Geek Daily EP13 : Organoids กับอนาคตในการศึกษาความซับซ้อนของสมองมนุษย์

Organoids สมองที่ได้รับการปลูกขึ้นในห้องปฏิบัติการชีววิทยาของมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนียซานดิเอโก โดยทำการเปลี่ยนเซลล์ผิวหนังของมนุษย์เป็นเซลล์ต้นกำเนิดจากนั้นทำให้พวกมันพัฒนากลายเป็นเซลล์สมองในตัวอ่อน

organoids เติบโตเป็นลูกบอลขนาดเล็ก มีหลายแสนเซลล์ในหลากหลายประเภท แต่ละประเภทผลิตสารเคมีและสัญญาณไฟฟ้าเช่นเดียวกับเซลล์ที่ทำในสมองของมนุษย์เรา และในเดือนกรกฎาคมองค์การนาซ่า จะนำมันบรรจุหีบห่อ และส่งพวกมันไปยังสถานีอวกาศนานาชาติเพื่อดูว่าพวกมันจะมีพัฒนาการอย่างไรในสภาวะไร้แรงดึงดูด

🎧 ฟังผ่าน Podbean : 
https://bit.ly/3e10NL3

🎧 ฟังผ่าน Apple Podcast :
https://apple.co/2lEqPPg

🎧 ฟังผ่าน Google Podcast : 
https://bit.ly/2O0RzUx

🎧 ฟังผ่าน Spotify : 
https://spoti.fi/2VOLQp2

🎧 ฟังผ่าน Youtube 
https://youtu.be/E9lOPDuEiyI

References : https://www.nytimes.com/2019/08/29/science/organoids-brain-alysson-muotri.html
https://futurism.com/scientists-grew-human-brains-robots

งานวิจัยใหม่กับการปลูกถ่ายอวัยวะช่วยเหลือคนหูหนวก

การปลูกถ่ายเครื่องช่วยฟังหลายคนจะไม่ช่วยคนที่มีปัญหาหูชั้นในหรือปัญหาเกี่ยวกับประสาทหู แต่การปลูกถ่ายก้านสมองแบบเดิม ๆ นั้นมักจะทำงานไม่สมบูรณ์บ่อยครั้ง อย่างไรก็ตามในไม่ช้าอาจมีทางออกที่ดีกว่าด้วยงานวิจัยใหม่ 

นักวิจัยได้ออกแบบอุปกรณ์ฝังอิเล็กโทรดที่สามารถปรับความเสียหายของหูชั้นในได้อย่างมีประสิทธิภาพ และมีความปลอดภัย, โดยใช้วัสดุอย่างทองคำขาวที่มีความยืดหยุ่น  และเมื่อห่อด้วยซิลิโคนจะมีการนำไฟฟ้าสูง แต่สามารถเกาะติดกับก้านหูอย่างแน่นหนาและส่งสัญญาณที่ตรงเป้าหมายมากกว่าในการปลูกถ่ายรูปแบบเดิม ๆ

นักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จในการทดสอบกับการปลูกฝังหนู แต่ก็ยังมีหนทางอีกยาวไกล ทีมเพิ่งสร้างอุปกรณ์ที่มีขนาดสำหรับใช้ในมนุษย์ที่เหมาะสำหรับการผ่าตัด และจะต้องผ่านการศึกษาเพิ่มเติมก่อนที่การทดลองของมนุษย์จะเริ่มขึ้นจริง 

แม้ว่าจะให้ทุกอย่างเป็นไปอย่างราบรื่น และเทคโนโลยีดังกล่าวจะช่วยฟื้นฟูในการได้ยิน แต่จะช่วยฟื้นฟูการรับรู้เสียงขั้นพื้นฐานเท่านั้น นอกจากนี้ยังมีการนำไปใช้งานที่เป็นไปได้ในส่วนอื่น ๆ ซึ่งอาจรวมถึง สมอง กระดูกสันหลัง และที่อื่น ๆ ที่แพทย์ต้องการที่จะกระตุ้นการทำงานของระบบประสาทนั่นเองครับ

