เนื้อขาว

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
เนื้อขาว
White matter
Grey matter and white matter - very high mag.jpg
รูปไมโครกราฟแสดงเนื้อขาวที่ปรากฏเป็นลักษณะเฉพาะคือเหมือนกับตาข่าย (ด้านซ้าย มีสีชมพูอ่อน) และเนื้อเทาซึ่งก็มีลักษณะเฉพาะโดยปรากฏเป็นรูปตัวเซลล์ประสาท (ด้านขวา สีชมพูเข้ม) (ย้อมสีแบบ HPS)
Human brain right dissected lateral view description.JPG
สมองมนุษย์ผ่าเอาสมองซีกขวาออก แสดงเนื้อเทา (ส่วนนอกที่มีสีเข้มกว่า) และเนื้อขาว (ส่วในที่มีสีอ่อนกว่า)
ละติน substantia alba
Dorlands/Elsevier White matter

เนื้อขาว[1] (อังกฤษ: White matter, ละติน: substantia alba) เป็นหนึ่งในองค์ประกอบสองส่วนของระบบประสาทกลางในสมอง โดยมากประกอบด้วยเซลล์เกลียและแอกซอนหุ้มด้วยปลอกไมอิลิน ที่ทำหน้าที่ส่งสัญญาณจากเขตหนึ่งในซีรีบรัมไปยังอีกเขตหนึ่ง และส่งสัญญาณระหว่างซีรีบรัมและศูนย์สมองอื่น ๆ ในระดับที่ต่ำกว่า เนื้อขาวของสมองที่ผ่าออกใหม่ ๆ ปรากฏเป็นสีชมพูอมขาวดังที่เห็นได้ด้วยตาเปล่า ก็เพราะว่าปลอกไมอิลินโดยมากทำด้วยลิพิด (ไขมัน) มีหลอดเลือดฝอยวิ่งผ่าน และที่มีสีขาวก็เพราะดองไว้ในฟอร์มาลดีไฮด์

องค์ประกอบอีกส่วนหนึ่งของสมองก็คือเนื้อเทา (ซึ่งปรากฏเป็นสีชมพูอมน้ำตาลก็เพราะหลอดเลือดฝอย) ซึ่งประกอบด้วยนิวรอน ส่วนที่สามในสมองที่ปรากฏเป็นสีที่ดูเข้มกว่า ก็เพราะมีระดับเม็ดสี melanin ที่สูงกว่าเขตรอบข้าง เป็นส่วนของ substantia nigra ที่มีนิวรอนประเภทที่ใช้โดพามีนเป็นสารสื่อประสาท ให้สังเกตว่าเนื้อขาวบางครั้งปรากฏเป็นสีเข้มกว่าเนื้อเทาเมื่อดูในสไลด์ใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง ก็เพราะเหตุสีที่ย้อม

ถึงแม้ว่าเนื้อขาวจะได้รับการพิจารณามานานว่าเป็นส่วนที่ไม่ได้ทำอะไร แต่จริง ๆ ก็ทำหน้าที่มีผลสำคัญต่อการเรียนรู้และการทำงานของสมอง ในขณะที่เนื้อเทาทำหน้าที่เกี่ยวกับการแปลผลและประชาน (คือการรับรู้) เนื้อขาวก็ทำหน้าที่ควบคุมการถ่ายทอดศักยะงาน ที่ประสานการสื่อสารระหว่างเขตต่าง ๆ ของสมอง[2]

โครงสร้าง[แก้]

ในระดับกว้าง ๆ[แก้]

เนื้อขาวประกอบด้วยมัดของส่วนที่ยื่น (process) ออกมาจากเซลล์ประสาทมีปลอกไมอิลินหุ้ม ซึ่งเชื่อมเขตเนื้อเทาต่าง ๆ (คือส่วนที่เป็นตัวเซลล์ประสาท) ของสมองเข้าด้วยกัน และถ่ายทอดกระแสประสาทจากนิวรอนไปสู่นิวรอน โดยที่ปลอกไมอิลินทำหน้าที่เป็นฉนวน ทำให้สามารถส่งสัญญาณประสาทได้อย่างรวดเร็ว[3]

