ความรู้ชุด: จักรวาลของ “สมอง”

โดย กองบรรณาธิการ | 29 มีนาคม 2022 | บทความแปล

สารสื่อประสาทกับความจำและการเรียนรู้

ความจำและการเรียนรู้เป็นกระบวนการทำงานชั้นสูงของสมองมนุษย์ที่มีความเชี่ยวชาญ และซับซ้อนกว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิด กระบวนการนี้มีความเกี่ยวข้องกันอย่างมากระหว่างสารสื่อประสาทกับการที่เซลล์ประสาทได้รับการกระตุ้นความสนใจต่อเรื่องใดเรื่องหนึ่ง การได้ประสบการณ์ การจัดเก็บและการดึงข้อมูลของแต่ละประสบการณ์ขึ้นมาใช้นั้น ล้วนเกี่ยวข้องกับสารสื่อประสาทซึ่งถูกสร้างขึ้นบริเวณปลายประสาท เพื่อเป็นตัวนำสัญญาณประสาทจากเซลล์ประสาทหนึ่งไปยังอีกเซลล์หนึ่ง หรือเชื่อมโยงระหว่างเซลล์ประสาทกับเซลล์กล้ามเนื้อ โดยการส่งสัญญาณจะเกิดขึ้นบริเวณรอยต่อระหว่างเซลล์เรียกว่า ไซแนปส์ (Synapse)

กระบวนการเชื่อมต่อกันของไซแนปส์เกิดขึ้นเมื่อเซลล์ประสาทในสมองได้รับสัญญานจากประสาทสัมผัสทั้งห้า ทำให้การทำงานของระบบประสาทเชื่อมโยง “ข้อมูล” ที่สมองได้รับ เกิดเป็นวงจรประสาทอย่างความสมบูรณ์ เกิดเป็นเครือข่าย ความจำและการเรียนรู้ เพื่อตอบสนองต่อสิ่งที่เข้ามากระทบ โดยมีสารสื่อประสาทที่สำคัญกับการเรียนรู้ 3 ชนิด คือ

อะซิทิลโคลีน (Acetylcholine) ซึ่งทำหน้าที่ในเรื่องความจำ สมาธิ ความสนใจ การตัดสินใจ และกระบวนการการเรียนรู้

กลูตาเมต (Glutamate) กระตุ้นการทำงานของสมอง ทำหน้าที่เกี่ยวกับความจำและการเรียนรู้ และ แอสปาร์เทต (Aspatate) ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทที่กระตุ้นการทำงานและการเรียนรู้ของสมองเช่นเดียวกับกลูตาเมต นอกจากนี้ยังมีสารสื่อประสาทอีกหลายชนิดที่มีบทบาทต่อความจำและการเรียนรู้ เช่น อะดรีนาลีนที่ควบคุมความกลัว ความเครียด ความโกรธและความรู้สึกวิตกกังวล โดปามีนที่มีบทบาทสำคัญในกระบวนการลืม เป็นต้น

สารสื่อประสาทในสมอง สามารถแบ่งออกตามหน้าที่ได้เป็นสองกลุ่มใหญ่ ๆ คือ สารสื่อประสาทกระตุ้นสมอง เช่น กลูตาเมต แอสปาร์เทตที่กระตุ้นการทำงานของสมอง และโดพามีน สารสื่อประสาทสำคัญที่ควบคุมสมองส่วน Reward และ Pleasure Center ที่หลั่งออกมาเมื่อเรารู้สึกสนุกถูกท้าทาย ดึงดูดพฤติกรรมให้จดจ่ออยู่กับการเรียนรู้และการจดจำ นอกจากสารสื่อประสาทกระตุ้นสมอง ยังมีสารสื่อประสาทอีกประเภท คือสารสื่อประสาทที่ช่วยให้สมองผ่อนคลาย เช่น เอนโดฟีน สารระงับความปวดตามธรรมชาติ ช่วยบรรเทาความเครียด สร้างความรู้สึกพึงพอใจและเป็นสุข เซโรโทนิน สารสื่อประสาทที่ถูกจัดว่าเป็นสารแห่งความสุข (Happiness molecule) ทำงานเกี่ยวข้องกับอารมณ์ผ่อนคลาย ความรู้สึกมีความสุข และการรับรู้ เป็นต้น

