ผมเป็นนักประสาทวิทยา
ที่มีพื้นฐานความรู้ทางด้านฟิสิกส์และการแพทย์
ห้องทดลองของผมที่สถาบันเทคโนโลยีสวิส ซูริค (the Swiss Federal Institute of Technology)
เน้นศึกษาเรื่องอาการบาดเจ็บของไขสันหลัง
ซึ่งส่งผลกระทบต่อคนมากกว่า 50,000 คน
ทั่วโลก ทุกๆปี
ด้วยผลที่ตามมาอันไม่น่าเชื่อต่อผู้ป่วย
ซึ่งชีวิตของพวกเขานั้น พังทลาย
ไปในเพียงเศษเสี้ยวของวินาที
และสำหรับผมแล้ว มนุษย์เหล็ก
คริสโตเฟอร์ รีฟ (Christopher Reeve)
เป็นผู้ที่สร้างกระแสความตื่นตัวได้ดีที่สุด
ในเรื่องความเจ็บปวดของผู้ที่ไขสันหลังได้รับบาดเจ็บ
และนี่ก็เป็นการเริ่มต้นการเดินทางของผม
ในสายงานวิจัย
ผมทำงานกับมูลนิธิคริสโตเฟอร์ แอนด์ ดานา รีฟ (the Christopher and Dana Reeve Foundation)
ผมยังจำได้ถึงวินาทีอันเด็ดเดี่ยว
มันเป็นเพียงแค่เย็นวันทำงานวันหนึ่ง
ที่มูลนิธิ
คริสกล่าวกับพวกเรา บรรดานักวิทยาศาสตร์ และผู้เชี่ยวชาญว่า
"คุณจะต้องเน้นการปฎิบัติให้มากกว่านี้
เมื่อออกจากห้องทดลองไปในวันพรุ่งนี้
ผมอยากให้คุณแวะที่ศูนย์กายภาพบำบัด
เพื่อที่จะดูคนที่ได้รับบาดเจ็บ
ต่อสู้ที่จะก้าวเดิน
พยายามทรงตัวอย่างทุลักทุเล
และเมื่อคุณกลับบ้าน
ลองคิดดูว่าคุณจะทำให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงอะไรในงานวิจัย
ในวันถัดไป เพื่อที่จะทำให้ชีวิตพวกเขาดีขึ้น"
คำเหล่านี้ ทิ่มแทงใจผม
มันก็กว่าสิบปีมาแล้ว
นับตั้งแต่นั้น ห้องทดลองของผม
ก็ใช้แนวทางที่เน้นปฏิบัติ เพื่อการฟื้นฟู
หลังจากที่ไขสันหลังได้รับบาดเจ็บ
และก้าวแรกของผมในทิศทางนี้
ก็คือการพัฒนาแบบจำลองใหม่ สำหรับอาการไขสันหลังบาดเจ็บ
ที่จะเลียนแบบอาการบาดเจ็บหลักๆในมนุษย์ ได้ใกล้เคียงมากขึ้น
และยังจะทำให้ควบคุมปัจจัยต่างๆ ในการทดลองได้ดีขึ้นด้วย
ด้วยเหตุผลนี้ เราจึงเฉือนไขสันหลังสองแห่ง
โดยให้รอยเฉือนอยู่ตรงข้ามกัน
มันทำให้การสื่อสารระหว่างสมองและไขสันหลัง
ถูกตัดขาดจากกันโดยสิ้นเชิง
นี่เองที่นำไปสู่การเป็นอัมพาตของช่วงขา
อย่างสมบูรณ์และถาวร
แต่หลังจากที่เราได้สำรวจหลังจากที่ผู้ป่วยส่วนใหญ่ ได้รับบาดเจ็บ
มันมีช่องว่างระหว่างเนื้อเยื่อประสาทที่อยู่ชิดกัน
ซึ่งมันสามารถฟื้นฟูได้
แล้วเราจะทำอย่างไรล่ะ
ในวิธีการสุดคลาสสิก
เต็มไปด้วยขั้นตอนการปรับเปลี่ยน
ที่อาจส่งเสริมให้เกิดการเจริญของเส้นใยที่ได้รับบาดเจ็บ
ให้กลับสู่สภาพเดิม
และในขณะที่วิธีนี้เป็นวิธีหลักที่ รักษาอาการบาดเจ็บได้อย่างแน่นอน
แต่สำหรับผมแล้วมันดูยุ่งวุ่นวายเป็นที่สุด
