ซินโครตรอนไทย ร่วมโปรเจกต์สร้างแผนที่สามมิติสมอง ครั้งแรกของโลก

ปัจจุบันเรายังไม่ทราบสาเหตุที่แน่ชัดของโรคทางประสาทหลาย ๆ โรค เช่น โรคสมองเสื่อม โรคอัลไซเมอร์ โรคออทิสติก และโรคซึมเศร้า และระบบประสาทของมนุษย์นั้นยังมีความซับซ้อน และมีเซลล์ประสาทเป็นจำนวนมาก ดังนั้น 6 ห้องปฏิบัติการแสงซินโครตรอนในเอเชีย-แปซิฟิก จึงรวมตัวกันภายใต้โครงการ SYNAPSE เพื่อสร้างแผนที่สามมิติเครือข่ายเซลล์ประสาทของสมองมนุษย์เป็นครั้งแรกของโลก สำหรับเป็นฐานข้อมูลและเป็นกุญแจสำคัญในการหาแนวทางรักษาโรคเหล่านี้ ซึ่งซินโครตรอนไทยได้เข้าร่วมเป็นสมาชิกใหม่ล่าสุด

สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน (องค์การมหาชน) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัย และนวัตกรรม (อว.) จัดการประชุม “2022 SYNAPSE GENERAL ASSEMBLY MEETING AND INTERNATIONAL WORKSHOP ON HIGH PERFORMANCE COMPUTING ON BRAIN IMAGING” ระหว่างวันที่ 30 พฤศจิกายน-2 ธันวาคม 2565 ณ โรงแรมเคปพันวา จังหวัดภูเก็ต เพื่อหารือความร่วมมือกันในการสร้างแผนที่สามมิติของสมองมนุษย์ รวมถึงอบรมเชิงปฏิบัติการเพื่อถ่ายทอดความรู้ทางด้านเทคนิคต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้อง และได้ทำบันทึกความเข้าใจระหว่างโครงการ SYNAPSE และสถาบันฯ ภายในการประชุมครั้งนี้

รศ.ดร.สาโรช รุจิรวรรธน์ ผู้อำนวยการ สถาบันวิจัยแสงซินโครตรอน กล่าวว่า “โครงการ Synchrotron for Neuroscience-an Asia-Pacific Strategic Enterprise (SYNAPSE) มีวัตถุประสงค์ที่จะสร้างแผนที่เครือข่ายเซลล์ประสาทของสมองมนุษย์ โดยใช้เทคนิค Synchrotron X-ray microscopy ที่แสดงรายละเอียดของเครือข่ายเซลล์ประสาทได้ ซึ่งทำให้เข้าใจการทำงานของระบบสมองได้มากขึ้น และนำไปช่วยวินิจฉัย หรือรักษาโรคทางระบบประสาทต่าง ๆ ได้ในอนาคต ปัจจุบันมีสมาชิกในโครงการจาก 6 ห้องปฏิบัติการแสงซินโครตรอนในภูมิภาคเอเชีย ได้แก่ Pohang Light Source จากเกาหลีใต้, Shanghai Synchrotron Radiation Facility จากจีน, SPring-8 จากญี่ปุ่น, Singapore Synchrotron Light Source จากสิงคโปร์, Taiwan Photon Source จากไต้หวัน และ Australian Synchrotron จากออสเตรเลีย ซึ่งสถาบันวิจัยแสงซินโครตรอนของไทยได้เข้าร่วมเป็นสมาชิกล่าสุด”

“เป้าหมายของโครงการ SYNAPSE คือ การจัดสร้างแผนที่โครงข่ายเซลล์สมองในรูปแบบแผนที่สามมิติภายใน 4 ปีจากสมองมนุษย์ 1 สมอง และพัฒนาระบบถ่ายภาพเอกซเรย์โทโมกราฟีสามมิติให้มีความเร็วเพิ่มขึ้นมากกว่า 1000 เท่า เพื่อจัดทำแผนที่โครงข่ายเซลล์ประสาทให้บรรลุตามเป้าหมายโครงการ ซึ่งเทคนิคเดิมนั้นต้องใช้เวลาหลายร้อยปี แต่การใช้เทคนิคซินโครตรอนจะร่นเวลาเหลือเพียง 2-3 ปี โดยจะแบ่งสมองมนุษย์ออกเป็น 7 ส่วนให้ประเทศสมาชิกนำไปถ่ายภาพเอกซเรย์โทโมกราฟีสามมิติ จากนั้นนำข้อมูลที่ได้มารวมกัน ทำให้สร้างแผนที่สามมิติของสมองได้รวดเร็วขึ้น และจะเป็นครั้งแรกของโลกที่มีแผนที่สมองที่แสดงรายละเอียดการเชื่อมโยงของเซลล์ประสาท นักประสาทวิทยา แพทย์ และนักวิจัย สามารถนำข้อมูลเหล่านี้ไปใช้ประโยชน์ด้านอื่น ๆ ต่อไปได้”

นอกจากนี้การสร้างแผนที่โครงข่ายเซลล์สมองในรูปแบบแผนที่สามมิติยังต้องจัดเก็บข้อมูลรูปภาพเป็นจำนวนมาก กลุ่ม SYNAPSE และผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีซินโครตรอนในแถบเอเชีย-แปซิฟิก จึงรวมตัวกันเพื่อจัดเก็บข้อมูลภาพถ่าย และประมวลผลข้อมูล รวมทั้งหารือร่วมกับกลุ่มผู้เชี่ยวชาญด้านเทคโนโลยีซินโครตรอน ผู้เชี่ยวชาญด้านประสาทวิทยา (neurobiology) และผู้เชี่ยวชาญวิทยาการประมวลผลคอมพิวเตอร์ขั้นสูงภายในประชุมนี้

ภายในการประชุมจึงมีการจัดอบรมเชิงปฏิบัติการเพื่อถ่ายทอดความรู้ทางด้านเทคนิคต่าง ๆ ทั้งการพัฒนาอุปกรณ์ และเทคนิคในการถ่ายภาพความละเอียดสูง รวมถึงการประมวลผล การจัดเก็บข้อมูลต่าง ๆ ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อนักวิจัยของสถาบันฯ และการพัฒนาระบบลำเลียงแสงสำหรับการถ่ายภาพด้วยแสงซินโครตรอนที่มีความละเอียดสูง และสามารถนำไปต่อยอดในการถ่ายภาพสำหรับงานวิจัยทางด้านอื่น ๆ ต่อไปได้ในอนาคต” รศ.ดร.สาโรช รุจิรวรรธน์ กล่าว