ประสาทวิทยาศาสตร์

ระวังสับสนกับ ประสาทวิทยา

ประสาทวิทยาศาสตร์ (อังกฤษ: Neuroscience) เป็นการศึกษาเกี่ยวกับ โครงสร้าง (neuroanatomy) , หน้าที่, การเจริญเติบโต (neural development) , พันธุศาสตร์, ชีวเคมี, สรีรวิทยา, เภสัชวิทยา และพยาธิวิทยาของระบบประสาท นอกจากนี้การศึกษาเกี่ยวกับพฤติกรรมและการเรียนรู้ยังถือว่าเป็นสาขาของประสาทวิทยาอีกด้วย

การศึกษาทางชีววิทยาของสมองของมนุษย์มีเนื้อหาเกี่ยวโยงกันของสาขาวิชาต่าง ๆ ในหลายระดับ มีตั้งแต่ระดับโมเลกุลไปจนถึงระดับเซลล์ (นิวรอน) ซึ่งมีทั้งระดับการทำงานของกลุ่มของนิวรอนจำนวนน้อย เช่น ในคอลัมน์ของสมองส่วนคอร์เทกซ์ (cortical columns) ไปจนถึงระดับการทำงานของระบบต่าง ๆ ในสมองที่ทำหน้าที่เกี่ยวกับระบบประสาทการมองเห็น และไปจนถึงระดับการทำงานของระบบขนาดใหญ่ เช่น การทำงานของสมองส่วนซีรีบรัลคอร์เทกซ์ หรือ ซีรีเบลลัม และการทำงานของสมองทั้งหมด

ระดับสูงสุดของการศึกษาวิชาประสาทวิทยา คือ การนำวิธีการศึกษาทางประสาทวิทยาไปรวมกับการศึกษาทางปริชานประสาทวิทยาศาสตร์ หรือประสาทวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการรับรู้ (cognitive neuroscience) อันเป็นสาขาวิชาที่พัฒนามาจากวิชา จิตวิทยาการรับรู้ (cognitive psychology) แต่ปัจจุบันได้แยกออกมาเป็นสาขาวิชาหนึ่ง ปริชานประสาทวิทยาศาสตร์เป็นสาขาวิชาที่ทำให้เราเข้าใจการทำงานของจิตใจ (mind) และการมีสติ (consciousness) จากเหตุมายังผล ซึ่งแตกต่างจากการศึกษาทางวิชาจิตวิทยาอันเป็นการศึกษาจากผลมายังเหตุ นักวิทยาศาสตร์บางท่านเชื่อว่าปริชานประสาทวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายสิ่งต่าง ๆ เพิ่มเติมจากการศึกษาทางจิตวิทยา และบางทีอาจจะดีกว่าจนกระทั่งมาแทนที่ความรู้ทางจิตวิทยาที่เชื่อกันมาได้

หัวข้อการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับวิชาประสาทวิทยาศาสตร์ อาทิเช่น

• การทำงานของสารสื่อประสาท (neurotransmitter) ที่เกิดขึ้นบริเวณไซแนปส์ (synapse)
• กลไกทางชีววิทยาที่เกี่ยวข้องกับการเรียนรู้ (ทั้งการเรียนรู้แบบบอกกล่าว (declarative learning) และการเรียนรู้ทางการเคลื่อนไหว (motor learning)
• ผลของยีนต่อการเจริญเติบโตของระบบประสาท ตั้งแต่ระยะเอ็มบริโอไปจนระยะผู้ใหญ่
• การทำงานของโครงสร้างระบบประสาทแบบง่าย ๆ ในสิ่งมีชีวิตที่ไม่ซับซ้อน เช่น ในทากทะเล
• โครงสร้างและการทำงานของระบบวงจรประสาทแบบซับซ้อนที่ใช้ในการรับประสาทสัมผัส, ความจำ และการพูด

นักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญทางด้านเนื้อเยื่อ (histologist) ชาวสเปน ชื่อ Santiago Ramón y Cajal เป็นคนแรกที่ทำการศึกษาประสาทวิทยาศาสตร์ระดับเซลล์ จากการที่เขาสามารถใช้กล้องจุลทรรศน์ศึกษาสมองได้เป็นผลสำเร็จ เขาเป็นคนพบว่า ชั้นต่าง ๆ ของเปลือกสมอง (cortex) ประกอบด้วยเซลประสาทหรือนิวรอนเป็นล้าน ๆ เซลล์ และเซลล์เหล่านั้นมีการจัดเรียงตัวเป็นระเบียบ (polarize) สิ่งต่าง ๆ เหล่านี้เป็นพื้นฐานของความรู้ความเข้าใจของการทำงานของระบบประสาทในเวลาต่อมา

สาขาวิชาต่าง ๆ ในประสาทวิทยาศาสตร์

ปัจจุบันวิชาประสาทวิทยาศาสตร์ได้แบ่งการศึกษาเป็นสี่สาขาใหญ่ ๆ คือ

• ประสาทวิทยาศาสตร์ระดับโมเลกุล และระดับเซลล์ - โดยหลักการแล้ว ไม่มีความแตกต่างระหว่างสองระดับนี้ทางชีววิทยาของสมองและอวัยวะอื่น ๆ แต่ระบบประสาทนั้นมีความแตกต่างจากอวัยวะอื่น ๆ ในร่างกายทั้งในระดับโมเลกุลและระดับเซลล์ นักวิทยาศาสตร์จึงจัดสาขาวิชานี้แยกจากวิชาชีววิทยาระดับโมเลกุลและระดับเซลล์ทั่วไป
• ประสาทวิทยาศาสตร์การเจริญเติบโต - สาขาวิชานี้เกี่ยวกับวิธีการที่ระบบประสาทซึ่งพัฒนามาจากเนื้อเยื่อส่วนเอกโตเดิร์มของเอ็มบริโอมีการจัดระเบียบจนกลายเป็นระบบประสาทของสัตว์โตเต็มวัย มีการใช้สัตว์ต่าง ๆ เป็นโมเดลในการศึกษาการเจริญเติบโตของระบบประสาท อันได้แก่ แมลงหวี่ (Drosophila melanogaster) , ปลาม้าลาย (Danio rerio) , ลูกอ๊อดของกบ (Xenopus laevis) และหนอนตัวกลม (Caenorhabditis elegans) ฯลฯ
• ปริชานประสาทวิทยาศาสตร์ และประสาทวิทยาศาสตร์ระบบ (systems neuroscience) - สองสาขาวิชานี้เกี่ยวกับการอธิบายความสัมพันธ์ระหว่างจิตใจ (mind) กับสมอง วิธีการหลัก ๆ ที่ใช้ในการศึกษา คือ เทคนิคการถ่ายภาพการทำงาน (functional imaging) , การวัดระดับของ action potentials และการวิเคราะห์พฤติกรรมอย่างละเอียด
• ประสาทชีววิทยาของโรคต่าง ๆ - สาขาวิชานี้เกี่ยวข้องโดยตรงกับการศึกษาวิจัยทางคลินิกในการค้นหาวิธีการรักษาโรคต่าง ๆ ของระบบประสาท

คำว่า ประสาทวิทยาศาสตร์ (neuroscience) มักใช้ในการพูดถึงสาขาวิชาที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาระบบประสาท (nervous system) อาจจะกล่าวได้ว่า จิตวิทยา (psychology) จริง ๆ แล้วเป็นสาขาย่อยของประสาทวิทยาศาสตร์ แต่นักทฤษฎีจิต-ร่างกายโต้แย้งคำกล่าวนี้ คำว่า ประสาทชีววิทยา​ (neurobiology) สามารถนำมาใช้แทนคำว่าประสาทวิทยาศาสตร์ เฉพาะการศึกษาที่เน้นการศึกษาทางชีววิทยาของระบบประสาท อย่างไรก็ตามความจำกัดความของสองคำนี้ก็ยังคลุมเครืออยู่

