คอร์ปัส คาโลซัม

คำภาษาละตินว่า Corpus callosum (แปลว่า ส่วนแข็ง) หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า colossal commissure
เป็นกลุ่มใยประสาทที่กว้างและแบนใต้เปลือกสมองของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีรก ประเภท eutheria อยู่ที่ร่อง longitudinal fissure (ที่แบ่งสมองออกเป็น 2 ข้าง)
เป็นโครงสร้างที่เชื่อมซีกสมองซ้ายขวาเข้าด้วยกัน และอำนวยให้เขตในสมองทั้งสองซีกสื่อสารกันได้
เป็นส่วนเนื้อขาว (ส่วนในสมองที่โดยมากประกอบด้วยแอกซอน) ที่ใหญ่ที่สุดในสมองมีแอกซอนส่งเชื่อมซีกสมองถึง 200-250 ล้านแอกซอน

ส่วนหลังสุดของ corpus callosum เรียกว่า splenium (มาจากภาษากรีกแปลว่า ผ้าพันแผล ดูรูป 1)
ส่วนหน้าสุดเรียกว่า genu (แปลว่า เข่า เพราะรูปคล้ายเข่า ดูรูป 4)
และส่วนตรงกลางเรียกว่า body (หรือ truncus)
ส่วนระหว่าง body และ splenium (ด้านหลัง) เป็นส่วนที่บางกว่าส่วนอื่น เป็นส่วนที่เรียกว่า isthmus (แปลว่า คอคอด)
ส่วนที่เรียกว่า rostrum
เป็นส่วนที่ส่งแอกซอนไปด้านหลังลงล่าง (posterior and inferior) จาก genu ส่วนหน้าสุด
เห็นได้ในภาพแบ่งตามระนาบซ้ายขวา (รูป 2)
มีชื่อแปลว่า "จะงอยปาก" เพราะมีรูปเหมือนจะงอยปากนก
มีแอกซอนบาง ๆ จาก genu ที่เชื่อมคอร์เทกซ์กลีบหน้าผากส่วนหน้า (prefrontal cortex) ในซีกสมองทั้งสองข้าง
เป็นมัดใยประสาทมีรูปคล้ายซ่อมที่เรียกว่า Forceps minor หรือว่า Forceps anterior
มีแอกซอนส่วนที่หนาจาก midbody (กลางตัว)
เรียกอีกอย่างหนึ่งว่า Trunk ซึ่งเชื่อมเขตต่าง ๆ ของ premotor cortex, supplementary motor area, และ motor cortex
โดยมีส่วนที่ใหญ่กว่าสำหรับเขตต่าง ๆ ของ supplementary motor area เป็นต้นว่าเขต Broca
ส่วน splenium ที่อยู่ทางด้านหลัง ส่งข้อมูลความรู้สึกทางกาย (somatosensory) ระหว่างสมองกลีบข้าง และข้อมูลเกี่ยวกับการเห็นระหว่างสมองกลีบท้ายทอย ในซีกสมองทั้งสองข้าง
เป็นส่วนของมัดใยประสาทที่เรียกว่า "'Forceps Major

corpus callosum มีอยู่ในเฉพาะสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีรก ประเภท eutheria
ไม่มีในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมประเภทโมโนทรีม และอันดับสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้อง
และไม่มีในสัตว์มีกระดูกสันหลังประเภทอื่นเช่นสัตว์ปีก สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์สะเทินน้ำสะเทินบก และปลา

แต่สัตว์ที่ไม่มี corpus callosum เหล่านี้ ก็มีโครงสร้างอย่างอื่นในสมองที่เชื่อมต่อซีกสมองทั้งสอง
เช่น anterior commissure ซึ่งเป็นโครงสร้างหลักที่เชื่อมซีกสมองของอันดับสัตว์มีกระเป๋าหน้าท้อง
ที่มีใยประสาทเชื่อมซีกสมอง (commissural fiber) ทั้งหมดที่เกิดจากคอร์เทกซ์ใหม่ (neocortex)
เปรียบเทียบกับสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีรกที่ anterior commissure มีใยประสาทเชื่อมซีกสมองเพียงแค่บางส่วน