สารสื่อประสาททั้งสองกลุ่มมีความสำคัญไม่ยิ่งหย่อนไปกว่ากัน การขาดสมดุลของสารสื่อประสาทอาจก่อให้เกิดปัญหาทางอารมณ์ ทำให้อารมณ์แปรปรวน ซึมเศร้า มีปัญหาการนอนหลับ รวมทั้งยังส่งผลกับการทำงานของร่างกายได้ เช่น รบกวนการทำงานของระบบประสาทอัตโนมัติ และระบบภูมิคุ้มกัน การรักษาสมดุลของสารสื่อประสาทให้เป็นปกติจึงเป็นสิ่งสำคัญมาก เพราะมีความสำคัญต่อการควบคุมการทำงานของร่างกายและการจัดการอารมณ์ต่างๆในชีวิตประจำวัน สารสื่อประสาทที่ไม่สมดุลเป็นสาเหตุปัญหาการทำงานของระบบต่างๆในร่างกาย ปัญหาทางอารมณ์ ความจำ การนอนหลับ พฤติกรรมการเสพติด เช่นติดเกมส์ ติดเหล้า หรือติดยา และโรคภัยต่างๆ การขาดความสมดุลของสารสื่อประสาทมีสาเหตุจากหลายประการ ตั้งแต่ความเครียดในชีวิตประจำวันที่สะสมมา การใช้คอมพิวเตอร์ยาวนานเกินไป การอดหรือขาดอาหาร การดื่มคาเฟอีน แอลกอฮอล์ การสูบบุหรี่ที่มีนิโคติน มลพิษต่างๆในสิ่งแวดล้อม และการใช้ยาบางชนิดอย่างต่อเนื่อง

ในการเรียนรู้และการทำงานของสมองนั้น นอกจากสารสื่อประสาทที่มีบทบาทอย่างมากแล้ว เซลล์ประสาทส่งสัญญานหรือที่เรียกว่า Axon มีฉนวนที่เรียกว่า “ปลอกไมอีลิน” (Myelin) ช่วยทำให้การส่งสัญญานไฟฟ้าจากเซล์ประสาทหนึ่งไปยังเดนไดรต์ (Dendrite) ซึ่งเป็นแขนงประสาทนำสัญญานไฟฟ้าหรือคำสั่งเข้าสู่เซลล์ประสาทอีกเซลล์ได้เร็วขึ้น ด้วยการเดินทางเฉลี่ยประมาณ 120 เมตรต่อวินาที ปลอกไมอิลีนทำให้เซลล์สมองเชื่อมต่อระหว่างกันเป็นวงจรประสาท สร้างการเรียนรู้และส่งสัญญานตอบสนองไปยังประสาทสัมผัสและกล้ามเนื้อได้อย่างรวดเร็ว

**ที่มาของรูปภาพ:** https://myautisticmuslimchild.wordpress.com/2010/08/17/four-major-conditions-found-in-every-autistic-child/