References : https://www.engadget.com/2019/10/20/soft-platinum-hearing-implants/ https://2rdnmg1qbg403gumla1v9i2h-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/uploads/sites/3/2019/07/cochlearImplant-464470338-770×553-650×428.jpg

BCI อาจะทำให้มนุษย์สามารถสื่อสารกันได้ผ่านกระแสจิต

งานวิจัยล่าสุดอาจจะทำให้เราสามารถที่จะสื่อสารระหว่างมนุษย์ด้วยกันเองผ่านกระแสจิตได้สำเร็จ ซึ่งต้องขอบคุณเทคโนโลยี อินเตอร์เฟซคอมพิวเตอร์สมอง (Brain Computer Interface-BCI) ที่กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน

ความก้าวหน้าครั้งล่าสุดที่เป็นส่วนสำคัญของรายงานฉบับใหม่ เกี่ยวกับเทคโนโลยีปลูกถ่ายประสาทเทียมโดย Royal Society ซึ่ง เป็นองค์กรทางวิทยาศาสตร์ของสหราชอาณาจักร

โดย เอกสารนี้ได้รายงานการ เชื่อมต่อส่วนต่าง ๆ ของสมองกับคอมพิวเตอร์ที่น่าตื่นเต้น ซึ่งตอนนี้สามารถทำให้เป็นไปได้ แต่ก็ได้มีการเตือนว่าการเชื่อมต่อสมองเข้ากับคอมพิวเตอร์นั้นอาจทำให้ความเป็นส่วนตัวลดลง

“ ไม่เพียง แต่ความคิด หรือ ประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสเท่านั้น ที่สามารถสื่อสารจากสมองสู่สมอง”  “ ตอนนี้เทคโนโลยีมันทำให้สามารถส่ง “ข้อมูลอะไรก็ตาม” ของสิ่งที่พวกเขาเห็น ได้ยิน หรือชิมเข้าไป และส่งผ่านกระแสจิต เข้าไปในสมองของเพื่อนที่บ้านได้”

เพื่อให้แน่ใจว่าการปลูกฝังระบบประสาทเหล่านี้ในอนาคตจะถูกนำมาใช้เพื่อประโยชน์ของผู้คนและสังคมอย่างถูกต้องที่สุด , Royal Society กำลังเรียกร้องให้รัฐบาลตรวจสอบในเทคโนโลยีดังกล่าวก่อนที่จะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์จริง ๆ

มิฉะนั้นบริษัทเอกชน เช่น Facebook ที่ทำงานอยู่ในระบบของตัวเอง ก็จะสามารถกำหนดวิธีการในการใช้เทคโนโลยีตามเงื่อนไขของตนเองได้ ซึ่งอาจจะทำให้เกิดปัญหาในเรื่องของความเป็นส่วนตัวของผู้ใช้เกิดขึ้นได้ เมื่อข้อมูลดังกล่าวนั้นสามารถส่งผ่านคลื่นสมองออกไปได้ง่าย ๆ นั่นเอง

“พวกเขาอาจจะก่อให้เกิดประโยชน์ทางเศรษฐกิจมากในสหราชอาณาจักรและเปลี่ยนแปลงสุขภาพของประชาชนให้ดียิ่งขึ้น รวมถึงประโยชน์ในการดูแลสังคมที่ดีขึ้นนั่นเอง” วิศวกร จาก อิมพีเรียลคอลเลจลอนดอน Christofer Toumazou กล่าว “ แต่หากการพัฒนาได้รับการกำหนดโดยบริษัทเอกชนต่าง ๆ โดยเฉพาะบริษัททางด้านเทคโนโลยีที่มีข้อมูลมหาศาล และเทคโนโลยีดังกล่าวนี้ก็ยิ่งน่าเป็นห่วงในเรื่องการเข้าถึงข้อมูลส่วนบุคคลมากยิ่งขึ้นนั่นเอง และเป็นเหตุผลที่เรากำลังเรียกร้องให้รัฐบาลเริ่มการสอบสวนเรื่องราวเหล่านี้ในระดับนานาชาติ”