เพื่อที่จะเห็นผลทางการรักษาโดยเร็ว
มันชัดเจนว่า
ผมจะต้องคิดถึงปัญหานั้นในแบบที่ต่างออกไป
ปราฏว่า กว่า 100 ปีของการวิจัย
เกี่ยวกับสรีรวิทยาของไขสันหลัง
เริ่มโดยนักวิทยาศาสตร์รางวัลโนเบล เชอร์ริงตัน (Sherrington)
ได้แสดงให้เห็นว่า
ไขสันหลัง ที่อยู่ใต้ส่วนที่ได้รับบาดเจ็บ
มีระบบประสาทที่จำเป็นและมีประสิทธิภาพทั้งหมด
ที่จะทำการประสานการเคลื่อนไหว
แต่เพราะว่าการรับสัญญาณจากสมองนั้นถูกรบกวน
พวกมันอยู่ในสถานะที่ไม่ทำงาน เหมือนกับภาวะพักตัว
ความคิดของผมคือ เราต้องปลุกระบบเครือข่ายนี้
และในเวลานั้น ผมเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอก ในลอส แองเจลิส
หลังจากที่ผมจบปริญญาเอกในประเทศฝรั่งเศส
ที่ซึ่งการคิดอย่างอิสระนั้น
ไม่ได้รับการสนับสนุนเสมอไป
(เสียงหัวเราะ)
ผมกลัวที่จะพูดกับเจ้านายใหม่ของผม
แต่ตัดสินใจที่จะรวบรวมความกล้า
ผมเคาะประตูอาจารย์ที่ปรึกษาที่แสนดี
เรจจี้ เอ็ดเกอร์ตัน (Reggie Edgerton) เพื่อที่จะแบ่งปันความคิด
เขาฟังผมอย่างสุขุม
และตอบผมด้วยรอยยิ้ม
"ทำไมไม่ลองดูล่ะ"
และผมสาบานได้เลยว่า
นี่ช่างเป็นวินาทีที่สำคัญยิ่งในวิชาชีพของผม
เมื่อผมได้รู้ว่า ผู้นำที่ยิ่งใหญ่
เชื่อในคนรุ่นเยาว์และความคิดใหม่ๆ
และนี่ก็คือความคิดนั้น:
ผมกำลังที่จะใช้การเปรียบเทียบแบบง่ายๆ
เพื่อที่จะอธิบายแนวคิดซับซ้อนนี้ให้คุณฟัง
ลองจินตนาการถึงระบบการเคลื่อนไหวว่าเป็นรถ
เครื่องยนต์นั้นคือไขสันหลัง
ระบบส่งกำลังขัดข้อง เครื่องยนต์จึงดับ
แล้วเราจะทำให้เครื่องยนต์เริ่มทำงานใหม่ได้อย่างไร
ก่อนอื่น เราต้องให้เชื้อเพลิง
อย่างที่สอง เหยียบคันเร่ง
และสาม บังคับรถ
มันกลายเป็นว่า มันมีระบบเส้นประสาทที่เชื่อมจากสมอง
ซึ่งเรารู้จักมันดี ว่ามันทำหน้าที่นี้
ระหว่างการเคลื่อนไหว
ความคิดของผมคือ ป้อนสัญญาณเทียม
ให้กับไขสันหลัง
เพื่อแทนที่สัญญาณป้อนเข้าปกติ ที่หายไป
ให้เสมือนว่าสมองนั้นสั่งให้มีการเดินตามปกติ
ด้วยเหตุนี้ ผมฟัดเหวี่ยงกับงานวิจัยทางประสาทวิทยานี้ มาตลอด 20 ปีที่ผ่านมา
ตอนแรกก็เพื่อที่จะแทนที่เชื้อเพลิงที่หายไป
ด้วยสารจำพวกยา
ที่ตระเตรียมให้เส้นประสาทในไขสันหลังยิงสัญญาณ
และอย่างที่สอง เพื่อที่จะเลียนแบบคันเร่ง
ด้วยการกระตุ้นไฟฟ้า
ลองคิดถึงขั้วไฟฟ้า
ฝังลงบนหลังของไขสันหลัง
เพื่อที่จะส่งการกระตุ้นที่ไม่เจ็บปวด
มันใช้เวลาหลายปี แต่ในที่สุดเราได้พัฒนา
เส้นประสาทเทียมชนิดเคมีไฟฟ้า (electrochemical neuroprosthesis)
ที่สามารถเปลี่ยนสัญญาณประสาท
