โครงการที่กล้าหาญมีเป้าหมายเพื่อค้นหาว่ามนุษย์แตกต่างจากสิ่งมีชีวิตอื่นอย่างไร
สมองขนาดเท่าลูกกอล์ฟไม่ให้ความร่วมมือ มันหนากว่าปกติและเลือดข้นกว่า ด้านหนึ่งมีแถบทิชชู่ที่มองไปยังตาที่ไม่ได้รับการฝึกฝนของฉันเหมือนผ้าสาง Nick Dee นักประสาทวิทยาถูกตั้งข้อหาให้หั่นเป็นชิ้นเรียบร้อยอย่างรวดเร็ว หารือกับเพื่อนร่วมงานของเขา “เราสามารถขจัดความน่าเกลียดที่อยู่ด้านข้างออกไปได้” เขากล่าว “ความอัปลักษณ์” คือเนื้อเยื่อเกี่ยวพันของสมองที่เรียกว่าสสารสีขาว
ในการผลิตชิ้นที่เป็นประโยชน์สำหรับการทดลอง เนื้อเยื่อสมองจะต้องถูกตัดแต่ง ติดกาวให้เป็นฐานขนาดเท่าลิปสติก แล้วป้อนเข้าไปในเครื่องหั่นอาหารสำเร็จรูปในเวอร์ชันทดลอง แต่ชิ้นที่ยากนี้ไม่ได้ตัดอย่างสวยงาม Dee และเพื่อนร่วมงานดึงออกจากฐาน เล็มอีกครั้งแล้วทาใหม่
ครึ่งชั่วโมงก่อนหน้านี้ เนื้อเยื่อประสาทชิ้นนี้ซุกอยู่ในศีรษะของผู้หญิงอายุ 41 ปี ทางด้านซ้าย เหนือใบหู ศัลยแพทย์นำเนื้อเยื่อออกเพื่อให้ไปถึงส่วนลึกของสมองของเธอที่คิดว่าจะทำให้เกิดอาการชักอย่างรุนแรง กฎความเป็นส่วนตัวป้องกันไม่ให้ฉันรู้จักเธอมากนัก ฉันไม่รู้จักชื่อเธอเลย น้อยกว่าความทรงจำแรกของเธอ อาหารจานโปรด หรืออารมณ์ขัน แต่ภายในเนื้อเยื่อชิ้นนี้ ซึ่งผู้ป่วยบริจาคอย่างไม่เห็นแก่ตัว เป็นเบาะแสว่าสมองของเธอ ซึ่งจริงๆ แล้วคือสมองทั้งหมดของเรา สร้างจิตใจขึ้นมา
ทีมของดีกำลังทำงานอย่างรวดเร็วเพราะสมองชิ้นนี้ยังมีชีวิตอยู่ เซลล์บางส่วนยังคงสามารถประพฤติตัวราวกับว่าเป็นส่วนหนึ่งของสมองของบุคคล ซึ่งหมายความว่าเซลล์เหล่านี้มีศักยภาพมหาศาลสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ต้องการเข้าใจว่าเราจำ วางแผน ประพฤติตัวอย่างไร และรู้สึกอย่างไร หลังจากที่ Dee และทีมของเขาทำหน้าที่ของตน ชิ้นส่วนของสมองของผู้หญิงก็จะถูกนำไปไว้ในมือของนักวิทยาศาสตร์ที่กระตือรือร้น โดยจะถ่ายภาพเซลล์ ไฟฟ้าช็อต ปลดปล่อยสารพันธุกรรมของพวกมัน และแม้แต่ติดไวรัสที่ทำให้พวกมันเรืองแสงเป็นสีเขียว และสีแดง
ทั้งหมดนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการที่ Allen Institute for Brain Science ซึ่งตั้งอยู่ในซีแอตเทิล ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนส่วนใหญ่จากเงินส่วนตัวและเงินช่วยเหลือบางส่วนจากรัฐบาลสหรัฐฯ ตอนนี้เป็นปีที่หกแล้ว โปรเจ็กต์นี้อาศัยเครือข่ายนักวิทยาศาสตร์ ศัลยแพทย์ระบบประสาท และผู้ป่วยที่ยินดีบริจาคเนื้อเยื่อสมองที่นำออกระหว่างการผ่าตัด จุดมุ่งหมายสูงสุดคือการตอบคำถามที่ใหญ่ที่สุดในประสาทวิทยาศาสตร์: อะไรทำให้เราเป็นมนุษย์?
