หลังจากที่เริ่มต้นอย่างน่าผิดหวังด้วยชิ้นส่วนของสมองที่ไม่ร่วมมือ เว็บตรงในที่สุด Dee ก็ได้รับชิ้นส่วนเพียงพอสำหรับการทดลองหลายครั้ง การพักผ่อนหนึ่งชั่วโมงจะช่วยให้เซลล์ฟื้นตัวจากอาการบาดเจ็บจากการถูกแยกออกจากสมอง ชิ้นส่วนเหล่านี้ขึ้นไปที่ห้องทดลองบนชั้นสอง ซึ่งชิ้นส่วนบางชิ้นถูกวางไว้ใต้กล้องจุลทรรศน์อันทรงพลังและกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเพื่อศึกษาว่าเซลล์มนุษย์ที่มีชีวิตเหล่านี้มีพฤติกรรมอย่างไร นักวิจัยหวังว่าพฤติกรรมดังกล่าวจะเลียนแบบสิ่งที่เซลล์ทำในขณะที่อยู่ภายในกะโหลกศีรษะของเจ้าของเดิม
นักวิทยาศาสตร์หกคนนั่งอยู่ที่ “แท่นขุดเจาะ”
แต่ละคนมีกล้องจุลทรรศน์ติดตั้งอยู่ภายในกล่องสามด้านสีดำ ในแต่ละแท่นขุดเจาะ นักวิจัยจะค้นหาเนื้อเยื่อสมองของผู้หญิงเพื่อหาเซลล์ที่แข็งแรง ซึ่งดูดีและอวบอิ่ม โดยสามารถมองเห็นเนื้อเยื่อพื้นหลังได้ในปริมาณที่เหมาะสม
นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตเซลล์ประสาทข้างเคียงได้ (ด้านซ้ายแสดงปิเปตมากถึงแปดชิ้น โดยแต่ละปิเปตสัมผัสนิวเคลียสของเซลล์) เพื่อแสดงการสนทนาที่ซับซ้อนในเซลล์ (ขวา)
มอลลี่ เทลเฟอร์
เมื่อพวกเขาพบสิ่งที่ดีแล้ว นักวิจัยก็พยายามใช้หลอดแก้วบางๆ ที่เป็นไปไม่ได้ เทคนิคนี้เรียกว่า patch-clamp ซึ่งเป็นเทคนิคที่บังคับให้มีการสนทนาผ่านเซลลูลาร์ซึ่งดำเนินการด้วยสัญญาณไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ระหว่างเซลล์ ในการทำให้การสนทนาดำเนินไปนั้นต้องฉีดกระแสไฟฟ้าเข้าไปในเซลล์ แล้ววัดว่าเซลล์ตอบสนองต่อข้อความเทียมอย่างไร
แท่นขุดเจาะเหล่านี้ส่วนใหญ่วัดปฏิกิริยาของเซลล์ประสาทครั้งละหนึ่งเซลล์ แต่ในส่วนหลังของห้องแล็บ นักวิจัย Lisa Kim ได้ทดลองการติดตั้งโลหะที่วาววับ สายไฟสีฟ้าและสีดำที่พันกัน และที่ยึดเข็มแปดอัน ทั้งหมดชี้ไปที่ส่วนต่างๆ ของสมอง ขณะที่ฉันอยู่ที่นั่น แท่นขุดเจาะขนาดใหญ่นี้กำลังดักฟังในแนวปาร์ตี้ระหว่างเซลล์ประสาทที่มีชีวิตเจ็ดเซลล์ คิมกำลังบีบอัดกระแสไฟฟ้าเข้าแต่ละอันเพื่อดูว่าสัญญาณส่งไปยังเพื่อนบ้านทางประสาทอย่างไร
การใช้แท่นขุดเจาะแบบหลายสถานีที่ Allen Institute
นักวิจัยสามารถสังเกตการสนทนากลุ่มระหว่างเซลล์ประสาทที่มีชีวิตจำนวนหนึ่งกำมือเพื่อตอบสนองต่อกระแสไฟฟ้าที่ฉีดเข้าไป
มอลลี่ เทลเฟอร์
ซิงก์ทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาทเหล่านี้ให้เบาะแสเกี่ยวกับตัวตนและความสัมพันธ์ของพวกมัน หนึ่งในเจ็ดเซลล์ตอบสนองเมื่อเซลล์ข้างเคียงได้รับไฟฟ้าช็อต ซึ่งเป็นสัญญาณว่าเซลล์เหล่านั้นสื่อสารกันในขณะที่อยู่ในหัวของผู้หญิง เบาะแสอื่นๆ มาจากข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่างที่ซับซ้อนและซับซ้อนของนิวรอนที่สร้างขึ้นโดยแอกซอนที่ส่งสัญญาณและรับเดนไดรต์ เซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ทำให้ฉันนึกถึงแผนที่ซับซ้อนที่เป็นไปไม่ได้ของแม่น้ำสาขา
