แผนที่เซลล์ปมประสาทฐาน (Basal Ganglia) ละเอียดระดับเซลล์เดี่ยว ก้าวสำคัญสู่แผนที่สมองมนุษย์ทั้งสมอง

นักวิจัยหลายร้อยคนจากหลายสิบสถาบันใน 9 ประเทศ ภายใต้เครือข่าย BRAIN Initiative Cell Atlas Network (BICAN) ของสถาบันสุขภาพแห่งชาติสหรัฐฯ (NIH) ได้เผยแพร่แผนที่เซลล์ (cell atlas) แบบสามมิติของปมประสาทฐาน (basal ganglia) ของมนุษย์ที่ละเอียดถึงระดับเซลล์เดี่ยว (single-cell) เผยแพร่พร้อมกันเป็นชุดงานวิจัย 28 ฉบับในวารสารกลุ่ม Cell Press เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน 2026 นับเป็นก้าวแรกที่สำคัญของเป้าหมายใหญ่ในการทำแผนที่เซลล์ของสมองมนุษย์ทั้งสมอง

ปมประสาทฐานคืออะไร และทำไมจึงเลือกเริ่มที่นี่

ปมประสาทฐานเป็นกลุ่มเซลล์ประสาทที่อยู่ลึกเข้าไปในสมอง ทำหน้าที่รวบรวมสัญญาณจากเปลือกสมอง ทาลามัส และก้านสมอง เพื่อควบคุมการเคลื่อนไหว การสร้างนิสัย การตัดสินใจ และระบบรางวัล เมื่อวงจรนี้ทำงานผิดปกติจะเกี่ยวข้องกับโรคหลายโรค เช่น โรคพาร์กินสัน โรคฮันติงตัน กลุ่มอาการทูเร็ตต์ โรคย้ำคิดย้ำทำ และการเสพติด

Ed Lein นักวิจัยจาก Allen Institute อธิบายว่าทีมต้องการทำแผนที่ทั้งสมอง แต่ไม่สามารถทำได้ในครั้งเดียว จึงเลือกปมประสาทฐานเป็นจุดเริ่มต้น เพราะสมองมนุษย์มีขนาดใหญ่และซับซ้อนกว่าสมองหนูมาก ก่อนหน้านี้เว็บไซต์ของเราเคยนำเสนอโครงการทำแผนที่การทำงานของสมองจาก IBM ซึ่งดูภาพรวมของเครือข่ายสมอง แต่งานครั้งนี้ลงลึกไปถึงระดับเซลล์แต่ละเซลล์

เรามาทำความเข้าใจเป็นลำดับดังนี้

• ตัวอย่างเนื้อเยื่อ: ใช้เนื้อสมองที่ผู้บริจาคมอบให้หลังเสียชีวิต ร่วมกับตัวอย่างจากลิงแสม (macaque) และมาร์โมเซต (marmoset)
• การอ่านการแสดงออกของยีน: ใช้เทคนิคทรานสคริปโตมิกส์ระดับนิวเคลียสเดี่ยว (single-nucleus transcriptomics) กับเซลล์มนุษย์กว่า 20 ล้านเซลล์ ลิงแสม 3 ล้านเซลล์ และมาร์โมเซต 1.5 ล้านเซลล์
• การอ่านอีพิเจเนติกส์: ทีม Salk Institute ตรวจการติดหมู่เมทิลบนดีเอ็นเอ (DNA methylation) และรูปทรงสามมิติของโครมาติน (chromatin conformation) ในเซลล์จาก 8 บริเวณของปมประสาทฐาน ได้แผนที่เมทิลเลชัน 261,331 เซลล์ อีกงานหนึ่งศึกษาการดัดแปลงฮิสโตน (histone modification) ร่วมกับทรานสคริปโตม (transcriptome)
• การจัดมาตรฐาน: ทีมวางมาตรฐานร่วมตั้งแต่การเตรียมเนื้อเยื่อ การแชร์ข้อมูล ไปจนถึงระบบพิกัดทางกายวิภาค เพื่อให้นักวิจัยหลายร้อยคนเปรียบเทียบข้อมูลกันได้

จาก ภาพที่ 1 จะเห็นว่าแผนที่นี้ไม่ได้มีแค่รายชื่อชนิดเซลล์ แต่เชื่อมข้อมูลยีน อีพิเจเนติกส์ และตำแหน่งในสมองเข้าด้วยกัน ทีม Salk พบว่าเซลล์ประสาทและเซลล์ที่ไม่ใช่เซลล์ประสาทมีการจัดเรียงจีโนมสามมิติที่แตกต่างกันชัดเจน และรูปแบบเมทิลเลชันก็แตกต่างกันตามชนิดเซลล์และบริเวณ ทีมยังใช้เครือข่ายควบคุมยีนทำนายตัวเสริมการแสดงออกของยีน (enhancer) ที่อาจอธิบายผลของตำแหน่งเสี่ยงโรคพาร์กินสันบริเวณยีน SNCA ได้

