Connect with us

ข่าววิทยาการ

มหัศจรรย์สมองมนุษย์ เทียบเท่ากับคอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก 100,000 ล้าน เครื่องทำงานไปพร้อม ๆ กัน

ในช่วง 2 ทศวรรษที่ผ่านมานี่ เราได้เห็นวิทยาการคอมพิวเตอร์ได้พัฒนาอย่างก้าวกระโดด ความสามารถของคอมพิวเตอร์ทำงานได้รวดเร็วขึ้น สามารถรับคำสั่งได้พร้อมกันหลายหน้าที่ ในขณะที่ขนาดของตัวเครื่องก็เล็กลงเรื่อย ๆ ทุกวันนี้เหล่าวิศวกรก็ยังพยายามพัฒนาคอมพิวเตอร์ให้มีความสามารถมากขึ้นเรื่อย ๆ ต่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่เก่งและเร็วที่สุดในโลก ก็ยังไม่สามารถทำงานได้รวดเร็วและซับซ้อนเท่ากับสมองมนุษย์ เหล่านักวิทยาศาสตร์จึงพยายามศึกษารูปแบบการทำงานของสมองมนุษย์ให้ลึกซึ้ง เพื่อเป็นต้นแบบและแนวทางในการพัฒนาคอมพิวเตอร์ให้ทำงานได้ทัดเทียมสมองของมนุษย์เรา เหตุนี้เราจึงเรียกคอมพิวเตอร์ว่า “สมองกล” และเรียกศาสตร์ในการพัฒนาขีดความสามารถของคอมพิวเตอร์ให้มีความนึกคิดได้ใกล้เคียงสมองมนุษย์ว่า “ปัญญาประดิษฐ์” A.I.artificial intelligence

ภาพจากคอมพิวเตอร์จำลอง หน้าตาและโครงสร้างการทำงานของ Neuron

ภาพจากคอมพิวเตอร์จำลอง หน้าตาและโครงสร้างการทำงานของ Neuron

คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดที่มนุษย์เคยพบเจอมาก็คือมันสมองของเราเอง ต่อให้คอมพิวเตอร์ที่ทรงประสิทธิภาพที่สุดก็ยังห่างไกลจากสมองมนุษย์เรามากนัก นักวิทยาศาสตร์ที่ทำการศึกษาค้นคว้ารูปแบบการทำงานของสมองมนุษย์ก็ได้เผยผลการค้นคว้าว่า สมองของมนุษย์นั้นเปรียบได้กับ คอมพิวเตอร์ขนาดเล็กจำนวน 100,000 ล้านเครื่องทำงานไปพร้อม ๆ กัน อ้างอิงจากการทดลอง ส่งสัญญาณไฟฟ้าเข้าสู่เซลส์สมองมนุษย์ให้บันทึกไว้ด้วยความละเอียดสูง ในการทดลองนี้ยังได้ทำการเปรียบเทียบรูปแบบโครงสร้าง และการทำงานของเซลส์สมองมนุษย์กับเซลส์สมองของหนูอีกด้วย เพื่อหาคำตอบว่าทำไมสมองมนุษย์ถึงมีขีดความสามารถเหนือกว่าสัตว์มากนัก