ในสัตว์อันดับวานร ความเร็วส่งของสัญญาณประสาทขึ้นอยู่กับความหนาของปลอกไมอีลิน ซึ่งเป็นเปลือกลิพิด
ซึ่งสะท้อนให้เห็นในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของแอกซอนของเซลล์ประสาทนั่นเอง
ในสัตว์อันดับวานรโดยมาก เส้นผ่าศูนย์กลางของแอกซอนจะเพิ่มขึ้นตามขนาดของสมอง
เพื่อชดเชยระยะทางที่ไกลกว่าในการส่งสัญญาณประสาท
ทำให้สมองสามารถจัดลำดับสัญญาณประสาทรับความรู้สึก (sensory) และสัญญาณสั่งการ (motor) ได้

แต่ว่าในไพรเมตสกุลชิมแปนซีและมนุษย์ การขยายขนาดของปลอกไมอิลินกลับไม่เกิดขึ้นทั้ง ๆ ที่ก็มีสมองใหญ่ขึ้น
มีผลให้เวลาในการสื่อสารผ่าน corpus callosum ในมนุษย์ต้องใช้เวลาเป็น 2 เท่าเทียบกับลิงแม็กแคก]
ในมนุษย์ มัดใยประสาทของ corpus callosum สามารถปรากฏขยายออกจนกระทั่งกินเนื้อที่ของ และแยกออกซึ่ง โครงสร้างต่าง ๆ ของฮิปโปแคมปัส
ภาวะไม่สร้าง corpus callosum ( ตัวย่อ ACC) เป็นความผิดปกติแต่กำเนิดที่เกิดน้อย
ที่ร่างกายไม่สร้าง corpus callosum โดยบางส่วนหรือโดยสิ้นเชิง
ACC มักจะรับการวินิจฉัยภายใน 2 ปีแต่กำเนิด
และอาจจะปรากฏเป็นอาการที่รุนแรง (เห็นได้ชัด) ในวัยทารกและวัยเด็ก
หรือเป็นอาการที่เบาในวัยหนุ่มสาว
หรือไร้อาการที่ตรวจเจอโดยบังเอิญเท่านั้น
อาการเบื้องต้นของ ACC มักจะรวมถึงอาการชัก
ตามมาด้วยปัญหาในการดื่มกิน
และความเนิ่นช้าในวัยเด็กในการตั้งศีรษะให้ตรง การนั่ง การยืน และการเดิน
อาการที่อาจเกิดขึ้นอย่างอื่น ๆ รวมทั้งความเสียหาย
ในการพัฒนาทางใจและทางกาย การทำงานประสานระหว่างมือและตา และความทรงจำในการเห็นและการได้ยิน
อาการโพรงสมองคั่งน้ำ (Hydrocephaly) ก็อาจจะเกิดขึ้นด้วย
ในกรณีที่มีอาการเบา อาการเช่นการชัก การพูดซ้ำ ๆ หรือปวดหัวอาจจะไม่ปรากฏเป็นเวลาหลายปี

ACC โดยปกติไม่ทำให้ถึงตาย
วิธีการบำบัดโรคเป็นการบริหารอาการของโรคถ้ามี เช่นบริหารอาการโพรงสมองคั่งน้ำ หรืออาการชัก
แม้ว่า คนไข้เด็กเป็นจำนวนมากจะมีชีวิตเป็นปกติ และมีสติปัญญาระดับปกติ
การทดสอบทางประสาทจิตวิทยาที่ละเอียดพบความแตกต่างที่ละเอียดในการทำงานของสมองระดับสูง
โดยเปรียบเทียบคนไข้กับบุคคลปกติที่มีอายุและการศึกษาเท่ากัน
ส่วนคนไข้เด็กที่มีความเนิ่นช้าทางพัฒนาการหรือมีอาการชัก ควรให้ตรวจภาวะผิดปกติต่าง ๆ เกี่ยวกับเมแทบอลิซึม

