เซลล์ประสาทสมองรับส่ง 2 สัญญาณได้ในคราวเดียวกัน

  • 26 กรกฎาคม 2018
เซลล์ประสาทสมอง Image copyright Science Photo Library

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยดุ๊ก (Duke University) ในสหรัฐฯ ค้นพบกลไกการทำงานที่น่าอัศจรรย์ของเซลล์ประสาทสมอง ซึ่งสามารถเข้ารหัสส่งกระแสประสาทได้ถึง 2 สัญญาณในคราวเดียวกัน คล้ายกับเทคนิคการรวมสัญญาณของสายโทรศัพท์ในยุคเริ่มแรก

ลักษณะพิเศษดังกล่าวทำให้สมองสามารถจัดการข้อมูลที่หลากหลายและซับซ้อนจากสิ่งแวดล้อมรอบตัว ซึ่งประดังประเดเข้ามาเป็นจำนวนมากในขณะเดียวกันได้ เช่นการแยกแยะเสียงต่าง ๆ ในงานเลี้ยง ซึ่งมีทั้งเสียงพูดคุยกับเพื่อนฝูงที่อยู่ตรงหน้า เสียงดนตรีที่เป็นฉากหลัง และเสียงเหตุการณ์อื่น ๆ

มีการตีพิมพ์ผลการศึกษานี้ในวารสาร Nature Communications โดยทีมผู้วิจัยระบุว่าได้ทดลองดูกระบวนการส่งกระแสประสาทในสมองของลิง ขณะได้ยินเสียงที่มีความถี่แตกต่างกัน 2 เสียงซึ่งดังขึ้นในคราวเดียวกัน โดยมีการฝึกให้ลิงหันหน้าไปในทิศทางของเสียงที่ได้ยิน เพื่อยืนยันว่ามีการรับรู้เสียงเกิดขึ้นจริง

ทีมผู้วิจัยฝังขั้วไฟฟ้าลงในสมองส่วน Inferior colliculus ซึ่งเป็นศูนย์กลางการได้ยินในสมองส่วนกลางของลิง และพบว่าเซลล์ประสาทมีอัตราการส่งสัญญาณไฟฟ้าเป็นเอกลักษณ์ที่แตกต่างกันระหว่างเสียงแต่ละความถี่

แต่เมื่อมีการรับรู้สัญญาณเสียงทั้งสองพร้อมกัน เซลล์ประสาทในสมองจะเข้ารหัสสัญญาณเสียงทั้งคู่ทีละส่วนแบบสลับกันไปมา โดยเห็นได้จากอัตราการส่งสัญญาณไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงเป็นจังหวะ ระหว่างสัญญาณของเสียงที่ 1 และเสียงที่ 2 อย่างรวดเร็ว คล้ายเทคนิคการรวมสัญญาณแบบแบ่งเวลา (Time-division multiplexing) ที่ใช้ส่งสัญญาณโทรศัพท์หลายสายผ่านช่องทางเดียวในยุคก่อน

แม้จะเป็นที่ทราบกันมานานว่า สมองสามารถประมวลผลข้อมูลที่ได้รับจากสิ่งเร้าจำนวนมากในเวลาเดียวกันได้ แต่กลไกการทำงานดังกล่าวในระดับเซลล์ประสาทเพิ่งมีการทำความเข้าใจกันมากขึ้นเมื่อไม่นานมานี้

ศ. เจนนิเฟอร์ โกรห์ ผู้นำทีมวิจัยบอกว่า การค้นพบดังกล่าวยังจะช่วยให้นักประสาทวิทยาเข้าใจถึงข้อจำกัดของความจำเพื่อใช้งาน (Working memory) หรือความจำที่ดึงมาใช้เฉพาะหน้าในระยะสั้นได้มากขึ้นกว่าเดิม ซึ่งปกติแล้วคนเราจะสามารถดึงข้อมูลต่าง ๆ จากความจำส่วนนี้มาใช้ได้ราว 5-7 เรื่องในขณะเดียวกัน

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม