GPS ในสมอง

บทความโดย ดร. อดิสร เตือนตรานนท์
นักวิจัยอาวุโส ศูนย์เทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์แห่งชาติ
ผู้เชี่ยวชาญ สถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีชั้นสูง
สำนักงานคณะกรรมการนโยบายวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและนวัตกรรมแห่งชาติ
[email protected]

เคยสงสัยกันไหมครับว่า ทำไมบางคนจำทางได้ดี บางคนขับรถหลงทางตลอด เราเรียกว่า คนเหล่านี้มีแผนที่อยู่ในสมอง ผมก็เป็นคนหนึ่งที่จดจำเส้นทางได้ดี เหมือนมีแผนที่ในสมอง หรือถ้าจะให้ทันสมัยกับเทคโนโลยีหน่อย

เราก็เรียกว่า มี GPS ในสมอง นั่นเอง

และผมเป็นคนหนึ่งที่เชื่อว่า ทักษะในการสร้างแผนที่ในสมองสามารถสร้างขึ้นได้ เพราะตั้งแต่เด็ก ผมชอบสังเกตสถานที่ต่างๆ รอบๆ ตัว เมื่อนั่งอยู่บนรถยนต์ ดังนั้นผมเชื่อว่า สมองผมถูกฝึกให้สร้างแผนที่อยู่ภายใน

แต่ข้อสงสัยนี้ก็ยังไม่เป็นที่พิสูจน์และเข้าใจอย่างถ่องแท้มานานแสนนานตั้งแต่เมื่อสองร้อยกว่าปีก่อน ที่เริ่มมีแนวคิดว่า คนเราน่าจะมีความสามารถทางจิตที่สามารถฝังเอาตำแหน่งของสถานที่ไว้ภายในและถูกนำออกมาและรับรู้ได้โดยมนุษย์

จนกระทั้งเมื่อถึงปี 1971 จอห์น โอคีฟ ซึ่งเป็นนักประสาทสรีรวิทยาชาวอเมริกันที่ทำงานอยู่สหราชอาณาจักรได้ค้นพบว่า มีเซลล์ประเภทหนึ่งในพื้นที่สมองส่วนที่เรียกว่า ฮิปโปแคมปัส เรียกว่า Place Cell หรือเซลล์ตำแหน่ง จะก่อตัวขึ้นมาเป็นแผนที่อยู่ภายในสมอง โดยเขาได้ทดลองกับหนูให้หนูวิ่งอยู่ภายในห้อง และพบว่า เซลล์ประสาทของหนูในสมองส่วนนี้จะถูกกระตุ้นอยู่เสมอเมื่อหนูอยู่ ณ บางตำแหน่งภายในห้อง ส่วนเซลล์ประสาทเซลล์อื่นๆ จะถูกกระตุ้นเมื่อหนูอยู่ในที่อื่นๆ เหมือนเป็นการสร้างสัญลักษณ์เพื่อจดจำตำแหน่งเมื่อเราเดินทาง

ผ่านมาอีกกว่า 30 ปี ในปี 2005 เมย์-บริตต์ โมเซอร์ และเอ็ดเวิร์ด โมเซอร์ สองสามีภรรยาจากนอร์เวย์ ได้ค้นพบกลไกที่สำคัญอีกประการหนึ่งของสมอง นั่นคือ พบว่ามีเซลล์ประสาทอีกพวกหนึ่งในสมองส่วน เอ็นทอร์ไฮนอล คอร์เท็กซ์ จะสร้างขึ้นเป็นรูปแบบที่เป็นระเบียบด้วยระยะห่างเท่าๆกันแบบตารางกริดหกเหลี่ยม จึงเรียกเซลล์ชนิดนี้ว่า Grid Cell หรือเซลล์กริด ทำหน้าที่เป็นตารางแผนที่ในสมองนั่นเอง ซึ่งจะได้รับการกระตุ้นเมื่อหนูเดินผ่านจุดบางจุดของกริดหกเหลี่ยมนั้น เมื่อประสานงานกับเซลล์ตำแหน่ง

เซลล์กริดนี้ยังทำงานร่วมกับเซลล์อื่นๆ ในสมองเมื่อรับรู้ทิศทางของขอบเขตของห้องอีกด้วย ทำให้สมองมนุษย์สามารถสร้างระบบการประสานงานและช่วยให้เราสามารถระบุตำแหน่งและค้นหาสถานที่นั้นเป็นไปได้โดยง่ายคล้ายกับการที่เราเดินทางไปโดยใช้แผนที่ GPS จึงเสมือนว่าเรามีระบบ GPS ในสมองของเรานั่นเอง

ดังนั้น จึงไขปัญหาที่ทำให้พวกเราสงสัยกันมานานหลายร้อยปีว่า สมองสร้างแผนที่ของพื้นที่ที่อยู่รอบๆ ตัวเราได้อย่างไร และเราจะค้นหาและจดจำเส้นทางได้อย่างไร จึงเป็นการค้นพบที่ยิ่งใหญ่

ดังนั้นในปี 2014 นี้ทางราชสมาคมวิทยาศาสตร์แห่งสวีเดน จึงมอบรางวัลโนเบลสาขาสรีรวิทยาหรือการแพทย์ให้กับนักวิทยาศาสตร์ทั้งสามคนจากผลงานการค้นพบเซลล์เกี่ยวข้องกับการระบุพิกัดตำแหน่งในสมองของมนุษย์ จะเห็นได้ว่าสมองของมนุษย์ยังมีความลึกลับซับซ้อนเช่นเดียวกันกับจักรวาลที่กว้างใหญ่ไพศาล ที่เรายังไม่รู้อีกมากมายและรอคอยให้เราศึกษาและวิจัยกันอีกต่อไป