คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล
  • แนะนำคณะ
  • ผู้บริหารและบุคลากร
  • ภาควิชาและหลักสูตร
 การรับเข้าศึกษา ทุนสนับสนุน
  • งานวิจัย
 แผนผังเว็บไซต์ ดัชนีเว็บเพจ
  • นามสงเคราะห์
 ศิษย์เก่าสัมพันธ์ ห้องสมุด รางวัลเกียรติยศ ข่าวประชาสัมพันธ์ หน้าหลัก SC INTRANET ย่อ ขยาย
 
หน่วยวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์ (Center for Neuroscience - CNS)

หลักการและเหตุผล

ปัจจุบันความก้าวหน้าของวิชาประสาทวิทยาศาสตร์มีมากขึ้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์เริ่มเข้าใจขั้นตอน กระบวนการ และกลไกทางชีววิทยาของระบบประสาทซึ่งทำหน้าที่ควบคุมพฤติกรรม ความนึกคิดอารมณ์ และสติปัญญา รวมทั้งทราบถึงปัจจัยต่างๆ ที่มีผลกระทบต่อการพัฒนาการและการทำงานของระบบประสาท ความรู้ดังกล่าวได้นำมาใช้ประโยชน์ในการบำบัดรักษาโรคต่างๆ หรือความผิดปกติที่เกิดขึ้นกับสมองหรือระบบประสาท จากความก้าวหน้าในวิทยาการทางการแพทย์ด้านต่างๆ ทำให้มนุษย์มีอายุยืนยาวขึ้น ซึ่งอุปสรรค์ที่สำคัญอย่างยิ่งของการมีอายุยืนยาว คือ การเกิดภาวะสมองเสื่อม การศึกษาวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์ จัดเป็นวิทยาการด้านวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแขนงหนึ่ง ซึ่งมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็วในประเทศที่พัฒนาแล้ว เช่น ประเทศสหรัฐอเมริกาและประเทศในทวีปยุโรป ศาสตร์นี้เป็นวิทยาการสหสาขาอย่างชัดเจน สามารถศึกษาวิจัยได้กว้างขวางและลึกซึ้งโดยอาศัยวิทยาการจากทุกแขนง เช่น physical science, biological science, medicine, computational science, genetics เป็นต้น ประเทศสหรัฐอเมริกามีการวิจัยด้านประสาทวิทยาศาสตร์ก้าวหน้ามาก มีจำนวนศูนย์วิจัย หลักสูตร สถาบัน ที่มีชื่อว่า "neuroscience" มากมาย สำหรับประเทศไทยยังมีนักวิจัยด้านนี้น้อยมาก และยังไม่มีหน่วยงานที่ได้รับการสนับสนุนอย่างจริงจัง คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้เล็งเห็นถึงความสำคัญของวิทยาศาสตร์แขนงนี้ โดยให้ความสนใจและสนับสนุนนักวิชาการและอาจารย์ที่ทำงานวิจัยทางด้านนี้จากภาควิชาต่างๆ ให้มาร่วมจัดตั้งกลุ่มวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์ขึ้น มีชื่อว่า "หน่วยวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์"

