9 ความก้าวหน้าทางประสาทวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งในปี 2023

ประสาทวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่เป็นหนึ่งในสาขาวิทยาศาสตร์ที่ก้าวหน้าเร็วที่สุดเท่านั้น แต่ยังเป็นหนึ่งในสาขาที่มีความหลากหลายมากที่สุดอีกด้วย ในปี 2023 งานวิจัยจำนวนมากได้เร่งตัวขึ้นในหลายด้านที่น่าสนใจ ครอบคลุมหลากหลายสาขาวิชา นี่คือไฮไลท์บางส่วนของความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่สัญญาว่าจะเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสมองของมนุษย์และโลกที่เราใช้สมองในการปฏิสัมพันธ์ด้วย.

1. กิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองสามารถปรับโครงสร้างเซลล์ประสาทได้

โดยทั่วไปเรามักคิดว่ากิจกรรมทางไฟฟ้าของสมองเป็นผลสืบเนื่องมาจากเซลล์ประสาทที่สร้างกิจกรรมเหล่านั้นผ่านการส่งสัญญาณ อย่างไรก็ตาม บทความใหม่จากนักประสาทวิทยาของมหาวิทยาลัยจอห์นส์ฮอปกินส์และสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์เสนอทฤษฎีที่ว่าสัญญาณไฟฟ้าเหล่านี้สามารถปรับโครงสร้างของสมองได้ในระดับย่อยของเซลล์.

ทฤษฎีนี้ ซึ่งได้รับการขนานนามว่า 'การเชื่อมโยงทางไฟฟ้าของเซลล์' เสนอว่าสนามไฟฟ้าของสมองที่เกิดจากกิจกรรมของเครือข่ายประสาท สามารถส่งผลต่อการจัดเรียงทางกายภาพของส่วนประกอบย่อยภายในเซลล์ประสาท เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพและความเสถียรของเครือข่าย.

งานวิจัยนี้ต่อยอดจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ที่แสดงให้เห็นว่ากิจกรรมทางไฟฟ้าที่เป็นจังหวะหรือ 'คลื่นสมอง' ในเครือข่ายประสาท และอิทธิพลของสนามไฟฟ้าในระดับโมเลกุล สามารถประสานและปรับการทำงานของสมองได้.

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างประสาทที่เกิดจากการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าในระดับไมโครทิวบูลและระดับโมเลกุลนี้ เป็นอีกแนวทางหนึ่งในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดการรับรู้ของมนุษย์จึงมีความยืดหยุ่นอย่างเหลือเชื่อ.

กลไกที่อธิบายถึงวิธีการบรรลุเป้าหมายนี้ ได้แก่ การแพร่ด้วยไฟฟ้า การแปลงสัญญาณเชิงกล และการแลกเปลี่ยนระหว่างพลังงานไฟฟ้า พลังงานศักย์ และพลังงานเคมี.

ดังที่หัวหน้าทีมวิจัยสรุปไว้ว่า “𝘼𝙨 𝙩𝙝𝙚 𝙗𝙧𝙖𝙞𝙣 𝙖𝙙𝙖𝙥𝙩𝙨 𝙩𝙤 𝙖 𝙘𝙝𝙖𝙣𝙜𝙞𝙣𝙜 𝙬𝙤𝙧𝙡𝙙, 𝙞𝙩𝙨 𝙥𝙧𝙤𝙩𝙚𝙞𝙣𝙨 𝙖𝙣𝙙 𝙢𝙤𝙡𝙚𝙘𝙪𝙡𝙚𝙨 𝙘𝙝𝙖𝙣𝙜𝙚 𝙩𝙤𝙤. 𝙏𝙝𝙚𝙮 𝙘𝙖𝙣 𝙝𝙖𝙫𝙚 𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘 𝙘𝙝𝙖𝙧𝙜𝙚𝙨 𝙖𝙣𝙙 𝙣𝙚𝙚𝙙 𝙩𝙤 𝙘𝙖𝙩𝙘𝙝 𝙪𝙥 𝙬𝙞𝙩𝙝 𝙣𝙚𝙪𝙧𝙤𝙣𝙨 𝙩𝙝𝙖𝙩 𝙥𝙧𝙤𝙘𝙚𝙨𝙨, 𝙨𝙩𝙤𝙧𝙚, 𝙖𝙣𝙙 𝙩𝙧𝙖𝙣𝙨𝙢𝙞𝙩 𝙞𝙣𝙛𝙤𝙧𝙢𝙖𝙩𝙞𝙤𝙣 𝙪𝙨𝙞𝙣𝙜 𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘 𝙨𝙞𝙜𝙣𝙖𝙡𝙨. 𝙄𝙣𝙩𝙚𝙧𝙖𝙘𝙩𝙞𝙣𝙜 𝙬𝙞𝙩𝙝 𝙩𝙝𝙚 𝙣𝙚𝙪𝙧𝙤𝙣𝙨' 𝙚𝙡𝙚𝙘𝙩𝙧𝙞𝙘 𝙛𝙞𝙚𝙡𝙙𝙨 𝙨𝙚𝙚𝙢𝙨 “เนเชสซารา”

เมื่อต้นปีที่ผ่านมา มีการค้นพบว่าปรากฏการณ์ควอนตัมเอนแทงเกิลเมนต์มีความเชื่อมโยงกับกระบวนการคิดระดับสูง และดูเหมือนว่าแนวคิดใหม่ๆ ที่มองไกลเกินกว่าระดับเซลล์ประสาท อาจเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์ทางประสาทไปสู่ระดับต่อไป.

