کاخال و آموزه‌ی نورون؛ شالوده‌ی علم اعصاب مدرن

کسی که پژوهش یاخته‌ای (cell biology) فرایندهای ذهنی را ممکن ساخت، عصب‌کالبدشناس اسپانیایی، سانتیاگو رامون کاخال، بود. کاخال دانش نوین دستگاه عصبی را پایه‌گذاری کرد و شاید بتوان گفت که او از مهم‌ترین دانشمندان مغز و اعصاب همه‌ی دوران‌ها بوده است. او قصد داشت روان‌شناسی عقلانی (rational psychology) بنیان‌گذاری کند. از نظر وی، نخستین گام برای رسیدن به این روان‌شناسی، دست‌یافتن به شناخت دقیق از آناتومی یاخته‌های مغز بود. کاخال توانایی شگرفی داشت که از تصاویر بی‌حرکت یاخته‌ی عصبی بی‌جان، ویژگی‌های یاخته‌ی عصبی زنده را استنتاج کند. فیزیولوژیست مشهور انگلیسی، چارلز شرینگتون، نوشت: کاخال در مورد تصاویری که در میکروسکوپ می‌دید، چنان حرف می‌زد که گویی تصویر زنده‌ای را در پیش چشم دارد و به آن می‌نگرد.

پیش از کاخال، زیست‌شناسان از شکل یاخته‌های عصبی سر در نمی‌آوردند. یاخته‌های عصبی دارای اشکال کاملاً بی‌نظم‌و‌قاعده‌ای هستند و زائده‌های بسیار نازکی در پیرامون خود دارند. زیست‌شناسان نمی‌دانستند که آیا این زائده‌ها به یاخته‌های عصبی تعلق دارند یا نه، زیرا هیچ دستگاه یا روشی برای روشن‌ساختن این امر وجود نداشت که آنها از کجا شروع شده و به کجا ختم می‌شوند. بسیاری از زیست‌شناسان، از جمله کالبدشناس ایتالیایی کامیلو گولجی، می‌پنداشتند که این زائده‌ها دارای غشای بیرونی نیستند و سیتوپلاسم (cytoplasm) موجود در زائده‌ها ادامه پیدا می‌کند و بدون هیچ مانعی با سیتوپلاسم زائده‌ی دیگر مخلوط می‌شود و یک شبکه‌ی عصبی دائمی مرتبط به هم ایجاد می‌کنند. از نظر گولجی، واحد بنیادین دستگاه عصبی یک شبکه‌ی عصبی بود، نه یک یاخته‌ی عصبی تنها.

کاخال در دهه‌ی نود سده‌ی نوزدهم، با ترکیب دو راهکار تحقیقاتی، از یاخته‌ی عصبی تصویر بهتری به دست داد. نخست، به جای مغز حیوانات بالغ، از مغز نوزادان جانوران استفاده کرد، زیرا شمار یاخته‌ها کم و زائده‌های یاخته‌های عصبی کوتاه هستند. دوم، نوعی رنگ‌آمیزی نقره‌ای ویژه که گولجی ساخته بود به کار گرفت، که یک یاخته‌ی عصبی را با تمام اجزایش به نمایش می‌گذاشت. او نوشت: وقتی که درختان کهن جنگل به علت انبوهی قابل دیدن و قابل توصیف نیستند، چرا به قلمستان نرویم که در آنجا نهالان تازه کاشته شده‌اند و کاملاً از هم مجزا و به روشنی قابل مشاهده و تحقیق‌اند؟

این راهکارها نشان دادند که یاخته‌های عصبی چیزهای مجزا و مرتبط با هم هستند و دارای کالبدهای مستقل‌اند. کاخال دو نوع زائده، آکسون‌ها (axon) و دندریت‌ها (dendrite)، را از هم تمیز داد و این پدیده‌ی سه‌قسمتی را که از جسم یاخته، آکسون و دندریت‌ها تشکیل می‌شود، یاخته‌ی عصبی نامید [تصویر ۴-۴]. آکسون یک یاخته‌ی عصبی معمولی از انتهای جسم یاخته سرچشمه گرفته و ممکن است به یک متر بالغ شود. دندریت‌ها به شاخه‌های کوچک‌تر تقسیم می‌شوند و به ساختاری درخت‌مانند شبیه می‌شوند.

کاخال آموزه‌ی عصب‌یاخته (neuron doctrine) را در چهار اصل فرموله کرد:

۱. یاخته‌ی عصبی واحد بنیادی ساختمانی و کارکردی مغز است. یاخته‌های عصبی توسط دندریت‌های خود پیام‌ها را از یاخته‌های عصبی دیگر دریافت می‌کنند و از طریق آکسون‌ها اطلاعات را به دیگر یاخته‌های بدن می‌فرستند.

۲. پایانه‌های یک آکسون با دندریت‌های یاخته‌ی عصبی دیگر فقط در محل‌های ویژه‌ای به نام سیناپس (synapse) تماس برقرار می‌کنند، که توسط شکاف سیناپسی (synaptic cleft) جدا می‌شوند [تصویر ۴-۵].

۳. یاخته‌های عصبی به طور تصادفی با هم ارتباط پیدا نمی‌کنند، بلکه هر یاخته‌ی عصبی با سیناپس‌های یاخته‌ی عصبی مشخصی رابطه برقرار می‌کند (connection specificity) [تصویر ۴-۴].

۴. در یک مدار نورونی، پیام‌ها تنها در یک جهت حرکت می‌کنند (dynamic polarization).

کاخال نشان داد که مغز از مدارهای خاص و قابل‌پیش‌بینی تشکیل شده است، نه شبکه‌ی یاخته‌های عصبی پراکنده. او سه نوع یاخته‌ی عصبی را شناسایی کرد: نورون‌های حسی (sensory neuron)، نورون‌های حرکتی (motor neuron)، و نورون‌های رابط (interneuron) [تصویر ۴-۶]. نورون‌های حسی به محرک‌های خارجی واکنش نشان می‌دهند، نورون‌های حرکتی فعالیت یاخته‌های عضلانی را هدایت می‌کنند، و نورون‌های رابط بین آنها رابطه برقرار می‌کنند. کاخال به دلیل شناخت دوران‌ساز خود در سال ۱۹۰۶ جایزه‌ی نوبل را دریافت کرد.


📓 در جست‌وجوی حافظه: پیدایش دانش نوین ذهن
✍ اریک کندل
®️ سلامت رنجبر

🆔 @Chekide_ha