ศักยภาพของหน่วยวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์

หน่วยวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์ คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล ได้จัดตั้งขึ้นเพื่อศึกษาวิจัยในด้านประสาทวิทยาศาสตร์ กลไกการทำงานของสมอง ระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการเสพติดยา โรคชรา โรคสมองเสื่อม การเรียนรู้ การจำ โดยศึกษาด้านพัฒนาการของสมองและโรค และปัญหาเกี่ยวข้องกับจิตประสาท พฤติกรรมต่างๆ เป็นต้น หน่วยวิจัยฯ ริเริ่มก่อตั้งเมื่อเดือนกันยายน 2546 และได้รับการสนับสนุนจัดตั้งอย่างจริงจังเมื่อปี 2548 โดยในช่วงแรกของการก่อตั้งจัดอยู่ในกลุ่ม Capability Building Research Units เพื่อสร้างเสริมศักยภาพก่อนที่จะพัฒนาไปเป็นศูนย์วิจัยเพื่อความเป็นเลิศ (Center of Excellence) ในอนาคต โดยมีศาสตราจารย์ ดร.ปิยะรัตน์ โกวิทตรพงศ์ เป็นหัวหน้าหน่วยฯ รศ.ดร.สุขุมาล จงธรรมคุณ และ รศ.ดร.ยุพิน สังวรินทะ เป็นนักวิจัยหลักแล้ว ยังประกอบด้วยนักประสาทวิทยาศาสตร์จากคณะต่างๆ ของมหาวิทยาลัยทั้งในและต่างประเทศที่มีชื่อเสียง นอกจากนี้ยังมีผู้เชี่ยวชาญอาวุโส คือ ศาสตราจารย์นายแพทย์ประสพ รัตนากร ศาสตราจารย์นายแพทย์เกษม วัฒนชัย และผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศหลายแขนงเป็นที่ปรึกษา
นับตั้งแต่การก่อตั้งหน่วยวิจัยฯ ได้ผลิตผู้สำเร็จมหาบัณฑิตและดุษฎีบัณฑิตในสาขานี้ จำนวนมากกว่า 10 ราย มีผลงานวิจัยประมาณ 35 เรื่อง เสนอผลงานวิจัยในงานประชุมวิชาการระดับชาติและนานาชาติมากกว่า 45 เรื่อง ได้เป็นแกนนำในการจัดงานประชุมวิชาการทั้งระดับชาติและนานาชาติ เช่น เดือนธันวาคม 2547 ได้จัด Workshop ของ International Brain Research Organization (IBRO) โดยได้รับความร่วมมือจากนักวิทยาศาสตร์ผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศ มาร่วมจัดทำ workshop เรื่อง Functional Genomics in Nervous System และมีนักศึกษาจากหลายๆ ประเทศเข้ารับการฝึกอบรม นอกจากนี้ยังได้รับเกียรติให้เป็นผู้จัด Asia-Pacific Society for Neurochemistry (APSN) Workshop และ APSN Symposium ในปี 2010
ปัจจุบันทางหน่วยวิจัยฯ มีนักศึกษาปริญญาโท-เอก กว่า 20 คน มีนักวิจัยหลังปริญญาเอก 2 ราย นักวิจัย 2 ราย มีอาจารย์จากภาควิชาต่างๆและนอกมหาวิทยาลัยร่วมวิจัยกว่า 10 ราย

โครงการวิจัย

ปัจจุบันทางหน่วยวิจัยมีโครงการวิจัยที่กำลังดำเนินการอยู่ ดังนี้
1. ผลกระทบจากการใช้สารเสพติดก่อให้เกิดสมองเสื่อม

สารเสพติดแอมเฟตามีนจัดอยู่ในกลุ่มกระตุ้นประสาท ซึ่งจะไปกระตุ้นการทำงานของเซลล์สมองให้ทำงานเพิ่มขึ้น มีการส่งสารสื่อประสาทให้แก่กันเร็วขึ้น สารสื่อประสาทที่ออกมามากคือสารสื่อประสาทโดปามีน (dopamine) สารสื่อประสาทตัวนี้จะทำให้เกิดกำลังวังชา จิตใจก็เบิกบานแจ่มใส แต่ถ้าสารสื่อประสาทตัวนี้ออกมามากเกินไปจะกลายเป็นตรงกันข้ามคือ จะก้าวร้าวดุดัน โหดร้าย หูแว่ว ประสาทหลอน การติดสารเสพติดแอมเฟตามีนจะก่อให้เกิดการตายของเซลล์ประสาท dopamine กลุ่มวิจัยพบว่าแอมเฟตามีนทำให้ dopamine cell line ตาย และกลไกการตายเกิดผ่าน oxidative stress เกิดอนุมูลอิสระ ลด ATP เพิ่ม lipid peroxidation และ เพิ่มการสร้าง abnormal protein คือ α-synuclein ซึ่งเป็น hall mark ของโรค Parkinson เป็นต้น นอกจากนี้กลุ่มวิจัยทำการทดลองในหนูแรกเกิด 10 วันที่ได้รับแอมเฟตามีนพบว่าแอมเฟตามีนทำให้ dopamine cell บริเวณ substantia nigra เสียไป เพื่อพิสูจน์ว่าการติดยาแอมเฟตามีนกระตุ้นทำให้เกิด oxidative stress และอาจทำให้ผู้เสพติดเหล่านี้มีแนวโน้มเป็นโรค Parkinson ได้ โดยการวัด lipid peroxidation ในผู้เสพติดแอมเฟตามีนพบว่าสูงขึ้น และยังวัด superoxide dismutase, catalase, และ glutathione peroxidase พบว่าลดลงในเลือดของผู้เสพติด แสดงว่าแอมเฟตามีนทำให้เกิด oxidative stress ในร่างกายของผู้เสพสารเสพติดสารกระตุ้นเหล่านี้

