"จุดสีน้ำเงิน" ในก้านสมองของมนุษย์ ควบคุมการนอนหลับได้อย่างไร
ที่มาของภาพ, Serenity Strull/ BBC/ Getty Images
- Author, เดวิด ร็อบสัน
- Role, บีบีซีฟิวเจอร์
ใครก็ตามที่กำลังทุกข์ทรมานจากโรคนอนไม่หลับ คงเข้าใจดีถึงอาการมึนงงอ่อนเพลีย เพราะอารมณ์ความคิดฟุ้งซ่านที่เฝ้าวิ่งวนอยู่ในหัวไม่รู้จบ ทั้งที่อยากหยุดคิดแล้วนอนหลับพักผ่อนใจจะขาด จนในบางครั้งอยากให้มีปุ่มหรือสวิตช์ ที่สามารถจะกดปิดความพลุ่งพล่านสับสนที่ควบคุมไม่ได้ในหัวลงทันที
ความก้าวหน้าของวิทยาการในปัจจุบัน ทำให้ความฝันของคนนอนไม่หลับที่จะมีปุ่มกดปิดการทำงานของสมอง ดูจะไม่ไกลเกินเอื้อมอีกต่อไป เพราะบรรดานักประสาทวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบว่า ภาวะตื่นตัวของคนเรานั้นสามารถปรับจูนได้หลายระดับ แม้แต่ปรับให้ลดลงจนกลายเป็นภาวะหลับลึกไปก็ยังได้ ซึ่งการปรับจูนนี้อาศัยการทำงานร่วมกันเป็นเครือข่ายของสมองส่วนต่าง ๆ โดยมี "โลคัส เซอรูเลียส" (Locus Coeruleus - LC) เป็นศูนย์กลาง
โลคัส เซอรูเลียส เป็นภาษาละตินที่มีความหมายว่า "จุดสีน้ำเงิน" ในทางการแพทย์หมายถึงกลุ่มของเซลล์ประสาทที่อยู่ลึกลงไปในก้านสมองเป็นจุด ๆ ซึ่งเซลล์ประสาทเหล่านี้มีสีน้ำเงินสดใส เพราะเป็นตัวการผลิตสารสื่อประสาทชนิด "นอร์เอพิเนฟรีน" (norepinephrine) ซึ่งทำหน้าที่ควบคุมการกระตุ้นเร้าทางสรีระและทางจิตวิทยาของมนุษย์
ที่มาของภาพ, Serenity Strull/ BBC/ Getty Images
ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจผิดกันมานานว่า กลุ่มเซลล์ประสาท LC สีน้ำเงินเหล่านี้ จะสงบนิ่งไม่เคลื่อนไหวในขณะที่คนเราหลับ แต่ผลการศึกษาในปัจจุบันพิสูจน์ให้เห็นอย่างชัดเจนว่า จุดสีน้ำเงินในก้านสมองไม่เคยหยุดทำงานลงอย่างแท้จริง ทว่ามีความเคลื่อนไหวเล็กน้อยอยู่เป็นระยะ ซึ่งความเคลื่อนไหวนี้อาจเป็นตัวควบคุมการนอนหลับของคนเรา ให้เข้าสู่ภาวะหลับตื้นหรือหลับลึกได้ในแต่ละช่วงเวลา ดังนั้นการศึกษาทำความเข้าใจกระบวนการนี้ อาจช่วยให้ค้นพบวิธีรักษาโรคนอนไม่หลับจากสาเหตุต่าง ๆ อย่างเช่นความวิตกกังวลได้
ระบบเกียร์ของสมอง
กลุ่มเซลล์ประสาท LC นั้นอยู่ลึกลงไปในก้านสมอง ซึ่งเป็นอวัยวะที่อยู่เหนือด้านหลังของลำคอเล็กน้อย จุดสีน้ำเงินนี้มีอยู่ราว 50,000 เซลล์ ซึ่งนับว่าน้อยนิดเมื่อเทียบกับจำนวนของเซลล์ประสาทในสมองทั้งหมดที่มีอยู่ราว 86,000 ล้านเซลล์