ใยประสาทที่ส่งสัญญาณเป็นระยะยาวภายในซีกสมองข้างหนึ่งมีอัตราส่วนเป็นร้อยละ 2 ของใยประสาทที่ส่งสัญญาณจากคอร์เทกซ์หนึ่งไปสู่อีกคอร์เทกซ์หนึ่ง ซึ่งเป็นอัตราส่วนเดียวกันกับใยประสาทที่ส่งสัญญาณระหว่างซีกสมองทั้งสองซีกผ่าน Corpus callosum[4] นักวิจัยชูซ์และเบรเต็นเบอร์กให้ข้อสังเกตว่า "โดยคร่าว ๆ แล้ว จำนวนใยประสาทที่มีความยาวในระดับหนึ่ง จะมีสัดส่วนแบบผกผันกับความยาวของใยประสาท" (คือใยประสาทนั้นมีความยาวยิ่งมากเท่าไร ก็จะมีจำนวนน้อยลงเท่านั้น)[4]:377

ในระดับจุลทรรศน์[แก้]

เนื้อขาวในซีรีบรัมและในไขสันหลังไม่มีเด็นไดรต์ ซึ่งมีอยู่ในเพียงเนื้อเทาพร้อมกับตัวนิวรอนและแอกซอนสั้น ๆ[ต้องการอ้างอิง] เนื้อขาวในผู้ใหญ่ที่ยังไม่ถึงวัยชรามีอัตราส่วน 1.7-3.6% เป็นเลือด[5]

ความยาวของแอกซอนมีปลอกไมอิลิน[แก้]

ผู้ชายมีเนื้อขาวมากกว่าผู้เหญิงทั้งในด้านปริมาตรและความยาวของแอกซอนที่หุ้มด้วยปลอกไมอิลิน ที่วัย 20 ปี ความยาวของแอกซอนที่หุ้มด้วยปลอกไมอิลินของผู้ชายรวมกันเป็น 176,000 กิโลเมตร และของผู้หญิง 149,000 กิโลเมตร[6] ความยาวของแอกซอนหุ้มลดลงในอัตรา 10% ต่อทศวรรษตามวัย โดยที่ชายวัย 80 ปีจะมีแอกซอนหุ้มยาวรวมกัน 97,200 กิโลเมตร และหญิง 82,000 กิโลเมตร[6] เป็นการสูญเสียส่วนเนื้อขาวที่เป็นใยประสาทแบบบาง[6]

หน้าที่[แก้]

เนื้อขาวเป็นเนื้อเยื่อที่เป็นทางการสื่อสารระหว่างเขตต่าง ๆ ของเนื้อเทาในระบบประสาท โดยใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์เป็นตัวอุปมา เนื้อเทาก็จะเป็นคอมพิวเตอร์ ในขณะที่เนื้อขาวจะเป็นสายเคเบิลที่เชื่อมคอมพิวเตอร์ต่าง ๆ เข้าด้วยกัน เนื้อขาวมีสีขาวก็เพราะไขมัน (ของปลอกไมอิลิน) ที่หุ้มใยประสาท (แอกซอน) ของเซลล์ประสาทไว้ ใยประสาทแบบยาวเกือบทั้งหมดจะมีปลอกไมอิลิน ซึ่งทำหน้าที่เป็นฉนวน ซึ่งเป็นสิ่งที่สำคัญเพราะว่า ทำให้ส่งข้อมูลระหว่างจุดต่าง ๆ ได้เร็ว

ในเนื้อขาว มีลำเส้นใยประสาท (tract หรือมัดแอกซอน) 3 ประเภท ที่เชื่อมส่วนหนึ่งของสมองไปยังอีกส่วนหนึ่ง และไปยังไขสันหลัง คือ

