«رامون کاخال» چگونه «داروین» جهان نورونی شد؟

سرمد قباد-جراح مغز و اعصاب و ستون فقرات: قرن 19 میلادی، دوره پیشرفت‌های اساسی در علم بافت‌شناسی بود. شناخت ریزبینی از ساختار بافت‌های بدن به کمک بزرگ‌نمایی حاصل از میکروسکوپ و روش‌های رنگ‌آمیزی میسر شده بود. درحالی‌که بررسی سه بافت اصلی بدن (شامل بافت‌های پوششی، همبندی و عضلانی) تا حد زیادی تا سال‌های 1870 کامل شده بود، شناخت بافت چهارم (بافت عصبی مغز و نخاع) در مراحل اولیه باقی مانده بود. علت این مسئله به ساختار اسفنجی و درهم‌تنیده این بافت برمی‌گشت که باعث می‌شد تا در روش‌های معمول بافت‌شناسی، توده متراکم از هسته‌های سلولی با رشته‌های درهم به نظر آید. امکان ردیابی و تعیین مسیر این رشته‌ها با روش‌های متعارف آن زمان وجود نداشت. درواقع چالش اصلی برای محققین در دو دهه انتهایی قرن 19، شناخت ساختار بافتی مغز و نخاع و توضیح ارتباطات و نحوه عملکرد این بافت بود. در سال 1873، پاتولوژیست شهیر ایتالیایی، «کامیلو گلژی» (1926-1843 میلادی) با طراحی رنگ‌آمیزی خاصی، پیشرفت مهمی در این مسئله ایجاد کرد. مزیت اصلی روش گلژی بر روش‌های معمول رنگ‌آمیزی، مشخص‌ساختن تعداد اندکی از سلول‌های عصبی با استطاله‌های آنها در این بافت است. درواقع با استفاده از نیترات نقره و دی‌کرومات پتاسیم، از بافت عصبی، حدود یک تا سه درصد سلول‌ها رنگ شده و عملا با حذف اکثریت بالای سلول‌های این بافت، امکان ردیابی معدود سلول‌های رنگ‌شده فراهم می‌شد. با وجود این امتیاز آشکار، بازهم محدودیت‌هایی در تصاویر ایجادشده وجود داشت؛ ازجمله اینکه ماده میلین که در اطراف بسیاری از رشته‌های عصبی وجود دارد، کیفیت رنگ را کاهش می‌دهد. «سانتیاگو رامون کاخال» در سال 1887، با توجه به همین نکته، از رنگ‌آمیزی گلژی برای بررسی رشته‌های عصبی فاقد میلین استفاده کرد و با استعداد بالایی که در طراحی و نقاشی داشت، توانست تصاویر دقیق و زیبایی از بافت عصبی ارائه دهد.* علاوه‌براین، «کاخال» نظریه‌ای برای شناخت کارکرد بافت عصبی پیشنهاد کرد که بعدا به آن «نظریه نورونی» گفته شد و البته مخالفان جدی، ازجمله «گلژی»، داشت. بنا بر این نظریه، بافت عصبی هم مانند سایر بافت‌های بدن از تعداد زیادی سلول تشکیل شده، با این تفاوت که سلول‌های عصبی دارای استطاله‌های سیتوپلاسمی متعدد بوده که بعضی از آنها کوتاه (و معمولا چند تا) هستند و یک استطاله بلند و کشیده که گاه طول آن بیش از یک متر است. در انتهای استطاله بلند با سلول عصبی دیگر، اتصال مکانیکی وجود ندارد؛ بلکه در اینجا فضایی محدود وجود دارد که انتقال پیام عصبی در این فضا، از طریق آزادشدن ماده شیمیایی از انتهای استطاله و اثر بر روی گیرنده‌های سلول بعدی تحقق می‌یابد (برخلاف نظر «گلژی» و برخی دیگر از بافت‌شناسان آن زمان که سیستم عصبی را یکپارچه و متشکل از سلول‌هایی که همگی با هم متصل هستند، می‌دانستند و البته گذشت زمان، صحت نظریه «کاخال» را نشان داد) با اینکه چهار نام‌گذاری کلیدی بافت عصبی (نورون برای سلول عصبی، آکسون برای استطاله بلند که معمولا تک هست، دندریت برای استطاله‌های کوتاه و متعدد، سیناپس برای فضای بین انتهای آکسون و جسم سلولی نورون دوم) توسط افرادی غیر از «کاخال» صورت گرفته، تمامی این مفاهیم پایه و اساسی توسط «کاخال» ارائه شده و به‌حق بایست «رامون کاخال» را پایه‌گذار دانش عصبی (نوروساینس) دانست. بنا بر نظریه «کاخال»، بافت عصبی، شبکه‌ای از ارتباطات سلولی است که تحریک یک نورون منجر به تحریک راه‌های عصبی مرتبط با آن می‌شود. این تحریک در طول آکسون، از طریق جریان الکتریکی و در محل سیناپس، از طریق واسطه شیمیایی انجام می‌شود. وی همچنین به‌درستی تشخیص داده بود که مسیر تحریک عصبی یک‌طرفه بوده و از طرف جسم سلولی به سمت آکسون هست. بر همین اساس است که در راه‌های عصبی حسی، دندریت‌ها و جسم سلولی به طرف محیط و اندام‌ها بوده و آکسون به سمت نخاع و مغز می‌آید؛ درحالی‌که در راه‌های عصبی حرکتی، دندریت‌ها و جسم سلولی در سمت مغز و نخاع بوده و جهت آکسون به طرف اندام‌هاست. از یافته‌های دیگر «کاخال» که این یکی در بخش‌های عصبی خارج از مغز و نخاع هست، شناسایی سلول‌های بینابینی در دیواره دستگاه گوارش بوده که برای این ارگان، کارکردی مشابه ضربان‌ساز (پیس‌میکر) دارد. این سلول‌ها را با نام «سلول‌های بینابینی کاخال» می‌شناسند. برای تقدیر از یک عمر تلاش مستمر، جوایز متعددی به «رامون کاخال» تعلق گرفت که مهم‌ترین آنها، اعطای جایزه نوبل در سال 1906 بود که برای اولین‌بار به دو نفر به‌ طور مشترک اعطا شد. نفر دوم «کامیلو گلژی» بود که دیدگاهی متفاوت از «رامون کاخال» نسبت به بافت عصبی داشت و جالب آنکه این تفاوت دیدگاه در سخنرانی هر دو نفر در جلسه اعطای جایزه نوبل هم انعکاس یافت. در تاریخ نوبل، اینکه جایزه به‌ طور هم‌زمان به دو نفر با اختلاف نظر واضح در زمینه پژوهش مطرح‌شده، اعطا شود، موردی استثنائی است.

پی‌نوشت:

* بسیاری از این نقاشی‌ها، هم‌اکنون در «مؤسسه کاخال»

(Cajal Institude) در مادرید نگهداری شده و به ‌صورت دوره‌ای در نمایشگاه‌هایی در نقاط مختلف جهان به نمایش گذاشته می‌شود.