การแพทย์ด้านสมองสมัยใหม่สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าเมื่อคนเราได้ยิน สมองส่วนที่เรียกว่า temporal lobe ซึ่งอยู่ด้านข้างๆ จะทำงาน เมื่อคนเรามองเห็นสมองส่วนที่เรียกว่า occipital lobe ซึ่งอยู่ด้านหลังจะทำงาน นี่กล่าวเฉพาะประสาทสัมผัสด้านการได้ยินและการมองเห็น
แต่มนุษย์ยังมีจมูก ลิ้น กาย และใจ ส่วนไหนทำงาน สมองส่วนที่รับผิดชอบจะปรากฏการเปลี่ยนแปลงให้เราเห็นได้เสมอด้วยเอกซเรย์สมัยใหม่ที่เรียกว่า fMRI และด้วยการตรวจวัดเมตาโบลิสซึมเฉพาะตำแหน่งของสารบ่งชี้
ใจคิด สมองเปลี่ยนแปลง เราแสดงให้เห็นได้ทั้งรูปภาพและตัวเลข
แต่มนุษย์มิได้มีเพียงประสาทสัมผัสเท่านั้นที่สาธิตให้เห็นได้ว่าสมองเปลี่ยนไป พัฒนา และเติบโต การแพทย์สมัยใหม่พบว่าสมองก่อตัวขึ้นด้วยปัจจัย 5 ข้อต่อไปนี้
1. ประสาทสัมผัส
2. ความจำ
3. การตัดสินใจ
4. การเรียนรู้
และ 5. การเคลื่อนไหว
อย่างสั้นที่สุดคือ อ่าน-เล่น-ทำงาน นั่นเอง
ในท้ายที่สุดแล้วสมองจะมีเซลล์จำนวน 1 แสนล้านเซล์ (100 billion = 100,000,000,000) และจะมีจุดเชื่อมต่อประสาทที่เรียกว่า synapses จำนวน 1 ร้อยล้านล้านจุด (100 trillion = 100,000,000,000,000) ทั้งหมดนี้เริ่มต้นด้วยการอ่านนิทานก่อนนอนทุกคืน
หากจะเปรียบเทียบการทำงานของสมองเป็นอะไรที่เราคุ้นเคย ตัวอย่างแรกคือสนามบินและจำนวนเครื่องบินที่บินไปมาทั่วโลก เซลล์สมองมีการรวมกลุ่มเป็นโหนด (node) ขนาดใหญ่หลายร้อยกลุ่มแล้วแต่ละกลุ่มทำงานเชื่อมต่อกันอย่างซับซ้อนและทั่วถึง
อีกตัวอย่างหนึ่งคือวงออร์เคสตรา เครื่องเป่า เครื่องสี เครื่องเคาะ เครื่องดีด ทั้งหมดนั้นทำงานพร้อมกันแต่เครื่องมือทุกชิ้นมีหน้าที่เฉพาะตัว เช่น ไวโอลินไม่เหมือนวิโอลา หากเครื่องดนตรีทุกชิ้นเปล่งเสียงด้วยความดังสูงสุดพร้อมกันเราย่อมฟังไม่เป็นเพลงเลย แต่เพราะเครื่องดนตรีแต่ละชิ้นทำหน้าที่ของตัวโดยที่เครื่องอื่นๆ ทั้งหมดก็กำลังทำหน้าที่ของตัว แม้กระทั่งเครื่องเป่าอาจจะหยุดเป่าชั่วคราว ผลรวมของการประสานงานทั้งหมดนั้นคือการก่อกำเนิดของสมองและจิตใจ
เครื่องบินที่จอดเฉยๆ เครื่องดนตรีที่วางไว้เฉยๆ ยังมิใช่สมองและจิตใจ พวกมันต้องทำงาน
สมองซับซ้อนกว่าเครือข่ายสายการบิน จากงานวิจัยขนาดใหญ่เพื่อวิเคราะห์งานวิจัยเพื่อดูการทำงานของสมองมากกว่า 10,000 ชิ้น ครอบคลุมวิธีคิดและทำงาน 83 รูปแบบ ได้ข้อสรุปว่าสมองทำงานด้วยโครงสร้างแบบโมดูล (modular structure) ในแต่ละโมดูลมีหลายโหนด การประสานงานกันในโมดูลเดียวกันมีความรวดเร็วมากกว่าการประสานงานกันข้ามโมดูล งานวิจัยพยาธิตัวตืด Caenorhabditis elegans ซึ่งมีเซลล์ทั้งตัวเพียง 302 เซลล์ก็พบโครงสร้างอย่างเดียวกัน นั่นคือเป็นโมดูล