  • ลำเส้นใยประสาทที่วิ่งในแนวตั้งระหว่างสมองระดับสูงกับระดับที่ต่ำกว่า และกับศูนย์ประสาทในไขสันหลัง และส่งข้อมูลระหว่างซีรีบรัมกับส่วนของร่างกายที่เหลือ เช่นลำเส้นใยประสาทเปลือกสมอง-ไขสันหลัง (cortico-spinal) ที่ส่งสัญญาณสั่งการ (motor) จากซีรีบรัมไปยังก้านสมองและไขสันหลัง. ลำเส้นใยประสาทอื่นส่งสัญญาณจากไขสันหลังขึ้นไปทางเปลือกสมอง (cerebral cortex)และในส่วนเหนือก้านสมอง ใยประสาทเหล่านั้นมีรูปเป็นแผ่นกว้างและหนา เป็นส่วนที่เรียกว่า internal capsule อยู่ระหว่างทาลามัสกับปมประสาทฐาน (basal nuclei) และหลังจากนั้นจึงแผ่ขยายออกไปมีรูปคล้ายกับพัดส่งแอกซอนออกไปในเขตต่าง ๆ ของคอร์เทกซ์
สมองด้านใน  (median) แบ่งตามระนาบซ้ายขวา  (sagittal)  ส่วนหน้าของศีรษะอยู่ด้านซ้าย  Corpus callosum  เห็นที่ส่วนกลาง  มีสีเทาอ่อน  ส่วนที่เรียกว่า genu และ rostrum อยู่ตรงกลางด้านซ้าย ส่วนที่เรียกว่า splenium อยู่ตรงกลางด้านขวา.  ใยประสาทแนวเชื่อมอื่นที่เห็นได้ในรูป คือ posterior commissure ใต้ splenium และ anterior commissure ด้านขวาของ rostrum

  • (ดูรูป) ใยประสาทแนวเชื่อมจะข้ามจากซีกสมองหนึ่งไปยังอีกซีกสมองหนึ่งผ่านสะพานที่เรียกว่า แนวเชื่อม[1] (commissure) ใยประสาทแนวเชื่อมโดยมากข้ามผ่าน corpus callosum ซึ่งเป็นแนวเชื่อมที่ใหญ่ที่สุด แต่ก็ยังมีใยประสาทบางส่วนที่ข้ามผ่าน "แนวเชื่อมด้านหน้า" (anterior commissure) และ "แนวเชื่อมด้านหลัง" (posterior commissure) ใยประสาทแนวเชื่อมเหล่านี้ทำให้ซีรีบรัมด้านซ้ายและขวาสามารถสื่อสารกันได้
  • ใยประสาทสัมพันธ์ (Association tract) เชื่อมเขตต่าง ๆ ในซีกสมองเดียวกัน ใยประสาทสัมพันธ์ขนาดยาวเชื่อมกลีบสมองต่าง ๆ ที่อยู่ในซีกสมองเดียวกันเข้าด้วยกัน ในขณะที่ใยประสาทสัมพันธ์ขนาดสั้นเชื่อมรอยนูน (gyrus) ต่าง ๆ ที่อยู่ในกลีบสมองเดียวกัน บทบาทอย่างหนึ่งของใยประสาทสัมพันธ์ก็คือ เชื่อมศูนย์การรับรู้ (perception) เข้ากับศูนย์ความจำ (memory) ในสมอง[7]

โดยทั่ว ๆ ไป สมอง (โดยเฉพาะของเด็ก) สามารถปรับตัวให้เข้ากับความเสียหายที่เกิดขึ้นที่เนื้อขาว โดยหาทางประสาทอื่นเพื่อเลี่ยงทางที่เกิดความเสียหายในเนื้อขาว และดังนั้น จึงสามารถรักษาความเชื่อมต่อกันระหว่างเขตต่าง ๆ ของเนื้อเทาได้เป็นอย่างดี[ต้องการอ้างอิง]

โดยที่ไม่เหมือนเนื้อเทา ซึ่งถึงระดับการพัฒนาสูงสุดในช่วงอายุ 20-30 ปี เนื้อขาวจะมีการพัฒนาต่อไปเรื่อย ๆ และจะถึงระดับการพัฒนาสูงสุดในช่วงอายุวัยกลางคน (Sowell et al., 2003) แต่ว่า ก็ได้มีการทักท้วงประเด็นนี้ในหลายปีที่ผ่านมา

