ถามคำถามใหญ่ในด้านประสาทวิทยา
23 ปัญหาในระบบประสาทของระบบ
แก้ไขโดย:
J. Leo van Hemmen & Terrence J. Sejnowski
สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด: 2006. 530 หน้า. 49 ปอนด์, $79.95 0195148223 | ISBN: 0-195-14822-3
Davidเว็บสล็อต Hilbert ในการกล่าวเปิดงานของเขาที่ International Congress of Mathematicians ในปารีสในปี 1900 ได้นำเสนอปัญหา 23 ข้อแก่เพื่อนร่วมงานของเขา ซึ่งเขาคิดว่าการสืบสวนสอบสวนจะทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งสำคัญในวิชาคณิตศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 แม้ว่าปัญหาประมาณครึ่งหนึ่งยังไม่ได้รับการแก้ไข แต่ประวัติศาสตร์แสดงให้เห็นว่านักคณิตศาสตร์ได้ลุกขึ้นมาเผชิญกับความท้าทายอย่างยอดเยี่ยม
ประสาทวิทยาศาสตร์มีประวัติที่ค่อนข้างสั้นกว่าคณิตศาสตร์ แต่ Leo van Hemmen และ Terry Sejnowski รู้สึกว่ายังคงมีความเป็นผู้ใหญ่เพียงพอสำหรับพวกเขาที่จะจัดการประชุมเรื่อง ‘Problems in Neuroscience’ หนึ่งศตวรรษหลังจากคำปราศรัยของ Hilbert การประชุมฉบับพิมพ์ 23 Problems in Systems Neuroscience ใช้เวลาหกปีกว่าจะมาถึง แต่ก็ไม่สายเกินไปและไม่น้อยเกินไปอย่างแน่นอน แทนที่ฮิลเบิร์ตคนหนึ่งคือคนที่มีปัญหา 40 คนซึ่งได้ร่วมสนับสนุนบททั้ง 23 บท โดยจัดกลุ่มเป็นส่วนๆ ที่สรุปข้อกังวลในปัจจุบัน 5 ข้อ: สมองมีวิวัฒนาการอย่างไร? เปลือกสมองจัดอย่างไร? เซลล์ประสาทมีปฏิสัมพันธ์อย่างไร? สมองสามารถคำนวณอะไรได้บ้าง? มีการจัดระบบความรู้ความเข้าใจอย่างไร? ด้วยรายชื่อหัวข้อที่น่าสนใจเช่นนี้ หนังสือเล่มนี้จึงมั่นใจได้ว่าจะมีผู้ชมจำนวนมากในทุกระดับของความสนใจ ตั้งแต่นักอ่านทั่วไปไปจนถึงนักเรียนและนักวิชาการ
สำหรับผู้มีส่วนร่วมส่วนใหญ่ การทำงานของเปลือกสมองเป็นปัญหาหลักที่ต้องแก้ไข รู้สึกสดชื่นเมื่อได้สัมผัสถึงความไม่พอใจของ Gilles Laurent อย่างตรงไปตรงมาในหน้า 1 เมื่อเขาถามว่า: “ทำไมจึงหมกมุ่นอยู่กับเยื่อหุ้มสมองนี้?” จากมุมมองของตั๊กแตนและสมองของเขา ดูเหมือนว่า Laurent กล่าวว่า “นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ทำราวกับว่า King Cortex ปรากฏตัวในเช้าวันหนึ่งที่สดใสจากที่ไหนเลย ทิ้งไว้ในโคลนสวนสัตว์ของสัตว์หุ่นยนต์ นักโทษที่มีการออกแบบที่บกพร่อง และเห็นได้ชัดว่าไม่สามารถรับรู้ ความรู้สึก ความเจ็บปวด การนอนหลับ หรืออารมณ์ เป็นต้น แต่ข้อบกพร่องบางประการ ศตวรรษที่สิบเก้า! การเปิดฉากนี้เป็นน้ำเสียงที่กระฉับกระเฉงและแน่วแน่ซึ่งจำเป็นต่อการทำให้ผู้อ่านก้าวไปข้างหน้าผ่านการโต้วาทีที่เป็นประกายซึ่งเติมพลังให้กับหนังสือเล่มนี้ และเพื่อช่วยกำหนดคำถามที่สำคัญที่สุดในด้านประสาทวิทยา
การเขียนนี้ทำให้ฉันยิ้มได้บ่อยครั้ง
และบ่อยครั้งที่มันใกล้จะถึงมุมมองที่ไม่ธรรมดาของนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสคนเก่าที่เล่าขานโดยฮิลเบิร์ตว่า “ทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ไม่ควรถือว่าสมบูรณ์จนกว่าคุณจะอธิบายให้ชัดเจนจนสามารถอธิบายเป็นข้อแรกได้ ผู้ชาย (หรือผู้หญิง) ที่คุณพบบนถนน”
