เซลล์ประสาทสองหน้าที่ที่พบในหนูฮิปโปแคมปี อาจช่วยให้สัตว์หาอาหารได้
บางครั้งอาหารดีๆ สักมื้อก็สามารถทำให้ค่ำคืนนี้ลืมไม่ลง การศึกษาเรื่องหนูใหม่ซึ่งเผยแพร่ทางออนไลน์วันที่ 18 กุมภาพันธ์ในวารสาร Journal of Neuroscienceอาจช่วยอธิบายได้ว่าทำไม
เซลล์ประสาทบางกลุ่มในสมองของหนูจะมีข้อมูลเกี่ยวกับทั้งรสชาติและสถานที่เริ่มทำงานเมื่อรสชาติที่ถูกต้องกระทบลิ้นเมื่อหนูอยู่ในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่ง เซลล์สองหน้าที่เหล่านี้สามารถช่วยให้สัตว์วางตำแหน่งอาหารลงในแผนที่จิตได้
นักวิจัยได้ฝังอิเล็กโทรดเข้าไปในสมองส่วนฮิปโปแคมปัส ซึ่งเป็นพื้นที่ของสมองที่มีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากกับการสร้างความจำและการทำแผนที่ จากนั้นหนูจะเดินไปรอบ ๆ กรงเพื่อให้นักวิจัยสามารถระบุ “เซลล์สถานที่” ที่ใช้งานได้ก็ต่อเมื่อหนูเดินเข้าไปในจุดหนึ่งเท่านั้น ในเวลาเดียวกัน นักวิจัยได้ส่งรสหนึ่งในสี่รสชาติ (น้ำหวาน เค็ม ขม และน้ำเปล่า) ผ่านท่อที่ฝังไว้บนลิ้นของหนูที่เร่ร่อนโดยตรง
เซลล์ของสถานที่ทำงานบางส่วนยังตอบสนองต่อรสชาติตั้งแต่หนึ่งอย่างขึ้นไป แต่เมื่อหนูอยู่ในจุดที่ถูกต้องภายในกรงเท่านั้น เมื่อหนูย้ายออกจากจุดที่ต้องการของเซลล์สถานที่ เซลล์นั้นไม่ตอบสนองต่อรสชาติอีกต่อไป นักวิจัยพบว่า แผนที่ในใจของจุดที่ดีที่สุดสำหรับการชิมของอร่อยจะมีประโยชน์สำหรับสัตว์ที่ต้องการหาอาหารมื้อต่อไป
การค้นพบของสมองเปิดประตูสู่การรักษาแบบใหม่
เป็นเวลาหลายศตวรรษ ที่นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามค้นหาการทำงานของสมองมนุษย์ แต่สสารนั้นที่ซุกอยู่ในเปลือกกระดูกก็ต่อต้านความพยายามที่จะไขความลับของมันมาเป็นเวลานาน
เทคนิคที่คิดค้นขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1900 ซึ่งรวมถึง angiography และ electroencephalography ทำให้สามารถตรวจสอบลักษณะบางอย่างของสมองได้โดยไม่ต้องบุกรุกกะโหลกศีรษะ แต่จนถึงช่วงทศวรรษ 1970 ด้วยการพัฒนาเครื่อง PET และ MRI ที่ใช้งานได้ จึงสามารถเห็นการทำงานของสมองได้
เรื่องราวสองเรื่องในฉบับนี้ให้ความกระจ่างว่าเรามาไกลแค่ไหนแล้วในการสำรวจและมีอิทธิพลต่อสมองในยุคนวัตกรรมทางประสาทวิทยาที่ไม่ธรรมดานี้ ล อร่า แซนเดอร์ส นักเขียนด้านประสาทวิทยา สำรวจความพยายามในการรักษาภาวะ ซึมเศร้าด้วยการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า แทนที่จะส่งการปะทะทั้งสมองซึ่งใช้ในการบำบัดด้วยไฟฟ้าสำหรับภาวะซึมเศร้าอย่างรุนแรง การทดลองเหล่านี้เป็นการทดสอบว่าส่วนที่กระตุ้นของสมองด้วยอิเล็กโทรดสามารถทำงานได้ดีกว่าการรักษาในปัจจุบันหรือไม่