𝗖𝘆𝘁𝗼𝗲𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰 𝗰𝗼𝘂𝗽𝗹𝗶𝗻𝗴: 𝗘𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰 𝗳𝗶𝗲𝗹𝗱𝘀 𝘀𝗰𝘂𝗹𝗽𝘁 𝗻𝗲𝘂𝗿𝗮𝗹 𝗮𝗰𝘁𝗶𝘃𝗶𝘁𝘆 𝗮𝗻𝗱 “tune” the brain's infringer

2. การใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ควอนตัมชีวภาพแบบอุโมงค์ในเซลล์สมอง

บทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Nanotechnology เสนอแนวทางการรักษาแบบใหม่โดยการควบคุมการทะลุผ่านของควอนตัมชีวภาพในเซลล์สมองเพื่อรักษามะเร็งสมองชนิดกลิโอบลาสโตมา.

นักวิจัยได้พัฒนาเทคนิคนี้โดยอาศัยหลักฐานก่อนหน้านี้ที่แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์ทางกลศาสตร์ควอนตัมมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพเฉพาะบางอย่างที่เป็นพื้นฐานของการทำงานของสิ่งมีชีวิต วิธีการนี้เกี่ยวข้องกับการส่งนาโนอิเล็กโทรดสองขั้วที่ทำจากทองคำ (เรียกว่าไบโอ-นาโนแอนเทนนา) ที่ฉีดพ่นลงบนบริเวณที่ทำการผ่าตัด.

จากนั้นจึงใช้สนามไฟฟ้าที่มีความแม่นยำสูงเพื่อกำหนดเป้าหมายและกระตุ้นสนามไฟฟ้าของเซลล์มะเร็งแต่ละเซลล์โดยเฉพาะ ซึ่งจะทำให้เกิดการถ่ายโอนอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียวผ่านการควบคุมการทะลุผ่านของอิเล็กตรอน (electron tunneling) ซึ่งจะเปลี่ยนแปลงสถานะโปรตีนของเซลล์ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การถ่ายโอนอิเล็กตรอนทางชีวภาพเชิงควอนตัม (Quantum Biological Electron Transfer หรือ QBET).

สิ่งนี้จะส่งสัญญาณไปยังเซลล์มะเร็งให้เริ่มกระบวนการตายของเซลล์ตามโปรแกรม (อะพอพโทซิส) เซลล์สมองปกติจะไม่ไวต่อการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า ในขณะที่เซลล์เนื้องอกจะไวต่อการกระตุ้นเป็นพิเศษ (ซึ่งนักวิจัยสันนิษฐานว่าเป็นเพราะการแสดงออกของวิถีทางพันธุกรรมที่เปลี่ยนแปลงไป).

โดยพื้นฐานแล้วนี่คือเครื่องมือสื่อสารทางไฟฟ้าและโมเลกุลแบบไร้สายที่ช่วยในการทำลายเซลล์มะเร็ง วิธีการนี้เป็นการรักษาแบบรุกรานน้อยที่สุดเมื่อเทียบกับการผ่าตัดแบบดั้งเดิม และสามารถใช้ได้ในกรณีที่การผ่าตัดไม่ใช่ทางเลือกเนื่องจากเซลล์มะเร็งแพร่กระจายมากเกินไปในหมู่เซลล์ปกติ.

นักวิจัยเสนอว่า การปรับเปลี่ยนความถี่และแรงดันไฟฟ้าของการกระตุ้น จะช่วยให้สามารถกำหนดเป้าหมายเซลล์มะเร็งชนิดต่างๆ ได้.

แม้ว่าวิธีการส่งนาโนเสาอากาศชีวภาพเพื่ออำนวยความสะดวกในการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าอาจมีข้อจำกัดอยู่บ้าง แต่การวิจัยนี้ดูเหมือนจะเป็นการสาธิตครั้งแรกของการบำบัดทางการแพทย์เชิงควอนตัมที่ใช้ประโยชน์จากการเปลี่ยนแปลงทางชีววิทยาของเซลล์ในระดับควอนตัม.

แม้ว่าจะเป็นช่วงเริ่มต้นของการศึกษา แต่แฟรงกี้ รอว์สัน ผู้เขียนการศึกษาได้สรุปความสำคัญในวงกว้างของผลการวิจัยไว้แล้ว.

