เมื่อเร็ว ๆ นี้การวิจัยเกี่ยวกับสมองได้รับความสนใจอย่างมากในเมืองหลวงของประเทศ หลังจากเสนอความคิดเห็นสั้น ๆ เกี่ยวกับงานวิจัยของโรคอัลไซเมอร์ในคำปราศรัยสถานะสหภาพแรงงานในเดือนกุมภาพันธ์ ประธานาธิบดีบารัค โอบามา ก้าวไปอีกขั้นในเดือนเมษายนโดยประกาศความพยายามเป็นเวลานานนับทศวรรษในการพัฒนาเครื่องมือขั้นสูงสำหรับการติดตามการทำงานของสมองของมนุษย์ ฝ่ายบริหารเรียกมันว่า Brain Research ผ่านความคิดริเริ่ม Advancing Innovative Neurotechnologies และเสนอให้ใช้จ่าย 100 ล้านดอลลาร์ในโครงการในปีงบประมาณ 2014
ความก้าวหน้าล่าสุดในด้านประสาทวิทยา เช่น
ความสามารถในการทำแผนที่การเชื่อมต่อของระบบประสาททั่วทั้งสมอง (ด้านบน) ได้สนับสนุนให้นักวิจัยเสนอความพยายามในการพัฒนาเครื่องมือรุ่นใหม่
ห้องปฏิบัติการภาพประสาท/UCLA
เทคโนโลยีที่ติดตามแคลเซียมสามารถวัดการทำงานของเซลล์ประสาทกลุ่มเล็กๆ ได้แล้ว (ดังภาพ)
R. YUSTE/มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย
นักวิทยาศาสตร์ได้พูดคุยถึงความพยายามดังกล่าวมาหลายปีแล้ว และได้พยายามอย่างหนักในช่วงไม่กี่เดือนที่ผ่านมา นัก วิจัยกล่าวว่าโครงการจะพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อตรวจสอบการทำงานของสมองในวันที่ 15 มีนาคมใน ระดับสูงและมีความละเอียดที่สูงกว่าที่เป็นได้ในขณะนี้
เครื่องมือปัจจุบันสามารถตรวจสอบเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์จำนวนไม่มากในแต่ละครั้งหรือจับภาพกิจกรรมของสมองที่พร่ามัวและเบลอ เครื่องมือใหม่นี้จะช่วยให้สามารถทำแผนที่แบบเรียลไทม์ว่าเซลล์ประสาทจำนวนหลายพันหรือหลายล้านเซลล์ในกลุ่มที่มีการประสานงานกัน หรือที่เรียกว่าวงจร ทำงานร่วมกันอย่างไร การทำงานของสมองและในหลาย ๆ กรณีความผิดปกตินั้นเกิดขึ้นจากระดับวงจรที่อธิบายได้ไม่ดี
“ไม่มีทางที่จะสร้างแผนที่ได้จนกว่าคุณจะพัฒนาเครื่องมือ”
Rafael Yuste นักประสาทวิทยาจากสถาบัน Kavli Institute for Brain Science แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบียและหนึ่งในผู้สนับสนุนโครงการกล่าว
นักวิจัยเรียกร้องให้พัฒนาเครื่องมือสามชุดเพื่อให้เข้าใจวงจรสมองได้ดีขึ้น จุดสนใจประการหนึ่งคือการสร้างเครื่องมือในการวัดกิจกรรมของเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ในวงจร อีกประการหนึ่งคือเทคโนโลยีเพื่อทดลองจัดการกับเซลล์ประสาทเหล่านี้ ชุดเครื่องมือที่สามจะจัดเก็บ วิเคราะห์ และทำให้นักวิจัยทุกคนสามารถเข้าถึงข้อมูลได้
นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันสามารถตรวจสอบเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ได้โดยตรงเพื่อตรวจสอบสกุลเงินหลักของการสื่อสารของเซลล์ประสาท ซึ่งเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่เรียกว่าศักยะงาน แต่เครื่องมือที่มีอยู่นั้นมักจะรุกราน ทำให้ยากต่อการใช้งานของมนุษย์ หรือมีความละเอียดที่หยาบ เทคโนโลยีใหม่ซึ่งเกิดขึ้นแล้วบางส่วนจะเป็นระดับนาโนผู้สนับสนุนความพยายามเขียนในวันที่ 26 มีนาคมในACS Nanoหรือจะวัดแรงดันไฟฟ้าทางอ้อมผ่านตัวบ่งชี้ เป้าหมายที่เป็นไปได้อื่น ๆ ได้แก่ สารเคมีที่รู้จักกันในชื่อสารสื่อประสาท ซึ่งถ่ายทอดศักยภาพในการดำเนินการระหว่างเซลล์ประสาทผ่านทางประสาท
ตัวอย่างเช่น นักวิจัยใช้เลเซอร์ไมโครสโคปเพื่อวัดแคลเซียมไอออน ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้แรงดันไฟฟ้าอยู่แล้ว การศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ใช้กล้องจุลทรรศน์เลเซอร์แบบพิเศษที่ปล่อย “แผ่นแสง” เพื่อตรวจจับแคลเซียมไอออนและทำแผนที่กิจกรรม 80 เปอร์เซ็นต์ของสมองประมาณ 100,000 เซลล์ของปลาม้าลายตัวอ่อน ผู้เขียนร่วม Misha Ahrens จากสถาบันการแพทย์ Howard Hughes ในเมือง Ashburn รัฐเวอร์จิเนีย เปรียบเสมือนวิธีการฉายแสงแผ่นบางๆ แทนการใช้หลอดไฟในบริเวณที่มีหมอกหนา ชั้นบาง ๆ จะกระจัดกระจายไปตามหมอกน้อยกว่าแสงตะเกียงแบบกระจาย
แผนที่ซึ่งอธิบายในวันที่ 18 มีนาคมในNature Methodsแสดงกิจกรรมต่อวินาที อาจเป็นครั้งแรกที่มีการเปิดเผยกิจกรรมของสมองของสัตว์มีกระดูกสันหลังในรายละเอียดดังกล่าว Ahrens กล่าวว่าหากต้องการไปต่อและจับภาพการทำงานของสมองในอัตรา 1,000 ครั้งต่อวินาที ตามที่นักวิทยาศาสตร์ต้องการ จะต้องมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในเทคโนโลยีกล้องจุลทรรศน์
โอกาสที่น่าตื่นเต้นอีกประการหนึ่งคือการใช้จุดควอนตัมซึ่งเป็นทรงกลมเซมิคอนดักเตอร์ระดับนาโนที่สามารถออกแบบให้เรืองแสงเป็นสีหรือความสว่างที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับระดับแรงดันไฟฟ้าหรือสารสื่อประสาท
นักวิจัยจินตนาการถึงเซลล์เทียมที่สามารถทำหน้าที่เป็นตัวประสานระหว่างเครื่องมือวัดและเซลล์ประสาทได้ จอร์จ เชิร์ช นักพันธุศาสตร์จากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดผู้ช่วยวางแผนริเริ่มและเป็นผู้นำในโครงการจีโนมมนุษย์กล่าว
credit : trackbunnyfilms.com affinityalliancellc.com johnnybeam.com typexnews.com gandgfamilyracing.com danylenko.org karenmartinezforassembly.org luigiandlynai.net onlyunique.net mendocinocountyrollerderby.org