ในแง่นี้คำเปรียบเปรยกับสายการบินหรือวงออร์เคสตรายังใช้ได้ดีอยู่ การต่อเที่ยวบินข้ามทวีปย่อมมีหลายขั้นตอนมากกว่าบินในประเทศ การสื่อสารภายในกลุ่มเครื่องดนตรีชนิดเดียวกันมีความรวดเร็วมากกว่าข้ามกลุ่ม
และหน้าที่ 5 อย่างของสมองข้างต้นมีลักษณะเป็นโมดูลด้วย
แม้ว่าเครื่องดนตรีทุกชิ้นในวงออร์เคสตราจะเล่นเป็นหนึ่งเดียว แต่ทุกชิ้นเป็นอิสระต่อกันในบางจังหวะเราจะพบว่ามีนักเป่าเป่าอยู่เพียงคนเดียว ขณะที่นักเป่าคนอื่นหยุดทั้งหมด เวลานั้นนักดนตรีชิ้นอื่นๆ ก็ยังคงเล่นอยู่เป็นบางชิ้นแล้วแต่วาทยกรจะกำหนด ที่แท้แล้วโหนดที่อยู่ต่างโมดูลกันยังสามารถทำงานพร้อมกันและด้วยกันข้ามโมดูลได้ด้วย เราเรียกว่าฮับ (Hub)
ฮับที่สำคัญคือฮับที่รับผิดชอบการควบคุมตนเอง การบริหารความจำใช้งาน และการคิดยืดหยุ่น ซึ่งเกือบทั้งหมดอยู่ในบริเวณของสมองที่เรียกว่า fronto-parietal lobe ยิ่งไปกว่านั้นยังมีฮับที่ทำงานด้านการยับยั้งปฏิกิริยา (response inhibition) เหมือนเครื่องเป่าทุกชิ้นที่ต้องหยุดเหลือเพียงเครื่องเดียวที่ยังเป่าอยู่ กระบวนการทางสมองทั้งหมดนี้รวมเรียกว่า Executive Function (EF)
คือฮับที่เราอยากให้เหลือรอดจากกระบวนการตัดแต่งสมองที่เรียกว่า synaptic pruning ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อประมาณอายุ 9-12 ขวบ เป็นดังที่พูดเสมอว่าหากถึงระดับประถมปลายแล้วยังไม่อ่าน ไม่เล่น ไม่ทำงาน เราจะเป็นห่วงมาก กล่าวคือสมองของเด็กทำงานได้เพียงระดับโหนดและโมดูล แต่ไม่มีฮับที่สำคัญหลงเหลือ
ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อฮับสายการบินเสียหาย อาจจะเพราะพายุหรือก่อการร้าย หลายโมดูลจะหยุดทำงานไปด้วย เกิดความเสียหายแผ่ขยายกว้างไกลมากกว่ามาก
ในโครงการ Human Connectome Project ของ NIH ซึ่งศึกษาและทำแผนที่การทำงานของสมองตลอดชั่วอายุขัย พบว่าสมองที่มีการเชื่อมต่อระหว่างโหนด โมดูล และฮับมากกว่าจะทำให้เจ้าของสมองมีพัฒนาการด้านภาษา ระดับสติปัญญา ทักษะการแก้ปัญหา และความสามารถประวิงความสุขที่เรียกว่า delayed gratification ดีกว่า ส่วนสมองที่มีการเชื่อมต่อน้อยกว่าจะมีความสามารถต่างๆ ที่เล่ามาต่ำกว่า ส่งผลต่อระดับสติปัญญา การตั้งสมาธิ นอนไม่หลับ และการใช้สารเสพติดที่สูงขึ้น
พูดง่ายๆ ว่าสมองสร้างคุณให้เป็นคุณ
ทารกเกิดมาไม่มีตัว ไม่มีตน การอ่าน-เล่น-ทำงาน ต่างหากที่สร้างเขาให้เป็นเขา
ข้อเขียนนี้แปลและเขียนใหม่จากบทความ ‘How Matter Becomes Mind’ ของ Max Bertolero และ Danielle S. Bassett รูปประกอบที่แสดงให้เห็นโครงสร้างของโหนด โมดูล และฮับ วาดโดย Mark Ross Studios ตีพิมพ์ในนิตยสาร Scientific American, July 2019 หน้า 18-25
(ยังมีต่อ)
