Alienum phaedrum torquatos nec eu, vis detraxit periculis ex, nihil expetendis in mei. Mei an pericula euripidis, hinc partem.
 

นักวิทย์ฯจับมือเกมเมอร์จนค้นพบเซลล์ประสาท 6 ชนิดในเรตินา

นักวิทย์ฯจับมือเกมเมอร์จนค้นพบเซลล์ประสาท 6 ชนิดในเรตินา

เรตินา(retina) เป็นชั้นเนื้อเยื่อที่อยู่ด้านในสุดของดวงตา

แสงที่หักเหผ่านเลนส์ตาเข้ามาจะตกกระทบที่เรตินาซึ่งไม่เพียงแค่ทำหน้าที่รับแสง เรตินายังเป็นปราการด่านแรกที่แสงจะเริ่มแปรเปลี่ยนเป็นสัญญาณภาพก่อนจะถูกส่งเข้าสู่สมองด้วย

เรตินากับสมองเจริญมาจากเนื้อเยื่อกลุ่มเดียวกันตอนที่สิ่งมีชีวิตยังเป็นเอ็มบริโอ  ในการจะเข้าใจการทำงานของเรตินาและการประสานงานระหว่างเรตินากับสมอง นักวิทยาศาสตร์ต้องเจาะลึกการทำงานของส่วนย่อยๆให้แจ่มแจ้งเสียก่อน ถึงแม้ว่าเซลล์ประสาทในเรตินาจะเรียงตัวกันเรียบง่ายกว่าในสมอง แต่ก็ยังถือว่าซับซ้อนและมีปริมาณเซลล์ประสาทจำนวนมากอยู่ดี

ลำพังเพียงนักวิทยาศาสตร์คงไม่อาจศึกษาให้สำเร็จได้ในระยะเวลาอันสั้น

ล่าสุด ในเดือน พฤษภาคม ค.ศ. 2018 ที่ผ่านมานี้ ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน (Princeton University) สหรัฐอเมริกา ได้เปิดตัวพิพิธภัณฑ์ดิจิตัล Eyewire (ทางเว็บไซต์ http://museum.Eyewire.org/) ซึ่งเป็นภาพการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทรับภาพของเรตินา (retina) กว่า1,000 เซลล์ในรูปแบบสามมิติ  กว่าจะได้มาซึ่งภาพนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องอาศัยความร่วมมือจากบรรดาเกมเมอร์กว่า 30,000คน แวะเวียนล็อกอินเข้าสู่ระบบ 250,000  ครั้ง นานกว่าสามปีในการสร้างมันขึ้นมา

Eyewirerคือคำที่ใช้เรียกขานกลุ่มนักเล่นเกมซึ่งใช้เวลานับแสนชั่วโมง ผลัดกันนั่งหลังขดหลังแข็งนำภาพเซลล์ประสาทที่ได้จากเรตินาของหนูทดลองแต่ละเซลล์มาเติมสี บิดหมุน เลื่อนหาเหลี่ยมมุมเพื่อเชื่อมต่อกับเซลล์อื่นทีละเซลล์ๆ

คณะนักวิทยาศาสตร์ถ่ายโอนภาพสามมิติที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเข้าสู่ระบบโดยตัดแบ่งเซลล์ประสาทของเรตินาออกเป็นก้อนๆคล้ายลูกเต๋า เรียกว่าคิวบ์ (cubes) แล้วให้ผู้เล่นช่วยกันต่อคิวบ์ที่ตนรับผิดชอบเข้ากับคิวบ์อื่นๆ แต่ละด้านของคิวบ์ยาว 4.5 ไมโครเมตร ถ้านำคิวบ์มาเรียงต่อกันแบบ 10 × 10 แถวจะได้ความกว้างเท่ากับเส้นผมมนุษย์หนึ่งเส้น! ด้วยวิธีนี้จะทำให้เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์มีเกมเมอร์ 5-25 คนช่วยกันดูแลและตรวจทานกันไปมาก่อนที่จะส่งข้อมูลที่ผ่านการตรวจสอบแล้วเข้าสู่ระบบกลาง

ตลอดทั้งโครงการนี้เกมเมอร์ต้องร่วมกันทำงานกับคิวบ์กว่า 10 ล้านก้อน

การกระจายงานที่ยุ่งยากไปให้คนจำนวนมากช่วยกันแก้ไขปัญหาหรือ Crowdsourcing เป็นกระบวนการที่กำลังได้รับความนิยมในปัจจุบัน เข้าทำนองที่ว่าหลายหัวดีกว่าหัวเดียว

เอมี สเตอร์ลิง (Amy Sterling) ผู้เชี่ยวชาญด้าน Crowdsourcing กล่าวว่าในช่วงแรกการจะต่อเซลล์ให้สำเร็จหนึ่งเซลล์นั้นใช้เวลาหลายอาทิตย์แต่ต่อมาเกมเมอร์สามารถทำสำเร็จหลายเซลล์ในหนึ่งวันโดยที่ผู้เล่นจะมีคำพูดปลุกขวัญร่วมกันคือ “For science!” (เพื่อวิทยาศาสตร์!)