“𝑨𝒔 𝒕𝒉𝒆 𝒇𝒊𝒓𝒔𝒕-𝒆𝒗𝒆𝒓 𝒑𝒐𝒔𝒔𝒊𝒃𝒍𝒆 𝒄𝒂𝒏𝒄𝒆𝒓 𝒕𝒓𝒆𝒂𝒕𝒎𝒆𝒏𝒕 𝒕𝒐 𝒉𝒂𝒓𝒏𝒆𝒔𝒔 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎 𝒎𝒆𝒄𝒉𝒂𝒏𝒊𝒄𝒂𝒍 𝒆𝒇𝒇𝒆𝒄𝒕𝒔, 𝒕𝒉𝒊𝒔 𝒎𝒂𝒚 𝒓𝒆𝒑𝒓𝒆𝒔𝒆𝒏𝒕 𝒕𝒉𝒆 𝒘𝒐𝒓𝒍𝒅'𝒔 𝒇𝒊𝒓𝒔𝒕 𝒒𝒖𝒂𝒏𝒕𝒖𝒎 𝒕𝒉𝒆𝒓𝒂𝒑𝒚, 𝒖𝒔𝒉𝒆𝒓𝒊𝒏𝒈 𝒊𝒏 𝒂 𝒏𝒆𝒘 𝒆𝒓𝒂 𝒐𝒇 𝒕𝒓𝒆𝒂𝒕𝒎𝒆𝒏𝒕 𝒑𝒂𝒓𝒂𝒅𝒊𝒈𝒎𝒔”

𝗪𝗶𝗿𝗲𝗹𝗲𝘀𝘀 𝗲𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗶𝗰𝗮𝗹–𝗺𝗼𝗹𝗲𝗰𝘂𝗹𝗮𝗿 𝗾𝘂𝗮𝗻𝘁𝘂𝗺 𝘀𝗶𝗴𝗻𝗮𝗹𝗹𝗶𝗻𝗴 𝗳𝗼𝗿 𝗰𝗮𝗻𝗰𝗲𝗿 𝗰𝗲𝗹𝗹 𝗮𝗽𝗼𝗽𝘁𝗼𝘀𝗶𝘀

3. การใช้กลิ่นเป็นตัวเสริมประสิทธิภาพการรับรู้แบบไม่ตั้งใจ

ผลการศึกษาใหม่ที่สำรวจประโยชน์ที่เป็นไปได้ของการกระตุ้นการทำงานของสมองผ่านประสาทสัมผัสการดมกลิ่น เผยให้เห็นผลลัพธ์ที่น่าสนใจเกี่ยวกับประโยชน์ต่อการทำงานของสมองในผู้สูงอายุ แม้กระทั่งในขณะนอนหลับ!

วัตถุประสงค์หลักของการศึกษาครั้งนี้คือการตรวจสอบว่าการกระตุ้นประสาทรับกลิ่นสามารถส่งผลดีต่อการทำงานของสมองในผู้สูงอายุที่มีสุขภาพดีได้หรือไม่ นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่าการที่ประสาทรับกลิ่นสามารถเข้าถึงบริเวณสมองที่เกี่ยวข้องกับความจำได้อย่างเฉพาะเจาะจง อาจช่วยปรับวงจรความจำบางส่วนให้เป็นปกติ ซึ่งอาจส่งผลดีต่อความสามารถทางด้านการรับรู้ได้.

แม้ว่าผู้เข้าร่วมการทดลองจะได้รับกลิ่นเพียงหลากหลายชนิดในระยะเวลาจำกัดระหว่างการทดลองในแต่ละคืน แต่การศึกษาครั้งนี้ก็ให้ผลลัพธ์ที่น่าทึ่ง ผู้เข้าร่วมการทดลองที่ได้รับสภาพแวดล้อมที่อุดมสมบูรณ์แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ดีขึ้นถึง 226% ในแบบทดสอบการเรียนรู้คำศัพท์ด้วยการฟังของเรย์ (Rey Auditory Verbal Learning Test) (เมื่อเทียบกับกลุ่มควบคุม) ซึ่งเป็นแบบทดสอบที่ประเมินความสามารถในการเรียนรู้และจดจำคำศัพท์.

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การสแกน DTI fRMI ก่อนและหลังการรักษาเผยให้เห็นการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างในสมอง รวมถึงการเปลี่ยนแปลงในเชิงบวกในบริเวณเส้นใยประสาท uncinate fasciculus ซึ่งโดยปกติจะเสื่อมสภาพลงในผู้สูงอายุและภาวะความเสื่อมของระบบประสาท.

การศึกษายังเผยให้เห็นว่า ผู้เข้าร่วมการวิจัยที่มีอายุระหว่าง 60-72 ปี ที่ได้รับการกระตุ้นด้วยกลิ่น มีพัฒนาการทางด้านการรับรู้ที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดกว่าผู้ที่มีอายุมากกว่า ซึ่งบ่งชี้ว่าประโยชน์ที่จะได้รับในวัยชรานั้นอาจบรรลุผลได้ดีที่สุดด้วยการวางแผนและดำเนินการเชิงรุก.