นายแพทย์เฟลิกซ์ วิกค์ ดาเซียร์ แพทย์ประจำพระองค์ของพระนางมารี อองตัวเนตต์ คือคนแรกที่ค้นพบกลุ่มเซลล์ประสาท LC ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 แต่หลังจากนั้นก็ไม่มีใครให้ความสนใจกับมันเป็นเวลานานหลายร้อยปี
เมื่อโลกย่างเข้าสู่ศตวรรษที่ 20 วงการวิทยาศาสตร์ได้ข้อพิสูจน์อย่างชัดเจนว่า สารสีน้ำเงินในเซลล์ประสาท LC มีบทบาทสำคัญยิ่งต่อการส่งสัญญาณประสาทในสมอง เนื่องจากสารนอร์เอพิเนฟรีน (นอร์อะดรีนาลีน) เพิ่มโอกาสที่เซลล์ประสาทจะยิงส่งสัญญาณไฟฟ้าถึงระดับสูงสุดได้มากขึ้น โดยเมื่อกลุ่มเซลล์ประสาท LC มีความเคลื่อนไหวตื่นตัว มันจะส่งสารสื่อประสาทไปยังส่วนอื่น ๆ ของสมอง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการสื่อสารระหว่างเซลล์ประสาทในบริเวณนั้น
อย่างไรก็ตาม เซลล์ประสาทแต่ละชนิดมีตัวรับสารสื่อประสาทที่แตกต่างกัน บางชนิดอาจมีความไวต่อนอร์เอพิเนฟรีนในระดับสูง ทำให้ถูกกระตุ้นได้ง่ายแม้จะได้รับสารสื่อประสาทชนิดนี้เพียงเล็กน้อย ในขณะที่เซลล์ประสาทบางจำพวกต้องได้รับนอร์เอพิเนฟรีนในปริมาณมากจึงจะเกิดการตอบสนอง ทำให้ในการหลั่งสารสื่อประสาทแต่ละครั้ง จะมีบางส่วนของสมองเท่านั้นที่ได้รับการกระตุ้นจากกลุ่มเซลล์ประสาท LC ซึ่งส่งผลต่อการมีสมาธิจดจ่อและความคิดสร้างสรรค์ของคนเรา
ที่มาของภาพ, Wikimedia Commons/ Nephron
ดร.มิธู สโตโรนี นักวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์และผู้เขียนหนังสือ "ทรงประสิทธิภาพเหนือชั้น: ปรับสมองให้ดีที่สุดเพื่อเปลี่ยนแปลงวิธีทำงานของคุณ" (Hyperefficient: Optimize Your Brain to Transform the Way You Work) เปรียบกลุ่มเซลล์ประสาท LC เป็นเสมือน "ระบบเกียร์" ของสมอง ที่คอยปรับเปลี่ยนโหมดการทำงานให้เหมาะสมกับกิจกรรมแต่ละประเภทมากที่สุด ไม่ต่างจากเกียร์ของรถยนต์
- เกียร์ 1 หมายถึงมีความเคลื่อนไหวของจุดสีน้ำเงินในก้านสมองน้อยมาก แสดงว่ามีการหลั่งสารสื่อประสาทนอร์เอพิเนฟรีนในระดับต่ำ ทำให้คนเราขาดสมาธิจดจ่อ ส่วนความคิดจิตใจก็ล่องลอยจากเรื่องหนึ่งไปสู่อีกเรื่องหนึ่ง
- เกียร์ 2 คือมีความเคลื่อนไหวปานกลาง โดยมีการส่งสัญญาณประสาทจากจุดสีน้ำเงินพอประมาณ ทำให้สมองส่วนที่ถูกกระตุ้นมีสัญญาณไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นเป็นครั้งคราว ตัวอย่างเช่นเปลือกสมองส่วนหน้า (prefrontal cortex) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการควบคุมตนเองและการคิดเรื่องนามธรรม จะไวต่อการกระตุ้นด้วยนอร์เอพิเนฟรีนในระดับนี้มากที่สุด ทำให้เรามีสมาธิตั้งมั่นต่อการทำงานที่ใช้สติปัญญาได้ง่าย หากสมองอยู่ในภาวะนี้