ในไขสันหลังจากภาวะพักตัว ให้ไปอยู่ในภาวะที่ทำงานได้
ทันใดนั้นเอง หนูที่เป็นอัมพาตก็ยืนได้
ทันทีที่สายพานเริ่มเคลื่อน
สัตว์ทดลองก็แสดงให้เห็นถึง การเคลื่อนไหวของขาที่สัมพันธ์กัน
โดยปราศจากสมอง
นี่คือสิ่งที่ผมเรียกว่า "สมองสันหลัง"
ทำการจัดการข้อมูลเกี่ยวกับการรับรู้
ขึ้นมาจากขาที่เคลื่อนไหว
และทำการตัดสินใจว่าจะให้กล้ามเนื้อทำงานอย่างไร
เพื่อที่จะยืน เดิน และวิ่ง
และแม้แต่นี่ ในขณะที่มันกำลังวิ่งอยู่
สามารถที่จะหยุดยืนได้
เมื่อสายพานหยุดเคลื่อนที่
นี่มันช่างน่าอัศจรรย์
ผมหลงใหลการเคลื่อนไหว โดยปราศจากการใช้สมองนี้
เข้าเสียเต็มประตู
แต่ในเวลาเดียวกัน มันก็น่าหงุดหงิด
การเคลื่อนไหวนี้เกิดขึ้น นอกเหนืออำนาจจิตใจอย่างสิ้นเชิง
สัตว์ทดลองไม่มีอำนาจควบคุมขาของมันเลย
เป็นที่ชัดเจนว่า การระบบบังคับนั้นยังหายไป
และต่อมามันก็ชัดเจนสำหรับผม
ว่าเราจะต้องละทิ้ง
แบบจำลองการฟื้นฟูในแบบเดิมๆ
เดินไปบนสายพาน
และพัฒนาสภาวะที่จะส่งเสริม
ให้สมองเริ่มที่จะมีอำนาจควบคุมขาได้
ด้วยความคิดนี้ เราพัฒนาระบบหุ่นยนต์แบบใหม่เอี่ยม
เพื่อที่จะช่วยหนูทดลอง
ในทุกๆทิศทาง
จินตนาการดูสิครับ มันเจ๋งจริงๆเลย
ลองคิดถึงหนูตัวเล็กๆ น้ำหนัก 200 กรัม
ติดอยู่กับหุ่นแขนขาหนัก 200 กิโลกรัม
แต่หนูทดลองไม่รู้สึกถึงหุ่นยนต์เลย
หุ่นยนต์นั้นเหมือนไร้ตัวตน
เหมือนกับคุณอุ้มเด็กตัวเล็กๆ
ระหว่างก้าวแรกที่ไม่มั่นคงของเขา
ให้ผมสรุปนะครับ หนูทดลองได้รับบาดเจ็บ
มีไขสันหลังที่เป็นอัมพาต
เส้นประสาทเทียมแบบไฟฟ้าเคมี
สามารถทำระบบการเคลื่อนไหวของไขสันหลัง อยู่ในภาวะที่ทำงานได้
หุ่นยนต์นั้นให้สิ่งแวดล้อมที่ปลอดภัย
เพื่อที่จะให้หนูทดลองพยายามอย่างไรก็ได้
เพื่อให้ขาที่พิการทำงาน
และสำหรับแรงผลักดัน เราใช้สิ่งที่ผมคิดว่า
เป็นยาอันทรงพลังที่สุดในสวิตเซอร์แลนด์
ช็อกโกแลตสวิสชั้นเลิศ
(เสียงหัวเราะ)
อันที่จริง ผมลัพธ์นั้นมันช่างสุดแสนที่จะ
น่าผิดหวังอย่างแรง
นี่คือนักกายภาพบำบัดที่ดีที่สุดของผม
ที่ไม่สามารถจะช่วยให้หนูทดลอง
ให้เดินได้สักก้าว
ซึ่งเจ้าหนูทดลองตัวเดียวกันนี้เอง เมื่อห้านาทีก่อน
ยังเดินได้อย่างสวยงามบนสายพาน
พวกเราหงุดหงิดกันมาก
แต่รู้อะไรไหมครับ หนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญที่สุด
สำหรับนักวิทยาศาสตร์ก็คือความอุตสาหะพยายาม
พวกเรายืนหยัด พวกเราปรับเปลี่ยนแบบจำลองของเรา
และหลังจากการฝึกไม่กี่เดือน
หนูทดลองที่เป็นอัมพาตก็สามารถยืนได้
และเมื่อมันตั้งใจ