ข้อสรุปสำคัญคือ อาจเป็นไปได้ที่จะปรับปรุงสุขภาพสมองและการทำงานของระบบการรับรู้ได้อย่างปลอดภัยและเข้าถึงได้ง่าย สำหรับผู้สูงอายุ โดยใช้ประโยชน์จากการกระตุ้นประสาทสัมผัสแบบไม่ลงมือปฏิบัติ.

𝗢𝘃𝗲𝗿𝗻𝗶𝗴𝗵𝘁 𝗼𝗹𝗳𝗮𝗰𝘁𝗼𝗿𝘆 𝗲𝗻𝗿𝗶𝗰𝗵𝗺𝗲𝗻𝘁 𝘂𝘀𝗶𝗻𝗴 𝗮𝗻 𝗼𝗱𝗼𝗿𝗮𝗻𝘁 𝗱𝗶𝗳𝗳𝘂𝘀𝗲𝗿 𝗶𝗺𝗽𝗿𝗼𝘃𝗲𝘀 𝗺𝗲𝗺𝗼𝗿𝘆 𝗮𝗻𝗱 𝗺𝗼𝗱𝗶𝗳𝗶𝗲𝘀 𝘁𝗵𝗲 𝘂𝗻𝗰𝗶𝗻𝗮𝘁𝗲 𝗳𝗮𝘀𝗰𝗶𝗰𝘂𝗹𝘂𝘀 𝗶𝗻 𝗼𝗹𝗱𝗲𝗿 𝗮𝗱𝘂𝗹𝘁𝘀

4. StimNETS - นวัตกรรมล้ำหน้าในการกระตุ้นสมองส่วนลึก

การกระตุ้นสมองส่วนลึกแสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการรักษามากมาย แต่ข้อจำกัดที่สำคัญ ได้แก่ ลักษณะการฝังอิเล็กโทรดซึ่งเป็นการรุกรานร่างกาย และความไม่แม่นยำในการกระตุ้นเซลล์ประสาท อย่างไรก็ตาม มีความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Cell Reports คือการพัฒนาเส้นใยนาโนอิเล็กทรอนิกส์สำหรับการกระตุ้นที่มีความยืดหยุ่นสูง (StimNETs).

อิเล็กโทรดชนิดใหม่นี้มีขนาดเล็กกว่าอุปกรณ์ฝังในร่างกายแบบดั้งเดิมถึงหนึ่งลำดับ และด้วยเหตุนี้จึงมีความแม่นยำมากกว่ามาก งานวิจัยนี้แสดงหลักฐานเชิงทดลองในหนูและการทดลองในมนุษย์ระยะแรกว่า StimNETs มีข้อดีที่สำคัญหลายประการ.

• ขั้วไฟฟ้าที่มีความยืดหยุ่นสูง สามารถกระตุ้นได้อย่างแม่นยำในระยะยาว

• การกระตุ้นเซลล์ประสาทแบบเลือกตำแหน่งด้วยกระแสไฟฟ้าต่ำมาก

• ความสามารถในการตรวจจับพฤติกรรมที่คงที่นานกว่า 8 เดือน

• บริเวณรอยต่อระหว่างเนื้อเยื่อและอิเล็กโทรดสมบูรณ์ ไม่มีการเสื่อมสภาพของเซลล์ประสาท

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง แทนที่จะกระตุ้นกลุ่มเซลล์ประสาทขนาดใหญ่ StimNETs สามารถกระตุ้นเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ได้อย่างเลือกสรร นี่คล้ายกับการต้องการส่งข้อความไปยังบุคคลในห้องที่แออัด และสามารถทำได้ผ่านการโทรศัพท์แทนการใช้ลำโพง.

นอกจากจะแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในการทำให้การกระตุ้นสมองส่วนลึกเป็นไปได้จริงแล้ว ความแม่นยำในการเลือกใช้เทคโนโลยีประสาทวิทยานี้จะช่วยให้นักวิจัยสามารถเรียนรู้ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้นว่าการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าประเภทใดมีประโยชน์ต่อสภาวะทางระบบประสาทเฉพาะอย่าง.

𝗟𝗼𝘄-𝘁𝗵𝗿𝗲𝘀𝗵𝗼𝗹𝗱, 𝗵𝗶𝗴𝗵-𝗿𝗲𝘀𝗼𝗹𝘂𝘁𝗶𝗼𝗻, 𝗰𝗵𝗿𝗼𝗻𝗶𝗰𝗮𝗹𝗹𝘆 𝘀𝘁𝗮𝗯𝗹𝗲 𝗶𝗻𝘁𝗿𝗮𝗰𝗼𝗿𝘁𝗶𝗰𝗮𝗹 𝗺𝗶𝗰𝗿𝗼𝘀𝘁𝗶𝗺𝘂𝗹𝗮𝘁𝗶𝗼𝗻 𝗯𝘆 𝘂𝗹𝘁𝗿𝗮𝗳𝗹𝗲𝘅𝗶𝗯𝗹𝗲 𝗲𝗹𝗲𝗰𝘁𝗿𝗼𝗱𝗲𝘀

ในความก้าวหน้าทางประสาทวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องในปี 2023 การกระตุ้นสมองส่วนลึกได้แสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่น่าหวังในการบรรเทาอาการของโรคอัลไซเมอร์เป็นครั้งแรก อย่างไรก็ตาม เพื่อให้ได้ผล จำเป็นต้องมีการวางตำแหน่งของอิเล็กโทรดอย่างแม่นยำ และเป็นเรื่องยากที่จะทราบแน่ชัดว่าควรเน้นการกระตุ้นในบริเวณใดของสมองสำหรับโรคทางสมองที่แตกต่างกัน.

นักวิจัยในเครือของคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ซึ่งเชี่ยวชาญด้านการวิเคราะห์ภาพถ่ายคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความละเอียดสูงของสมอง ได้นำวิธีการของพวกเขามาผสมผสานกับแบบจำลองคอมพิวเตอร์ ซึ่งสามารถระบุตำแหน่งที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการกระตุ้นได้อย่างแม่นยำ จุด "หวาน" ที่แม่นยำนี้ ซึ่งอยู่ระหว่างบริเวณความจำที่ทับซ้อนกัน ส่งผลให้ผู้เข้าร่วมการทดลองได้รับประโยชน์จากการลดลงของอาการอย่างเห็นได้ชัด.

จำเป็นต้องมีการศึกษาทางคลินิกเพิ่มเติมก่อนที่จะอนุมัติให้ใช้ DBS ในการรักษา แต่ข้อมูลที่เผยแพร่ต่อสาธารณะในงานวิจัยนี้ทำให้เป็นไปได้สำหรับนักวิจัยที่จะวางตำแหน่งอิเล็กโทรดได้อย่างแม่นยำในการศึกษาทางศัลยกรรมประสาทเพื่อทดลองใช้ DBS ในผู้ป่วยอัลไซเมอร์.

𝗢𝗽𝘁𝗶𝗺𝗮𝗹 𝗱𝗲𝗲𝗽 𝗯𝗿𝗮𝗶𝗻 𝘀𝘁𝗶𝗺𝘂𝗹𝗮𝘁𝗶𝗼𝗻 𝘀𝗶𝘁𝗲𝘀 𝗮𝗻𝗱 𝗻𝗲𝘁𝘄𝗼𝗿𝗸𝘀 𝗳𝗼𝗿 𝘀𝘁𝗶𝗺𝘂𝗹𝗮𝘁𝗶𝗼𝗻 𝗼𝗳 𝘁𝗵𝗲 𝗳𝗼𝗿𝗻𝗶𝘅 𝗶𝗻 𝗔𝗹𝘇𝗵𝗲𝗶𝗺𝗲𝗿'𝘀 𝗱𝗶𝘀𝗲𝗮𝘀𝗲

5. การรวมยีนของทาร์ดิเกรดเข้ากับเซลล์มนุษย์โดยใช้ CRISPR

ทีมนักวิทยาศาสตร์การแพทย์ทหารในประเทศจีนรายงานผลการค้นพบว่าสามารถใช้เทคโนโลยี CRISPR/Cas9 ในการแทรกยีนจากทาร์ดิเกรดเข้าไปในเซลล์ต้นกำเนิดตัวอ่อนของมนุษย์ได้สำเร็จ ซึ่งส่งผลให้เซลล์เหล่านั้นมีความต้านทานต่อรังสีเพิ่มขึ้นอย่างมาก.

ทาร์ดิเกรด (หรือที่รู้จักกันในชื่อหมีน้ำ) มีขนาดเล็กกว่า 1 มิลลิเมตร และเป็นสิ่งมีชีวิตที่แข็งแกร่งที่สุดในโลก จากการทดสอบทางวิทยาศาสตร์หลายปี พบว่ามันสามารถเอาชีวิตรอดได้ในอวกาศ อุณหภูมิ -200 องศาเซลเซียส และอยู่ในน้ำเดือดได้นานกว่าหนึ่งชั่วโมง.

นักวิจัยรายงานว่าเซลล์ตัวอ่อนของมนุษย์เกือบ 90% รอดชีวิตจากการได้รับรังสีเอ็กซ์ในปริมาณที่เป็นอันตรายถึงชีวิต ผลลัพธ์นี้เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจมาก เนื่องจากโดยปกติแล้วการผสมข้ามสายพันธุ์ที่มีช่องว่างทางพันธุกรรมขนาดใหญ่เช่นนี้มักนำไปสู่การกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายเท่านั้น และอาจแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของ CRISPR ในการก้าวข้ามขีดจำกัดของการทดลองทางพันธุกรรมแบบดั้งเดิม.

แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วจะเป็นเรื่องถูกกฎหมายเนื่องจากการใช้เซลล์ต้นกำเนิดที่สร้างขึ้นมาเอง แต่การวิจัยนี้ก็เป็นที่ถกเถียงกันอย่างมากเช่นกัน เป้าหมายระยะยาวคือการพัฒนาทหารที่แข็งแกร่งเป็นพิเศษซึ่งสามารถเอาชีวิตรอดจากกัมมันตรังสีได้ โครงการในอนาคตของทีมวิจัยคือการเปลี่ยนเซลล์ที่ผสมกับทาร์ดิเกรดให้เป็นเซลล์สร้างเม็ดเลือด เพื่อที่จะสามารถนำไปปลูกถ่ายในไขกระดูกเพื่อสร้างเซลล์ต้านทานรังสีใหม่ได้.

