انديشه هاي برتر

نيروي نهفته يك ياخته تنها
آيا يك ياخته عصبي به راستي به مثابه يك رايانه فوق العاده كوچك است ؟يا چگونه است كه تك سلولي پستي مثل يك اميب مي تواند صدفي ساخته و پرداخته براي خود مهيا كند؟
شب هنگام ، پس از يك غروب گرم و شرجي ، يكي هست كه مثل شكارچيان ماهر تمام حواسش را روي صيد خود جمع كرده تا او را به چنگ آورد؛ خود را جمع مي كند و بعد يورش مي برد. يك موش خرماي وحشي يا حتي يك آخوندک ممكن است شكارچي زبردست ما باشد ، اما نه ؛ سخن از يك ميكرب در ميان است . دنياي بسيار كوچك يك سلول زنده تنها از بسياري جهات به دنياي ما مي ماند . در واقع اين سلول ها اساسا موجوداتي خود مختار ، حساس ، زيرك و چاره انديش اند؛ و ما در حيات اين ياخته هاي منفرد مي توانيم ريشه هاي هوشمندي خود را به چشم ببينيم.
زيست شناسي مولكولي و ژنتيك ، چرخ علوم زيستي را مدام چرخانده ام اما هنوز ما را به آن اهداف شگفتي كه وعده مي داده اند نرسانده اند. از دانش آموزان مدارس گرفته تا زيست شناسان كار كشته ، همه روي جزئيات پنهاني ترني كارهاي يك سلول دقيق مي شوند تا از نحوه عمل آن سر در بياورند . اما در نظر من اين كار باعث مي شود كه زندگي سلول ها در معنا ي كلي ان از چشم ما دور بمانند؛ تنها آن زمان كه به يك سلول زنه به چشم يك جاندار مستقل نگاه كنيم اين موجود خُرد و ناجيز براي ما حقايق شگفت انگيزي از زندگي پر راز و رمز خود بر ملا خواهد كرد كه سهل است ، درباره خود ما انسان ها نيز بسياري چيزها براي گفتن دارد .
اما حيف كه زيست شناسي تمام سلولي (1)با اقبال عمومي چنداني روبه رو نيست . در عوض ، متخصصان عزم راسخي دارند تا روز به روز ميكروسكوپ هاي قوي تر ، با وضوح و بزرگنمايي بيشتر به كار بگيرند انگار كه مثلا با عدسي هاي قوي و قوي تر مي توانند يك تكه گوشت سينه مرغ را نگاه كننند و از آنجا درباره رفتارهاي مرغان چيزهاي بيشتري ياد بگيرند! و به اين ترتيب ما از اين كه درون هر جزء از سلول چه مي گذرد بسيار چيزها مي دانيم اما از اين كه يك سلول كامل چگونه زندگي پيچيده خود را به پيش مي برد تقريبا هيچ نمي دانيم.

امروز زيست شناسي سلولي عموما درگير موضوعات مربوط به اجزاي درون سلول است ، و از سوي ديگر زيست شناسي سازگاني (2) به كنش متقابل اين اجزا مي پردازد؛ و در اين ميان گويا هيچ كس به اين فكر نمي كند كه چگونه مي توان اين فروكاست (3) را جبران كرد و نگاهي به يك سلول در تماميت آن انداخت و بر رفتارهايش متمركز شد . نه ؛ زيست شناسان و ژن شناسان هيچ كدام از پس اين مهم بر نمي آيند.
اكنون ببينيم چه شواهدي بر ذكاوت و تدبيرگري سلول ها وجود دارد ؛ شواهدي بر ذكاوت و تدبير گري سلول ها وجود دارد؛ شواهدي كه معمولا از توجه و قلم دانشوران زيست شناس مي افتد . مثلا جلبك هاي قرمز را در نظر بگيريد. آنها را رودوفيتا(4) هم مي نامند. ياخته هاي بسياري از گونه هاي اين جلبك ، در هنگام آسيب ديدگي قادر به انجام تعميرات اساسي هستند. در گونه اي به نام آنتيثامنيون(5)، اگر رشته سلول هاي جلبك را ببريم ، در اين صورت بدنه يك سلول از ميان برش مي خورد و آنگاه سيتوپلاسم درون ياخته بيرون مي ريزد و به محيط آبي اطراف وارد مي شود. آنچه باقي مي ماند تنها دو پاره از هم گسسته و تهي شده جداره سلول است كه كنار هم ما بي هيچ ارتباطي رها شده اند. اما در ظرف 24 ساعت ، سلول هاي مجاور اين آسيب را برطرف مي كنند. فاصله ايجاد شده ميان سلول ها پر شده و در آن فعاليت كامل باز جريان مي يابد و ديواره هاي سلولي با ظرافت تمام در يك راستا رديف شده و بي هيچ درز و شكافي به حال اول در مي آيند .