2. บทบาทในการต้านอนุมูลอิสระของเมลาโทนินในการป้องกันการเสื่อมสลายของเซลล์ประสาท

แอมเฟตามีนให้ผลเหมือน H2O2 หรือ MPP+ทำให้เกิด signal molecule ที่เกี่ยวกับ apoptosis ทำให้เกิด Bax/Bcl2 เพิ่มขึ้น และ MPP+มีผลกระทบต่อปริมาณ p-CREB ทำให้ dopamine cell line ตาย โดย effect นี้จะถูกยับยั้งได้ด้วย melatonin

3. ปัจจัยสำคัญมีผลต่อการพัฒนาสมองและการเสื่อมของสมอง

ปัจจัยสำคัญต่อการควบคุมการพัฒนาการของสมองที่สำคัญคือ พันธุกรรม อาหาร และสิ่งแวดล้อม ทั้ง 3 ปัจจัยมีบทบาทต่อการพัฒนาสมองทั้งวัยแรกคลอด เจริญวัย และวัยชราภาพ การศึกษาวิจัยถึงความสำคัญและกลไกของปัจจัยเหล่านี้ต่อการทำงานของเซลล์ประสาท ตลอดจนบทบาทต่อการกำเนิดเซลล์ประสาทขึ้นใหม่ (Neurogenesis) ของเซลล์ประสาทชนิด neural stem cell โดยปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการทำงานของสมองมีทั้งปัจจัยบวกและปัจจัยลบ ปัจจัยลบ เช่น สารพิษ สารเสพติด ความเครียด ส่วนปัจจัยบวก เช่น การออกกำลังกาย การได้สารอาหารที่ดี เช่น melatonin, zinc และสมุนไพรบางชนิด

ปัจจัยลบ
ผลของสารเสพติดก่อให้เซลล์ประสาทเสื่อมหรือตาย
กลไกการเสื่อมของเซลล์ประสาทโดยเกิดผ่านกระบวนการ oxidative stress ทำให้ ลดปริมาณ ATP ลดการทำงานของ mitochondria เกิดอนุมูลอิสระ เป็นต้น และที่น่าสนใจมากคือเกิด abnormal protein (α-synuclein) ซึ่งเป็นโปรตีนที่เกิดขึ้นในเซลล์ประสาทของผู้ป่วย Parkinson กลุ่มวิจัยในหน่วยฯ พบเซลล์ประสาทหนูทดลองอายุแรกคลอดเมื่อได้รับแอมเฟตามีนทำให้เซลล์ประสาท dopamine ตาย
นอกจาก oxidative stress แล้วแอมเฟตามีนเกิด neurotoxic โดยผ่านกระบวนการ autophagy ใน dopamine cell เกิด nitric oxide เกิด cytotoxic factor ต่างๆ เช่น interleukin-1ß (IL-1ß), tumor necrosis factor ต่างๆ ใน microglia

ผลของความเครียดต่อการพัฒนาสมอง
การวิจัยในสัตว์ทดลองพบว่า ความเครียดจากแม่ระหว่างตั้งครรภ์และหลังคลอด ส่งผลให้ระบบการตอบสนองความเครียดของลูกผิดปกติไป ซึ่งส่งผลต่อการพัฒนาการของระบบประสาทต่างๆ เช่น dopamine, serotonin และมีผลต่อการสร้างโปรตีน axonal growth เช่น growth associated protein-43 (GAP-43) ยิ่งกว่านั้นอาจมีผลต่อ synaptogenesis ตลอดจน neurogenesis

ปัจจัยบวก
ปัจจัยบวก เช่น สารอาหารต่างๆ หลีกเลี่ยงอาหารที่มี high calorie
melatonin ซึ่งเป็น hormone สร้างจากต่อมไพเนียล มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระสามารถยับยั้งการตายของเซลล์จากสารเสพติด ยับยั้งการสร้าง abnormal proein เพิ่มtyrosine hydrorylase ทำให้เพิ่มปริมาณ dopamine และ melatonin ยังต้านการเกิด autophagy จากแอมเฟตามีน ต้านการเกิด nitric oxide ใน microglia จากการได้รับแอมเฟตามีน มีข้อมูลบางแหล่งชี้ให้เชื่อว่า melatonin มีผลต่อ neural stem cell proliferation และ/หรือ differentiation
นอกจากนี้การศึกษา สมุนไพรไทย เช่น Puraria mirifica, Curcuma longa ในการยับยั้ง neurodegeneration ใน dopamine cell line และ microglia ข้อมูลเบื้องต้นพบว่า สามารถป้องกันการเกิด apoptosis ต้าน oxidative stress และสมุนไพรไทยบางชนิดในกลุ่ม phytoestrogen เพิ่ม neurogenesis ของ neuron บริเวณ dentate gyrus สามารถยับยั้งการเกิดสมองเสื่อมได้และยังสามารถช่วยการพัฒนาการของสมองให้ดี