- เกียร์ 3 หมายถึงจุดสีน้ำเงินยิงส่งสัญญาณประสาทออกมาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งแสดงถึงการตื่นตัวและการหลั่งนอร์เอพิเนฟรีนในระดับสูง จนไปกระตุ้นให้เกิดความเคลื่อนไหวของสมองส่วนที่ทำงานในภาวะฉุกเฉิน ซึ่งเป็นตัวการตัดสินใจว่าจะตอบสนองด้วยวิธี "สู้หรือหนี" เหตุการณ์เช่นนี้จะทำให้เปลือกสมองส่วนหน้าหยุดคิดไตร่ตรอง แต่การสื่อสารโต้ตอบระหว่างเซลล์ประสาทที่เพิ่มขึ้น จะช่วยให้ผู้ที่อยู่ในภาวะฉุกเฉินรับรู้สภาพแวดล้อมรอบตัวได้ไวขึ้นมาก ทว่าข้อเสียของมันคือสิ่งกระตุ้นเร้ามากมายที่ประดังประเดกันเข้ามา จะทำให้คุณตั้งสติได้ยากและลนลานมากขึ้นตามไปด้วย
ยังมีปัจจัยอีกหลายประการที่กำหนดระดับการทำงานของกลุ่มเซลล์ประสาท LC เช่นนาฬิกาชีวภาพ (circadian rhythm)ที่ทำให้จุดสีน้ำเงินมีความเคลื่อนไหวน้อยมากในตอนที่เราหลับและเพิ่งตื่นขึ้น อย่างไรก็ตาม ระดับการทำงานของมันจะเพิ่มสูงขึ้นในระหว่างวัน และกลับมาลดต่ำลงในช่วงเย็นย่ำอีกครั้ง
เฝ้าระวังภัยยามค่ำคืน
เนื่องจากกลุ่มเซลล์ประสาท LC มีหน้าที่หลักในการกระตุ้นเร้า มันจึงสมเหตุสมผลอย่างยิ่งที่จุดสีน้ำเงินเหล่านี้จะหยุดการทำงานลงในยามที่คนเราหลับใหล แต่ถึงกระนั้น ผลวิจัยล่าสุดของดร.อานิตา ลูธี แห่งมหาวิทยาลัยโลซานน์ของสวิตเซอร์แลนด์ ชี้ว่ากลุ่มเซลล์ประสาท LC ไม่ได้หยุดทำงานแบบนิ่งสนิทในตอนที่เราหลับเสียทีเดียว แต่ยังมีการยิงส่งสัญญาณประสาทเป็นครั้งคราว ซึ่งความเคลื่อนไหวเล็กน้อยที่ว่านี้ อาจเป็นตัวกำหนดคุณภาพการนอนของเราได้
ตลอดเวลาหนึ่งคืนที่เราหลับใหล มนุษย์จะเข้าสู่ระยะการนอนหลับที่แตกต่างกัน โดยสลับสับเปลี่ยนไปมาระหว่างการหลับตื้นโดยเคลื่อนไหวลูกตาอย่างรวดเร็ว (REM) กับระยะหลับลึก (NREM) ซึ่งในการหลับระยะ REM จะเกิดการฝันแบบรู้ตัวแจ่มชัด (vivid dream) และสมองจะสร้างความทรงจำขึ้นมา ในขณะที่การหลับระยะ NREM ซึ่งกินเวลาส่วนใหญ่ของการนอนในแต่ละคืน สมองจะชำระล้างของเสียในระดับเซลล์ ไม่ให้สะสมตัวจนเกิดความผิดปกติทางประสาทในภายหลัง
ผลการทดลองในหนูของดร.ลูธี พบว่าการหลับในระยะ NREM มีความเกี่ยวข้องสัมพันธ์กับการยิงส่งสัญญาณประสาทจากจุดสีน้ำเงิน ซึ่งเกิดขึ้นเป็นจังหวะในทุก 50 วินาที เพื่อไปกระตุ้นสมองส่วนทาลามัส (thalamus) ที่มีรูปทรงคล้ายไข่สองใบตรงใจกลางของสมองหนู
ที่มาของภาพ, Serenity Strull/ BBC/ Getty Images
