นักวิจัยสร้าง “สมองจิ๋ว” รุ่นใหม่ในห้องทดลอง พบมีคลื่นสมองคล้ายทารกคลอดก่อนกำหนด

นี่อาจจะเป็นเรื่องที่หลายคนไม่เคยทราบมาก่อน แต่สำหรับนักวิทยาศาสตร์แล้ว แนวคิดเรื่องการสร้าง “สมองขนาดเล็ก” ในห้องทดลอง นับว่าไม่ใช่แนวคิดที่แปลกอะไร และมีการทดลองจริงๆ อย่างต่อเนื่องมาได้เกือบๆ หนึ่งทศวรรษแล้ว

สมองขนาดเล็กหรือ “Organoids” เหล่านี้ โดยมากแล้วจะถูกใช้ในงานวิจัยขนาดใหญ่เช่นการฉีดไวรัสซิกาเข้าไปเพื่อศึกษาว่าเพราะเหตุใดไวรัสตัวนี้จึงทำให้มนุษย์มีอาการ “Microcephaly” ซึ่งทำให้มนุษย์มีศีรษะเล็กผิดปกติได้

ภาพตัดขวางของ Organoids สมอง

ตามปกติแล้วสมองที่ออกมาจากการสร้างในห้องทดลองเช่นนี้ มักจะมีสภาพคล้ายกับก้อนเนื้อธรรมดาชิ้นหนึ่งก็เท่านั้น ล่าสุดนี้เองทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย กลับสามารถสร้างสมองขนาดเล็กที่มีความสามารถในการสร้างคลื่นสมองเหมือนกับทารกคลอดก่อนกำหนดขึ้นมาเสียอย่างนั้น

นี่เป็นการทดลองที่อาจจะฟังดูน่ากลัวและผิดจรรยาบรรณอยู่บ้าง แต่ในความจริงแล้วทีมนักวิทยาศาสตร์ก็มีเหตุผลที่จะผลิตสมองขนาดเล็กที่สร้างคลื่นสมองได้มากกว่าที่คิด

แถมแม้ว่าในสมองจะมีคลื่นสมองก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ก็ค่อนข้างมั่นใจว่าสมองที่สร้างขึ้นจะไม่ “คิด” หรือ “มีสติ” แน่นอน

แผนที่กิจกรรมที่แสดงการทำงานของสมองขนาดเล็กในปฏิบัติการ

เหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์สร้างสมองแบบนี้ขึ้นมา มาจากการที่พวกเขาต้องการจะศึกษาอาการอย่างออทิสติก โรคจิตเภท โรคสองบุคลิก และภาวะซึมเศร้าในมนุษย์ ซึ่งจำเป็นต้องใช้สมองที่มีระบบเครือข่ายเซลล์ประสาทสมอง

ดังนั้นทีมวิจัยจึงได้ทำการเก็บตัวอย่างเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์มาเพื่อสร้างเป็นเซลล์สมอง อย่างเซลล์ประสาทต้นกำเนิดบนจานทดลอง (Neural progenitor cells) ก่อนที่จะปล่อยมันสร้างเซลล์ใหม่ๆ อย่างเซลล์ประสาทกลูตาเมตไปเรื่อยๆ

ผลของการทดลองหลังจากผ่านไป 4 เดือน ทีมนักทดลองก็ได้สมองขนาดเล็กที่มีรูปร่างคล้าย “หยดน้ำทรงกลม” ขนาดราวๆ 0.5 เซนติเมตร

ซึ่งมีกิจกรรมการยิงเคลื่อนสัญญาณสมองราวๆ 30,000 ครั้งต่อนาที มากกว่าสมองขนาดเล็กทั่วไป 10 เท่า และเทียบได้กับสมองทารกคลอดก่อนกำหนด

Organoids ของสมองเมื่ออายุได้ 10 เดือน

แต่ก็อย่างที่กล่าวไปข้างต้น ต่อให้สมองขนาดเล็กจะมีการยิงเคลื่อนสัญญาณสมองก็ตาม เซลล์สมองขนาดเล็กก็ไม่ได้เชื่อมต่อกับอะไรเลยเหมือนกับสมองมนุษย์จริงๆ

มันจึงไม่สามารถรับรู้สิ่งที่เกิดขึ้นในโลกได้และไม่มีสติ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะยังไม่สามารถบอกได้ว่าทำไมสมองเหล่านี้จึงส่งสัญญาณออกมาก็ตาม

ทั้งนี้เองในปัจจุบัน ทีมนักวิทยาศาสตร์สามารถทำให้เซลล์สมองขนาดเล็กทำงานอย่างต่อเนื่องได้เป็นเวลาราวๆ 9-10 เดือน

ในอนาคตพวกเขาจึงมีเป้าหมายหลักๆ อยู่สองอย่างนั่นคือการทดลองกระตุ้นสมอง เพื่อดูว่าพวกมันจะสามารถทำงานได้นานกว่านี้หรือไม่

และการทดลองสร้างสมองที่มีลักษณะความผิดปกติของสมอง อย่างการใช้เซลล์จากเด็กออทิสติก เพื่อเพื่อศึกษาลักษณะการทำงานของเซลล์สมอง ที่อาจเป็นเหตุผลของลักษณะความผิดปกติของสมองต่อไป

ที่มา