การสืบพันธุ์: เราสามารถบังคับสมองให้งอกใหม่ได้หรือไม่?
จนกระทั่งศตวรรษที่แล้วเราเชื่อว่า neurogenesis - นั่นคือกระบวนการสร้างเซลล์ประสาท - ถูก จำกัด ด้วยเวลาที่สัตว์ยังคงอยู่ในครรภ์ของบรรพบุรุษของพวกเขา หลักฐานที่ดีสำหรับทฤษฎีนี้คือความสามารถที่ จำกัด ของมนุษย์ในการกู้คืนจากโรคหลอดเลือดสมองหรือความเสียหายทางระบบประสาทที่เกิดจากอุบัติเหตุ
แต่เมื่อเวลาผ่านไปการวิจัยใหม่พบหลักฐานว่าสมองของสัตว์โตอื่น ๆ สามารถงอกใหม่ได้ นี่คือกรณีตัวอย่างเช่นกับหมู่เกาะคานารี การศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 1980 โดย Fernando Nottebohm จาก Rockefeller University ในนิวยอร์กแสดงให้เห็นว่าในช่วงฤดูใบไม้ร่วงนกเหล่านี้สร้างเซลล์สมองที่พวกเขาสูญเสียในช่วงฤดูหนาว
ในขณะนั้นการค้นพบทำให้เกิดความโกรธแค้นในชุมชนวิทยาศาสตร์ตามบทความ“ Fantasy Fix” ที่ตีพิมพ์ในนิตยสาร New Scientist เมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2012 สิ่งนี้อาจเป็นการต่ออายุความหวังของผู้ที่ต้องการการรักษาที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น สำหรับโรคเช่นโรคพาร์กินสัน แม้ว่านักประสาทวิทยาบางคนบอกว่านี่ไม่ใช่กรณีของมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่ แต่บางคนก็รู้สึกเป็นแรงบันดาลใจมากพอที่จะทำกระบวนการที่คล้ายคลึงกันในสปีชีส์ของเรา
การฟื้นฟูสมองในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม
ในปี 1992 นักวิจัยซามูเอลไวส์และเบรนท์เรย์โนลด์แห่งมหาวิทยาลัยคาลการีอัลเบอร์ตาแคนาดาแยกเซลล์สมองจากหนูที่มีลักษณะคล้ายเซลล์ต้นกำเนิด จัดการในห้องปฏิบัติการเซลล์เหล่านี้ก่อให้เกิดเซลล์ประสาทใหม่เช่นเดียวกับเซลล์สมองชนิดอื่น
ในธรรมชาติแล้ว "เซลล์แม่" เหล่านี้ทำงานคล้ายกัน Fred Gage จากสถาบัน Salk ในแคลิฟอร์เนียพบว่าสารชนิดเดียวกันที่เติมเข้าไปในห้องปฏิบัติการนั้นมีอยู่ใน DNA ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมด้วยเช่นกัน นอกจากนี้ทีมงานของ Gage ตรวจพบว่ามีโปรตีนที่ผลิตโดยเซลล์ประสาท "ทารกแรกเกิด" เท่านั้น
ต้องขอบคุณการวิจัยประเภทนี้พบว่าในหนูผู้ใหญ่ neurogenesis เกิดขึ้นในโพรงสมองที่เต็มไปด้วยน้ำไขสันหลัง ที่น่าสนใจระบบประสาทก็เริ่มพัฒนาไปในทำนองเดียวกันในรูปแบบของหลอดเปล่าที่ยื่นออกมาผ่าน "ด้านหลัง" ของตัวอ่อน จากนี้ไปเซลล์ประสาทที่เพิ่งสร้างใหม่จะสร้างสมองและไขสันหลัง
และไม่ใช่แค่หนูที่มีหลักฐานทางประสาท ในช่วงปลายปี 1990 พบว่าลิงผู้ใหญ่ยังสร้างเซลล์ใหม่ในฮิบโปแคมปัสซึ่งเป็นพื้นที่ของสมองที่ถือว่าเป็น "หน่วยความจำ" เห็นได้ชัดว่าลิงเป็นเหมือนมนุษย์มากกว่าหนูดังนั้นในเวลาที่ข่าวนี้พบมากในแง่ดี
แล้วมนุษย์ล่ะ?