เนื่องจากสมองส่วนทาลามัสมีหน้าที่ประมวลผลด้านการรับรู้ประสาทสัมผัส การกระตุ้นสมองส่วนนี้ทำให้สัตว์อย่างเช่นหนูเกิดความตื่นตัวต่อสิ่งเร้าภายนอกอย่างเช่นเสียงในขณะหลับได้ โดยไม่จำเป็นจะต้องลืมตาตื่นอยู่ตลอดเวลา "ปรากฏการณ์นี้แสดงว่า การหลับและการตื่นสามารถปรับจูนได้ภายในสมอง" ดร.ลูธีกล่าว "การตื่นตัวเป็นช่วง ๆ ขณะหลับ เพื่อเฝ้าระวังภัยนั้น จำเป็นต่อความอยู่รอดของสัตว์ในธรรมชาติ แม้การนอนหลับสนิทจะสำคัญต่อสุขภาพมากก็ตาม แต่สัตว์ก็ต้องมีกลไกเสริมที่ช่วยให้เกิดการตื่นตัวขณะหลับด้วย เพื่อให้ตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมภายนอกได้ทันท่วงทีในทุกเวลา"
การนอนหลับในระยะ REM มักเกิดขึ้นเมื่อความเคลื่อนไหวของกลุ่มเซลล์ประสาท LC อยู่ในระดับต่ำเสมอ ซึ่งชี้ว่ามันมีบทบาทสำคัญต่อการเปลี่ยนผ่านเข้าสู่ภาวะหลับฝันด้วย "การที่จะปรับสมองให้เข้าสู่ภาวะนี้ได้ จะต้องมีการควบคุมอย่างระมัดระวังรอบคอบเป็นอย่างดี เพราะการหลับในระยะ REM กล้ามเนื้อจะขาดความตึงตัวและร่างกายไม่อาจเคลื่อนไหว (atonia) คล้ายกับเป็นอัมพาตไปชั่วคราว ซึ่งเป็นกลไกที่ป้องกันไม่ให้เราทำสิ่งที่เป็นอันตรายในขณะที่ฝันไป ตอนนั้นคนเราจะตัดขาดจากสิ่งเร้าภายนอกอย่างสิ้นเชิง" ดร.ลูธีอธิบาย
เนื่องจากผลการศึกษาข้างต้นได้มาจากหนูทดลอง จึงมีความจำเป็นที่จะต้องตรวจสอบเสียก่อนว่า กลไกดังกล่าวทำงานแบบเดียวกันในการนอนหลับของมนุษย์ด้วย ซึ่งหากเป็นเช่นนั้น ดร.ลูธีเชื่อมั่นว่าเทคนิคปรับจูนการทำงานของกลุ่มเซลล์ประสาท LC จะสามารถรักษาผู้ป่วยโรคนอนไม่หลับอันเนื่องมาจากความวิตกกังวลได้
ก่อนหน้านี้การทดลองของเธอยังพบว่า หากเพิ่มความเครียดให้กับหนูทดลองในชีวิตประจำวันของมัน เช่นมีการเคาะข้างกรงหนูอย่างต่อเนื่อง จุดสีน้ำเงินในก้านสมองจะทำงานเพิ่มขึ้น ส่งผลให้พวกมันตื่นตัวมากขึ้นในตอนกลางคืนและนอนหลับได้ไม่ดีนัก โดยเกิดอาการหลับ ๆ ตื่น ๆ ตลอดเวลา
ค้นหาวิธีสงบใจเพื่อการนอนหลับสนิท
ความรู้ใหม่ที่ได้จากการทดลองข้างต้น ทำให้เริ่มมีทีมนักวิทยาศาสตร์ที่สนใจค้นหาเทคนิควิธีกระตุ้นสมองแบบต่าง ๆ ที่จะช่วยลดระดับการทำงานของกลุ่มเซลล์ประสาท LC ลงได้ เพื่อให้คนเราสามารถนอนหลับได้อย่างมีคุณภาพเต็มเปี่ยม
ปัจจุบันทีมนักวิทยาศาสตร์จากเกาหลีใต้ กำลังทำการทดลองอุปกรณ์สวมศีรษะที่ใช้กระแสไฟฟ้าอ่อน ๆ กระตุ้นเส้นประสาทเส้นหนึ่งบนหน้าผากที่เชื่อมต่อกับจุดสีน้ำเงินในก้านสมอง แต่ขณะนี้ยังไม่ทราบผลการทดลองอย่างแน่ชัดว่า อุปกรณ์ดังกล่าวสามารถหยุดยั้งการทำงานของกลุ่มเซลล์ประสาท LC และรักษาโรคนอนไม่หลับได้สำเร็จหรือไม่
