สมองของคุณอายุเท่าไหร่?

นักวิจัย ANSTO ให้ความสนใจในการใช้ความเชี่ยวชาญ ในการหาคำตอบของคำถามที่ยังสงสัยกันอยู่ในเรื่องของสมอง

เซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายมีการซ่อมแซมตลอดเวลา เช่น เซลล์ผิวหนังในเวลาไม่กี่สัปดาห์ เซลล์กล้ามเนื้อใช้เวลาหลายปี แต่ยังไม่มีใครทราบคำตอบที่แน่นอนว่า เซลล์สมองมีการสร้างขึ้นใหม่หรือไม่ ในช่วงของวัยผู้ใหญ่ คำตอบของคำถามนี้สามารถที่จะเปิดทางเข้าไปสู่ การรักษาโรคทางสมองได้หลายโรค รวมทั้ง จิตเภท (schizophrenia)

ปัจจุบัน การหาว่าเซลล์มีอายุเท่าไหร่ยังทำได้ยาก โดยเฉพาะเมื่อต้องการหาอายุของตัวอย่างขนาดเล็ก ที่มาจากพื้นที่จำเพาะของสมอง นักวิทยาสาสตร์ของ ANSTO ได้พัฒนาเทคนิคที่ทำให้สามารถหาอายุของเซลล์ โดยใช้คาร์บอน-14 (carbon-14) ซึ่งเป็นไอโซโทปกัมมันตรังสีของคาร์บอน ที่ใช้ในการหาอายุวัตถุทางโบราณคดี

Dr David Fink จากสถาบันวิจัยสิ่งแวดล้อม (Institute for Environmental Research) กล่าวว่า “เราใช้เทคนิคที่เรียกว่า การวิเคราะห์มวลของธาตุด้วยเครื่องเร่งอนุภาค (Accelerator Mass Spectrometry) ในการหาและนับจำนวนอะตอมของคาร์บอน-14 ถ้าเราทราบความเข้มข้นตั้งต้น ของคาร์บอน-14 ในบรรยากาศก่อนที่จะมีการสลายตัว หรือก่อนที่จะหยุดการแลกเปลี่ยน CO2 กับบรรยากาศ คุณก็สามารถหาอายุของมันได้”

วัฏจักรของคาร์บอน-14

 

การทดลองระเบิดนิวเคลียร์เหนือพื้นดินในช่วงทศวรรษปี 1950 กับ 1960 ทำให้ระดับของคาร์บอน-14 ในบรรยากาศเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า สนธิสัญญาห้ามทดลองอาวุธนิวเคลียร์ในปี 1963 ทำให้ระดับของคาร์บอน-14 ค่อยๆ ลดลงจนกลับเข้าสู่ค่าปกติเท่ากับในน้ำทะเล พืชและสัตว์มีการดูดกลืนคาร์บอน-14 จากบรรยากาศ เมื่อคาร์บอน-14 ในบรรยากาศกลับคืนไปที่ระดับก่อนมีการทดลอง ค่าที่สูงขึ้นชั่วคราวนี้ จึงกลายเป็นโอกาสที่นำมาใช้ในการหาอายุของเซลล์สิ่งมีชีวิตที่ให้ความเที่ยงตรงสูงได้

เนื่องจากคาร์บอน-14 จากการทดลองระเบิดนิวเคลียร์ มีระดับลดลงทุกปีตั้งแต่ต้นทศวรรษ 1960 จึงสามารถนำมาใช้หาอายุว่าเซลล์สิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นในปีไหน โดยเปรียบเทียบระดับของคาร์บอน-14 ในดีเอ็นเอ กับระดับของคาร์บอน-14 ในบรรยากาศที่บันทึกไว้ด้วยวงปีของต้นไม้ในรอบ 40 ปี

ปัจจุบัน มีห้องปฏิบัติการหลายแห่งในโลกที่มีเครื่อง Accelerator Mass Spectrometry (AMS) โดย ANSTO เป็นผู้นำในการพัฒนากระบวนการเตรียมตัวอย่าง และเทคนิคการนับอะตอม ที่จำเป็นต้องใช้ในการวัดตัวอย่างที่มีขนาดเป็นไมโครกรัม เพื่อหาอายุของเซลล์ประสาทของมนุษย์

ศาสตราจารย์ John McGrath จาก Queensland Centre for Mental Health Research ได้มีความความสนใจในการหาสิ่งที่รบกวน การเกิดขึ้นของเซลล์ประสาทใหม่ในสมอง ในผู้ป่วย schizophrenia ด้วยความร่วมมือกับนักประสาทวิทยาจาก Brisbane และ Melbourne เขาได้ร่วมกับทีม AMS ของ ANSTO ในการหาว่าเซลล์ไหน ในสมองส่วนของ hippocampus ซึ่งเป็นสมองส่วนที่มีการหดลงเมื่อเกิด schizophrenia และมีอายุที่แตกต่างกัน

John กล่าวว่า“ถ้าย้อมสีให้กับเซลล์สมองของคนที่เป็น schizophrenia เราคาดว่าจะเห็นความแตกต่างของเซลล์ที่เพิ่งเกิดกับเซลล์ที่ปกติ”

เขาอธิบายว่า “มีองค์ประกอบ 2 ส่วนที่เรามองหา คือ เซลล์ประสาทและ glial cells ถ้า glial cells มีอายุน้อยกว่า อาจจะไปขับเซลล์ประสาทที่ตายแล้ว และถ้าอายุของเซลล์ประสาทในตัวคนที่เป็น schizophrenia แตกต่างจากคนปกติ เราก็สามารถนำแนวคิดของอายุเซลล์สมองนี้มาใช้ได้”

ศาสตราจารย์ McGrath ได้ติดต่อกับทีมของ ANSTO เนื่องจาก Dr David Fink เป็นผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิค AMS ในการใช้คาร์บอน-14 ในการหาอายุดีเอ็นเอของเซลล์ประสาทและ glial cells จากเนื้อเยื่อสมองส่วนท้าย (post-mortem brain)

เนื่องจากแนวคิดในเรื่องการเกิดเซลล์ประสาท (neurogenesis) เป็นเรื่องที่ยังถกเถียงกันอยู่ จึงเป็นเรื่องที่ท้าทายในการวิจัยเรื่องสมอง ถ้าเรื่องนี้ให้ผลดีออกมา จะทำให้นักวิจัยได้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับสมอง

 
ถอดความจาก : How old is your brain?
เวบไซต์ : www.ansto.or.au