สมอง ในปี 2019 เคท ฟอลลาโดริใช้เวลา 1 เดือนนั่งอยู่ในห้องพยาบาลโดยหวังว่าเธอจะมีอาการชัก เนื่องจากเธอได้รับการวินิจฉัยว่าเป็นโรคลมบ้าหมูเมื่อเกือบ 20 ปีที่แล้ว การใช้ยาไม่ได้ช่วยบรรเทา ส่วนหนึ่งของการศึกษานี้ทีมงานที่ศูนย์การแพทย์ เบย์เลอร์ เซนต์ ลุค ได้วางอิเล็กโทรดในสมองของเธอ เพื่อบันทึกกิจกรรมของระบบประสาท แพทย์หวังว่าจะทราบสาเหตุของอาการชักจากลมบ้าหมู และไม่ว่าเธอจะเป็นผู้เข้ารับการผ่าตัดเอาเนื้อเยื่อออก

นอกจากนั้นยังมีการฝังอุปกรณ์กระตุ้นสมองแบบพิเศษ เพื่อระงับอาการดังกล่าวหรือไม่ หลายสัปดาห์ผ่านไปเคทก็เริ่มกระสับกระส่าย เวลาบิดเบี้ยวด้วยความคาดหมาย และสภาพแวดล้อมรอบๆตัวของเธอก็ดูเหนือจริง สิ่งหนึ่งที่เราจำได้โดยเฉพาะคือข้างนอกฝนตก และเรารู้สึกเหมือนกำลังดูรายการทีวีที่ฝนตก ความซ้ำซากจำเจถูกทำลายลงโดยการเยี่ยมชม ของนักประสาทวิทยาที่บันทึกการทำงานของสมองของเคทขณะที่เธอทำงานง่ายๆ

การกดปุ่มขณะดูคำแนะนำเครื่องมือบนหน้าจอคอมพิวเตอร์หรือดูวิดีโอสั้นๆ ที่ออกแบบมาเพื่อกระตุ้นอารมณ์ต่างๆ การวิจัยไม่ได้มีวัตถุประสงค์เพื่อช่วยเคทหรือแม้แต่รักษาโรคลมบ้าหมู แต่เป็นคำถามทั่วไปเกี่ยวกับการมองเห็น และอารมณ์ในสมองแต่สำหรับเคท ฟอลลาโดริพวกเขาเป็นจุดสว่างที่หายาก การมีคนอยู่ข้างนอกที่ทำให้คุณหัวเราะ ให้บางสิ่งกับคุณทำและตั้งเป้าหมายให้คุณ นั่นคือทุกอย่างสำหรับเรา

ในทางกลับกันฟอลลาโดริได้เสนอบางสิ่งที่หายาก และมีค่าให้กับทีมวิจัย นำโดยศัลยแพทย์ประสาทซามีร์ เชธจากวิทยาลัยแพทยศาสตร์เบย์เลอร์ การมองอย่างใกล้ชิดของนักวิทยาศาสตร์ เกี่ยวกับการทำงานของสมองจากการทดสอบเหล่านี้ เป็นไปไม่ได้เลยหากไม่มีการทำศัลยกรรมประสาทแบบลุกลาม ซึ่งจะทำเพื่อการวิจัยเพียงอย่างเดียวก็ถือว่าผิดจรรยาบรรณ ฮารา รามอส อดีตผู้อำนวยการโครงการโรคประสาทของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ NIH

กล่าวว่าผู้ที่มีส่วนร่วมในการศึกษาในกะโหลกศีรษะเหล่านี้บ่อยครั้ง ในระหว่างการตรวจติดตามโรคลมชักหรือการผ่าตัดสมองขณะตื่น ให้ของขวัญล้ำค่าแก่นักวิทยาศาสตร์ ซึ่งปัจจุบันทำงานให้กับมูลนิธิดาน่า วิธีการที่ไม่รุกรานในการศึกษาการทำงานของสมอง เช่น การถ่ายภาพด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเชิงฟังก์ชันและคลื่นไฟฟ้าสมอง สามารถให้ความละเอียดเชิงพื้นที่หรือเชิงเวลาได้ดี แต่ไม่ใช่ทั้ง 2 อย่างในเวลาเดียวกัน แต่สายไฟเส้นเล็กที่สัมผัสกับเซลล์สมอง