นอกจากภาวะไม่สร้าง (agenesis) แล้ว ยังมีภาวะอื่น ๆ ที่คล้าย ๆ กันรวมทั้ง ภาวะสร้างเป็นบางส่วน (hypogenesis) ภาวะสร้างผิดรูป (dysgenesis) และภาวะสร้างไม่สมบูรณ์ (hypoplasia) เช่นบางเกินไป

งานวิจัยเร็ว ๆ นี้แสดงสหสัมพันธ์ระหว่าง corpus callosum ที่มีการสร้างผิดปกติกับความผิดปกติกลุ่ม autism spectrum

ความสัมพันธ์ของ corpus callosum กับเพศได้เป็นประเด็นอภิปรายทั้งในหมู่นักวิทยาศาสตร์และคนทั่ว ๆ ไปอื่นมาเป็นศตวรรษแล้ว
งานวิจัยในเบื้องต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 อ้างว่า เพศชายเพศหญิงมีขนาด corpus callosum ที่แตกต่างกัน
แต่ว่า งานวิจัยนั้นไม่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป
และในที่สุด ก็เกิดการใช้วิธีการสร้างภาพในสมองที่ทันสมัยกว่าที่ดูเหมือนว่า จะหักล้างสหสัมพันธ์เกี่ยวกับขนาดที่พบมาก่อนนั้น
เมื่อมีวิธีการสร้างภาพทางกายภาพใหม่ ๆ เกิดขึ้น จึงได้มีการเปลี่ยนแปลงรูปแบบงานวิจัยในสมองอย่างสำคัญ
และความสัมพันธ์ระหว่างเพศและ corpus callosum ก็ได้กลายมาเป็นประเด็นงานวิจัยที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ในปีที่ผ่านมา

นักกายวิภาค อาร์. บี. บีน จากเมืองฟิลาเดลเฟีย ประเทศสหรัฐอเมริกา ได้ทำการศึกษาแรกเกี่ยวกับความแตกต่างระหว่างเพศของ corpus callosum
ผู้เสนอในปี ค.ศ. 1906 ว่า "ขนาดที่ใหญ่เป็นพิเศษของ corpus callosum อาจหมายถึงความฉลาดเป็นพิเศษ"
และว่า มีความแตกต่างทางขนาดที่เห็นได้ในระหว่างเพศชายและเพศหญิง
และอาจจะเป็นเพราะความคิดทางการเมือง (และสังคมสิ่งแวดล้อม) ในสมัยนั้น
เขาก็ยังได้เสนอว่า มีความแตกต่างของขนาดในระหว่างเชื้อชาติต่าง ๆ อีกด้วย
แต่ว่าในที่สุด งานวิจัยของเขาถูกหักล้างโดยแฟรงกริน มอลล์ ผู้เป็นผู้อำนวยการของแล็บที่บีนทำงานอยู่

ในปี ค.ศ. 1982 ราล์ฟ ฮอล์โลเว และเดอลาโคสต์-อุทัมซิง เขียนบทความที่มีอิทธิพลในนิตยสาร "Science"
ว่ามีความแตกต่างระหว่างเพศในสมองมนุษย์ทางสัณฐานวิทยา
ซึ่งส่งผลให้มีความแตกต่างกันทางสมรรถภาพการประมวลผลข้อมูลทางจิตใจ (ประชาน) 
่ส่วนบทความที่ตีพิมพ์ในปี ค.ศ. 1992 ในนิตยสาร"ไทม์" เสนอว่า
เพราะว่า corpus callosum "มักจะกว้างกว่าในสมองของเพศหญิงมากกว่าเพศชาย
ซึ่งอาจจะเปิดโอกาสให้มีการสื่อสารกันในระดับที่สูงกว่าในระหว่างซีกสมองทั้งสองข้าง
และอาจจะเป็นฐานทางชีวภาพของสัญชาตญาณผู้หญิง"

