การศึกษารูปแบบของสารสื่อประสาทที่จำเพาะต่อสิ่งเร้านั้นๆ และการสังเคราะห์สารสื่อประสาทเพื่อสร้างประสาทสัมผัสเทียมและนำไปสู่การสร้างความเป็นจริงเสริม

ชื่อนักเรียนผู้จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

ชิษณุพงศ์ นรวิไชยภัสร์

อาจารย์ที่ปรึกษาโครงงานวิทยาศาสตร์

อุษณีย์ อาจาระศิริกุล

โรงเรียนที่กำกับดูแลโครงงานวิทยาศาสตร์

โรงเรียนสามเสนวิทยาลัย

ปีที่จัดทำโครงงานวิทยาศาสตร์

พ.ศ. 2561

บทคัดย่อโครงงานวิทยาศาสตร์

ระบบประสาทเป็นระบบหนึ่งในสัตว์ที่มีความซับซ้อนเป็นอย่างมาก และนอกจากนี้ยังเป็นระบบที่มีความสำคัญต่อการดำรงอยู่ของสัตว์ทุกชนิด ผู้วิจัยได้พยายามศึกษาระบบประสาทดังกล่าวเพื่อนำมาปรับใช้กับเทคโนโลยีในปัจจุบัน ทำให้นำสู่การคิดค้นโครงงานนี้ขึ้นมา

นำหนูทดลอง (C57BL/6Mlac) ตรึงเอาไว้ และทำการใช้เทคนิค Voltage Clamp เพื่อวัดกระแสไอออนในบริเวณออลแฟคทอรี บัลบ์ (Olfactory Bulb) ซึ่งมีหน้าที่ในการรับกลิ่น ทำซ้ำห้าครั้ง และเลือกค่าที่มากที่สุดจากทั้งห้าครั้งดังกล่าวสำหรับขั้นตอนต่อไป นำเอาสายท่อที่มีการเชื่อมต่อกับอีเล็กโทรดแบบเข็มขนาดเล็กซึ่งมีรูพื้นที่หน้าผิวในระดับระดับไมโครเมตรและอีกด้านของท่อเสียบกับภาชนะบรรจุตัวอย่าง นำเอาด้านหัวเข็มเสียบเข้าในส่วนออลแฟคทอรี บัลบ์ของสัตว์ทดลอง ชาร์จไฟฟ้าเข้าสู่หัวเข็มให้เกิดค่ากระแสไอออนเทียบเท่ากับค่าสูงสุดที่ได้จากการวัดก่อนหน้าและจัดเรียงอีเล็กตรอนให้มีคุณสมบัติเป็นขั้วลบโดยกระตุ้นไฟฟ้าทุกๆ 0.02 วินาที เป็นจำนวนห้าสิบครั้ง และนำเอาตัวอย่างที่ได้ไปบรรจุในอุณหภูมิ -20 องศาเซลเซียส และควบคุมความชื้นภายในพาชนะที่ 10-20% ทำซ้ำเป็นจำนวนห้าครั้ง นำสารสื่อประสาทที่บรรจุไว้ภายใน พาชนะเข้าเครื่อง Gas Chromatography ซึ่งต่อเอาไว้กับเครื่อง Mass Spectrum ทำการบันทึกน้ำหนัก รูปแบบการแตกตัว และสรุปการเปรียบเทียบสารตัวอย่างกับสารในการทดลองเพื่อวิเคราะห์รูปแบบสารสื่อประสาทที่หลั่งออกมาในเหตุการณ์ตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่ต่างออกไป หลังจากที่สามารถสรุปรูปแบบของสารสื่อประสาทได้แล้ว จึงทำการสังเคราะห์เลียนแบบสารสื่อประสาทเหล่านั้นขึ้นมาใหม่โดยให้มีคุณลักษณะเทียบเท่าทุกประการ จากนั้นจึงนำเอาอีเล็กโทรดแบบเข็มซึ่งมีรูบนพื้นที่หน้าผิวในระดับความกว้างระดับไมโครเมตรเสียบเข้าไปในสมองส่วนออลแฟคทอรี บัลบ์ ทำการชาร์จไฟฟ้าให้มีค่าความต่างศักย์ให้เท่ากับค่าสูงสุดที่วัดได้ในครั้งแรก และจัดอีเล็กโทรดให้มีคุณสมบัติเป็นบวก แล้วจึงใส่สารสื่อประสาทเทียมสังเคราะห์ลงไป แล้วจึงดูปฏิกิริยาตอบรับเป็นอย่างไร หากเกิดการตื่นตัวแสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่เป็นบวก และหากไม่มีการตอบสนองแสดงให้เห็นผลลัพธ์ที่เป็นลบ หากการทดลองส่งกระแสประสาทกลับเข้าไปในสมองส่วนออลแฟคทอรี บัลบ์ให้ผลบวก ผู้วิจัยจะทำการเขียนโปรแกรมคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างวัตถุ 3D ขึ้นมาโดยใช้ Adobe Animated ควบคู่กับโปรแกรม Maya และกำหนดให้โปรแกรมมีการตอบสนองในการหลั่งสารสื่อประสาทที่ทำให้เกิดวัตถุ 3D ที่สอดคล้องกับที่สร้างขึ้นมาได้ ยกตัวอย่างเช่นการสร้างกล่องลูกบาศก์ที่มีสีดำสนิท โปรแกรมจะทำการหลั่งสารสื่อประสาทที่สอดคล้องกับวัตถุดังกล่าวลงสู่สมองเพื่อทำให้สมองเกิดการประมวลผลภาพลูกบาศก์สีดำขึ้นมา และนำไปสู่การสร้างเครื่องความจริงเสริม (Augmented Reality) ที่เสริมความจริงได้ครบทั้งสัมผัสทั้งห้าได้