เปลือกสมองส่วนเรโทรสปลีเนียล โครงสร้างและหน้าที่ในการนำทางและหน่วยความจำ

เปลือกสมองส่วนเรโทรสปลีเนียล (Retrosplenial Cortex หรือ RSC) เป็นพื้นที่ของเปลือกสมอง (Cerebral cortex) ที่ประกอบด้วยพื้นที่บรอดแมน (Brodmann areas) หมายเลข 29 และ 30 จัดเป็นเปลือกสมองส่วนการเชื่อมโยงทุติยภูมิ (Secondary association cortex) ซึ่งทำหน้าที่เชื่อมต่อกับภูมิภาคต่าง ๆ ของสมองจำนวนมาก

ชื่อของบริเวณนี้มาจากการระบุตำแหน่งทางกายวิภาคที่อยู่ด้านหลังของสปลีเนียม (Splenium) ของคอร์ปัส คัลโลซัม (Corpus callosum) ในสัตว์ตระกูลไพรเมต อย่างไรก็ตาม ในสัตว์ฟันแทะ เช่น หนู ตำแหน่งของ RSC จะอยู่ใกล้กับพื้นผิวสมองมากกว่าและมีขนาดค่อนข้างใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับสัดส่วนสมองโดยรวม

แม้ว่าหน้าที่ของ RSC จะยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ในทุกมิติ แต่ด้วยตำแหน่งที่อยู่ใกล้กับพื้นที่การรับรู้ทางสายตาและระบบหน่วยความจำเชิงพื้นที่ของฮิปโปแคมปัส (Hippocampus) ทำให้นักวิทยาศาสตร์สันนิษฐานว่า RSC มีบทบาทสำคัญในการเป็นตัวกลางเชื่อมโยงระหว่างการรับรู้ (Perception) และหน่วยความจำ (Memory) โดยเฉพาะในโดเมนเชิงพื้นที่

กายวิภาคของเปลือกสมองส่วนเรโทรสปลีเนียล

ขนาดของ RSC มีความแตกต่างกันอย่างมากในแต่ละสายพันธุ์ ในมนุษย์ พื้นที่นี้คิดเป็นประมาณ 0.3% ของพื้นผิวเปลือกสมองทั้งหมด ในขณะที่ในกระต่ายมีขนาดอย่างน้อย 10% และในหนู พื้นที่นี้ครอบคลุมมากกว่าครึ่งหนึ่งของสมองส่วนหน้า (Cerebrum) ในแนวตั้ง (Dorso-ventrally) ซึ่งทำให้เป็นหนึ่งในบริเวณเปลือกสมองที่ใหญ่ที่สุดในสัตว์ฟันแทะ

หากพิจารณาจากโครงสร้างเซลล์ระดับจุลภาค RSC สามารถแบ่งออกเป็นสองส่วนหลัก ได้แก่:

• บริเวณดิสแกรนูลาร์ (Dysgranular region): คือพื้นที่บรอดแมน 30
• บริเวณแกรนูลาร์ (Granular region): คือพื้นที่บรอดแมน 29

นอกจากนี้ยังมีการแบ่งย่อยออกเป็น 4 พื้นที่ ได้แก่ 29l, 29m, 30l และ 30m โดย RSC มีการส่งสัญญาณประสาทแบบโต้ตอบที่หนาแน่นกับเปลือกสมองส่วนการมองเห็น, โพสต์ซับคิวลัม (Postsubiculum), นิวเคลียสทาลามัสส่วนหน้า (Anterior thalamic nuclei) และฮิปโปแคมปัส

สรีรวิทยาของระบบประสาท

การศึกษาทางสรีรวิทยาของ RSC ส่วนใหญ่ดำเนินการในหนู ซึ่งผลการศึกษาในยุคแรกพบว่าประมาณ 8.5% ของเซลล์ประสาทใน RSC เป็น เซลล์ระบุทิศทางศีรษะ (Head direction cells) ขณะที่เซลล์ประสาทอื่น ๆ จะทำงานสัมพันธ์กับพารามิเตอร์การเคลื่อนที่ เช่น ตำแหน่งเชิงพื้นที่และความเร็วในการวิ่ง