تنها جايي كه چنين فرايندي ممكن است در آن صورت گيرد يك آزمايشگاه است . در طبيعت چنين نيست و تقريبا هميشه ، دوپاره سلول از هم گسيخته ، هر يك دور از ديگري كار خود را به سرانجام مي برد به همين دليل نمي توان اتفاقي را كه در آزمايشگاه مي افتد و آن ساز و كار بازسازي خودكار را به انتخاب طبيعي در دل طبيعت و مطابق با اصول تكاملي داروين منسوب دانست . اما كار به اين جا ختم نمي شود. موضوع جالب توجه ديگري نيست هست . سخن از صدمه اي گفتيم كه به رشته اي از آنتيثامنيون وارد يم شود و بايد گفت براي جاندار ما اين يك حادثه غير قابل پيش بيني و كاملا ناآشنا محسوب مي شود كه قبلا در طبيعت فرصت خود كردن به آن را نداشته ، پس در وجودش عكس العمل از پيش شناخته و موروثي هم نيست كه بدان متوسل شو. سلول چاره اي ندارد جز اين كه از نوعي قوه تدبير براي حل مسئله اي كه با آن مواجه است استفاده كند.
ما آميب را همه به عنوان موجودي ساده و تكامل نايافته مي شناسيم . اما بسياري از انواع همين موجودات حقير مي توانند از درون گلي كه در آن زندگي مي كنند ذره ماسه اي بيابند و از آن براي خود يك صدف شيشه اي بسازند . نمونه شاخص آن ، آميبي به اسم ديفلوجيا (6) است كه صدفي به شكل انواع و اقسام گلدان هاي روميزي مي سازد و بسيار هم ظريف و متقارن آن را از آب در مي آورد. غير از اين آميب گمنام ، كرمينه يا لارو حشره هايي كه آنها را موي بالان (7) مي گوييم شايد قدري مشهورتر باشند و البته آنها نيز كار مشابهي انجام مي دهند. اين نوزاد حشره در ته بركه يا گودال آب محل زندگي اش اين ور و آن ور مي زند تا از ميان رسوبات و ذرات ، خرده ريزه هاي به دردخور و مناسبي راگردآورد و با آنها خانه پيله مانند خود را بسازد . از چوب هاي خيس خورده گرفته تا هرزگياهان آبي به هم مي چسبند تا كمينه خرد پوششي بر عرياني خود بيابد . شايد فكر كنيد كه «خُب اين كه همان كاري است كه آن آميب هاي صدف دار (8) مي كنند» ؛ اما به خاطر داشته باشيد بيچاره آميب ها نه چشمي دارند ، نه ماهيچه اي دارند نه آرواره اي ونه اندامي براي كار و نه غده هاي سيماني براي ترشح ماده اي چسبناك و البته نه مغزي كوچك به مانند آن نوزاد هاي حشره كه همه كارها را برايشان هماهنگ و برنامه ريزي كند. و ما همچنان در حير مي مانيم كه ، پس چگونه اين سلول تنها صدفي براي خود مهيا مي كند؟ و زيست شناسي مولكولي قادر نيست پاسخي به ما دهد. شگفتي ما زماني بيشتر مي شود كه ببينيم صدف آن كرمينه هاي خرد قدري زمخت و نامنظم از آب در مي آيد اما صدف اين آميب ها به قدري ظريف و دقيق است كه ساختن آن از يك سلول منفرد شگفت مي نمايد .