ปลอกไมอีลินในแขนงประสาทที่ยื่นออกไปจากเซลล์ประสาทประสาทส่งสัญญานหรือ Axon ซึ่งส่ง “สัญญานประสาท” หรือ “คำสั่ง” หรือบางทีเรียกว่า “ข้อมูล” จากเซลล์ประสาทหนึ่ง สื่อสารไปยังเซลล์ประสาทตัวต่อไป เป็นวงจรประสาทที่ส่งคำสั่งไปยังกล้ามเนื้อให้ทำงาน เส้นใยประสาทที่มีไมอีลินสูง เช่น ใยประสาทของวัยรุ่นสามารถส่งสัญญานประสาทได้มากกว่าใยประสาทที่มีไมอีลินน้อยถึง 60 เท่า ทำให้การรับรู้ เรียนรู้ คิดวิเคราะห์ การสื่อสาร ตลอดจนการเคลื่อนไหวของร่างกายทำได้อย่างรวดเร็ว ดังที่เราเห็นได้ในวัยรุ่นที่เรียนรู้เรื่องราวต่างๆได้รวดเร็ว หรือบางทีตอบสนองต่อสิ่งที่มากระทบอย่างทันควัน รวมทั้งคนที่เรียนรู้ได้รวดเร็วฉลาด คล่องแคล่ว

การได้ดื่มนมแม่ส่งเสริมการสร้างปลอกไมอีลินให้หนาขึ้น

นมแม่มีสารอาหารหลักที่สำคัญคือ ไขมัน โปรตีน แลคโตส

นอกจากนี้การสร้างปลอกไมอีลินยังได้จากสารอาหาร

เช่น DHA โคลีน โปรตีน จาก ไข่ ครีม ชีส นม

และการรับประทานอาหารครบ 5 หมู่

นอกจากอาหาร เรายังสามารถสร้างปลอกไมอีลินผ่านการกระตุ้นเซลล์ประสาท ด้วยการฝึกฝนผ่านประสาทสัมผัสทั้ง 5 อย่างต่อเนื่อง เช่น การให้เด็กได้ฟังเสียงที่หลากหลายและฟังดนตรี ช่วยส่งเสริมการสร้างวงจรประสาทและการสร้างปลอกไมอีลินของเซลล์ประสาทส่วนของการรับเสียง และการแปลความหมายของเสียง การฝึกแก้ปัญหาบ่อยๆ จะพัฒนาวงจรประสาทและการสร้างปลอกไมอีลินในสมองส่วนหน้าที่ทำงานด้านการเรียนรู้ เป็นต้น

จะเห็นได้ว่า สมองที่มีคุณภาพ เกิดจากกระบวนการที่เซลล์ประสาทเชื่อมต่อกัน สร้างเป็นวงจรประสาท (Neural Circuit) ซึ่งทำงาน “สั่งการ” ตามหน้าที่ของสมองส่วนที่รับผิดชอบเรื่องนั้นๆ

“สัญญาณประสาท” หรือ “คำสั่ง”ที่เกิดขึ้น จะถูกส่งไปตามทางเดินของระบบประสาท เช่น ไขสันหลัง เส้นประสาท และกล้ามเนื้อที่ทำหน้าที่ในการทำกิจกรรมนั้น ๆ โดยมีสารสื่อประสาททำหน้าที่เป็น “สะพาน” เป็นตัวเชื่อมไซแนปส์ หรือช่องว่างระหว่างเซลล์ประสาท ให้สัญญานประสาทดังกล่าวเชื่อมโยงกันครบวงจร สร้างเป็น Loop โดยมีปลอกไมอิลีนเป็นฉนวนส่งให้ความเร็วของสัญญานมากขึ้น ทำให้ร่างกายทำงานตามคำสั่งของสมองได้ สร้างความรู้สึก ความจำ การเรียนรู้ การเคลื่อนไหว จนปรากฏเป็นสิ่งที่แสดงออกหรือที่เรียกว่า พฤติกรรม ให้เราเห็นกัน

อ้างอิง

https://www.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervous- system/a/the-synapse
https://qbi.uq.edu.au/brain/brain-physiology/what-are-neurotransmitters(July 26, 2012)
Anne Marie Helmenstine, Ph.D. , What You Need to Know About Neurotransmitters, https://www.thoughtco.com/neurotransmitters-definition-and-list-4151711, March 07, 2019
Sally Robertson, B.Sc., What is Myelin, https://www.news-medical.net/health/What- is-Myelin.aspx, search July 29,2021