การศึกษาสมัยใหม่พบว่ากิจกรรมของเซลล์ประสาทใน RSC สามารถสะท้อนพารามิเตอร์หลายอย่างได้พร้อมกัน ได้แก่ สภาพแวดล้อมที่สัตว์อยู่, ตำแหน่งเชิงพื้นที่, ทิศทางของศีรษะ, ความเร็วในการวิ่ง รวมถึงการระบุว่าสัตว์กำลังเลี้ยวหรือวางแผนที่จะเลี้ยวในอนาคต คุณสมบัติเหล่านี้จะพัฒนาขึ้นอย่างช้า ๆ เมื่อสัตว์เรียนรู้ที่จะนำทางในสภาพแวดล้อม ซึ่งสนับสนุนสมมติฐานที่ว่า RSC มีส่วนร่วมในการจัดเก็บหน่วยความจำเชิงพื้นที่ในระยะยาว

หน้าที่ทางพุทธิปัญญา

ในมนุษย์ การศึกษาด้วย fMRI บ่งชี้ว่า RSC เกี่ยวข้องกับหน้าที่ทางพุทธิปัญญาที่หลากหลาย เช่น:

• หน่วยความจำเหตุการณ์ (Episodic memory): การระลึกถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นในอดีต
• การนำทาง (Navigation): การหาทิศทางและการเคลื่อนที่ในพื้นที่
• การจินตนาการเหตุการณ์ในอนาคต: การสร้างภาพจำลองเหตุการณ์ที่ยังไม่เกิดขึ้น
• การประมวลผลฉาก (Scene processing): การรับรู้สภาพแวดล้อมโดยรวม

ในสัตว์ฟันแทะ RSC มีความสำคัญในการใช้สิ่งบ่งชี้ทางสายตา (Visual cues) รอบตัวเพื่อปฏิบัติภารกิจเหล่านี้ โดยเฉพาะการตอบสนองต่อจุดสังเกตในสภาพแวดล้อมที่คงที่และไม่เคลื่อนที่ เพื่อใช้ในการตัดสินใจเชิงพื้นที่

การแปลงข้อมูลเชิงพื้นที่

มีข้อเสนอว่า RSC อาจทำหน้าที่แปลข้อมูลเชิงพื้นที่ระหว่าง ข้อมูลแบบยึดตนเองเป็นศูนย์กลาง (Egocentric) (เช่น สิ่งของอยู่ข้างหน้าฉัน) และ ข้อมูลแบบยึดโลกเป็นศูนย์กลาง (Allocentric) (เช่น สิ่งของอยู่ทางทิศเหนือ) เนื่องจากตำแหน่งทางกายวิภาคของ RSC อยู่ระหว่างฮิปโปแคมปัส (ซึ่งมีเซลล์ระบุตำแหน่งแบบ Allocentric) และพารีทัลโลบ (Parietal lobe) ซึ่งรวมข้อมูลประสาทสัมผัสแบบ Egocentric

การใช้ในกลยุทธ์ความจำ

ผู้เข้าแข่งขันในการแข่งขันความจำโลก (World Memory Championships) ซึ่งมีความสามารถในการจำที่โดดเด่น พบว่ามีการกระตุ้นใน RSC มากกว่าคนปกติเมื่อใช้กลยุทธ์ วิธีแห่งสถานที่ (Method of Loci) ซึ่งเป็นเทคนิคการจำโดยการผูกข้อมูลเข้ากับสถานที่ที่คุ้นเคยในจินตนาการ

พยาธิวิทยาและอาการผิดปกติ

ความเสียหายที่เกิดขึ้นกับ RSC สามารถนำไปสู่ภาวะสูญเสียความจำทั้งแบบ Anterograde amnesia (ไม่สามารถสร้างความจำใหม่ได้) และ Retrograde amnesia (สูญเสียความจำในอดีต)

นอกจากนี้ ผู้ที่มีรอยโรคใน RSC จะแสดงอาการ การหลงทิศทางทางภูมิศาสตร์ (Topographical disorientation) โดยพวกเขาสามารถจดจำและระบุจุดสังเกตในสภาพแวดล้อมได้ แต่ไม่สามารถใช้จุดสังเกตเหล่านั้นในการกำหนดทิศทางของตนเองได้

ในด้านโรคทางระบบประสาท RSC เป็นหนึ่งในบริเวณแรก ๆ ที่เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาใน โรคอัลไซเมอร์ (Alzheimer's disease) และในระยะเริ่มต้นของภาวะบกพร่องทางสติปัญญาเล็กน้อย (Mild cognitive impairment) ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อความสามารถในการนำทางและหน่วยความจำของผู้ป่วย