آنچه كرمينه موي بال و آميب تنها و جلبك قرمز ، هر سه مي كنند، چيزي بيش از يك ابتكار ساده است و ما را به تاملي جدي وا مي دارد كه به راستي «هوش سلولي» چيست ؟ همه اين حرف ها به كنار ، شكي نيست كه هر سلول زنده اي اصولا موجودي است خود مختار و كارهاي روزمره اش را خودش رتق و فتق مي كند و كمك اندكي از ديگران مي گيرد . نبايد فكر كرد كه اينها نيز طفيلي هاي بي اختياري هستند از جنس همان ذره آهني هاي (9) خيالي كه قرار است در آينده پا به عرصه وجود بگذارند. نه ؛ اين ها مي سازند ، اعمال خود را تنظيم مي كنند ، و به شرايط موجود واكنش نشان مي دهند ، و از همه مهم تر ، در برابر مشكلات و مسائل غير مترقبه سعي مي كنند به درستي تصميم بگيرند . ابعاد اين نگرش انقلابي به سلول ها وقتي بر معلوم مي شود كه نگاهي به جانوران پيچيده تري از جمله انسان بيندازيم. بر اساس نگرش سنتي در اينجا همه چيز نهايتا به دستان با كفايت مغز هدايت مي شود. اما از طرف ديگر مثلا ياخته هاي كبدي درست به همان اندازه توليد مثل مي كنند كه سلول هاي از دست رفته را جبران كنند؛ يا سلول هاي پياز مو موهاي تازه مي رويانند؛ و ياخته هاي مغز استخوان مدام و در هر دقيقه ميليون ها سلول لازم در جريان خون را توليد مي كنند؛ و اوضاع پيوسته بر همين سياق است . در حقيقت قريب به نود درصد اين نوع فعاليت هاي سلولي از چشم مغز پنهان مي ماند و اين سلول ها هم وقعي به كارها و حرف هاي او نمي نهند و مغز هم با اكثر سلول هاي بنيادين اصلا كاري ندارد.
حال ببينيم كه جايگاه نورون ، سلول عصبي ، يعني متكامل ترين سلولي كه مي توان سراغ گرفت ، كجاست؟... بايد كه جايگاهي بس جالب توجه و ممتاز داشته باشد. از هر چه بگذريم ، يك چيز درباره ياخته هاي عصبي دانسته است و آن اين كه از بس اين سلول ها در تخصص خود پيش رفته اند كه ديگر عملا توان تقسيم شدن را ندارند و توليد مثلي برايشان متصور نيست . اما ما ساده دلانه اين سلول ها را مثل ترانزيستورهاي زيستي ، يا يك جور كليدهاي دو وضعيته زنده ، تصور مي كنيم. حال بينديشيد كه وقتي آن جلب قرمز مي تواند از پس حل مسائل خود بربيايد و يا يك آميب آن قدر تواناست كه متبكرانه و ماهرانه چنان خانه سنگي خوش ساختي براي خود بسازد ي، پس چگونه جايگاه يك نورون را اين همه پست مي انگاريم؟
كنكاش در ساختار و عملكرد مغز ما را بدان جا رسانده كه قدري از ندركنش نورون ها بدانيم اما از درك خود نورون ها بازماندهايم . من احساس مي كنم كه در آينده به آنجا خواهيم رسيد كه بدانيم مغز قدرت خود را بيش از آنكه از ارتباطات ميان نورون ها فراچنگ آورد ، آن را مديون پردازش داده ها در درون هر يك از اين ياخته هاي عصبي است . گردآمدن اين نورون هاي «متفكر» در كنار هم به شكل يك شبكه باعث مي شود تا تاثير اين هم انديشي افزون شود. با خود مي انديشم كه پتانسيل فعاليت نورون ها (يا تكانه اي الكتريكي كه نورون ها در راستاي بازوهاي خود جاري مي كنند[م.] ) مي تواند در حكم زبان ارتباطي اين سلول ها باشد و آنها از اين طريق داده هاي پرداخته را به ديگران مي رسانند.

