมณ์ ซึ่งได้มาจากผู้บริจาคอวัยวะทั้งชายและหญิงอายุระหว่าง 14-79 ปี รวมทั้งสิ้น 28 ราย โดยคนเหล่านี้มีสุขภาพสมบูรณ์ดี และมีการเก็บตัวอย่างสมองภายในเวลาไม่กี่ชั่วโมงหลังเสียชีวิตลง

ผลการตรวจนับจำนวนเซลล์ประสาทในระยะต่าง ๆ ในบริเวณที่เรียกว่า dentate gyrus ซึ่งเป็นส่วนที่สร้างเซลล์ประสาทใหม่ภายในฮิปโปแคมปัส พบว่าแม้ปริมาณเซลล์ต้นกำเนิดในสมองส่วนนี้จะลดลงไปตามวัยที่เพิ่มขึ้น แต่การก่อตัวของเส้นเลือดและจำนวนของเซลล์ประสาทเกิดใหม่ซึ่งยังเติบโตไม่เต็มที่นั้น กลับคงที่ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามอายุด้วย

ดร. โบลดรินี บอกว่า "สิ่งที่น่าตื่นเต้นก็คือ เรายังคงพบเซลล์ประสาทเกิดใหม่ในสมองส่วนนี้ได้ตลอดชีวิต ซึ่งทำให้มนุษย์ต่างจากสัตว์จำพวกไพรเมตและหนูทดลองที่การสร้างเซลล์ประสาทสมองจะลดลงอย่างรวดเร็วไปตามวัย สิ่งนี้ยังแสดงว่ามนุษย์ต้องการเซลล์ประสาทใหม่เพื่อการเรียนรู้เรื่องซับซ้อน และพัฒนาพฤติกรรมตอบสนองต่ออารมณ์ต่าง ๆ ในระยะยาว"

ก่อนหน้านี้เคยมีทั้งงานวิจัยที่ยืนยันและคัดค้านในประเด็นที่ว่า สมองส่วนฮิปโปแคมปัสสร้างเซลล์ประสาทใหม่หลังมนุษย์เติบโตพ้นวัยเด็กไปแล้วได้หรือไม่ แต่งานวิจัยล่าสุดสนับสนุนความเป็นไปได้ในเรื่องดังกล่าว

นอกจากนี้ คณะวิจัยของดร. โบลดรินี ยังพบด้วยว่า เมื่อคนเรามีอายุมากขึ้น เซลล์ภายในสมองส่วนฮิปโปแคมปัสที่ผลิตสารทำให้เซลล์ประสาทมีความยืดหยุ่นพร้อมเปลี่ยนแปลงเชื่อมต่อได้ใหม่ (neuroplasticity) จะมีปริมาณลดลง ซึ่งอาจเป็นสาเหตุหนึ่งของโรคสมองเสื่อม รวมทั้งการที่คนชราไม่อาจควบคุมอารมณ์ได้ดีเท่าเมื่อตอนยังเป็นหนุ่มสาว

ด้านผู้เชี่ยวชาญในแวดวงประสาทวิทยามองว่า งานวิจัยดังกล่าวยังคงมีความไม่แน่นอน เนื่องจากการมีเซลล์ประสาทเกิดใหม่ในวัยชราอาจเป็นเพียงกรณีพิเศษที่เกิดขึ้นกับบางคนเท่านั้น แต่อย่างไรก็ตาม ข้อมูลใหม่ที่ค้นพบมีศักยภาพในการใช้เป็นแนวทางพัฒนาวิธีรักษาโรคอัลไซเมอร์ รวมทั้งโรคทางจิตเวชต่าง ๆ ที่เกิดจากกระบวนการสร้างเซลล์ประสาทสมองใหม่ถูกรบกวนขัดขวาง

ที่มา ; ข่าว BBC ไทย

ความเห็นของผู้ชม