4. Neuronal injury affecting neuronal plasticity and brain development

กระบวนการเรียนรู้ และการสร้างความจำนั้นมีความสำคัญเป็นอย่างมากในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง ดังนั้นในปัจจุบันนี้นักวิจัยจึงพยายามที่จะค้นหากระบวนการ หรือกลไกการตอบสนองของเซลล์ประสาทต่อการสร้างความจำ ซึ่งกระบวนการดังกล่าวนั้นมีหลายแบบด้วยกัน เช่น การสร้างโปรตีนตัวใหม่ การปรับเปลี่ยนการจัดเรียงตัวของโปรตีนเก่า ตลอดจนการสร้าง synapse ใหม่ ซึ่งกระบวนการดังกล่าวทั้งหมดนี้เรียกว่า synaptic plasticity
เป็นที่ทราบกันมากว่า 30 ปี แล้วว่า ฮอร์โมนเอสโตรเจน มีผลโดยตรงต่อสมอง โดยเฉพาะความสามารถในการเพิ่มความจำในผู้สูงอายุ ดังนั้นงานวิจัยนี้จึงศึกษาผลของเอสโตรเจนเจนต่อการเกิด synaptic plasticity ซึ่งคือการเกิดกระบวนการสร้างความจำที่สำคัญ โดยศึกษาว่าเอสโตรเจนสามารถเพิ่ม การแสดงออกของโปรตีนที่ synapse นั่นคือ synaptophysin ซึ่งทำหน้าที่ในการขนส่งสารสื่อประสาท ได้ใน SH-SY5Y neuroblastoma cell ซึ่งการทดลองนี้เสนอว่าเอสโตรเจนสามารถเพิ่มความจำได้โดยการเพิ่ม synaptic protein ที่สำคัญคือ synaptophysin


หัวหน้าหน่วยวิจัย : ศ.ดร.ปิยะรัตน์ โกวิทตรพงศ์ grpkk@mahidol.ac.th

นักวิจัยหลัก
1. ศ.ดร. ปิยะรัตน์ โกวิทตรพงศ์
2. รศ.ดร. ยุพิน สังวรินทะ
3. รศ.ดร. สุขุมาล จงธรรมคุณ
คณะกรรมการดำเนินงาน
1. ศ.นพ. ประสพ รัตนากร
2. ศ.ดร. อมเรศ ภูมิรัตน
3. ศ.ดร. ปิยะรัตน์ โกวิทตรพงศ์
4. รศ.ดร. ยุพิน สังวรินทะ
5. รศ.ดร. สุขุมาล จงธรรมคุณ

ขอบเขตของงานวิจัย :

  1. Neurobiology of Addiction
  2. Neurodegenerative disorders, neuroprotection and prevention
  3. Learning, memory and cognition
  4. Neuro-psychiatric disorders
  5. Role of pineal and melatonin related to neurophysiological functions

สรุป

จากแรงส่งเสริมและสนับสนุนต่างๆ จึงเป็นที่มั่นใจว่าจะทำให้หน่วยวิจัยฯ สามารถทำการวิจัยปัญหาของสมองที่สำคัญๆ เพื่อให้คนไทยมีพัฒนาการสมองที่ดี เพื่อเป็น "พลังสมอง พลังชาติ" ตามคำที่ ศาสตราจารย์ประสพ รัตนากร ปรมาจารย์ทางประสาทวิทยาศาสตร์ของไทยได้กล่าวไว้

CONTACT ADDRESS :

หน่วยวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์
ชั้น 6 อาคารเฉลิมพระเกียรติ
ถ. พระรามที่ 6 แขวงทุ่งพญาไท เขตราชเทวี กรุงเทพฯ 10400
โทร. 66-2-201-5959 (หัวหน้าหน่วยฯ) 66-2-201-5946-48 (ห้อง Lab)
โทรสาร 66-2-201-5946
E-mail: grpkk@mahidol.ac.th (ศ.ดร.ปิยะรัตน์ โกวิทตรพงศ์)
 


[ มหาวิทยาลัยมหิดล ][ คณะวิทยาศาสตร์ ] หน่วยวิจัยประสาทวิทยาศาสตร์

www.sc.mahidol.ac.th - ปรับปรุงครั้งล่าสุด : 11 มิถุนายน 2552
สงวนลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2552 คณะวิทยาศาสตร์ มหาวิทยาลัยมหิดล