در سال 2004 بود كه ما آزمايشي ترتيب داديم تا شايد بتوانيم اين تكانه هاي پتانسيلي را كه از نورون هاي كشت شده در آزمايشگاه صادر مي شد ضبط كنيم . آنها با بسامدي حدود 40 هرتز نشانكه هاي الكتريكي از خود بيرون مي فراستدند و زماني كه آن نشانكه ها را به صورت يك فايل صوتي در مي آورديم حاصل كار چيزي نبود جز وزوز و سر و صدايي گوش خراش . اما من از يك نرمافزار حرف هاي استفاده مي كردم تا از ميان آن سر و صداي آزار دهنده ، سيگنال هاي ارسالي را تشخيص دهم و هر جا كه فعاليت آنها اوج مي گرفت تلاش مي كردم صوتي بر آن اساس توليد كنم كه به فركانس صداي انسان نزديك تر و در نتيجه براي گوش انسان شنيدني تر باشد.

نتايج با فركانسي در حدود 300 هرتز بازپردازي شد و فايل صوتي حاصل بسيار شگفت انگيز بود؛ انگاري به آواي مسحور كننده مرغان دريايي گوش مي دهي . اين احساس به آدم دست مي دهد هر گاه آواي ياخته اي اوج مي گيرد ، به ظرافت در آن بالا و پايين هايي ايجاد مي كند تا نشانك هاي گوناگون پشت سر هم رديف مي كندو از اين طريق ياخته ديگري را خطاب كند و با وي «سخن» بگويد ؛ و آيا ما در اين آزمايش داشتيم دزدكي به حرف هاي نورون ها گوش مي داديم؟
در نظر من مغز ابرريانه نيست كه ترانزيستورهايي به نام نورون آن را انباشته باشند بلكه بيشتر آن را شبكه گسترده و عظيمي از رايانه هاي بسيار ريز مي دانم كه گرد هم آمده اند. اما حتي اين توصيف نيز بسيار ساده انگارانه است چراكه يك نورون در پردازش داده ها منعطف است و كار خود را به انحاء و روش هايي متفاوت انجام مي دهد و از اين جهت بر هر دستگاه پردازشگر ديجيتال تفوقي بي چون و چرا دارد . اگر حرف من واقعيت داشته باشد بايد بگويم كه اين مغز هزار ميليارد بار قابل تر از آن چيزي است كه ما تاكنون پنداشته ايم و آنچه «هوش مصنوعي» مي خوانيمش به راستي كه دروغي بزرگ است و گزافه اي بيش نيست .
من فكر مي كنم كه اكنون وقت آن رسيده است كه آشكارا بگوييم آنچه هستيم دسترنج سلول هاي زنده كوچك است كه به چشم نمي آيند و بايد كه فروكاستن اين موجودات خرد را به كناري بگذاريم و به سلول در تماميت آن بنگريم . با نگرش هاي فروكاستي گويا در الياف كاغذي كه نت هاي موسيقي بر آن نوشته شده است دقيق مي شويم يا در جوهر قلم تصنيف گر آن الحان و نه حتي به تك تك نغمات آن ؛ اما اكنون زمان آن است كه به نوازش زيباي سمفوني طبيعت گوش بسپاريم.

پي نوشت ها :
 

1 ـ اين برگردان را براي اصطلاح «Whole-cell biology» ساخته ام .
2 ـ شاخه اي از علم زيست شناسي كه در انگليسي آن را «Systems Biology» مي نويسند.
3 ـ كنشي مبتني بر reductionism
4- Rhodophyta/ 5- Antithamnion/ 6-Difflugia /7- Trichoptera يا Testate Amoebae/ 9- Nanobot/ 10- Gonville and Caius/ 11-Sensitive Souls/ 12- Interdisciplinary Science Reviews
 

منبع : ني/منبع:ماهنامه دانشمند شماره 565 --  وساينتيست ، 24 آوريل 2010