References : https://www.independent.co.uk/life-style/gadgets-and-tech/news/brain-computer-interface-neuralink-elon-musk-telepathy-a9097821.html https://michellepetersen76.files.wordpress.com/2017/10/advanced-artificial-limbs-mapped-in-the-brain-neuroinnovations.jpeg?w=585&h=280&crop=1

ความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการสร้างสมองเทียมของนักวิจัยจากญี่ปุ่น

สำหรับปีนี้นักวิทยาศาสตร์ได้เริ่มวิจัยเพื่อปรับปรุง organoids ของพวกเขา ซึ่งเป็นการสร้างอวัยวะเทียมของมนุษย์ที่สามารถนำมาใช้ในการทดสอบยาใหม่ ๆ หรือ ทดลองในการรักษาทางการแพทย์ก่อนที่จะใช้กับมนุษย์จริง ๆ

ตอนนี้ทีมงานของนักวิจัยชาวญี่ปุ่นได้พัฒนาสมองขนาดเล็ก ที่แสดงให้เห็นไม่เพียงแต่ความซับซ้อนของโครงสร้างสามมิติของเปลือกสมอง แต่ยังจำลองกิจกรรมทางประสาทของสมองได้อีกด้วย ตามรายงานของ physicsworld.com

โดยการพัฒนาครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าแพทย์จะสามารถศึกษาเงื่อนไขทางระบบประสาทได้ดีขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องมาทดลองกับสมองมนุษย์จริง ๆ ในการทดสอบทางการแพทย์ต่าง ๆ

โดยสมองขนาดเล็กนั้นปลูกจากเซลล์ต้นกำเนิด pluripotent ซึ่งเป็นเซลล์ที่นำมาจากผู้ใหญ่ที่สามารถทำให้กลายเป็นเซลล์ประเภทใดก็ได้ หลังจากเซลล์สมองเริ่มเติบโต ทางทีมนักวิจัยได้แยกมันลงในจานเพาะเชื้อที่ทำให้สามารถสร้างเครือข่ายประสาทในตัวเองโดยอัตโนมัติ

“หนึ่งในคุณสมบัติที่น่าสนใจที่สุดของ organoids ใหม่เหล่านี้ก็คือ มันสามารถที่จะสร้างกระบวนการพัฒนาของมันสมองภายในรูปร่างของพวกมันเอง” นักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเกียวโต Hideya Sakaguchi บอกกับ physicsworld.com  “ โครงสร้างชั้นต่าง ๆ ของพวกมันนั้นสวยงามมากและดูเหมือนเนื้อเยื่อสมองจริงๆ เป็นอย่างมาก”

สมองเป็นตัวอย่างที่สั่นสะเทือนวงการแพทย์ ที่ว่านักวิทยาศาสตร์นั้นสามารถที่จะสร้างอวัยวะขึ้นมาใหม่ได้อย่างไร? เซลล์ประสาทเทียมนั้นมีพฤติกรรมเหมือนกับในสมองของเราต่อการศึกษา แต่เพียงพวกมันไม่สามารถมีสติหรือเติบโตเป็นสิ่งมีชีวิตเต็มรูปแบบได้

แต่อวัยวะเทียมเหล่านี้จะทำหน้าที่เป็นเครื่องมือในการวิจัยมากขึ้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าเกิดอะไรขึ้นภายใต้สมองของมนุษย์เราอย่างแท้จริงนั่นเอง

References : https://physicsworld.com
https://d.newsweek.com/en/full/1523884/brain-mri-health-stock-getty.jpg

