สมองเริ่มพัฒนาเป็นส่วนหน้าและส่วนหลังอย่างไร

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

เมื่อมองภาพสมองในหนังสือ เราเห็นอวัยวะเดียวที่มีส่วนหน้า กลาง และหลังเชื่อมต่อกัน ส่วนหน้ามีบทบาทกับการคิด ภาษา และการวางแผน ขณะที่บริเวณท้ายสมองกับก้านสมองเกี่ยวข้องกับการควบคุมการหายใจ การเต้นของหัวใจ และการนอน ความต่างนี้ทำให้นักชีววิทยาพัฒนาการถามว่า ทุกส่วนเริ่มจากเซลล์ตั้งต้นกลุ่มเดียวกัน ก่อนค่อยแยกไปทำหน้าที่หรือไม่

การตอบคำถามต้องย้อนกลับไปก่อนสมองมีรูปร่าง ช่วงที่ตัวอ่อนเริ่มจัดชั้นเนื้อเยื่อ เรียกว่าแกสทรูเลชัน (gastrulation) ถ้ามองตัวอ่อนระยะนี้ ยังไม่เห็นสมองส่วนที่เราคุ้นเคย แต่เป็นจังหวะที่การพัฒนาของอวัยวะหลายระบบเริ่มแยกทางกัน

งานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Neuroscience ปี 2026 ชี้ว่า เซลล์ต้นทางของสมองส่วนหน้าและสมองส่วนกลาง แยกจากเซลล์ต้นทางของสมองส่วนหลังเป็น สองสายที่เกิดขึ้นขนานกันตั้งแต่ระยะแรก แทนที่จะเริ่มจากกลุ่มเดียวแล้วค่อยแตกแขนงภายหลัง

ทีมวิจัยตรวจพัฒนาการในตัวอ่อนหนูและติดตามชะตาของเซลล์ช่วงต้น พบกลุ่มที่ไปสู่สมองส่วนหน้าและส่วนกลาง กับอีกกลุ่มที่มุ่งไปยังสมองส่วนหลังตั้งแต่ระยะสร้างชั้นเนื้อเยื่อ เซลล์ทั้งสองกลุ่มมีรูปแบบการเปิดใช้ยีนและการจัดเรียงโครมาตินต่างกัน จึงไม่ได้เป็นแค่เซลล์หน้าตาคล้ายกันที่ยังรอรับคำสั่งเหมือนกันทุกประการ

การทดลองอีกส่วนใช้เซลล์ต้นกำเนิดพหุศักยภาพของมนุษย์ ซึ่งเลี้ยงในห้องทดลองและปรับสัญญาณให้พัฒนาไปตามเส้นทางด้านหน้า หรือด้านหลัง เซลล์ที่ได้มีแนวโน้มพัฒนาเป็นเนื้อเยื่อประสาทคนละบริเวณตามสายที่เริ่มต้น งานนี้จึงเสนอว่า การเลือกสัญญาณตั้งแต่ระยะแรกมีผลต่อชนิดเซลล์ประสาทที่จะสร้างได้

ผลที่จับต้องได้คือทีมสามารถชักนำเซลล์ต้นกำเนิดให้กลายเป็นเซลล์ประสาทสั่งการชนิดเฉพาะของสมองส่วนหลัง บริเวณ rhombomere 5/6 ซึ่งก่อนหน้านี้ทำได้ยากในห้องทดลอง เซลล์ที่สร้างขึ้นแสดงลักษณะของเซลล์ประสาทและมีคลื่นกิจกรรมทางไฟฟ้า จึงช่วยให้ศึกษาความเชื่อมโยงระหว่างต้นกำเนิดของเซลล์กับหน้าที่ได้ละเอียดขึ้น

สมองส่วนหลังมีเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับการทำงานอัตโนมัติและการควบคุมกล้ามเนื้อบางกลุ่ม การสร้างเซลล์ชนิดนี้ในจานทดลองอาจเพิ่มแบบจำลองสำหรับศึกษาความผิดปกติที่กระทบก้านสมอง เช่น กล้ามเนื้ออ่อนแรงจากโรค SMA หรือ ALS แต่ยังไม่ใช่การรักษา และไม่ได้แปลว่าผลทดลองกับเซลล์ในห้องปฏิบัติการจะใช้ได้กับผู้ป่วยทันที

ข้อควรระวังคือพาดหัวบางแห่งเรียกสมองว่าเกิดจาก “สองอวัยวะ” จนอาจชวนให้เข้าใจว่าสมองผู้ใหญ่เป็นสมองสองก้อนที่แยกจากกัน หลักฐานของงานนี้พูดถึง สายเซลล์ตั้งต้นในระยะตัวอ่อน โดยติดตามในหนูและทดลองสร้างเซลล์จากต้นกำเนิดมนุษย์ในห้องทดลอง ไม่ใช่การติดตามตัวอ่อนมนุษย์ตั้งแต่เริ่มสร้างสมองโดยตรง

ผู้วิจัยยังเสนอว่ารูปแบบการแยกสายนี้อาจเก่าแก่ในวิวัฒนาการ แต่ข้อเสนอนั้นเป็นการตีความจากการเปรียบเทียบสิ่งมีชีวิตหลายกลุ่ม ไม่ใช่หลักฐานว่าระบบประสาทสองชุดเคยประกบเข้าด้วยกันอย่างที่เห็นในพาดหัว เมื่ออ่านให้ตรงกับผลทดลอง จุดเปลี่ยนสำคัญจึงอยู่ที่แผนที่การพัฒนาของเซลล์ และวิธีสร้างเซลล์ประสาทส่วนหลังเพื่อใช้ศึกษาในห้องทดลอง