มันก็จะเริ่มการเคลื่อนที่ซึ่งแบกรับน้ำหนักทั้งหมด
เพื่อพาตัวมันไปยังรางวัล
นี่เป็นการฟื้นฟูแรกที่เราได้เห็น
จากขาที่ได้รับการควบคุมภายใต้อำนาจจิตใจ
หลังจากถูกทดลองสร้างการบาดเจ็บของไขสันหลัง
ซึ่งนำไปสู่อาการอัมพาตโดยสิ้นเชิงอย่างถาวร
อันที่จริง --
(เสียงปรบมือ)
ขอบคุณครับ
ที่จริงแล้ว ไม่เพียงแต่หนูทดลองสามารถ
เริ่มและทรงการเคลื่อนไหวบนพื้นได้
พวกมันยังสามารถปรับการเคลื่อนไหวของขา
ยกตัวอย่างเช่น ต้านแรงโน้มถ่วง
เพื่อที่จะปีนบันได
ผมบอกได้เลยครับว่า
นี่ช่างเป็นวินาทีน่าตื่นเต้นเหลือเกินในห้องทดลองของผม
พวกเราทำงานกันอย่างหนักมา 10 ปี
เพื่อที่จะมาถึงเส้นชัยนี้
แต่คำถามที่เหลืออยู่ก็คือ ทำไม
ผมหมายถึง ทำไมมันถึงเกิดขึ้นได้
และสิ่งที่เราได้พบ
ก็เป็นอะไรที่เราไม่ได้คาดคิดไว้เลย
แบบจำลองการฝึกฝนที่ใหม่ถอดด้ามนี้
สนับสนุนให้สมองสร้างการเชื่อมต่อใหม่
วงจรถ่ายทอดสัญญาณ
ที่ถ่ายทอดข้อมูลจากสมอง
ผ่านส่วนที่บาดเจ็บและปลุกการทำงานทั้งหมด ในส่วนนอก (cortical) ของไขสันหลัง
เพื่อควบคุมระบบการเคลื่อนไหวใต้ส่วนที่บาดเจ็บ
และเราสามารถเห็นได้ถึงตัวอย่างหนึ่ง
ซึ่งเราให้สีแดงคือเส้นใยประสาทที่มาจากสมอง
สีฟ้าคือเส้นประสาทที่เชื่อม กับศูนย์ควบคุมการเคลื่อนไหว
และกลุ่มก้อนของ
การเชื่อมต่อแบบไซแนปส์ (synaptic) นั้นก็คือ
การที่สมองเชื่อมต่ออีกครั้ง กับศูนย์ควบคุมการเคลื่อนไหว
ด้วยเซลล์ประสาทถ่ายทอดสัญญาณ เพียงเซลล์เดียว
แต่การจัดรูปแบบใหม่นี้ไม่ได้ถูกบังคับ
อยู่แต่ในบริเวณที่ได้รับบาดเจ็บ
มันเกิดขึ้นทั่วไปในระบบประสาทส่วนกลาง
รวมทั้งในก้านสมอง
ที่ซึ่งพวกเราสังเกตเห็นการเพิ่มขึ้นถึง 300 เปอร์เซ็นต์
ของความหนาแน่นของเส้นใยที่มาจากสมอง
พวกเราไม่ได้มุ่งหวังที่จะซ่อมไขสันหลัง
แต่ว่า เรานั้นสามารถที่จะส่งเสริม
การจัดรูปแบบใหม่ของปลายประสาท
ที่ครอบคลุมบริเวณกว้างกว่าที่เราเคยเห็นมาก่อน
ในระบบประสาทส่วนกลาง ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมที่โตเต็มวัย
หลังจากได้รับบาดเจ็บ
และมันก็มีสาส์นที่สำคัญมากๆ
ที่ซ่อนอยู่เบื้องหลังการค้นพบนี้
มันคือผลงานของกลุ่มคนหนุ่มสาว
ผู้ซึ่งเปี่ยมด้วยพรสวรรค์:
นักกายภาพบำบัด นักประสาทวิทยา ประสาทศัลยแพทย์
วิศกรทุกแขนง
ผู้ซึ่งเป็นเจ้าของความสำเร็จ
อันมิอาจเกิดขึ้นได้เลยโดยคนเพียงคนเดียว
นี่เป็นกลุ่มวิจัยแบบบูรณาการอย่างแท้จริง
พวกเขาทำงานอย่างใกล้ชิดกันมาก
จนดีเอ็นเอถูกส่งผ่านไปมาระหว่างพวกเขา
พวกเราได้ก่อกำเนิดสายพันธุ์ใหม่