ข่าวใหญ่มาเมื่อทีมของ Gage สามารถวิเคราะห์สมองของคนห้าคนที่เป็นมะเร็ง ในขณะที่ผู้ป่วยเหล่านี้ยังมีชีวิตอยู่นักวิจัยต้องฉีด bromodeoxyuridine (BrdU) ซึ่งเป็นสารที่ใช้ในการตรวจจับการเพิ่มจำนวนเซลล์ในเนื้อเยื่อที่มีชีวิตซึ่งมีประโยชน์มากสำหรับการเพิ่มเนื้องอกและช่วยให้แพทย์มองเห็นระยะของโรคได้ดีขึ้น ที่น่าสนใจหลังจากการเสียชีวิตของผู้ป่วยเหล่านี้ BrdU ถูกตรวจพบในฮิบโปของผู้ป่วยทั้งหมดดังนั้นจึงแนะนำว่าเซลล์ใหม่ถูกสร้างขึ้นในภูมิภาคนั้น
การค้นพบได้แพร่กระจายไปทั่วโลกด้วยการมองโลกในแง่ดีนับตั้งแต่แรกปรากฏว่าสมองสามารถปรับตัวให้เข้ากับสถานการณ์ที่ไม่พึงประสงค์ได้มากกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อ น่าเสียดายที่ประสบการณ์ดังกล่าวยังไม่เกิดขึ้นซ้ำอีก อย่างไรก็ตามผู้อื่นยืนยันถึงผลลัพธ์เดียวกัน
Gerd Kempermann แห่งศูนย์บำบัดฟื้นฟูในเดรสเดินเยอรมนีได้ทำการตรวจหาแอนติบอดี 15 ชนิดที่ใช้ในการตรวจจับโปรตีนบางชนิดที่ผลิตโดยเซลล์ประสาทที่สร้างขึ้นใหม่ สมองของคน 54 คนที่เสียชีวิตเมื่อพวกเขาอายุเกือบ 100 ปีถูกวิเคราะห์
น่าแปลกที่ผลลัพธ์นั้นคล้ายกับที่เคยได้รับกับหนูตะเภาในห้องปฏิบัติการ: การมีตัวบ่งชี้แสดงให้เห็นว่ามีการสร้างเซลล์ใหม่ในฮิบโป ในการให้สัมภาษณ์กับนิตยสาร New Scientist เมื่อวันที่ 18 กุมภาพันธ์ 2012 ดร. Kempermann กล่าวว่าแม้ว่าการสร้างเซลล์จะลดลงเมื่ออายุหนึ่ง แต่ก็สามารถรับรู้กิจกรรมนี้แม้ในมนุษย์ที่มีอายุมากกว่า
นอกจากนี้ยังเป็นไปได้ที่จะตรวจสอบการมีอยู่ของเซลล์ต้นกำเนิดในสมองของ Homo sapiens การค้นพบนี้เกิดขึ้นได้โดยผู้ป่วยที่เข้ารับการผ่าตัดเพื่อรักษาอาการชักเท่านั้น การรักษาโดยทั่วไปประกอบด้วยการลบส่วนของสมองที่ชักเหล่านี้เกิดขึ้นรอบ ๆ ฮิบโป
ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะแยกสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นเซลล์ต้นกำเนิดที่อยู่ในตัวอย่างที่ลบเหล่านี้ แม้ว่าเซลล์เหล่านี้มีความสามารถในการเติบโตทางห้องปฏิบัติการ จำกัด แต่พวกเขาก็มีความสามารถในการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ สำหรับนักประสาทวิทยานี่เป็นข่าวที่ดีเนื่องจาก "คลังเก็บ" ของเซลล์นี้สามารถถูกใช้เพื่อรักษาโรคหลอดเลือดสมองและโรคพาร์คินสันและอัลไซเมอร์
Neurogenesis และความสงสัยทางวิทยาศาสตร์
อย่างที่คาดไว้นักวิทยาศาสตร์บางคนคัดค้านความคิดที่ว่า neurogenesis เป็นไปได้ในมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่ ในบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature (ฉบับ 478; p. 333) นักประสาทวิทยาชื่อดัง Pasko Rakic ระบุว่าข้อมูลที่พบในการทดลองกับหนูไม่สามารถใช้กับมนุษย์ได้
ราวกับว่ายังไม่เพียงพอ Rakic อ้างว่าการใช้ BrdU ในการทดลองดังกล่าวไม่น่าเชื่อถือเนื่องจากสารสามารถกระตุ้นการแบ่งเซลล์ ดังนั้นตอนนี้การทดสอบหลายอย่างจะทำกับแอนติบอดี้ที่ระบุโปรตีนที่สร้างโดยเซลล์ประสาทใหม่ แต่ก็ยังไม่มีความเห็นพ้องกันว่าโปรตีนชนิดใดที่สามารถระบุการปรากฏตัวของเซลล์ประสาทที่สร้างขึ้นใหม่ได้อย่างน่าเชื่อถือ นอกจากนี้การทดลองที่พบการปรากฏตัวของ neurogenesis ในลิงได้ดำเนินการกับ BrdU เท่านั้น
นักวิทยาศาสตร์ที่ยังคงเห็น neurogenesis พูดสรุปสถานการณ์โดยบอกว่าไม่มีหลักฐานว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นในเปลือกสมองซึ่งมีหลักฐานที่ขัดแย้งกันสำหรับการเกิดของเซลล์ประสาทใหม่ในหลอดรับกลิ่น - พื้นที่สมองรับผิดชอบต่อเซลล์ประสาท กลิ่นที่เรารู้สึก - และหลักฐานดังกล่าวมีข้อ จำกัด ในกรณีของฮิบโปซึ่งดูเหมือนว่า neurogenesis จะลดลงเมื่อเราแก่ขึ้นและไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าปริมาณที่มีจะมีประโยชน์หรือไม่
แนวคิดเก่า ๆ ที่ว่าสมองมนุษย์ที่เป็นผู้ใหญ่ไม่สามารถงอกใหม่ได้อาจเป็นเรื่องจริง ตามที่ Rakic และนักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ มีความเป็นไปได้สูงที่สมองของเราจะมีความมั่นคงมากกว่าการปรับตัว อย่างไรก็ตามยังคงมีความหวังสำหรับผู้ป่วยที่มีโรคประสาทหรือการบาดเจ็บ: การปลูกถ่ายเซลล์ประสาทที่สร้างจากห้องปฏิบัติการไปยังสมองของผู้ป่วย
น่าเสียดายที่มนุษยชาติยังคงมีหนทางไกลก่อนที่เทคนิคเหล่านี้จะไปถึงโรงพยาบาลและคลินิกทั่วโลก แต่สิ่งสำคัญคือต้องรู้ว่าเรากำลังทำตามขั้นตอนแรกเพื่อทำให้สิ่งนี้เป็นจริง