ในทางกลับกัน ยีนของทาร์ดิเกรดอาจนำมาซึ่งประโยชน์อื่นๆ ต่อมนุษย์ได้เช่นกัน เช่น การมีบทบาทในการปกป้องดีเอ็นเอของเซลล์จากความเครียดออกซิเดชัน ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการเกิดโรคต่างๆ มากมาย รวมถึงมะเร็ง ความแก่ชรา เบาหวาน การอักเสบ และโรคพาร์กินสัน.

นักวิทยาศาสตร์นำดีเอ็นเอของทาร์ดิเกรดไปใส่ในเซลล์ต้นกำเนิดของมนุษย์

6. เทคนิคการเรียนรู้เชิงลึกช่วยเพิ่มความละเอียดของภาพสแกน MRI อย่างมาก

ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโอซาก้าได้พัฒนาเทคนิคใหม่ที่สามารถสร้างภาพความละเอียดสูงพิเศษของเซลล์และเนื้อเยื่อโดยใช้ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ทีมงานใช้เทคนิค Stable Diffusion ในการวิเคราะห์ภาพสแกนสมองของผู้ทดลองที่แสดงภาพมากถึง 10,000 ภาพขณะอยู่ในเครื่อง MRI.

วิธีการใหม่นี้เรียกว่า "Deep-Z" โดยใช้อัลกอริธึมการเรียนรู้เชิงลึกเพื่อดึงข้อมูลรายละเอียดจากภาพที่มีความละเอียดต่ำ ทำให้สามารถสร้างภาพความละเอียดสูงที่มีรายละเอียดแม่นยำยิ่งขึ้นได้.

เทคโนโลยีที่ก้าวล้ำนี้มีนัยสำคัญอย่างยิ่งต่อการวิจัยทางการแพทย์ เนื่องจากช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาเซลล์และเนื้อเยื่อได้อย่างละเอียดในระดับที่ไม่เคยมีมาก่อน ทีมวิจัยได้ทดสอบวิธีการของตนกับเซลล์และเนื้อเยื่อหลายประเภท รวมถึงเซลล์จากสมอง จอประสาทตา และปอด และได้ผลลัพธ์ที่เหนือกว่าเทคนิคที่มีอยู่เดิม.

หนึ่งในแง่มุมที่น่าตื่นเต้นที่สุดของวิธีการ Deep-Z คือศักยภาพในการนำไปใช้ในการวินิจฉัยและรักษาทางการแพทย์ ด้วยการสร้างภาพเซลล์และเนื้อเยื่อที่มีความละเอียดสูง แพทย์อาจสามารถระบุโรคในระยะเริ่มต้นและวางแผนการรักษาที่ตรงเป้าหมายมากขึ้นได้.

กรอบแนวคิดนี้ยังสามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์สแกนสมองอื่นๆ นอกเหนือจาก MRI เช่น EEG หรือเทคโนโลยีที่รุกรานร่างกายอย่างมาก เช่น อุปกรณ์ฝังในสมองที่พัฒนาโดย Neuralinkส

โดยรวมแล้ว เทคนิค Deep-Z เป็นก้าวสำคัญในด้านการถ่ายภาพทางการแพทย์ และมีศักยภาพที่จะปฏิวัติการวิจัยและการรักษาทางการแพทย์.

การสร้างภาพความละเอียดสูงขึ้นใหม่โดยใช้แบบจำลองการแพร่กระจายแฝงจากกิจกรรมของสมองมนุษย์

7. ซีนอบอทส์?!

ในปีนี้ ทีมชีววิทยาและนักวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ได้พัฒนาเครื่องจักรชีวภาพที่สามารถซ่อมแซมตัวเองได้ โดยมีขนาดเล็กกว่า 1 มิลลิเมตร สร้างขึ้นจากเซลล์ของกบ เครื่องจักรเหล่านี้มีชื่อว่า 'ซีโนบอต' ซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากกบเล็บแอฟริกันขนาดจิ๋ว ที่มีขนาดเล็กพอที่จะเดินทางเข้าไปในร่างกายมนุษย์ได้.

เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการขูดและเพาะเลี้ยงเซลล์ต้นกำเนิดที่มีชีวิตจากตัวอ่อนกบ จากนั้นจึงปรับเปลี่ยนรูปร่างของเซลล์เหล่านั้นให้เป็นรูปร่างเฉพาะที่ออกแบบโดยปัญญาประดิษฐ์ การเปลี่ยนแปลงของเซลล์นำไปสู่การสร้างซีเลีย ซึ่งเป็นส่วนยื่นคล้ายเส้นผมที่ใช้เป็นขาเพื่อสร้างวิธีการเคลื่อนที่แบบใหม่ทางชีวภาพ.