ความรู้สึกที่เข้มแข็งยิ่งขึ้นของการทำงานของเซลล์นั้นเกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดการทดลองแบบแพทช์-แคลมป์ นักวิจัยสามารถดูดนิวเคลียสของเซลล์ที่มีชีวิตแต่ละเซลล์ทำงานหลอดแก้วบางอีกครั้งได้ การโจรกรรมฆ่าเซลล์ แต่ได้รับบันทึกว่ายีนใดทำงานเมื่อเซลล์ยังมีชีวิตอยู่ หลังจากที่คิมเล่นโทรศัพท์ไฟฟ้าเสร็จ เธอค่อยๆ ดึงนิวเคลียสออกจากเซลล์ประสาททั้งเจ็ดเซลล์
ข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมจากแท่นขุดเจาะเหล่านี้สามารถช่วยให้นักวิจัยระบุเซลล์ประสาทที่อาจมีบทบาทพิเศษในการทำให้จิตใจของมนุษย์ ตัวอย่างเช่น การตรวจสอบอย่างละเอียดถี่ถ้วนเผยให้เห็นสิ่งที่นักวิจัยคิดว่าเป็นเซลล์หายากที่เรียกว่าเซลล์ประสาทฟอน อีโคโนโม ซึ่งตั้งชื่อตามนักประสาทวิทยาชาวออสเตรียที่อธิบายประเภทเซลล์ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1920
พบเซลล์ประสาทที่ยาวเป็นพิเศษและมีแกนหมุนเป็นพิเศษในเนื้อเยื่อสมองที่มีชีวิต ซึ่งบริจาคโดยสตรีวัย 68 ปีที่ได้รับการผ่าตัดเอาเนื้องอกออก เซลล์ประสาทแสดงการตอบสนองทางไฟฟ้าที่ผิดปกติกับกระแสที่ใช้กับ เซลล์ประสาท นักวิทยาศาสตร์และเพื่อนร่วมงานของ Allen Institute รายงานทางออนไลน์เมื่อวันที่ 7 พฤษภาคมที่ bioRxiv.org ผลที่ได้คือยั่วเย้า เนื่องจากปัญหากับเซลล์ประสาท von Economo ถูกสงสัยว่ามีบทบาทในสภาพจิตเวชและโรคอัลไซเมอร์
การศึกษาเกี่ยวกับเซลล์ของมนุษย์ที่มีชีวิตยังทำให้เกิดความแตกต่างที่สำคัญระหว่างมนุษย์และหนู: เซลล์ประสาทของมนุษย์บางชนิดถูกปกคลุมด้วยโปรตีนที่เรียกว่า h-channel; ในหนู ช่องเหล่านั้นหายาก ช่อง H ช่วยให้เซลล์ตอบสนองต่อสัญญาณไฟฟ้าและอาจได้รับผลกระทบจากยา รวมถึงอีกช่องหนึ่งสำหรับโรคลมชัก
ความแตกต่างพื้นฐานนี้ ซึ่งอธิบายไว้ในปี 2018 ในNeuronอาจอธิบายได้ว่าทำไมยาบางชนิดจึงทำงานแตกต่างกันในสมองของหนูและคน คุณสมบัติที่ค้นพบใหม่เหล่านี้ของเซลล์ประสาทของมนุษย์ในวงกว้างอาจเป็นสิ่งที่ทำให้คุณสมบัติที่ซับซ้อนที่สุดของสมองของเรา
Nenad Sestan นักประสาทวิทยาจาก Yale School of Medicine กล่าว การค้นพบความแปลกประหลาดของสมองมนุษย์ “อาจทำให้เราเข้าใจในวันหนึ่งว่าทำไมเราถึงต้องทนทุกข์ทรมานจากความผิดปกติบางอย่าง” Sestan กล่าว โมเดลสัตว์ที่ไม่ถูกต้องได้ขัดขวางการวิจัยเกี่ยวกับโรคจิตเภท ออทิสติก และโรคอัลไซเมอร์ เขากล่าว นั่นเป็นเหตุผลที่การศึกษาสด เนื้อเยื่อของมนุษย์มีความสำคัญมากเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