ในปี ค.ศ. 2009 บทความที่เขียนโดยแจน สโคล์ซ และคณะ[8] ใช้การสร้างภาพแบบ Diffusion tensor imaging[9][10] เพื่อจะแสดงความเปลี่ยนแปลงปริมาตรของเนื้อขาวซึ่งเป็นผลจากการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหวใหม่ (เช่น การโยนและรับลูกบอลหรือสิ่งของอย่างต่อเนื่อง) งานวิจัยนี้สำคัญโดยเป็นงานแรกที่แสดงสหสัมพันธ์ของการเรียนรู้ทักษะการเคลื่อนไหว (motor learning) กับความเปลี่ยนแปลงในเนื้อขาว เพราะก่อนหน้านี้ นักวิจัยจำนวนมากเชื่อว่าการเรียนรู้แบบนี้มีการสื่อโดยความเปลี่ยนแปลงของเด็นไดรต์เท่านั้น ซึ่งไม่มีในเนื้อขาว ผู้ทำงานวิจัยเสนอว่า ระดับการทำงานของกระแสไฟฟ้าในแอกซอนอาจจะเปลี่ยนการสร้างปลอกไมอิลินที่หุ้มแอกซอน แต่ว่า ความเปลี่ยนแปลงของตัวแอกซอนเองเช่นการขยายขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง หรือความเปลี่ยนแปลงความหนาแน่น ก็อาจจะเป็นเหตุได้เหมือนกัน[11]

ตำแหน่งที่อยู่[แก้]

เนื้อขาวเป็นเนื้อเยื่อหลักในส่วนลึกของสมองและส่วนผิวของไขสันหลัง กลุ่มต่าง ๆ ของเซลล์ประสาทในเนื้อเทา เช่น กลุ่มปมประสาทฐาน (คือ นิวเคลียสมีหาง, putamen, globus pallidus, กลุ่มนิวเคลียสใต้ทาลามัส, nucleus accumbens) และกลุ่มนิวเคลียสในก้านสมอง (red nucleus, substantia nigra, cranial nerve nuclei) กระจายไปทั่วเนื้อขาวในเปลือกสมอง

ซีรีเบลลัมก็มีโครงสร้างคล้ายกับซีรีบรัม คือ มีเปลือกเป็น ส่วนนอกของสมองน้อย[1] (cerebellar cortex) มีเนื้อขาว (cerebellar white matter) ที่อยู่ลึกลงไป (เรียกว่า arbor vitae) และกลุ่มต่าง ๆ ของเซลล์ประสาทในเนื้อเทาที่มีเนื้อขาวล้อมรอบ (เช่น dentate nucleus, globose nucleus, emboliform nucleus, และ fastigial nucleus) โพรงสมองต่าง ๆ ที่เต็มไปด้วยน้ำ (เช่น โพรงสมองข้าง, โพรงสมองที่ 3, ท่อน้ำสมอง, โพรงสมองที่ 4) ก็อยู่ลึกภายในเนื้อขาวของซีรีเบลลัมเช่นกัน

ความสำคัญทางคลินิก[แก้]

โรคมัลติเพิล สเกลอโรซิส (ตัวย่อ MS) เป็นโรคที่สามัญที่สุดที่มีผลต่อเนื้อขาว ในรอยโรคที่เกิดจาก MS ปลอกไมอิลินที่เป็นฉนวนของแอกซอนถูกทำลายจากการอักเสบ

ความเปลี่ยนแปลงในเนื้อขาวโดยการสั่งสมแอมีลอยด์ มีความสัมพันธ์ของโรคอัลไซเมอร์และโรคระบบประสาทเสื่อมอื่น ๆ แต่ว่า ความบาดเจ็บที่เนื้อขาว (เช่นการฉีกออกของแอกซอน) อาจจะหายได้ เปรียบเทียบกับความบาดเจ็บที่เนื้อเทา ซึ่งยากที่จะหายได้ ความเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ของเนื้อขาวที่เกิดโดยสามัญมาพร้อมกับความชรารวมทั้ง leukoaraiosis ซึ่งก็คือความบางลงของเนื้อขาวที่อาจเกิดขึ้นด้วยเหตุหลายอย่าง เช่นการสูญเสียปลอกไมอิลิน การสูญเสียแอกซอน และความเสียหายของแนวกั้นระหว่างเลือดและสมอง (blood–brain barrier)

การศึกษาเนื้อขาวได้เกิดความก้าวหน้าอย่างสำคัญเพราะเทคนิคการสร้างภาพสมอง (neuroimaging) ใหม่ที่เรียกว่า diffusion tensor imaging[9][10] โดยใช้ประกอบกับเครื่องกราดภาพสมอง MRI โดยปี ค.ศ. 2007 มีการตีพิมพ์บทความเกี่ยวกับเนื้อขาวกว่า 700 บทความ[12]