แม้จะยังอยู่ในช่วงเริ่มต้น แต่ซีโนบอทก็เป็นหุ่นยนต์มีชีวิตตัวแรกของโลกที่สามารถตั้งโปรแกรมได้ ความก้าวหน้าล่าสุดยังรวมถึงความสามารถในการสร้างซีโนบอทขึ้นมาใหม่เพื่อทำให้กระบวนการผลิตมีความยืดหยุ่นมากขึ้น.

การประยุกต์ใช้งานที่คาดหวังบางส่วนของซีโนบอท ได้แก่ การส่งยาที่มีความจำเพาะและแม่นยำสูง การรักษาโรคเฉพาะที่ เช่น การกำจัดเนื้องอกมะเร็ง และแม้กระทั่งวิธีการที่สามารถขยายขนาดได้เพื่อทำความสะอาดทะเลทั่วโลกจากพลาสติกและอนุภาคสังเคราะห์.

สำหรับข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติม สามารถชมวิดีโออธิบายโดยแซม ครีจแมน นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่กำลังพัฒนาซอฟต์แวร์ AI เพื่อควบคุมพฤติกรรมของซีโนบอทได้.

8. การรักษาโรค PTSD ด้วย MDMA ได้ผลเป็นครั้งแรก

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วงการวิทยาศาสตร์ให้ความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ กับศักยภาพในการรักษาของสารออกฤทธิ์ต่อจิตประสาท โดยเฉพาะอย่างยิ่ง MDMA (3,4-เมทิลีนไดออกซีเมทแอมเฟตามีน) หรือที่รู้จักกันทั่วไปว่ายาอี ได้กลายเป็นตัวเลือกที่น่าสนใจสำหรับการรักษาโรคเครียดหลังเหตุการณ์สะเทือนใจ (PTSD) ในการศึกษาทางคลินิกที่สำคัญซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Nature Medicine นักวิจัยได้เปิดเผยหลักฐานที่น่าเชื่อถือซึ่งชี้ให้เห็นว่าการบำบัดทางจิตโดยใช้ MDMA อาจเป็นตัวเปลี่ยนเกมในด้านการรักษา PTSD.

การทดลองทางคลินิกระยะที่ 3 เกี่ยวข้องกับการให้ผู้ป่วยที่มีภาวะ PTSD ที่ดื้อต่อการรักษาได้รับการรักษาด้วยจิตบำบัดแบบดั้งเดิมเป็นเวลาหลายเดือน ร่วมกับการใช้ยา MDMA ในปริมาณปานกลาง ยา MDMA ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการรักษาด้วยจิตบำบัดมากกว่าสองเท่า โดยผู้ป่วยส่วนใหญ่หายจากอาการและแสดงให้เห็นถึงการพัฒนาคุณภาพชีวิตที่ดีขึ้นอย่างต่อเนื่องในการติดตามผลการศึกษา.

โดยรวมแล้ว ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่า การเปลี่ยนแปลงการทำงานของสมองที่เกี่ยวข้องกับ MDMA ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการบำบัดทางจิตวิทยาอย่างมาก ทั้งในแง่ของการตอบสนองและผลดีที่ยั่งยืน.

การบำบัดด้วย MDMA สำหรับภาวะ PTSD รุนแรง: การศึกษาทางคลินิกระยะที่ 3 แบบสุ่ม สองกลุ่มปิด ควบคุมด้วยยาหลอก

9. เทคโนโลยี VR เผยให้เห็นถึงความยืดหยุ่นอย่างน่าทึ่งของสมองในการรับรู้ความเป็นเจ้าของร่างกาย

จิตฟิสิกส์เป็นสาขาหนึ่งของประสาทวิทยาศาสตร์ที่มุ่งเน้นการทำความเข้าใจว่าสมองของมนุษย์ประมวลผลความเป็นจริงทางประสาทสัมผัสอย่างไร การค้นพบที่ยิ่งใหญ่และน่าประหลาดใจที่สุดสองอย่างในปี 2023 เกิดขึ้นจากการทดลองด้วยเทคโนโลยีเสมือนจริง (VR).

การศึกษาครั้งแรกค้นพบปรากฏการณ์เชิงประสบการณ์ใหม่ที่เรียกว่า 'ภาพลวงตาการสัมผัสเสมือนจริง' (The Phantom Touch Illusion) โดยใช้ภาพจำลองบุคคลในโลกเสมือนจริง (VR) จากนั้นขอให้ผู้เข้าร่วมสัมผัสส่วนต่างๆ ของร่างกายตัวละครด้วยแท่งเสมือนจริง ในการทดลอง ผู้เข้าร่วมไม่ได้ถูกสัมผัสที่ส่วนใดส่วนหนึ่งของร่างกายจริง แต่เกือบทุกคนรายงานว่ารู้สึกถึงการสัมผัสที่รุนแรงในบริเวณที่พวกเขาสัมผัสตัวละคร ผลกระทบนั้นรุนแรงมากจนบางคนในการศึกษาเชื่อว่านักวิจัยพยายามหลอกลวงพวกเขา และจริงๆ แล้วกำลังใช้การกระตุ้นทางสัมผัสแบบจริงอยู่.

