นักวิจัยเผย สมองแรกเกิดเชื่อมต่อซับซ้อนกว่าที่เคยเชื่อ ก่อนคัดเหลือเฉพาะเส้นทางสำคัญ

เป็นเวลานานที่มนุษย์มักเปรียบสมองของทารกแรกเกิดว่าเหมือน “ผ้าขาว” ที่ยังไม่มีข้อมูลหรือประสบการณ์ใด ๆ และค่อย ๆ ถูกเติมเต็มผ่านการเรียนรู้เมื่อเติบโตขึ้น แต่ผลการศึกษาชิ้นใหม่จากทีมนักประสาทวิทยากลับเสนอภาพที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง โดยชี้ว่าสมองอาจไม่ได้เริ่มต้นจากความว่างเปล่าเลย 

ล่าสุดทีมนักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีออสเตรีย (Institute of Science and Technology Austria - ISTA) พบว่า สมองของหนูทดลองแรกเกิดมีเครือข่ายเซลล์ประสาทที่เชื่อมต่อกันอย่างหนาแน่นตั้งแต่ช่วงแรกของชีวิต แม้การเชื่อมต่อเหล่านี้จะดูยุ่งเหยิงและคล้ายการเชื่อมต่อแบบสุ่ม แต่เมื่อเวลาผ่านไป สมองจะค่อย ๆ ตัดแต่ง และจัดระเบียบเครือข่ายเหล่านั้นให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นผ่านกระบวนการเรียนรู้และพัฒนาการ

งานวิจัยนี้มุ่งศึกษาสมองส่วนที่เรียกว่า "ฮิปโปแคมปัส" (Hippocampus) ซึ่งเป็นสมองส่วนสำคัญที่เกี่ยวข้องกับการสร้างความทรงจำ การจดจำตำแหน่งเชิงพื้นที่ และการเปลี่ยนความจำระยะสั้นให้กลายเป็นความจำระยะยาว นักวิจัยได้ติดตามพัฒนาการของสมองหนูใน 3 ช่วงวัย  ได้แก่ ช่วงหลังคลอดอายุ 7-8 วัน ช่วงวัยรุ่นอายุ 18-25 วัน และช่วงวัยผู้ใหญ่อายุ 45-50 วัน

ผลการทดลองพบว่า ในช่วงแรกเกิด เซลล์ประสาทชนิด CA3 pyramidal neurons ภายในฮิปโปแคมปัสมีการเชื่อมต่อกันหนาแน่นมาก ราวกับสมองเตรียมโครงข่ายสำรองเอาไว้ล่วงหน้า แต่เมื่อหนูเติบโตขึ้น การเชื่อมต่อที่ไม่จำเป็นจะค่อย ๆ ถูกตัดออก เหลือเฉพาะเส้นทางที่ใช้งานจริงและมีประสิทธิภาพที่สุด ทำให้เครือข่ายประสาทมีความเป็นระเบียบและทำงานได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ปีเตอร์ โจนาส (Peter Jonas) นักประสาทวิทยาจาก ISTA ระบุว่า ผลลัพธ์นี้สวนทางกับสิ่งที่หลายคนคาดคิด เพราะโดยทั่วไปคนมักเชื่อว่าสมองจะค่อย ๆ สร้างเครือข่ายใหม่เพิ่มขึ้นเมื่อเติบโต แต่สิ่งที่เกิดขึ้นจริงกลับเป็นกระบวนการลดทอน หรือ Pruning model ซึ่งหมายถึงการเริ่มต้นด้วยเครือข่ายขนาดใหญ่ก่อน แล้วค่อยเลือกเก็บเฉพาะส่วนที่จำเป็นที่สุด

นักวิจัยอธิบายแนวคิดนี้ด้วยการเปรียบเทียบกับระบบถนน หากเมืองหนึ่งมีถนนเชื่อมต่ออยู่เต็มไปหมดตั้งแต่ต้น ผู้คนก็สามารถเลือกเส้นทางที่เหมาะสมที่สุดได้ทันที แทนที่จะต้องเริ่มสร้างถนนใหม่ทุกครั้งที่ต้องการเดินทาง ในลักษณะเดียวกัน สมองที่มีการเชื่อมต่อจำนวนมากตั้งแต่แรกเกิด จะช่วยให้เซลล์ประสาทสามารถสื่อสารกันได้รวดเร็ว และเอื้อต่อการเรียนรู้ในช่วงที่สมองกำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว 

นอกจากนี้ สมองส่วนฮิปโปแคมปัสยังมีหน้าที่รวบรวมและเชื่อมโยงข้อมูลจากประสาทสัมผัสหลายด้าน ไม่ว่าจะเป็นภาพ เสียง หรือกลิ่น การมีเครือข่ายประสาทที่หนาแน่นตั้งแต่เริ่มต้น อาจช่วยให้สมองสามารถบูรณาการข้อมูลอันซับซ้อนเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ก่อนจะค่อย ๆ ปรับแต่งให้เหมาะสมกับประสบการณ์ของแต่ละบุคคล

แม้งานวิจัยนี้จะยังเป็นการศึกษาในหนูทดลอง และยังต้องมีการตรวจสอบเพิ่มเติมว่าสามารถอธิบายสมองมนุษย์ได้มากน้อยเพียงใด แต่ผลลัพธ์ที่ได้ก็ช่วยเปิดมุมมองใหม่เกี่ยวกับการพัฒนาสมองอย่างน่าสนใจ เพราะมันบ่งชี้ว่าสมองอาจไม่ได้ถูกสร้างขึ้นจากศูนย์เหมือนการปั้นดินเหนียวทีละชั้น แต่คล้ายกับงานศิลปะที่ถูกแกะสลักจากก้อนหินขนาดใหญ่ โดยค่อย ๆ ตัดส่วนที่ไม่จำเป็นออก จนเหลือโครงสร้างที่สมบูรณ์ที่สุดสำหรับการเรียนรู้และการใช้ชีวิต