สิ่งที่ค้นพบจากแผนที่

ทีมหนึ่งพบเซลล์ประสาทสไปนี (spiny projection neuron) ชนิดใหม่ที่แสดงออกตัวรับเซโรโทนิน และสัมพันธ์กับความเสี่ยงโรคจิตเภท (schizophrenia) ที่สูงขึ้น ส่วน Hongkui Zeng จาก Allen Institute กล่าวถึงเซลล์ชนิดใหม่ที่เชื่อมโยงกับโรคจิตเภทและโรคไบโพลาร์ อีกทีมพบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมในเซลล์บางชนิดของปมประสาทฐานที่สัมพันธ์กับออทิซึม

ใน ภาพที่ 2 แต่ละสีคือกลุ่มเซลล์ที่แยกได้จากลายเซ็นทางอีพิเจเนติกส์ ตั้งแต่เซลล์ประสาทสไปนีชนิด D1 และ D2 ไปจนถึงเซลล์ค้ำจุนอย่างแอสโทรไซต์และโอลิโกเดนโดรไซต์ ทีมของ Salk ได้ศึกษาเซลล์สไปนีกลุ่มย่อย POU6F2+ STR D2 SMYD2-HTR7 SPN อย่างละเอียด และพบว่าลักษณะของเซลล์กลุ่มนี้สอดคล้องกันในข้อมูลหลายรูปแบบ

อีกงานหนึ่งศึกษาการแก่ตัวของเซลล์ใน 11 บริเวณของสมอง พบว่าเซลล์เกลีย (glia) เปลี่ยนแปลงตามอายุมากกว่าเซลล์ประสาท ส่วนไมโครเกลีย (microglia) ซึ่งเป็นเซลล์ภูมิคุ้มกันในสมองเพิ่มขึ้นแทบทุกบริเวณ และหลายการเปลี่ยนแปลงซ้อนทับกับลักษณะทางโมเลกุลของโรคอัลไซเมอร์ งานนี้ยังพบว่าเซลล์ประสาทสไปนีในปมประสาทฐานของเพศชายแก่ตัวเร็วกว่า ซึ่งอาจช่วยอธิบายได้บางส่วนว่าทำไมโรคพาร์กินสันพบในผู้ชายมากกว่า

“เหมือนโครงการจีโนมมนุษย์ … เราวางพิมพ์เขียวที่เป็นข้อมูลอ้างอิงให้ชุมชนวิจัยได้ใช้”

Hongkui Zeng นักวิจัยจาก Allen Institute หนึ่งในทีมวิจัย

ความสำคัญและก้าวต่อไป

แผนที่นี้เป็นเหมือนข้อมูลอ้างอิงกลาง เพื่อให้นักวิจัยรู้ว่ากำลังศึกษาเซลล์ชนิดใด และยีนเสี่ยงของโรคส่งผลต่อเซลล์ใด Joseph Ecker จาก Salk Institute มองว่าแผนที่บอกว่ามีอะไรอยู่ ส่วนโมเดล AI จะช่วยทำนายว่าจะเกิดอะไรขึ้น ข้อมูลระดับเซลล์เดี่ยวแบบนี้จึงเป็นข้อมูลที่ AI ต้องใช้เรียนรู้การควบคุมยีนในสมอง แนวคิดนี้ใกล้เคียงกับ AlphaGenome 2 จาก Google DeepMind ที่ทำนายผลของการกลายพันธุ์แยกตามชนิดเซลล์ ทั้งนี้ทีมวิจัยระบุชัดว่าการแปลงข้อมูลไปสู่การรักษาจริงยังต้องใช้เวลาอีกมาก

ข้อมูลทั้งหมดเปิดให้สืบค้นออนไลน์ได้ฟรี และทีม BICAN กำลังขยายงานไปยังบริเวณอื่นของสมอง โดย Ed Lein คาดว่าจะครอบคลุมทั้งสมองได้ภายในอีกไม่กี่ปี สำหรับผู้ที่สนใจงานด้านนี้ในประเทศไทย สามารถอ่านโครงการสร้างแผนที่สมองของคนไทยที่เราเคยนำเสนอไว้ได้เช่นกัน

ดังนั้น แม้แผนที่นี้จะยังไม่ใช่ยาหรือวิธีรักษาโดยตรง แต่เป็นรากฐานที่จะทำให้งานวิจัยโรคทางสมองในอนาคตแม่นยำขึ้นมาก

สำหรับคนที่สนใจสามารถเข้าไปศึกษารายละเอียดของรายงานวิจัยได้ที่ Multimodal single-cell epigenomic and 3D genome atlas of the human basal ganglia (Cell, 2026) และชุดงานวิจัยทั้งหมดที่ BICAN Basal Ganglia Atlas – Cell Press

ข่าวจาก Salk Institute, The Scientist และ Penn Today

หมายเหตุสัญญาอนุญาต: ภาพที่ 1 และภาพที่ 2 มาจาก Ding W, Klein A และคณะ “Multimodal single-cell epigenomic and 3D genome atlas of the human basal ganglia” Cell 189 (2026) เผยแพร่ภายใต้สัญญาอนุญาต Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY 4.0) นำมาใช้โดยไม่ได้ดัดแปลงเนื้อหา