 

ตั้งแต่เปิดเซิร์ฟเวอร์มาเกมเมอร์ช่วยกันต่อจิ๊กซอว์เซลล์ประสาทไปได้แล้วกว่า 3,000 เซลล์

การบูรณาการศาสตร์ของเกมเข้าไปกับงานด้านอื่นๆ เรียกว่า Gamification ทำให้บรรดาเกมเมอร์พร้อมใจที่จะเข้ามาช่วยงานทางวิทยาศาสตร์มากขึ้นเพราะในตัวเกมจะมีทั้งระบบเหรียญรางวัล ระบบแชทเพื่อพูดคุยแลกเปลี่ยนและช่วยกันแก้ไขปัญหาเชิงเทคนิค รวมทั้งการอัปเลเวลเพื่อปลดล็อกความสามารถต่างๆ เอมี สเตอร์ลิง ให้ข้อมูลว่าผู้เล่นตัวแม่ออนไลน์ประมาณ 30 ชั่วโมงต่อสัปดาห์

นอกจากนี้ผู้เล่นบางคนยังเสนอตัวช่วยสร้างส่วนเสริม (extension) ให้กับเกมด้วย เช่น แผนที่ที่จะใช้ส่องว่ามีใครกำลังต่อเซลล์ประสาทณตำแหน่งไหนอยู่บ้าง รายชื่อผู้เล่นระดับท็อป 100 คนแรก และการปรับแต่งตัวเกมซึ่งทำให้น่าเล่นยิ่งขึ้น ฯลฯ

“ชุมชนเกมเมอร์เป็นตัวการสำคัญที่ทำให้ Eyewire ประสบความสำเร็จ” เอมีกล่าวเสริม

เซลล์ประสาทในเรตินาจะเรียงตัวกันเป็นชั้นๆ แต่ละชั้นประกอบไปด้วยเซลล์ประสาทที่มีรูปร่างและหน้าที่จำเพาะเจาะจง การศึกษาในครั้งนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์สนใจเซลล์แกงเกลีย (ganglion cell) ซึ่งเป็นเซลล์ที่จะส่งสัญญาณภาพเข้าสู่สมองโดยตรง เซลล์แกงเกลียแต่ละประเภทก็จะรับผิดชอบลักษณะของภาพแต่ละชนิดกันไป

ทีมนักวิทยาศาสตร์อาศัยข้อมูลส่วนหนึ่งจากโครงการนี้มาจัดจำแนกเซลล์แกงเกลีย 396 เซลล์ออกมาได้ราว 35 ชนิด ในจำนวนทั้งหมดนี้เป็นเซลล์ที่ค้นพบใหม่ 6 ชนิด และยังสามารถสร้างหลักการอนุรักษ์ความหนาแน่น (density conservation principle) ขึ้นมาเพื่อใช้จำแนกเซลล์ประสาทแทนที่เกณฑ์เดิมอีกด้วย

หากได้ลองสำรวจพิพิธภัณฑ์ดิจิตัล Eyewire จะพบว่าเซลล์ประสาทในเรตินาจัดเรียงตัวกันแบนราบกว่าที่คิด โดยเส้นใยประสาทที่แตกแขนงออกไปจากตัวเซลล์จะแผ่ออกเป็นระนาบ บ้างก็แตกกิ่งใกล้นิวเคลียส บ้างก็แทงยอดออกไปไกลจากนิวเคลียส ดูเหมือนเป็นต้นไม้ในป่าฝนที่แผ่เรือนยอดออกมาประชันรับแสงกันอย่างหนาแน่นเป็นชั้นๆ

เซลล์ประสาทในเรตินาจัดเรียงตัวเป็นห้าชั้นและข้อมูลที่Eyewireแสดงให้ดูนี้ก็เป็นส่วนหนึ่งของเซลล์ในชั้นเพล็กซิฟอร์มชั้นใน (inner plexiform layer) เท่านั้น

“ที่เห็นนี้เป็นเพียงเศษเสี้ยวธุลีหนึ่งของเรตินาที่ได้มาจากหนูทดลองและเราใช้เวลาตั้ง 10 ปีเพื่อเริ่มเรียนรู้บางสิ่งจากมัน“  ศ.เซบาสเตียน ซุง (Sebastian Seung) หัวหน้าคณะวิจัยกล่าวปิดท้าย

บทความโดย  อาจวรงค์  จันทมาศ

อ้างอิง

https://www.princeton.edu/news/2018/05/17/princeton-researchers-crowdsource-brain-mapping-gamers-discover-six-new-neuron

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30572-5

Date

กรกฎาคม 31, 2018

Category

STEM NEWS