คำตอบจะไม่ง่าย แต่แล้ว โปรเจ็กต์นี้ก็ได้เผยถึงสิ่งที่ทำให้สมองของมนุษย์มีพลังมหาศาล การทดลองเนื้อเยื่อมีชีวิตได้เปิดเผยลักษณะนิสัยของเซลล์ที่อาจจำเพาะกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และได้เปิดเผยรายละเอียดใหม่เกี่ยวกับเซลล์ประสาทหรือเซลล์ประสาทชนิดลึกลับ การค้นพบที่ยั่วเย้าอื่น ๆ แสดงให้เห็นว่ามนุษย์และหนูมีจำนวนเซลล์ประสาทที่คล้ายกันมาก การคำนวณในเซลล์โดยละเอียดประเภทนี้เป็นขั้นตอนแรกที่จำเป็นในการทำความเข้าใจความคิด พฤติกรรม และความสามารถของมนุษย์
“เราต้องการคำอธิบายที่สมบูรณ์เกี่ยวกับเซลล์ประสาททุกประเภท” Christof Koch หัวหน้านักวิทยาศาสตร์และประธานสถาบัน Allen Institute for Brain Science กล่าว ความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องในช่วงหกปีที่ผ่านมาแสดงให้เห็นว่าคำตอบอยู่ใกล้แค่เอื้อม เมื่อได้รับคำสั่งจากความยุ่งเหยิงของเซลล์ประสาทที่อยู่ในสมองของเราแล้ว นักวิทยาศาสตร์สามารถเปลี่ยนการมองไปสู่ความลึกลับที่ใหญ่กว่าได้ เช่น วิธีที่เซลล์เหล่านั้นสร้างความทรงจำ อารมณ์ และแม้แต่จิตสำนึกของเราเอง
ชั่วโมงเร่งด่วน
ในเช้าของวันที่ 14 พฤษภาคม ฉันรออยู่นอกห้องผ่าตัดใต้ดินที่ศูนย์การแพทย์ Harborview ของมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ข้างในนั้น ศัลยแพทย์ระบบประสาทกำลังตัดส่วนลึกเข้าไปในสมองของผู้หญิงคนนั้น เมื่อเวลา 10:15 น. ประตูบานสวิงกว้างก็เปิดออก และแพทย์ก็นำโถพลาสติกใสที่มีฝาสีส้มออกมา
ของเหลวที่อยู่ด้านล่างของของเหลวที่อยู่ด้านล่างคือสมองเล็กน้อย เคลื่อนไหวไปมาอย่างแผ่วเบา สมาชิกในทีมจัดซื้อเนื้อเยื่อ Tamara Casper พร้อมรถเข็นที่มีตัวทำความเย็นสีน้ำเงิน (แบบเดียวกับที่ฉันมีในโรงรถของฉัน) ที่ด้านบนและถังแก๊สสองถังด้านล่าง ชิ้นส่วนของสมองได้แต่งแต้มสารละลายสีชมพูใส มันเป็นเครื่องเตือนใจที่มีสีสันว่าเนื้อเยื่อนี้เคยอยู่ในกะโหลกศีรษะเมื่อไม่กี่นาทีก่อนหน้านี้ซึ่งช่วยสร้างจิตใจของผู้หญิง
นักวิทยาศาสตร์มีวิธีอื่นในการเลียนแบบสมองของมนุษย์: อวัยวะใน สมอง เนื้อเยื่อประสาทลูกเล็กๆ ที่เติบโตจากเซลล์ต้นกำเนิด ( SN: 3/3/18, หน้า 22 ) และสัตว์ที่เลี้ยงในห้องทดลองมีประโยชน์อย่างมากต่อนักประสาทวิทยา Ed Lein นักประสาทวิทยาจากสถาบันอัลเลนกล่าว “แต่สิ่งที่พวกเขาไม่ชอบคือการศึกษาเฉพาะของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายในสมองที่โตเต็มที่”
ตัวอย่างเฉพาะที่จมอยู่ในของเหลวสีชมพูนี้ใช้เวลา 41 ปีในการขับเคลื่อนชีวิตของสตรี “เป็นการยากที่จะเน้นว่าสิ่งนี้แตกต่างกันอย่างไร” Lein กล่าวถึงโครงการ ห้องปฏิบัติการอื่น ๆ ได้ศึกษาเนื้อเยื่อที่มีชีวิตที่ถูกกำจัดออกจากสมองของมนุษย์ แต่ไม่มีใครขยายขนาดและจัดระบบกระบวนการได้มากเท่ากับกลุ่มนี้ในซีแอตเทิล ไรเดอร์ กวินน์ ศัลยแพทย์ระบบประสาทที่ศูนย์การแพทย์สวีเดนในซีแอตเทิล กล่าวว่า “สำหรับฉัน เกือบจะเหลือเชื่อแล้วที่เราสามารถศึกษาสมองของมนุษย์นอกสมองของมนุษย์ได้
Gwinn ปฏิบัติต่อผู้ที่เป็นโรคลมบ้าหมู ยาไม่ได้หยุดอาการชักของผู้ป่วยเสมอไป ในกรณีที่รุนแรง การผ่าตัดอาจเป็นทางออกที่ดีที่สุดของผู้ป่วย ในการผ่าตัดบางส่วน ศัลยแพทย์จะตัดเนื้อเยื่อสมองที่แข็งแรงออกเพื่อไปยังจุดที่ลึกกว่าในสมองซึ่งทำให้เกิดอาการชักได้เป็นครั้งแรก ศัลยแพทย์ลอกผิวหนังออกและนำชิ้นส่วนกะโหลกรูปคุกกี้ออก เผยให้เห็นกลีบขมับของสมอง ซึ่งเป็นส่วนที่ยืดของชั้นนอกสุดที่เรียกว่าคอร์เทกซ์ บ่อยครั้งที่กลีบขมับชิ้นใหญ่ออกมา Gwinn กล่าว เนื้อเยื่อประสาทบางส่วนไปที่นักพยาธิวิทยา ส่วนที่เหลือมักจะถูกโยนทิ้งเป็นของเสียทางการแพทย์ – เว้นแต่นักวิทยาศาสตร์ของ Allen Institute สามารถรับมือได้
