หนูทดลองที่มีกรรมพันธุ์เหมือนกันมีอุปนิสัยต่างกัน

By: Halley
Writer
on Tue, 14/05/2013 - 22:34

ทีมนักวิจัยเลี้ยงหนูตัวเมีย 40 ตัว อายุ 1 เดือนไว้ด้วยกันในกรงขนาด 1.75 x 1.75 เมตร สูง 2 เมตร มีทั้งหมด 5 ชั้น รวมพื้นที่ใช้สอยกว่า 5 ตารางเมตร แต่ละชั้นเชื่อมต่อกันด้วยท่อใสเพื่อที่หนูสามารถวิ่งไปมาระหว่างชั้นได้ ทุกชั้นมีน้ำและอาหารไม่อั้น นอกจากนี้ยังมี ของเล่น มากมาย อาทิ ท่อขนาดต่างๆ ดอกไม้พลาสติก นั่งร้านขนาดจิ๋วทำจากไม้ เป็นต้น สภาพแวดล้อมที่เอื้อให้หนูทดลองได้วิ่งเล่นวิ่งซนเช่นนี้เรียกว่า Enriched environment หากเทียบกับคนแล้วก็เหมือนกับเราเลี้ยงเด็กๆ ไ้ว้ในบ้านที่เต็มไปด้วยของเล่นเสริมพัฒนาการนั่นเอง

หนูทุกตัวฝังเครื่องส่งสัญญาณด้วยเทคโนโลยี RFID ทั่วทั้งกรงมีเสารับสัญญาณอยู่ 20 จุด ข้อมูลจากเสารับสัญญาณจะบันทึกตำแหน่งและเวลาที่หนูอาศัยอยู่ในบริเวณนั้นๆ เพื่อสังเกตพฤติกรรมการออกสำรวจและการครอบครองพื้นที่ เมื่อเวลาผ่านไป 3 เดือน ทีมนักวิจัยนำสมองหนูส่วนที่เรียกว่าฮิปโปแคมปัส (hippocampus) ออกมานับจำนวนเซลล์ที่เกิดขึ้นใหม่ เพื่อพิสูจน์สมมติฐานที่ว่าหนูนักสำรวจจะมีการกำเนิดใหม่ของเซลล์สมองเยอะกว่าหนูที่ไม่ค่อยชอบออกสำรวจพื้นที่ใหม่ๆ ทั้งนี้ ก่อนหน้านี้มีงานวิจัยที่พิสูจน์มาแล้วว่าการกำเนิดขึ้นมาใหม่ของเซลล์ประสาทในสมองของหนูตัวเต็มวัย (adult neurogenesis) ในฮิปโปแคมปัสเป็นตัวบ่งชี้ถึงความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมและความท้าทายใหม่ๆ

ผลการทดลองเป็นไปตามคาด เมื่อหนูกลุ่มที่มีการออกสำรวจพื้นที่มากกว่า มีจำนวนเซลล์ประสาทที่เกิดใหม่มากกว่าหนูที่มักจะอยู่กับที่

แม้จะยังไม่ทราบสาเหตุที่ชัดเจน แต่ทีมนักวิจัยสันนิษฐานไว้ 3 ข้อ
1. เนื่องจากหนูทุกตัวไม่ได้กำเนิดมาจากแม่ตัวเดียวกัน แม้ว่าทีมนักวิจัยจะพยายามเลือกหนูจากแม่หนูจำนวนน้อยที่สุดแล้วก็ตาม ทำให้มีความผันแปรในระดับพันธุกรรม ได้แก่การเปลี่ยนแปลงลำดับเบส 1 เบส (single neucleotide polymorphisms), จำนวนซ้ำของลำดับเบสที่ไม่เท่ากัน (tandem repeats), และยีนที่ย้ายเปลี่ยนตำแหน่งในจีโนมได้ (transposon)
2. การควบคุมการแสดงออกของยีนที่เป็นไปอย่างสุ่มและควบคุมไม่ได้
3. ความผันแปรที่อยู่นอกเหนือไปจากพันธุกรรม (epigenetics) ซึ่งอาจจะมาจากสารอาหาร ตำแหน่งที่ตัวอ่อนหนูอยู่ในรก ความเครียดของแม่หนูและการเลี้ยงดูในช่วงระยะแรกของชีวิต เป็นต้น
ทั้งสามเหตุปัจจัยนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยตั้งแต่ในระดับโมเลกุล ซึ่งส่งผลขยายใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เมื่อหนูเติบโตขึ้นและมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น

เราทราบกันดีอยู่แล้วว่าการเลี้ยงดูกับสภาพแวดล้อมในวัยเด็กและกรรมพันธุ์มีผลต่ออุปนิสัยเมื่อคนเราโตขึ้น แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้ว่าเพราะเหตุใดแฝดแท้ที่มีกรรมพันธุ์เหมือนกันที่โตมาด้วยกันมีอุปนิสัยต่างกัน
งานวิจัยชิ้นนี้ถือเป็นต้นแบบในการศึกษาความแตกต่างของอุปนิสัยของคนที่มีกรรมพันธุ์เหมือนกัน และศึกษาเหตุปัจจัยที่ทำให้เกิดความแตกต่างในปัจเจกบุคคล เพราะเราคงไม่สาารถทำการทดลองเช่นนี้กับคนได้ นอกจากนี้งานวิจัยชิ้นนี้ยังใช้เทคโนโลยี RIFD ควบคู่ไปกับการออกแบบกรงเลี้ยงที่มีความสลับซับซ้อน ทำให้เราสามารถติดตามหนูทดลองได้สะดวกยิ่งขึ้น ซึ่งจะเป็นกุญแจไขไปสู่คำตอบของคำถามใหญ่ว่า วิถีการใช้ชีวิตส่งผลต่อความเป็นเราได้อย่างไร

ข่าวจาก The Scientist
งานวิจัยชิ้นนี้ตีพิมพ์ลงในวารสาร Science เมื่อวันที่ 30 พฤษภาคม 2556