ของแพทย์และวิศวกร
ที่สามารถแปลงผลการค้นพบไปได้ตลอดทาง
จากโต๊ะทดลองไปถึงเตียงคนไข้
และผมล่ะ
ผมก็เป็นแค่เพียงวาทยากร ผู้กำกับวงซิมโฟนีอันงามวิจิตรนี้
ถึงตรงนี้ ผมมั่นใจว่าคุณทุกคนคงจะสงสัยใช่ไหมล่ะครับ
ว่านี่จะช่วยคนบาดเจ็บได้จริงๆ หรือ
ผมก็เหมือนกันครับ ผมก็ครุ่นคิดทุกวัน
ความจริงก็คือ เรายังรู้ไม่มากพอ
แน่นอนล่ะ นี่ไม่ใช่การรักษาอาการบาดเจ็บของไขสันหลัง
แต่ผมเริ่มที่จะเชื่อแล้วว่า นี่มันอาจนำ
ไปสู่การเปลี่ยนแปลงเพื่อพัฒนาการฟื้นฟู
และคุณภาพชีวิตของผู้คน
ผมอยากให้ทุกท่าน
ใช้เวลาสักนิดและฝันไปกับผม
จินตนาการถึงคนที่เป็นทุกข์จากการบาดเจ็บที่ไขสันหลัง
หลังจากไม่กี่สัปดาห์หลังฟื้นฟู
พวกเราจะฝังปั๊มฉีดยาที่ตั้งโปรแกรมไว้
เพื่อที่จะส่งยาที่มีการปรุงมาจำเพาะ สำหรับแต่ละบุคคล
ไปยังไขสันหลังโดยตรง
ในเวลาเดียวกัน พวกเราจะฝังชุดขั้วไฟฟ้า
เป็นเหมือนผิวหนังชั้นที่สอง
คลุมบริเวณของไขสันหลังที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของขา
และวงจรนี้จะติดอยู่กับเครื่องกำเนิดกระแสไฟฟ้า
ที่จะส่งการกระตุ้นที่ได้ออกแบบไว้
ไปยังที่ซึ่งบุคคลนั้นต้องการ
เส้นประสาทเทียมแบบไฟฟ้าเคมี ที่ออกแบบมาเฉพาะบุคคลนี้
จะสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนไหว
ระหว่างการฝึกซ้อมด้วยระบบช่วยเหลือ ที่ถูกออกแบบมาใหม่
และความหวังของผมก็คือ หลังจากการฝึกฝนไม่กี่เดือน
มันอาจมีการเรียงตัวขึ้นมาใหม่อย่างเพียงพอ ของการเชื่อมต่อที่เหลืออยู่
ที่จะทำให้เกิดการเคลื่อนไหวได้โดยปราศจากหุ่นยนต์
บางที อาจจะปราศจากยาหรือการกระตุ้น
ความหวังของผมก็คือ เราจะสามารถสร้าง
ข้อจำกัดส่วนบุคคล
ที่จะกระตุ้นสภาพการเปลี่ยนแปลงของสมอง
และของไขสันหลัง
และนี่มันก็เป็นแนวคิดใหม่ที่แตกต่าง
ที่อาจปรับใช้ได้กับอาการผิดปกติอื่นๆ ของระบบประสาท
ผมเรียกมันว่า "เส้นประสาทเทียมส่วนบุคคล"
ที่ซึ่งเกิดการรับและกระตุ้นส่วนต่อของประสาท
ผมฝังมันไปทั่วระบบประสาท
ในสมอง ไขสันหลัง
แม้แต่ในเส้นประสาทรอบนอก
ขึ้นอยู่กับว่าจุดบกพร่องของคนไข้อยู่ที่ไหน
แต่ไม่ได้เป็นการแทนที่หน้าที่ที่ขาดหายไป ไม่ครับ
มันเป็นการช่วยสมองให้ช่วยตัวมันเอง
และผมหวังว่านี่มันจะเย้ายวนจินตนาการของคุณ
เพราะว่าผมสาบานได้เลยว่า
มันไม่สำคัญว่าการปฏิวัตินิจะเกิดขึ้นหรือไม่
แต่สำคัญว่าเมื่อไร
และจำไว้ครับว่า พวกเรานั้นเลิศเลอได้ไม่แพ้จินตนาการ
ยิ่งใหญ่ได้มากเท่ากับความฝันของเรา
ขอบคุณครับ
(เสียงปรบมือ)