สำหรับคนที่มีอาการนอนไม่หลับเรื้อรัง ซึ่งอดทนรอความสำเร็จของนักวิทยาศาสตร์ต่อไปไม่ไหวแล้วนั้น อาจหันมาใส่ใจปรับเปลี่ยนพฤติกรรมในช่วงเย็นและค่ำก่อนเข้านอน ไม่ให้ร่างกายและจิตใจของตนเองถูกกระตุ้นให้ตื่นตัวมากจนเกินไป
ดร.สโตโรนี แนะนำไว้ในหนังสือของเธอว่า "หากคุณฝืนทำงานต่อไปในตอนที่ร่างกายเหนื่อยมากแล้ว สมองจะปรับเกียร์ให้สูงขึ้น เพื่อให้คุณมีพลังแรงม้าในระดับสูงสุดที่จะสู้งานได้โดยไม่ถอย แต่สมองอาจติดค้างอยู่ในภาวะนั้น จนไม่อาจข่มตาหลับลงได้เมื่อถึงเวลานอน" ดังนั้นการขจัดสิ่งกระตุ้นเร้าที่ไม่จำเป็น อย่างเช่นโทรทัศน์หรือโทรศัพท์สมาร์ตโฟนออกไป จะช่วยสร้างสุขอนามัยในการนอนที่ดีได้
ที่มาของภาพ, Getty Images
นอกจากนี้ยังมีเทคนิคการใช้ประโยชน์จากกลุ่มเซลล์ประสาท LC ที่ทำการสื่อสารสองทางกับร่างกายของเราอยู่เป็นประจำ โดยจุดสีน้ำเงินในก้านสมองนั้น นับเป็นส่วนหนึ่งของระบบประสาทอัตโนมัติซึ่งควบคุมการทำงานของร่างกายในภาวะไร้สติ เช่นการหายใจเข้าออก, การเต้นของหัวใจ, หรือความดันโลหิต
ระบบประสาทอัตโนมัติมีอยู่สองแบบ ได้แก่ระบบประสาทซิมพาเทติกซึ่งควบคุมปฏิกิริยาตอบสนองต่อความเครียด กับระบบประสาทพาราซิมพาเทติก ซึ่งจัดการให้ร่างกายเข้าสู่ภาวะผ่อนคลาย หากเรากระตุ้นร่างกายด้วยวิธีออกกำลังระดับปานกลางถึงหนักหน่วง เช่นการเดิน, วิ่ง, พายเรือ, ปั่นจักรยาน, หรือต่อยมวย กิจกรรมดังกล่าวจะกระตุ้นระบบประสาทซิมพาเทติกให้ทำงาน รวมทั้งไปกระตุ้นให้จุดสีน้ำเงินในก้านสมองส่งสัญญาณประสาทเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นทางออกที่ดีสำหรับคนที่ต้องการตื่นตัว เพราะนอนหลับไม่เพียงพอและยังรู้สึกง่วงงุนในตอนเช้า อย่างไรก็ตาม คนที่เป็นโรคนอนไม่หลับเรื้อรังไม่ควรใช้วิธีนี้ เพราะการออกกำลังกายในช่วงเย็นหรือค่ำจะยิ่งไปทำให้หลับไม่ลงหนักขึ้นไปอีก
ส่วนผู้ที่ต้องการผ่อนคลายหรือสงบใจเพื่อหลับให้ดีขึ้น ควรกระตุ้นระบบประสาทพาราซิมพาเทติกให้ทำงาน ซึ่งสามารถทำได้ด้วยการฝึกหายใจหรือทำสมาธิ เช่นการทำปราณายามะที่ควบคุมการหายใจให้ช้าลง ซึ่งเป็นเทคนิคแบบโบราณที่ถือกำเนิดจากการฝึกโยคะ นอกจากนี้ การทดลองทางวิทยาศาสตร์หลายครั้งยังพิสูจน์แล้วว่า การฝึกเคลื่อนไหวอย่างมีสติหรือการทำวิปัสสนา สามารถลดระยะเวลาที่ใช้ในการข่มตาหลับลงได้มาก ทั้งช่วยปรับปรุงคุณภาพการนอนได้ดีกว่าวิธีมาตรฐานที่แพทย์ใช้รักษาโรคนอนไม่หลับในปัจจุบัน
