นักวิจัยช่วยไขปริศนา "นอนหลับ = ฉลาด" จริงหรือไม่? และ 'จุดประสานประสาท' คืออะไร?

Sleep Synapese

ทีมนักวิจัยที่มหาวิทยาลัย Wisconsin ใน Madison ค้นพบว่าการนอนหลับช่วยให้สมองของคนเราทำงานได้ดีขึ้น เพราะช่วยลดขนาดของจุดประสานประสาทหรือไซเเนปส์ให้เล็กลง ไซเเนปส์เป็นช่องว่างพิเศษระหว่างเซลล์ประสาทในสมองที่ช่วยในการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาท

ผู้สื่อข่าววีโอเอได้สัมภาษณ์นักวิจัย Chiara Cirelli ที่อธิบายว่า ทีมวิจัยได้เริ่มการศึกษาการนอนหลับ โดยเริ่มที่สมมุติฐานแรกที่ว่าด้วยการซ่อมเเซมเเละการฟื้นฟูของสมอง

เธอกล่าวว่าสมมุติฐานนี้ฟังดูเข้าใจง่ายและสมเหตุสมผล แต่การทดสอบว่าจริงหรือไม่และทำงานอย่างไร กลับทำได้ยากมาก

นักวิจัย Cirelli กล่าวว่าทีมงานได้เริ่มศึกษาเรื่องนี้ด้วยการวัดขนาดของจุดประสานประสาทในสมอง เธอบอกว่าในสมองคนเรามีจุดประสานประสาทหนึ่งแสนล้านจุด และจุดประสานประสาทที่เเข็งเเรงยังมีขนาดใหญ่อีกด้วย

ทีมนักวิจัยรู้ว่าในขณะนอนหลับ สมองสามารถช่วยซ่อมเซมไซเเนปส์เป็นปกติได้อย่างทั่วถึงและสมดุล นักวิจัยตัดสินใจที่จะค้นคว้าว่าขั้นตอนในการซ่อมเเซมไซแนปส์ให้เป็นปกติที่ว่านี้ มีองค์ประกอบทางกายภาพหรือไม่? ไซแนปส์จะขยายใหญ่ขึ้นตลอดทั้งวันหลังตื่นนอนหรือไม่? และมีนาดเล็กลงหลังจากได้นอนหลับอย่างเต็มอิ่มทั้งคืนหรือไม่?

จุดประสานประสาทไซเเนปส์มีขนาดกว้างราว 20-40 นาโนเมตร ทีมนักวิจัยได้มองหาการเปลี่ยนแปลงในขนาดความกว้างของช่องว่างขนาดจิ๋วระหว่างเซลล์สมองนี้

3D images of synapses that shrink during sleep. Credit: Wisconsin Center for Sleep and Consciousness

​

เท่าที่ผ่านมา พวกเขาต้องรอจนกระทั่งมีความก้าวหน้ามากขึ้นทางเทคโนโลยีกล้องส่งจุลทรรศน์แบบอิเลคตรอน ที่ช่วยให้มองเห็นการเปลี่ยนแปลงขนาดจิ๋วนี้ได้

แถลงข่าวของทางมหาวิทยาลัย Wisconsin ชี้ว่า การวิจัยนี้เป็นการศึกษาครั้งใหญ่มาก ซึ่งมีผู้เชี่ยวชาญด้านการวิจัยจำนวนมากเข้าร่วมการวิจัยนาน 4 ปี เพื่อถ่ายภาพ สร้างขึ้นใหม่ และวิเคราะห์สมองส่วนที่อยู่ในสมองใหญ่ส่วนนอก (cerebral cortex )ในหนูทดลอง

ทีมนักวิจัยสามารถทำการสร้างไซเเนปส์ขึ้นมาใหม่ 6,920 จุด และได้วัดขนาดของจุดประสานประสาทเหล่านี้เอาไว้ด้วย

Cirelli นักวิจัยกล่าวว่า ขั้นตอนนี้เป็นงานที่ต้องใช้ความพยายามและความตั้งใจอย่างมากเพราะการวัดขนาดของจุดประสานประสาทเหล่านี้ต้องทำด้วยมือ เพื่อกำจัดความลำเอียง โดยทีมนักวิจัยไม่มีข้อมูลว่าพวกเขากำลังวิเคราะห์เซลล์สมองของหนูทดลองที่ได้นอนหลับมาอย่างเต็มที่ หรือของหนูทดลองที่ยังไม่ได้นอนหลับ

ผลการวิเคราะห์นี้พบว่า การนอนหลับเพียงไม่กี่ชั่วโมงช่วยลดขนาดของจุดประสานประสาทนี้ลงโดยเฉลี่ย 18 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งเเสดงว่าการนอนหลับมีผลช่วยลดขนาดของจุดประสานประสาทให้เล็กลงและมีความเเข็งเเรงขึ้นด้วย

Cirelli นักวิจัยกล่าวว่า การนอนหลับเป็นเรื่องจำเป็นเพราะช่วยให้สมองสามารถเรียนรู้สิ่งใหม่ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพเมื่อตื่นนอน

อย่างไรก็ตาม Cirelli นักวิจัยกล่าวว่างานวิจัยเริ่มซับซ้อนมากขึ้นเมื่อมาถึงการค้นคว้าถึงผลกระทบจากการไม่ได้นอนหลับต่อจุดประสานประสาท ข้อมูลเบื้องต้นที่มีอยู่พบว่าการไม่ได้นอนหลับ จุดประสานประสาทจะไม่เล็กลง และเกิดความกังวลว่าเมื่อจุดประสานประสาทขยายขนาดใหญ่ตลอดเวลาจนรวมเข้าด้วยกัน ทำให้เซลล์ประสาทซึ่งใช้จุดประสานประสาทในการสื่อสารระหว่างกันจะเริ่มตอบสนองต่อกันเเละกันบ่อยเกินไปและมากเกินไปและยังตอบสนองต่อสิ่งเร้าอื่นๆ ที่ไม่ควรตอบสนองอีกด้วย

พูดง่ายๆ ว่าจะเกิดสัญญาณรบกวนมากขึ้นในสมอง ทำให้บกพร่องในการแปรสัญญาณสมองที่สำคัญๆ

ทีมนักวิจัยเเห่งมหาวิทยาลัย Wisconsin ใน Madison ยังสนใจที่จะศึกษาความเป็นไปได้ว่าอาจมีวิธีอื่นๆ ที่ช่วยให้สมองฟื้นฟูความสามารถในการเรียนรู้ เเละกำจัดข้อมูลที่ไม่สำคัญทิ้งไป ไม่ว่าจะเป็นการนั่งสมาธิหรือวิธีอื่นๆ ในขณะที่ยังตื่นอยู่

โดยหวังว่าการศึกษาจะช่วยนำไปสู่การค้นพบวิธีบำบัดโรคนอนไม่หลับเรื้อรัง

(รายงานโดย Kevin Enochs / เรียบเรียงโดย ทักษิณา ข่ายแก้ว)