สาขาวิชาที่เกี่ยวข้องและคาบเกี่ยวกับประสาทวิทยาศาสตร์

• Aphasiology
• การถ่ายภาพสมอง (Brain imaging)
• Computational neuroscience
• ประสาทกายวิภาคศาสตร์ (Neuroanatomy)
• ประสาทชีวเคมี (Neurochemistry)
• ประสาทเศรษฐศาสตร์ (Neuroeconomics)
• Neuroesthetics
• Neuroethology
• Neuroheuristic
• Neurolinguistics
• ประสาทวิทยา (Neurology)
• ประสาทสรีรวิทยา (Neurophysiology)
• ประสาทรัฐศาสตร์ (Neuropolitics)
• ประสาทจิตเวชศาสตร์ (Neuropsychiatry)
• ประสาทจิตวิทยา (Neuropsychology)
• ประสาทเทววิทยา และชีวเทววิทยา (Neurotheology, also Biotheology)
• จิตเวชศาสตร์ (Psychiatry)
• จิตเภสัชศาสตร์ (Psychopharmacology)
• จิตชีววิทยา หรือชีวจิตวิทยา (Psychobiology, also Biopsychology, also Biological psychology)
• ประสาทวิทยาวิวัฒนาการ (Evolutionary neuroscience)
• Neurogenomics
• Neurophenomenology
• ประสาทจริยศาสตร์ (Neuroethics)
• Neuroprosthetics

อ้างอิง

หนังสือ

• ราตรี สุดทรวง และ วีระชัย สิงหนิยม. ประสาทสรีรวิทยา พิมพ์ครั้งที่ ๕ กรุงเทพฯ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, พ.ศ. ๒๕๕๐ ISBN 9741315228
• สุพรพิมพ์ เจียสกุล บรรณธิการ สริรวิทยา ๓ พิมพ์ครั้งที่ ๒ กรุงเทพฯ โรงพิมพ์เรืองแก้ว พ.ศ. ๒๕๔๔ ISBN 9746616412 (ล. 3)
• Bear, M. F. et. al. Eds. (1995). Neuroscience: Exploring The Brain. Baltimore, Maryland, Williams and Wilkins. ISBN 0781739446
• Kandel, Eric, James Schwartz, and Thomas Jessel. 2000. Principles of Neural Science. 4th ed. McGraw-Hill, New York ISBN 0838577016

งานทางประสาทวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ

• Damasio, A. R. (1994). Descartes' Error: Emotion, Reason, and the Human Brain. New York, Avon Books. ISBN 0399138943 (Hardcover) ISBN 0380726475 (Paperback)
• Andreason, N. C. (2001). Brave New Brain: Conquering Mental Illness in the Age of the Genome. Oxford, Oxford University Press. ISBN 0195145097 (Hardcover) ISBN 0195167287 (Paperback)
• Gardner, H. (1976). The Shattered Mind: The Person After Brain Damage. New York, Vintage Books, 1976 ISBN 0394719468
• Goldstein, K. (2000). The Organism. New York, Zone Books. ISBN 0942299965 (Hardcover) ISBN 0942299973 (Paperback)
• Luria, A. R. (1997). The Man with a Shattered World: The History of a Brain Wound. Cambridge, Massachusetts, Harvard University Press. ISBN 0224007920 (Hardcover) ISBN 0674546253 (Paperback)
• Luria, A. R. (1998). The Mind of a Mnemonist: A Little Book About A Vast Memory. New York, Basic Books, Inc. ISBN 0674576225
• Sacks, O. The Man Who Mistook His Wife for a Hat. Summit Books ISBN 0671554719 (Hardcover) ISBN 0060970790 (Paperback)
• Sacks, O. (1990). Awakenings. New York, Vintage Books. (See also Oliver Sacks) ISBN 0671648349 (Hardcover) ISBN 0060973684 (Paperback)

แหล่งข้อมูลอื่น

• High-Resolution Cytoarchitectural Primate Brain Atlases
• Society for Neuroscience
• American Society for Neurochemistry
• Neurotransmitter.netNeuroscience resources and news
• Neuroanatomy & Neuropathology on the InternetHigh quality links
• Neuroscience. 2nd ed. by Purves et al (online textbook)
• Nature Reviews Neuroscience (journal home)
• Neuroscience for Kids
• NeuroWiki, a wiki website for Neuroscience related topics. All content (unless explicitly proclaimed otherwise) is published to the public domain thus can be relocated to the Wikipedia.
• Dana.org for information about brain research, immunology and arts education
• Neuroscience Methods and Techniques
• โครงการวิจัยชีววิทยาระบบประสาทและพฤติกรรม สถาบันวิจัยและพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยมหิดล
• สถาบันวิทยาการการเรียนรู้ สำนักนายกรัฐมนตรี