แต่ผลงานตีพิมพ์หลังจากนั้นในสาขาจิทวิทยาได้ตั้งประเด็นสงสัยว่า มีความแตกต่างระหว่างขนาดของ corpus callosum จริง ๆ หรือไม่
งานอภิวิเคราะห์ (meta-analysis) ของงานวิจัย 49 งานตั้งแต่ปี ค.ศ. 1980 พบว่า
โดยขัดแย้งกับการค้นพบของเดอลาโคสต์-อุทัมซิงและฮอล์โลเว
ไม่ปรากฏว่า มีความแตกต่างกันระหว่างเพศของขนาด corpus callosum
ไม่ว่าจะทำการพิจารณาขนาดโดยสัดส่วนของสมองเพศชายที่ใหญ่กว่าหรือไม่ (คือถ้าสมองใหญ่กว่าก็ควรจะมี corpus callosum ที่ใหญ่กว่า ดังนั้น ถ้าจะเทียบขนาดของ corpus callosum ให้ดี จึงควรที่จะพิจารณาตามสัดส่วนของขนาดสมอง) 
ในปี ค.ศ. 2006 ภาพ MRI ทำในระดับที่ละเอียดไม่พบความแตกต่างระหว่างเพศของความหนาของ corpus callosum แม้ว่าจะทำการพิจารณาขนาดโดยสัดส่วนของร่างกายของผู้ได้รับการทดสอบ

ในปีที่ผ่าน ๆ มา สมรรถภาพในการตรวจสอบกายวิภาคและการทำงานของสมองมนุษย์
มีการเติบโตแทบเป็นแบบชี้กำลัง มีผลเป็นการเปลี่ยนแบบอย่างทางด้านความคิด
ในปัจจุบัน มีการใช้ภาพ MRI ในการวิเคราะห์ ทั้งทางด้านกายวิภาค และทั้งทางด้านสรีรวิทยา (การทำงาน) ของร่างกาย
เช่น โดยใช้การสร้างภาพแบบ Diffusion MRI
ก็จะสามารถวัตอัตราการแพร่ของโมเลกุลเข้าไปยังและออกมาจากเนื้อเยื่อเฉพาะที่
ทิศทางของแอนไอโซทรอปี (anisotropy)
และอัตราเมแทบอลิซึม ได้
การวัดค่าเหล่านี้ พบว่า มีความแตกต่างระหว่างเพศที่คงเส้นคงวาของ corpus callosum ทางสัณฐานวิทยาและทางโครงสร้างระดับไมโคร

นอกจากนั้นแล้ว ยังมีการใช้การวิเคราะห์แบบ morphometric
เพื่อศึกษาความสัมพันธ์ 3-มิติ ทางคณิต พร้อมกับภาพ MRI ด้วย
ซึ่งพบว่า มีความแตกต่างระหว่างเพศที่คงเส้นคงวาและปรากฏเป็นนัยสำคัญทางสถิติ
ในงานวิจัยหนึ่ง ขั้นตอนวิธีบางอย่างพบความแตกต่างระหว่างเพศในเค้สกว่า 70% อย่างมีนัยสำคัญ

มีงานวิจัยเกี่ยวกับรูปร่างสัณฐานของ corpus callosum ของบุคคลผู้มีความผิดปกติของอัตตลักษณ์ทางเพศ (gender identity disorder)
นักวิจัยได้แสดงว่า บุคคลผู้เป็นชายโดยชีวภาพแต่มีความรู้สึกว่าเป็นผู้หญิง มี corpus callosum ที่มีรูปร่างสัณฐานเหมือนของเพศหญิง (โดยกำหนดในช่วงที่คลอด)
และโดยนัยเดียวกับ บุคคลผู้เป็นหญิงโดยชีวภาพแต่มีความรู้สึกว่าเป็นผู้ชาย ก็มี corpus callosum มีรูปร่างสัณฐานเหมือนกับของเพศชาย
ผู้ตีพิมพ์บทความนี้อ้างว่า รูปร่างสัณฐานของ corpus callosum กำหนด "เพศที่รู้สึก" ของบุคคลโดยไม่ได้คำนึงถึงเพศโดยชีวภาพ

ความสัมพันธ์ระหว่าง corpus callosum และเพศ ก็ยังเป็นประเด็นอภิปรายที่แอ๊กถีฟทั้งในหมู่นักวิทยาศาสตร์และในบุคคลทั่วไปในปัจจุบันนี้