ประสาทวิทยาศาสตร์จะง่ายขึ้นมากถ้าเรามีแผนภาพวงจรโดยละเอียดของสมอง เครดิต: M. KULKA/ZEFA/CORBIS
เช่นเดียวกับฮิลเบิร์ต ผู้เขียนถือว่าปัญหาของพวกเขาสามารถแก้ไขได้และจะได้รับการแก้ไข อย่างไรก็ตาม ต่างจากปัญหาทางคณิตศาสตร์ ระบบประสาทของระบบจะไม่สามารถแก้ไขได้ด้วยเหตุผลล้วนๆ แต่จะต้องการการผสมผสานระหว่างการทดลองและทฤษฎี และบางทีแม้แต่วิทยาศาสตร์ใหม่ที่รวมเอาอัตนัยเข้าไว้ด้วย ในบริบทนี้ เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จะทราบว่าผู้เขียนกี่คนที่เดิมได้รับการฝึกฝนเป็นนักประสาทวิทยาหรือแม้แต่นักชีววิทยา ตามที่ฉันสงสัย ถ้านักประสาทชีววิทยาที่ถือบัตรอยู่ในกลุ่มชนกลุ่มน้อย หนังสือเล่มนี้จะเปิดเผยความลับที่ลึกล้ำและมืดมิดที่ประสาทวิทยาศาสตร์ได้กลายเป็นหนึ่งในสาขาวิชาวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ที่มีความหลากหลายทางคณิตศาสตร์มากที่สุด นี่เป็นอย่างที่ควรจะเป็น เพราะประสาทวิทยาศาสตร์เผชิญกับคำถามที่ยากจะแก้ไขได้มากที่สุดในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ และเราต้องการความช่วยเหลืออย่างเต็มที่ หากเราต้องการหาทางผ่านที่ปลอดภัยผ่านปัญหาที่เกิดขึ้นที่นี่
อย่างไรก็ตาม ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงทดลองร่วมสมัยส่วนใหญ่ทำในระดับโมเลกุลและระดับเซลล์ โดยที่ปัญหายากๆ ส่วนใหญ่ที่กล่าวถึงในหนังสือไม่จำเป็นต้องเผชิญ แม้ว่าหนังสือเล่มนี้จะไม่พิจารณาเทคนิคระดับโมเลกุลและระดับเซลล์ แต่ดูเหมือนชัดเจนมากขึ้นว่าสิ่งเหล่านี้จะเป็นศูนย์กลางของแนวทางที่จำเป็นในการแก้ปัญหาระดับระบบจำนวนมาก
ในทำนองเดียวกัน แม้ว่า Cathy Carr และเพื่อนร่วมงานของเธอจะหารือเกี่ยวกับการปรับโครงสร้างของเซลล์ประสาทในระบบการได้ยินที่มีนัยสำคัญบางอย่าง แต่คำถามเกี่ยวกับความเกี่ยวข้องของโครงสร้างกับประสาทวิทยาของระบบนั้นแทบจะไม่ได้รับการกล่าวถึงเลย จิม วัตสันและฟรานซิส คริกแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าปัญหาทางชีววิทยาที่ยากจะแก้ไขได้บางอย่างสามารถแตกร้าวได้ด้วยการแก้ไขโครงสร้าง แต่ประสาทวิทยาศาสตร์เชิงโครงสร้างมีความต้องการทางเพศที่จำกัดสำหรับบรรณาธิการวารสารชั้นนำ เมื่อรวมกับจุดบอดสำหรับโครงสร้างของหน่วยงานที่อนุญาต ส่งผลให้ขาดความรู้เกี่ยวกับโครงสร้างที่ดีของระบบประสาทของสัตว์จำลองทุกตัว ยกเว้น Caenorhabditis elegans และยังคงเป็นอุปสรรคสำคัญต่อความก้าวหน้า Sejnowski ชี้ไปที่ปัญหาที่เกี่ยวข้องเมื่อเขาถามว่า “เซลล์ประสาทคอร์เทกซ์มีขอบเขตการฉายภาพอะไร” เขตข้อมูลที่เปิดกว้างของเซลล์ประสาทซึ่งเป็นผลมาจากการป้อนเข้าของเซลล์ประสาทจำนวนมากได้รับการศึกษามาเป็นอย่างดีมานานหลายทศวรรษ เขตข้อมูลโปรเจกทีฟ — อิทธิพลของผลลัพธ์ของเซลล์ประสาทที่มีต่อเป้าหมายจำนวนมาก — ส่วนใหญ่ไม่ทราบแต่จะดีกว่ามากเว็บสล็อต