มาร์ก ฮาร์เน็ตต์ นักวิทยาศาสตร์แห่งสถาบันเทคโนโลยี เมสซาซูเซ็ตต์

มาร์ก ฮาร์เน็ตต์ นักวิทยาศาสตร์แห่งสถาบันเทคโนโลยี เมสซาซูเซ็ตต์

มาร์ก ฮาร์เน็ตต์ นักวิทยาศาสตร์แห่งสถาบันเทคโนโลยี เมสซาซูเซ็ตต์ ได้ทำการทดลองเรื่องการทำงานของเซลส์สมองมนุษย์ ในขั้นตอนแรกนั้นมาร์กได้ลองทดลองด้วยการดึงเซลส์ประสาทจากสมองหนูวางไว้ในจานทดลอง บนจานนี้เซลส์สมองจะยังทำงานได้อีกนานนับชั่วโมง นานพอที่จะให้ทำการทดลอง เซลส์ในสมองมนุษย์นั้นเรียกว่า neuron มาร์กได้ทำการศึกษาในขั้นตอนนี้ด้วยการใส่ขั้วไฟฟ้าขนาดเล็กมากลงไปในแต่ละเซลส์ประสาท แล้วก็พบว่าแต่ละเซลส์นั้นจะสื่อสารกันด้วยการยิงคลื่นไฟฟ้าเข้าหากัน ทำให้มาร์กอยากที่จะกระโดดข้ามไปทดลองกับเซลส์สมองของมนุษย์ว่าทำงานเหมือนกับเซลส์สมองของหนูหรือไม่ มาร์กก็ได้ตัวอย่างเซลส์สมองมากจากผู้ป่วยที่เป็นโรคลมบ้าหมู

ในขั้นตอนนี้ล่ะทำให้มาร์กและทีมของเขาได้พบรูปแบบการทำงานของเซลส์สมองมนุษย์ ภายในเซลส์สมองมนุษย์เรานั้นแต่ละเซลส์จะมีการจัดเก็บสัญญาณไฟฟ้าไว้ภายในอยู่แล้ว ภายในแต่ละเซลส์สมองนั้นมีรูปแบบโครงสร้างเหมือนกับต้นไม้ มีกิ่งก้านสาขาของเซลส์ประสาทที่เรียกว่า dendrite และมีลำต้น ซึ่งเป็นจุดที่จัดเก็บสัญญาณไฟฟ้าไว้ภายใน มาร์กทำการศึกษารูปแบบการทำงานในเซลส์สมองมนุษย์ด้วยการใส่ขั้วไฟฟ้าขนาดจิ๋วมากเข้าไปในส่วนลึกสุดของลำต้น เป็นการทำงานที่ซับซ้อนสุด ๆ เพราะในแต่ละเซลส์สมองนั้น จะมีลำต้นและกิ่งก้านสาขา (dendrite) ประมาณ 50 กิ่ง และจุดเชื่อมต่อกับเซลส์ประสาทอื่น ๆ อีกประมาณ 100 จุด นักวิทยาศาสตร์เรียกจุดเชื่อมต่อนี้ว่า synapse แต่ละจุดเมื่อรับสัญญาณไฟฟ้าแล้วจะส่งมาที่กิ่ง (dendrite)แล้วกิ่งก็จะส่งต่อสัญญาณไปตามความยาวของแต่ละกิ่งก้าน

การค้นพบหนึ่งที่น่าฉงน คือสมองมนุษย์เรากลับมีเซลส์ neuron จำนวนน้อยกว่าสมองของหนู แต่นั่นก็ทำให้ขีดความสามารถของเซลส์สมองของคนและสัตว์มีประสิทธิภาพในการทำงานต่างกัน ของมนุษย์มีจำนวนน้อยกว่า แต่ละเซลส์ทำงานได้ดีกว่า แต่ถึงจะมีจำนวนน้อยกว่าหนู แต่ในสมองของเรานั้นก็ประกอบไปด้วยเซลส์ประสาท neuron จำนวนมหาศาลถึง 100,000 ล้านเซลส์ และมีดเชื่อมต่อแต่ละเซลส์ (synapse) มากมายถึง 1 พันล้านล้านจุด จำนวนช่างมหาศาลเหลือเกินในหัวเราเนี่ย ในการศึกษาค้นคว้าการทำงานของสมองนั้น นักวิทยาศาสตร์ยังได้อธิบายส่วนประกอบต่าง ๆ และการทำงานของแต่ละส่วนไว้อย่างละเอียดยิบย่อยอีกมา ที่กล่าวมาข้างต้นนี้แค่พื้นฐานเบื้องต้นเท่านั้น แค่นี้ก็ยังเข้าใจยากแล้วนะ เอาแค่ว่าสมองเรามีจำวน 100,000 เซลส์แล้วกันเนอะ

 

อ้างอิง

อ้างอิง

แชร์โพสนี้

แสดงความคิดเห็น

Advertisement