นับเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่ท้าทายความเชื่อเดิมๆ เกี่ยวกับขีดจำกัดของการวิจัยสมอง เมื่อทีมนักวิทยาศาสตร์ประสบความสำเร็จอย่างน่าทึ่งในการสร้างแผนที่โครงสร้างและบันทึกการทำงานในระดับเซลล์ของสมองหนูส่วนเล็กจิ๋วขนาดเพียงหนึ่งลูกบาศก์มิลลิเมตร ความสำเร็จนี้ซึ่งครั้งหนึ่งเคยดูเหมือนเป็นเรื่องเพ้อฝันเมื่อ 46 ปีก่อน เป็นเครื่องพิสูจน์ถึงวิวัฒนาการอันก้าวกระโดดของวงการประสาทวิทยาศาสตร์ โครงการนี้สร้างชุดข้อมูลขนาดมหึมาถึง 1.6 เพตะไบต์ เทียบเท่ากับการดูวิดีโอความละเอียดสูงต่อเนื่องนานถึง 22 ปี และได้รับการยกย่องว่าเป็นหมุดหมายสำคัญยิ่งสำหรับโครงการสร้างแผนที่สมองในอนาคต ซึ่งจะปูทางไปสู่การค้นพบที่ยิ่งใหญ่กว่าเดิมอย่างแน่นอน
เรื่องราวความสำเร็จนี้ต้องย้อนกลับไปถึงปี 1979 เมื่อ ฟรานซิส คริก (Francis Crick) นักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบล เคยกล่าวไว้ว่า การทำความเข้าใจกายวิภาคอันซับซ้อนสุดหยั่งถึงของเนื้อสมอง แม้จะมีขนาดเล็กเพียงหนึ่งลูกบาศก์มิลลิเมตรนั้น แทบจะเป็นสิ่งที่เป็นไปไม่ได้เลย แต่กาลเวลาล่วงเลยมาถึงปัจจุบัน ด้วยความร่วมมือของนักวิทยาศาสตร์กว่า 100 ชีวิต ก็สามารถพิชิตเป้าหมายที่เคยดูเหมือนไกลเกินเอื้อมนี้ได้สำเร็จ เป็นการลบคำสบประมาทถึงขีดจำกัดที่คริกเคยตั้งไว้เมื่อหลายสิบปีก่อน ผลการวิจัยซึ่งตีพิมพ์ในวารสารวิชาการชั้นนำอย่าง Nature ได้เจาะลึกไปยังบริเวณสมองส่วนที่ทำหน้าที่ประมวลผลภาพของหนูโดยเฉพาะ ทำให้เราได้เห็นภาพเชิงลึกที่ไม่เคยมีมาก่อนเกี่ยวกับการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาท
เดวี บ็อก (Davi Bock) นักประสาทวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเวอร์มอนต์ ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในงานวิจัยชิ้นนี้ ได้กล่าวชื่นชมความสำเร็จครั้งนี้ว่าเป็น “บันไดก้าวสำคัญ” ที่จะนำไปสู่เป้าหมายที่ท้าทายยิ่งกว่าเดิม นั่นคือ การสร้างแผนที่สมองหนูทั้งสมองให้สำเร็จ ความเห็นของบ็อกสอดคล้องกับมุมมองของผู้นำในแวดวงนี้หลายคน ซึ่งเชื่อมั่นว่าการสร้างแผนที่สมองหนูทั้งสมองนั้น ไม่เพียงแต่มีความเป็นไปได้ แต่ยังเป็นภารกิจที่คุ้มค่าอย่างยิ่งที่จะต้องพยายามทำให้สำเร็จ ความเชื่อมั่นนี้หยั่งรากลึกจากองค์ความรู้ที่สั่งสมมานานนับศตวรรษในงานวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์ นับตั้งแต่การสังเกตการณ์เซลล์ประสาทครั้งบุกเบิกของ ซานเตียโก รามอน อี กาฮาล (Santiago Ramón y Cajal) ในช่วงปลายศตวรรษที่ 19 และยังได้รับอิทธิพลจากคุณูปการอันยิ่งใหญ่ของ ดร.คริก เอง ที่ช่วยให้เราเข้าใจเรื่องไซแนปส์และวงจรประสาทมากขึ้น