Organoids กับการทดลองสร้างสมองเลียนแบบมนุษย์

ณ ปัจจุบัน บนสถานีอวกาศนานาชาติ ตอนนี้กำลังมีการทำการทดลองสร้างกลุ่มของเซลล์ประสาทที่เรียกว่า สมองที่มีขนาดเล็ก ที่กำลังพัฒนาแบบก้าวกระโดดในแบบที่นักวิทยาศาสตร์ไม่เคยคิดมาก่อนว่ามันจะเป็นไปได้

Organoids เติบโตขึ้นจากเซลล์ต้นกำเนิดที่มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย ซานดิเอโกของห้องปฏิบัติการชีววิทยา โดยนักวิจัยทางชีววิทยา Alysson Muotri ซึ่งก่อนที่จะถูกบรรจุลงในกล่อง และส่งไปยังพื้นที่  ตอนนี้ทีมของเขาพบว่า Organoids กำลังสร้างคลื่นสมอง  ที่เป็นรูปแบบที่ซับซ้อนของกิจกรรมของระบบประสาท 

ซึ่งมันดูคล้ายกับสมองของทารกแรกเกิดที่มีคลอดก่อนกำหนด เป็นการค้นพบที่แปลกประหลาดที่สามารถเปลี่ยนแนวคิดใหม่ให้กับนักวิทยาศาสตร์ในการทบทวนข้อจำกัดของอวัยวะขนาดเล็กที่ถูกปลูกในห้องปฏิบัติการ

ซึ่งการค้นพบนี้อาจเป็นสัญญาณว่านักวิทยาศาสตร์กำลังเข้าใกล้ความสามารถในการสร้างสิ่งมีชีวิตที่มีสมองขึ้นมาได้ในห้องปฏิบัติการ 

“ตอนนี้เรามาถึงเป้าหมายที่เราจะสร้างสมองที่มีความสามารถของความรู้สึกต่าง ๆ ได้ เช่นความรู้สึกเจ็บปวด ความทุกข์ทรมาน ” คริสตอฟ คอค หัวหน้านักวิทยาศาสตร์และประธานของสถาบันสมองอัลเลน บอกกับ Newyork Times

เป้าหมายในการสร้างสมองที่รับรู้ความรู้สึกได้
เป้าหมายในการสร้างสมองที่รับรู้ความรู้สึกได้

สมองของมนุษย์นั้นซับซ้อนมากจนนักวิทยาศาสตร์ยังคงคาดเดา ในหลาย ๆ ด้านว่ามันทำงานได้อย่างไร นั่นคือแรงบัลดาลในให้เกิดการสร้างสมองจำลองขนาดเล็ก  ซึ่งพวกมันเปรียบเสมือนเซลล์ประสาทที่จำลองลักษณะบางอย่างของสมองแบบเต็ม ๆ

ซึ่งคลื่นสมองเหล่านี้เป็นสัญญาณที่บ่งบอกว่าสารอินทรีย์สามารถมีสติสัมปชัญญะเหมือนมนุษย์ได้ ซึ่งนักประสาทวิทยาจะต้องต่อสู้กับปัญหาทางจริยธรรมที่สำคัญเนื่องจากการทดลองอย่างต่อเนื่องอาจหมายถึงการสร้างและทำลายสิ่งมีชีวิตที่เหมือนมนุษย์เรานั่นเอง

“ มันน่าทึ่งมาก ไม่มีใครรู้จริงว่ามันเป็นไปได้หรือไม่” Giorgia Quadrato นักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนียบอกกับ NYT ก่อนที่จะชี้แจงว่างานวิจัยนี้มันไม่ได้สรุปว่าสมองขนาดเล็กที่สร้างขึ้นมานั้นสามารถทำงานได้เหมือนกับสมองของมนุษย์จริง ๆ 

References : 
https://www.nytimes.com