มีรายงานว่า ส่วนด้านหน้าของ corpus callosum ของนักดนตรียาวกว่าผู้ไม่ใช่นักดนตรีอย่างเป็นนัยสำคัญ
และในคนถนัดซ้ายหรือถนัดสองมือ มีพื้นที่ 0.75 ตารางเซนติเมตร หรือ 11% ใหญ่กว่าคนถนัดขวา
ความแตกต่างนี้อยู่ที่ส่วนหน้า (anterior) และส่วนหลัง (posterior) ของ corpus callosum แต่ไม่มีในส่วน splenium
งานวิจัยอื่น ๆ ที่ใช้ MRI และการวิเคราะห์แบบ morphometricยังแสดงอีกด้วยว่า
ขนาดของ corpus callosum มีสหสัมพันธ์เชิงบวกกับขนาดความทรงจำเกี่ยวกับภาษาพูดและสมรรถภาพในการเข้ารหัสถอดรหัสความหมาย (semantic coding) ของภาษา
งานวิจัยยังแสดงอีกด้วยว่า เด็กที่มีภาวะเสียการอ่านเข้าใจมักจะมี corpus callosum ที่เล็กกว่าและสมบูรณ์น้อยกว่าเด็กปกติ

มีการพบว่า การฝึกหัดทักษะเกี่ยวกับดนตรีในช่วงพัฒนาการเพิ่มสภาพพลาสติกให้กับ corpus callosum
ผลปรากฏเป็นการประสานงานของมือที่เพิ่มขึ้น ความแตกต่างของโครงสร้างใน white matter (ส่วนในสมองที่โดยมากประกอบด้วยแอกซอน รวมทั้ง corpus callosum) และการขยายสภาพพลาสติกในโครงสร้างเกี่ยวกับการสั่งการ (motor) และการได้ยิน (auditory)
ซึ่งล้วนแต่เป็นความเปลี่ยนแปลงที่จะช่วยในการพัฒนาทักษะทางดนตรีต่อไปในอนาคต
งานวิจัยนั้นพบว่า เด็กที่เริ่มฝึกดนตรีก่อนอายุ 6 ขวบ (เป็นเวลาอย่างน้อย 15 เดือน) มีปริมาตรของ corpus callosum ที่เพิ่มขึ้น
และผู้ใหญ่ที่เริ่มฝึกดนตรีก่อนอายุ 11 ขวบจะมีการประสานงานกันระหว่างมือที่ดีขึ้น

อาการของโรคลมชัก (epilepsy) ที่ดื้อยา สามารถลดได้โดยการตัดเอา corpus callosum บางส่วนหรือทั้งหมดออกเป็นการผ่าตัดสมองแบบ corpus callosotomy (แปลว่า การตัด corpus callosum) 
วิธีนี้มักจะใช้ในเค้สที่มีการชักที่ซับซ้อน หรือการชักทั้งตัวแบบ grand mal
ที่เริ่มขึ้นที่จุด ๆ หนึ่ง (epileptogenic focus) ในสมองซีกหนึ่ง
มีผลเป็นการชัก (electrical storm) ในสมองทั้งสองซีก
เพื่อที่จะประเมินว่าคนไข้ควรจะได้รับการผ่าตัดหรือไม่ จะมีการตรวจโดยการบันทึกคลื่นไฟฟ้าสมอง (electroencephalogram), MRI, PET Scan,
และรับการตรวจจากแพทย์เฉพาะทางคือประสาทแพทย์ ประสาทศัลยแพทย์ จิตแพทย์ และประสาทรังสีแพทย์ (neuroradiologist) ก่อนที่จะทำการผ่าตัดเปลือกสมองแบ่งออกเป็นสองซีกและมีการเชื่อมต่อกันด้วย corpus callosum
วิธีการลดความรุนแรงของการชักในคนไข้วิธีหนึ่งก็คือวิธีการแยกสมอง (split brain procedure)
ผลที่จะได้ก็คือการชักที่เริ่มในซีกสมองข้างหนึ่งก็จะมีการจำกัดอยู่ในสมองซีกนั้น
เพราะว่า ไม่มีการเชื่อมต่อกับอีกซีกหนึ่ง
แต่ว่า วิธีนี้อันตรายและมีความเสี่ยงสูง