ซึ่งสามารถตรวจจับการทำงานของเซลล์ประสาทได้อย่างแม่นยำ ในระดับมิลลิเมตรและมิลลิวินาที และนักวิจัยสามารถเชื่อมโยงช่วงเวลานั้น กับปฏิกิริยาแบบเรียลไทม์ของบุคคลต่อประสบการณ์นั้น โดยพื้นฐานแล้วเราสามารถเข้าถึงกลไกประสาทขั้นพื้นฐาน ที่สุดของสภาพมนุษย์ได้ อิทซัค ฟรายด์ศัลยแพทย์ทางประสาทแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย UC ในลอสแองเจลิสกล่าว ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความก้าวหน้าของเทคนิค การกระตุ้น สมอง แบบแพร่กระจายสำหรับโรค

ยกตัวอย่างเช่น โรคพาร์กินสันและโรคลมบ้าหมู ตลอดจนโครงการระดมทุนของรัฐบาลกลางเมื่อเร็วๆนี้ ประสาทวิทยาในสมองของมนุษย์กำลัง ได้รับแรงผลักดันในสหรัฐอเมริกา จำนวนกลุ่มที่สามารถทำงานได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก วินสตัน ชิออน นักประสาทวิทยาและนักจริยธรรม แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานฟรานซิสโก กล่าวแต่โอกาสในการวิจัยที่เสนอ โดยการเข้าถึงสมองของมนุษย์โดยตรงนั้น ทำให้เกิดคำถามด้านจริยธรรมที่ยากขึ้น

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางการแพทย์ มักไม่ให้ประโยชน์ทางคลินิกแก่ผู้เข้าร่วม ผู้คนมักได้รับการว่าจ้างให้เข้าร่วม เมื่อพวกเขากำลังเตรียมตัวสำหรับการผ่าตัดใหญ่ ซึ่งบางครั้งทำโดยผู้วิจัยเอง ซึ่งเป็นศัลยแพทย์ของพวกเขาด้วย ผู้ป่วยอยู่ในสถานการณ์ที่ไม่เหมือนใคร ชิออนกล่าว เขาและคนอื่นๆได้ตั้งคำถามเกี่ยวกับวิธีการทำให้แน่ใจว่า ผู้ป่วยมีส่วนร่วมโดยสมัครใจอย่างแท้จริง จะทำให้ผู้เข้าร่วมเข้าใจชัดเจน

การวิจัยแยกออกจากการดูแลทางคลินิกได้อย่างไร และทำอย่างไรจึงจะมั่นใจได้ว่าความปรารถนา ของนักวิจัยในการรวบรวมข้อมูลที่เป็นประโยชน์ จะไม่ประนีประนอมหรือรบกวน ความกังวลเหล่านี้ได้กระตุ้นให้นักวิทยาศาสตร์กลุ่มหนึ่งพัฒนาชุด ของภาระผูกพันทางจริยธรรมสำหรับการดำเนินการ วิจัยในพื้นที่นี้ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารเซลล์ประสาท เราได้รับการสนับสนุนจากความซื่อสัตย์สุจริต ของชุมชนศัลยกรรมประสาทของเรา

ชิออนกล่าวแต่มีโอกาสถูกล่วงละเมิดได้อย่างแน่นอน การใช้การผ่าตัดเพื่อศึกษาการทำงานพื้นฐานของสมองไม่ใช่เรื่องใหม่ เริ่มต้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 ศัลยแพทย์ประสาทชาวแคนาดา ไวล์เดอร์ เพนฟิลด์ ได้รักษาผู้ป่วยโรคลมบ้าหมูด้วยการกำจัดพื้นที่เล็กๆของสมอง ในระหว่างการผ่าตัด เขาตรวจสมองของพวกเขา กระตุ้นเนื้อเยื่อด้วยแรงกระตุ้นไฟฟ้า และถามผู้ป่วยที่ตื่นอยู่ว่าพวกเขามีประสบการณ์อะไรบ้าง การทดลองดังกล่าวนำไปสู่การสร้างโฮมุนคูลัสเยื่อหุ้มสมอง

แผนที่แสดงพื้นที่ของสมองที่แสดงส่วนต่างๆของร่างกาย ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมานักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ประโยชน์ จากการเกิดขึ้นของการรักษาอื่นๆที่จำเป็นต้องเข้าถึงสมอง คล้ายกับอิเล็กโทรดควบคุมการชักของฟอลลาโดริ และอุปกรณ์ฝังที่ให้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า เพื่อระงับอาการชัก รักษาโรคย้ำคิดย้ำทำรุนแรงและควบคุมอาการผิดปกติของการเคลื่อนไหว เช่น โรคพาร์กินสัน นอกจากนี้ยังมีการศึกษา อุปกรณ์กระตุ้นสมองที่ปลูกถ่ายสำหรับสภาวะอื่นๆ