สิ่งที่น่าประทับใจที่สุดคือ ความรู้สึกเหล่านั้นเกิดขึ้นเมื่อผู้ทดลองสัมผัสส่วนต่างๆ ของแขนขาของอวตาร แม้ว่าพวกเขาจะไม่สามารถมองเห็นส่วนเหล่านั้นได้จริงในโลกเสมือนจริงก็ตาม นี่แสดงให้เห็นว่าการแสดงภาพร่างกายของบุคคลนั้นถูกกำหนดจากบนลงล่าง ซึ่งขยายออกไปเกินกว่าข้อมูลทางประสาทสัมผัสที่มีอยู่.

ภาพลวงตาการสัมผัสที่ไม่มีอยู่จริง ปรากฏการณ์ทางจิตวิทยาที่ไม่คาดคิดของการกรองการสัมผัสในกรณีที่ไม่มีการกระตุ้นทางสัมผัส

การศึกษาครั้งที่สองโดยนักจิตวิทยาเชิงฟิสิกส์ชาวสวีเดนได้ทำการทดลองเสมือนจริง (VR) ซึ่งแสดงให้เห็นว่า แม้จะมีสัญญาณรับรู้ทางประสาทสัมผัสเพียงเล็กน้อย จิตใจของเราก็สามารถควบคุมร่างกายของผู้อื่นได้.

นักวิจัยใช้เทคโนโลยี VR ในการปรับเปลี่ยนมุมมองภาพของผู้เข้าร่วมการทดลอง ให้เป็นมุมมองของบุคคลอื่น หรือร่างกายจำลอง โดยทำควบคู่ไปกับสัญญาณรับรู้หลายประสาทสัมผัส การทดลองนี้เพียงพอที่จะกระตุ้นให้เกิดภาพลวงตาว่า ร่างกายของบุคคลอื่น หรือร่างกายจำลองนั้น คือร่างกายที่แท้จริงของผู้เข้าร่วมการทดลอง.

จากคำพูดของนักวิจัยเอง "Theyes effort wes so sto ... 𝗮𝗻𝗼𝘁𝗵𝗲𝗿 𝗽𝗲𝗿𝘀𝗼𝗻'𝘀 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝘄𝗵𝗲𝗻 𝗳𝗮𝗰𝗶𝗻𝗴 𝘁𝗵𝗲𝗶𝗿 𝗼𝘄𝗻 𝗯𝗼𝗱𝘆 𝗮𝗻𝗱 𝘀𝗵𝗮𝗸𝗶𝗻𝗴 𝗵𝗮𝗻𝗱𝘀 𝘄𝗶𝘁𝗵 𝗶𝘁. 𝗢𝘂𝗿 𝗿𝗲𝘀𝘂𝗹𝘁𝘀 𝗮𝗿𝗲 𝗼𝗳 𝗳𝘂𝗻𝗱𝗮𝗺𝗲𝗻𝘁𝗮𝗹 𝗶𝗺𝗽𝗼𝗿𝘁𝗮𝗻𝗰𝗲 𝗯𝗲𝗰𝗮𝘂𝘀𝗲 𝘁𝗵𝗲𝘆 𝗶𝗱𝗲𝗻𝘁𝗶𝗳𝘆 𝘁𝗵𝗲 𝗽𝗲𝗿𝗰𝗲𝗽𝘁𝘂𝗮𝗹 𝗽𝗿𝗼𝗰𝗲𝘀𝘀𝗲𝘀 𝘁𝗵𝗮𝘁 𝗽𝗿𝗼𝗱𝘂𝗰𝗲 𝘁𝗵𝗲 𝗳𝗲𝗲𝗹𝗶𝗻𝗴 𝗼𝗳 𝗼𝘄𝗻𝗲𝗿𝘀𝗵𝗶𝗽 𝗼𝗳 𝗼𝗻𝗲'𝘀 𝗯𝗼𝗱𝘆.''

ผลกระทบเหล่านี้ได้รับการยืนยันผ่านทั้งรายงานเชิงอัตนัยที่มีโครงสร้างและการวิเคราะห์ทางชีวมาตรอย่างละเอียด.

‍ถ้าฉันเป็นคุณ: ภาพลวงตาของการสลับร่าง

โดยรวมแล้ว ผลการค้นพบเหล่านี้เป็นข้อมูลเชิงวิทยาศาสตร์ที่มีคุณค่าเกี่ยวกับวิธีที่สมองของเราเข้าใจโลกรอบตัวเรา อย่างไรก็ตาม ผลการค้นพบเหล่านี้ยังมีนัยสำคัญอย่างมากต่ออุตสาหกรรมความบันเทิงเสมือนจริง (VR) ที่กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว โดยสัญญาว่าจะนำเสนอวิธีการใหม่ๆ ในการสร้างประสบการณ์ที่สมจริงในระดับที่เหนือกว่า.

‍