เชิงอรรถและอ้างอิง[แก้]

  1. 1.0 1.1 1.2 "ศัพท์บัญญัติอังกฤษ-ไทย, ไทย-อังกฤษ ฉบับราชบัณฑิตสถาน (คอมพิวเตอร์) รุ่น ๑.๑"
  2. Fields, Douglas (March 2008). "White Matter". Scientific American 298 (3): 54–61. doi:10.1038/scientificamerican0308-54. 
  3. Klein, S.B., & Thorne, B.M. Biological Psychology. Worth Publishers: New York. 2007.
  4. 4.0 4.1 Schuz, A. Braitenberg, V. (2002) . "The human cortical white matter: Quantitative aspects of cortico-cortical long-range connectivity". Cortical Areas: Unity and Diversity, Conceptual Advances in Brain Research. pp 377–386 Taylor and Francis London. ISBN 978-0-415-27723-5
  5. Leenders, KL; Perani, D; Lammertsma, AA; Heather, JD; Buckingham, P; Healy, MJ; Gibbs, JM; Wise, RJ และคณะ (1990). "Cerebral blood flow, blood volume and oxygen utilization. Normal values and effect of age". Brain : a journal of neurology. 113 ( Pt 1): 27–47. doi:10.1093/brain/113.1.27. PMID 2302536. 
  6. 6.0 6.1 6.2 Marner, L; Nyengaard, JR; Tang, Y; Pakkenberg, B (2003). "Marked loss of myelinated nerve fibers in the human brain with age". The Journal of comparative neurology 462 (2): 144–52. doi:10.1002/cne.10714. PMID 12794739. 
  7. Saladin, Kenneth (2012). Anatomy & Physiology: The Unity of Form and Function. New York: McGraw Hill. p. 531. ISBN 978-0-07-337825-1. 
  8. "Training induces changes in white-matter architecture". Nature Neuroscience. สืบค้นเมื่อ 2009-10-11. 
  9. 9.0 9.1 Diffusion tensor imaging (ตัวย่อ DTI) เป็นเทคนิคในการสร้างภาพ MRI ที่สามารถทำให้วัดการแพร่ (diffusion) ของโมเลกุลน้ำในเนื้อเยื่อเพื่อที่จะสร้างภาพใยประสาท แทนที่จะใช้ค่าวัดนั้นในการกำหนดค่าความต่างหรือสีของพิกเซลในภาพ นอกจากนั้นแล้ว DTI ยังสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างของกล้ามเนื้อรวมทั้งหัวใจ และเนื้อเยื่อประเภทอื่น ๆ เช่นต่อมลูกหมาก DTI เป็นวิธีหนึ่งของการสร้างภาพโดย Diffusion MRI
  10. 10.0 10.1 10.2 DMRI (แปลว่า การสร้างภาพ MRI โดยการแพร่) เป็นการสร้างภาพโดย MRI ที่สามารถแสดงการแพร่ (diffusion) ของโมเลกุลต่าง ๆ โดยเฉพาะของน้ำ ผ่านเนื้อเยื่อในร่างกายของสิ่งมีชีวิต (in vivo) โดยไม่ต้องอาศัยการเจาะการผ่าตัด และเพราะว่า การแพร่ของโมเลกุลไม่ได้เกิดขึ้นอย่างไม่มีอุปสรรค คือต้องผ่านปฏิกิริยาร่วมกับตัวอุปสรรคหลายอย่าง เช่นแมโครโมเลกุล ใยเส้น และเยื่อหุ้มเซลล์เป็นต้น ดังนั้น ลักษณะการแพร่ของโมเลกุลน้ำจึงสามารถแสดงให้เห็นรายละเอียดระดับจุลทรรศน์ (microsopic) ของโครงสร้างเนื้อเยื่อหลาย ๆ อย่าง ไม่ว่าจะเป็นแบบปกติหรือมีโรค
  11. "White Matter Matters". Dolan DNA Learning Center. สืบค้นเมื่อ 2009-10-19. 
  12. Assaf Y, Pasternak O (2008). "Diffusion tensor imaging (DTI) -based white matter mapping in brain research: a review". J. Mol. Neurosci. 34 (1): 51–61. doi:10.1007/s12031-007-0029-0. PMID 18157658. 

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]