โรคเครียดหลังบาดแผลและภาวะซึมเศร้า การดำเนินการในขณะที่ผู้ป่วยตื่นอยู่ ขณะใส่อุปกรณ์ดังกล่าวหรือนำเนื้องอกออก บางครั้งอาจถูกระงับชั่วคราว สำหรับการทดลองที่ไม่เกี่ยวข้องกัน อิสระประมาณการว่าประมาณ 30 กลุ่มในอเมริกาเหนือในปัจจุบัน มีส่วนเกี่ยวข้องกับระบบประสาทในกะโหลกศีรษะในผู้ป่วยโรคลมบ้าหมู เทียบกับกลุ่มที่มีกลุ่มน้อยกว่า 10 กลุ่ม เมื่อตอนที่เขาเริ่มทำการทดลองเมื่อประมาณ 20 ปีที่แล้ว

นักวิจัยยังสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์การรักษา ที่ยังคงอยู่ในสมองเป็นเวลานาน ซึ่งบางอุปกรณ์ให้การกระตุ้นด้วยไฟฟ้า และอ่านกิจกรรมของระบบประสาทไปพร้อมๆกัน นันเทีย สุตนะนักประสาทวิทยาจาก UCLA กล่าวว่าการปลูกถ่ายดังกล่าว ยังคงเป็นแหล่งข้อมูลทางประสาท ที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ กล่าวโดยนันเทีย สุตนะนักประสาทวิทยาจาก UCLA ซึ่งใช้ข้อมูลที่ได้จากการปลูกถ่าย เพื่อศึกษากระบวนการเรียนรู้ ความจำและการวางแนวเชิงพื้นที่ของสมอง

ความเป็นไปได้ที่หายากอีกประการหนึ่ง มาจากผู้ที่เป็นอัมพาตหรือสูญเสียแขนขา ผู้ป่วยเหล่านี้บางรายยอมรับการฝังอุปกรณ์บันทึกประสาท เพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ ซึ่งอาจนำไปสู่แนวทางใหม่ ในส่วนต่อประสานระหว่างสมองกับคอมพิวเตอร์เพื่อฟื้นฟูการเคลื่อนไหว หรือการเชื่อมต่อที่สูญเสียไป การวิจัยในกะโหลกศีรษะต้องเผชิญ กับข้อจำกัดที่ไม่เหมือนใคร อันดับแรก คุณไม่สามารถบันทึกข้อมูลจากส่วนใดของสมองได้ เราปรับวิธีการของเราให้เข้ากับงาน

โดยขึ้นอยู่กับว่าขั้วไฟฟ้าอยู่ที่ไหน ฟรายกล่าวคุณสมบัติของการวิจัยเชิงรุก ด้วยการปลูกถ่ายสมอง เนื่องจากพื้นที่ของสมองเหนือใบหูที่เรียกว่ากลีบขมับ เป็นหนึ่งในสถานที่เกิดอาการชักที่พบบ่อยที่สุด ฟรายและคนอื่นๆได้เน้นการวิจัยส่วนใหญ่เกี่ยวกับพื้นที่นี้ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการประมวลผลหน่วยความจำและคำพูด ตัวอย่างเช่น การสังเกตกลุ่มของผู้ป่วยโรคลมชัก เผยให้เห็นพื้นฐานของช่วงเวลาแห่งความทรงจำ

เมื่อเซลล์ประสาทที่เข้ารหัสหน่วยความจำถูกเปิดใช้งานประมาณ 1 วินาทีก่อนที่บุคคลจะรายงานว่าความทรงจำนี้มาถึงจิตใจของเขา นักประสาทวิทยาจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ตั้งข้อสังเกต ตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กโทรดยังแตกต่างกันไปในแต่ละผู้ป่วย ทำให้ยากต่อการปรับข้อมูลระหว่างผู้เข้าร่วม ทีมงานของเธอใช้ข้อมูลการทำงานของสมอง เพื่อศึกษาว่าสมองใช้กลไกทั่วไปและกลไกทางภาษา

บทความอื่นๆที่น่าสนใจ > ทารก อธิบายเกี่ยวกับเด็กว่ายน้ำควรดูแลผิวและระบบภูมิคุ้มกันของทารก