โครงการ MICrONS (Machine Intelligence from Cortical Networks) คือหัวหอกสำคัญในการสำรวจครั้งประวัติศาสตร์นี้ โดยได้รับแรงหนุนจากโครงการริเริ่มมูลค่า 100 ล้านดอลลาร์ของรัฐบาลสหรัฐอเมริกาในปี 2016 ทีมวิจัยภายใต้การนำของ ดร. ดา คอสตา (Dr. da Costa) ได้บันทึกปฏิกิริยาตอบสนองของเซลล์ประสาทอย่างละเอียดเป็นระบบ ขณะที่หนูทดลองมองภาพทิวทัศน์ต่างๆ ทำให้สามารถสร้างแผนภาพการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทกว่า 80,000 เซลล์ ฟอร์เรสต์ คอลล์แมน (Forrest Collman) หนึ่งในผู้ร่วมงานโครงการ MICrONS ได้เน้นย้ำถึงความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีครั้งใหญ่ที่เป็นหัวใจสำคัญ ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบสมองหนูทั้งสมองในระดับจุลภาคได้อย่างที่ไม่เคยทำได้มาก่อน ชี้ให้เห็นว่าอุปสรรคที่เคยขวางกั้นการสร้างแผนที่สมองทั้งระบบกำลังจะหมดไปในไม่ช้า
แม้ว่าความสำเร็จนี้จะเป็นก้าวกระโดดครั้งสำคัญของวงการประสาทวิทยาศาสตร์ แต่การนำเทคนิคเหล่านี้ไปปรับใช้เพื่อทำความเข้าใจสมองมนุษย์ ซึ่งเป็นอวัยวะที่ซับซ้อนกว่ามากและมีขนาดใหญ่กว่าเป็นพันเท่า ยังคงเป็นความท้าทายสุดหิน ฟอร์เรสต์ คอลล์แมน ได้ให้ความเห็นอย่างระมัดระวังว่า การสร้างแผนที่สมองมนุษย์นั้นยังอยู่นอกเหนือขีดความสามารถทางเทคโนโลยีในปัจจุบันอยู่บ้าง อย่างไรก็ตาม ความคล้ายคลึงกันระหว่างสมองหนูกับสมองมนุษย์ก็ยังมอบความหวังสำหรับการนำไปประยุกต์ใช้ทางการแพทย์ ซึ่งอาจปฏิวัติการรักษาภาวะทางระบบประสาทและจิตเวชด้วยความแม่นยำในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน
ถึงแม้จะมีความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์อันน่าตื่นตาตื่นใจเหล่านี้ ปัญหาด้านงบประมาณก็ยังคงเป็นเงาทะมึนที่ส่งผลกระทบต่อการดำเนินงานวิจัยระดับสูงเช่นนี้ โครงการริเริ่ม BRAIN ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐฯ (National Institutes of Health’s BRAIN initiative) ซึ่งเป็นแหล่งทุนหลักของงานวิจัยทำนองนี้ กำลังเผชิญกับการถูกตัดงบประมาณ ซึ่งเป็นการตัดสินใจที่อาจส่งผลกระทบต่อความก้าวหน้าในอนาคตได้อย่างมีนัยสำคัญ ข้อจำกัดทางการคลังเช่นนี้ยิ่งตอกย้ำถึงความจำเป็นเร่งด่วนที่ต้องมีการสนับสนุนอย่างต่อเนื่องและเพียงพอในสาขาวิชาที่กำลังพัฒนาไปอย่างรวดเร็วเช่นนี้
สำหรับผู้อ่านชาวไทยและประชาคมโลก ความก้าวหน้าครั้งนี้นับเป็นตัวอย่างที่ชัดเจนของพลังแห่งวิทยาศาสตร์ที่ขับเคลื่อนด้วยความใฝ่รู้ ในการไขความลับอันซับซ้อนของสมอง ในขณะที่ประเทศไทยเองก็กำลังเผชิญกับความท้าทายด้านสุขภาพทางระบบประสาทและจิตเวช การทำความเข้าใจความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ระดับโลกเหล่านี้อาจเป็นแรงบันดาลใจสำคัญให้เกิดโครงการริเริ่มภายในประเทศ เพื่อส่งเสริมนักวิทยาศาสตร์รุ่นใหม่และผู้กำหนดนโยบายให้หันมาให้ความสำคัญกับการวิจัยสุขภาพสมอง ด้วยการจัดสรรทรัพยากรที่เพียงพอและการส่งเสริมความร่วมมือระหว่างประเทศ ประเทศไทยอาจสามารถเข้ามามีบทบาทสำคัญในการแสวงหาคำตอบอย่างต่อเนื่อง เพื่อไขความลับของสิ่งที่ธรรมชาติสร้างขึ้นอย่างซับซ้อนที่สุด นั่นคือ สมองของมนุษย์
จากพัฒนาการเหล่านี้ การมีส่วนร่วมและติดตามความเคลื่อนไหวทางวิทยาศาสตร์ทั้งในระดับโลกและระดับท้องถิ่น จะช่วยให้ผู้อ่านมีความรู้ความเข้าใจ เพื่อสนับสนุนให้เกิดการให้ทุนวิจัยอย่างต่อเนื่อง รวมถึงโครงการการศึกษาต่างๆ ที่มุ่งเน้นด้านประสาทวิทยาศาสตร์ต่อไปในอนาคต