“มันเป็นหนึ่งในสิ่งที่ฟังดูเหมือนนิยายวิทยาศาสตร์ แต่จริงๆ แล้วพวกเขากำลังทำมัน” แซนเดอร์สบอกฉัน “จะเกิดอะไรขึ้นถ้าเรามีวิธีการที่แม่นยำ อ่อนโยนกว่า และเมตตากว่าซึ่งได้ผล”
เรื่องที่สองโดยแซนเดอร์สกล่าวถึงการค้นพบล่าสุดเกี่ยวกับซีรีเบลลัม ซึ่งเป็นโครงสร้างสมองที่เคยคิดว่าเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวเท่านั้น ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าcerebellum มีบทบาทในหลาย ๆ อย่างที่ทำให้เราเป็นมนุษย์รวมถึงความจำ ภาษา และความสัมพันธ์ทางสังคม
เทคโนโลยีที่ได้รับการปรับปรุง เช่น อิเล็กโทรดขนาดเล็กที่ใช้ในการบำบัดด้วยการกระตุ้นสมอง ขับเคลื่อนการค้นพบส่วนใหญ่เหล่านี้ และบ่อยครั้งที่นวัตกรรมมาจากการผสมผสานวิธีการ
ในเดือนมกราคม แซนเดอร์สเขียนเกี่ยวกับนักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับวิทยาเขตการวิจัย Janelia ของ Howard Hughes Medical Institute ที่สามารถซูมเข้าในโครงสร้างของเซลล์ประสาทได้ครั้งละหนึ่งเซลล์โดยการรวมกล้องจุลทรรศน์แผ่นแสงเลเซอร์ตาข่ายเข้ากับเทคนิคที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์ขยาย ซึ่งจะขยายให้ใหญ่ขึ้น ตัวอย่างเนื้อเยื่อเล็กๆ เพื่อแสดงโครงสร้างแต่ละส่วน และกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้สร้างรูปแบบขั้นสูงของออพโตเจเนติกส์ที่ใช้แสงเลเซอร์เพื่อควบคุมเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ นักวิจัยใช้เทคนิคนี้ในการเปิดและปิดเซลล์ประสาทในสมองของหนู เพื่อควบคุมพฤติกรรมของสัตว์ ( SN Online: 1/17/19 )
แซนเดอร์สชื่นชมความยากลำบากของความสำเร็จเหล่านี้ เธอมีปริญญาเอก ในด้านอณูชีววิทยา ซึ่งเธอได้รับจากการใช้เวลาหลายชั่วโมงในการปรับแต่งเซลล์ประสาทในสมองของแมลงวันผลไม้ เพื่อดูว่าภูมิภาคต่างๆ มีส่วนเกี่ยวข้องกับการเต้นผสมพันธุ์ของแมลงวันอย่างไร “แต่ฉันเบื่อมากกับการดูวิดีโอการผสมพันธุ์แมลงวันผลไม้” เธอกล่าว นอกจากนี้ การผ่าสมองแมลงวันผลไม้เล็กๆ ทั้งหมดนั้นหมายความว่าเธอต้องการแว่นตาเมื่อเรียนจบปริญญา
ในที่สุด แซนเดอร์สก็ตระหนักว่า เธอสนใจสมองของผู้คนมากกว่า และเธอก็ตัดสินใจที่จะเป็นนักข่าวด้านวิทยาศาสตร์ “นั่นเป็นส่วนหนึ่งของสิ่งที่ฉันรัก” เธอกล่าว “เมื่อคิดถึงความซับซ้อนของพฤติกรรมของมนุษย์ และวิธีที่เราได้รับเบาะแสที่เป็นไปไม่ได้ก่อนหน้านี้” เราดีใจที่เธอตัดสินใจใช้ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับประสาทวิทยาศาสตร์เพื่ออธิบายให้สาธารณชนทราบ การสูญเสียของแมลงวันผลไม้คือกำไรของเรา
