پرده‌برداری از تاریک‌ترین راز مغز انسان

در اواخر دهه 1860 میلادی، دانشمندان باور داشتند که بشر در آستانۀ پرده‌برداری از بزرگترین راز مغز انسان قرار گرفته است.

آنها مدتها بود که فهمیده بودند مغز از طریق تکانه های الکتریکی بدن را هدایت و جهت‌دهی می کند.

اما پرسش اساسی اینجا بود که این پیغام های عصبی چگونه در سرتاسر بدن جریان پیدا می کنند بدون آنکه تغییر کنند یا از کیفیت‌شان کم شود؟

به نظر می آمد که انتقال بی‌نقصِ این تکانه های عصبی نیازمند حرکتی پیوسته و بدون مانع در طول بافتی خاص باشد.

این فرایند که اصطلاحاً “نظریۀ شبکه‌ای” نامیده می شود،

چنین تصور می کند که دستگاه عصبی مانند توری عظیم از جنس بافتها عمل می کند

که بصورت مستقیم تک‌تک سلول های عصبی بدن را به یکدیگر وصل می کند.

نظریۀ شبکه‌ای به خاطر سادگی شگفت‌انگیزی که دارد، دانشمندان این حوزه را مجذوب کرد.

ولی طولی نکشید که هنرمندی جوان تمام این مفهوم را از ریشه زد

و نمایی تازه و بی‌باک از سازوکار مغز انسان رسم کرد.

شصت سال پیش از آنکه نظریۀ شبکه‌ای پا به عرصه بگذارد،

پیشرفت ها در فناوری میکروسکوپ آشکار کرد که سلولها حکم آجرها در ساختمان بافتهای زیستی هستند.

این یافته انقلابی علمی به راه انداخت،

اما میکروسکوپ های اولیه به سختی قادر بودند جزییات بیشتری فراهم کنند.

این فناوری بطور ویژه برای پژوهشگرانی چالش‌برانگیز بود که برروی مغز انسان مطالعه می کردند.

بافت عصبی نرم و بسیار ظریف بود و آزمایش برروی آن سخت.

حتی وقتی پژوهشگران موفق شدند بافت را به زیر میکروسکوپ ببرند،

آنقدر حجم فشرده ای داشت که به ندرت می توانستند ریزه کاری هایش را مشاهده کنند.

دانشمندان برای بهبود این توانایی، کم‌کم شروع به آزمایش فنون رنگ‌آمیزی خاص روی بافتها کردند تا از طریق اختلاف نور و سایه به وضوح بیشتری برسند.

موثرترین شیوه توسط شخصی بنام کامیلو گولجی در سال 1873 ابداع شد.

گولجی ابتدا بافت مغز را با پتاسیم بیکرومات محکم و فشرده کرد تا از تغییرشکل سلولها در طول آزمایش پیشگیری شود.

سپس بافت را در نیترات نقره خیس کرد،

طبق مشاهدات، این ماده در سلول های عصبی انباشت می شد و به آن «واکنش سیاه» می گفتند.

روش گولجی سرانجام امکانی برای پژوهشگران فراهم آورد تا کل بدنۀ سلولی را مشاهده کنند که بعدها نورون نام گرفت.

رنگ‌آمیزی حتی شاخه های الیافی را مشخص می کرد که در جهت‌های مختلفی از درون سلول بیرون می زدند.

تصاویر این شاخه ها در انتها تیره و تاز میشد، و دانشمندان به دشواری می توانستند تشخیص دهند که شاخه چطور در شبکه ای گسترده تر گنجانده شده اند.

اما گولجی نتیجه گیری کرد که این شاخه ها به هم متصل هستند، و به توری از بافتها شکل می دهند که کل دستگاه عصبی را می سازند.

چهارده سال بعد، دانشمندی جوان و هنرمندی پرشور به نام سانتیاگو رامون شروع به احیای دست‌سازه های گولجی کرد.

او در حالی که کتابی درباره تصویربرداری میکروسکوپی می نوشت،

بطور اتفاقی با عکسی از سلولی برخورد کرد که با رنگ‌آمیزی گولجی برجسته شده بود.

رامون از دیدن آن همه جزییات ظریف حیرت‌زده شد، هم از دیدگاه یک دانشمند و هم یک هنرمند.

سپس تصمیم گرفت روش رنگ‌آمیزی گولجی را باز هم بهبود دهد

و ارجاع های دقیق تری برای شاهکارش ایجاد کند.

با دومرتبه رنگ‌آمیزی بافت در قاب زمانی مشخصی، رامون متوجه شد که می تواند تعداد بیشتری از نورون ها را با وضوحی عالی رنگ‌آمیزی کند.

تصاویر تازه ای که بدست آمد بتدریج نظریۀ شبکه‌ای را تحت‌الشعاع قرار داد، چون شاخه های برآمده از هر سلول عصبی بطور مستقیم به هیچ بافت دیگری پیوند نخورده بودند.

پس این سلول های مجزا چطور می توانستند پیغام های الکتریکی را انتقال دهند؟

پس از چندین نوبت مطالعه و ترسیم ساختار سلولهای عصبی، رامون یک فرضیۀ تازه و شجاعانه ارائه داد.

به جای پیغام های الکتریکی که در طول شبکه ای از الیاف بطور مستقیم حرکت می کنند،

او پیشنهاد کرد که پیغام ها به طریقی در یک زنجیرۀ فعالسازی خطی از یک سلول به سلول دیگر پرش می کنند.

این تصور که پیغام های الکتریکی بدین صورت جریان پیدا می کردند، در سال 1889 که رامون آن را مطرح کرد بطور کامل نشنیده رها شد.

با این حال، گنجینۀ شگفت‌انگیز نقاشی های او از هر زاویه ای فرضیه اش را پشتیبانی می کند.

در اواسط اولین دهه از قرن نوزدهم، میکروسکوپ الکترونی با آشکارسازی غشای پیرامون هر سلول عصبی که آن را از سلول های مجاور جدا نگه می داشت، توانست شواهد بیشتری برای حمایت از فرضیۀ رامون فراهم کند.

همین توانست شالودۀ مفهومیِ بنیادینی به نام “نورون” را پایه ریزی کند.

طبق این دیدگاه، بافت مغز از جنس سلول های گسستۀ بیشمار است و اصلاً از یک بافت پیوسته تشکیل نشده.

نظریۀ نورون بعدها تاروپود علوم اعصاب و روان را پایه گذاری کرد،

و امکانی برای پژوهشگران بعدی فراهم آورد تا بفهمند تکانه های الکتریکی همانطور که از نورونی و نورون دیگر حرکت می کنند بطور مداوم بین پیغام های شیمیایی و الکتریکی تبدیل می شوند.

هر دو گولجی و رامون برای اکتشاف های جداگانه اما وابستۀ خودشان برنده جایزه نوبل شدند.

امروزه پژوهشگران همچنان نظریه ها و روشهای آن دو دانشمند را به کار می گیرند.

بدین ترتیب، میراث آنها مانند عناصر گسسته‌ای در شبکه ای گسترده از دانش به هم پیوند می خورد. برای مطالعه در زمینۀ مغز انسان، به کتابهای راوشید سر بزنید. {طرح جلد مغزت را مرتب‌سازی کن، بی‌حدومرز، فراتمرکز}