به میکروسکوپ خیره می‌شد و اسرار کار مغز را به تصویر می‌کشید.
امروزه برخی از میکروسکوپ‌ها به حدی قدرتمند هستند که می‌توانند تصویری از شکاف بین سلولهای مغز را نشان دهند که هزاران بار کوچکتر از عرض یک موی انسان است. آنها حتی می‌توانند کیسه‌های کوچکی را که حامل این اطلاعات جزئی برای ایجاد خاطرات هستند را نیز در حین عبور از این شکاف‌ها نشان دهند و از طریق تصاویر رنگی که با یک میکروسکوپ غول پیکر ساخته شده اند، می‌توانیم فعالیت نزدیک به 100 میلیارد سلول مغز را که در حال گفتگو با یکدیگر هستند، مشاهده نماییم.
طراحی های سانتیاگو رامون کاخال، عصب شناس اسپانیایی، برگرفته شده از کتاب “مغز زیبا”. از سمت چپ: نمودار نشان می‌دهد که چگونه چشمان ما ممکن است تصویر یکپارچه‌ای از جهان را به مغز منتقل کنند؛ نورون پورکنژ از مخچه انسان؛ و دیاگرامی که جریان اطلاعات درون هیپوکامپ در مغز را نشان می‌دهد.
چند دهه قبل از اینکه حتی این فناوری‌ها وجود داشته باشند، در اسپانیا و در اوایل قرن بیستم، مردی که بیش از یک میکروسکوپ بسیار ساده‌تر در اختیار نداشت، فرضیه‌های پیش آگاهانه‌ای در مورد نحوه‌ی عملکرد مغز ارائه نمود. در آن زمان ویلیام جیمز هنوز روانشناسی را به عنوان یک علم توسعه می‌داد و سر چارلز اسکات شرینگتون سیستم عصبی یکپارچه را تعریف می‌کرد.
سانتیاگو رامون کاخال، هنرمند، عکاس، دکتر، بدنساز، دانشمند، بازیکن شطرنج و ناشر. او همچنین پدر علوم اعصاب مدرن بود.
پرتره‌ای از رامون کاخال در آزمایشگاه خودش در والنسیا، اسپانیا، سال 1885.
لری سوانسون متخصص نورولوژیست در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی که بخش بیوگرافی را به کتاب جدید “مغز زیبا”؛ نقاشی‌های سانتیاگو رامون کاخال افزوده است، می‌گوید: ” او در زمره‌ی کسانی بود که در قرن نوزدهم واقعا به همان اندازه‌ی پاستور و داروین تاثیرگذار بوده است و سخت است که برای مردم توضیح بدهیم که چرا کاخال آنگونه که سزاوار اوست، در میان عموم مشهور نشده است.”
ماه گذشته، موزه‌ی هنری Weisman در مینیاپولیس نمایشگاهی برگزار نمود که بخش اعظم آن به آثار رامون کاخال اختصاص یافته بود. این نمایشگاه علاوه بر مینیاپولیس؛ از آوریل 2019 در ونکوور، بریتیش کلمبیا؛ شهر نیویورک؛ کمبریج، ماسا؛ و Chapel Hill، N.C نیز دایر خواهد شد.
رامون کاخال با علاقه و شور و اشتیاق تمام به هنرهای تجسمی و عکاسی پرداخت و حتی روشی برای ساخت عکس های رنگی ابداع نمود. اما پدرش او را به مدرسه‌ی پزشکی سوق داد. دکتر سوانسون می‌گوید: “احتمالا بدون پشتوانه‌ی هنری او، کارهای او چنین اثرگذاری شگرفی بر جای نمی‌گذاشت.”
دکتر سوانسون می‌گوید: “این واقعا پدیده‌‌ی نادری است که یک دانشمند همزمان با اینکه یک هنرمند واقعی باشد، بتواند نتیجه‌ی کارهای تجربی خود را به این زیبایی نشان بدهد. به نظر می‌رسد این یک رستاخیز واقعی از منافع تعامل میان علم و هنر است، و من فکر می‌کنم که کاخال سنبل و نماد این رستاخیز خواهد بود.”
تصاویر موجود در “مغز زیبا” نشان می‌دهند که رامون کاخال به اکتشافات درباره‌ی مغز و سیستم اعصاب کمک کرده و به آن سرعت بخشیده است و به همین دلیل است که تحقیقات او چنین تاثیرات شگرفی بر حوزه‌ی علوم اعصاب بر جای گذاشته است.
رامون کاخال می‌خواست از موضوعی سر دربیاورد که در آن زمان هیچ کس واقعا نمی‌دانست: چگونه یک ایمپالس عصبی در درون مغز حرکت می‌کند؟ اما او مجبور بود برای یافتن پاسخ به این سوال صرفا بر مشاهدات و استدلالات خود تکیه کند.
رامون کاخال سلولهای هرمی را با استفاده از روش گلژی رنگ آمیزی می‌کرد.
زندگی رامون کاخال در مادرید از سال 1887 تغییر کرد، هنگامی که یک دانشمند دیگر اسپانیایی تکنیک رنگ گلژی را به او نشان داد؛ یک واکنش شیمیایی که سلولهای تصادفی مغز را رنگ می‌کند. این روش که توسط دانشمند ایتالیایی کامیلو گلژی توسعه داده شده بود، امکان مشاهده‌ی جزئیات کامل نورون را بدون دخالت سایر سلولهای کنار آن فراهم می‌کرد. رامون کاخال اصلاحاتی بر روش رنگ‌آمیزی گلژی اعمال نموده، و با گردآوری اطلاعات حتی جزئی‌تری از تصاویر بسیار شفاف، انقلابی در علوم اعصاب پدید آورد.
در سال 1906 او و گلژی یک جایزه‌ی نوبل رامشترکا دریافت کردند. و در همین زمان بود که او، دکترین نورون (neuron doctrine) خود را نوشت، نظریه‌ای که بر اساس آن نورونها سلولهای مغزی انفردی هستند، و منجر شد که او به نحوه‌ی ارسال و دریافت اطلاعات از یک نورون انفرادی به نورونی دیگر پی ببرد، که به مبنای علوم اعصاب مدرن تبدیل شد.
تصاویر رامون کاخال از دو نظریه‌ی متضاد ترکیب مغز دربرگیرنده‌ی: نظریه‌ی مشبک، چپ و دکترین نورون است که خودش ارائه داده بود.
نظریه‌ی رامون کاخال توضیح می‌دهد چگونه اطلاعات در درون مغز جریان می‌یابند. نورونها واحدهای انفرادی هستند که با یکدیگر به طور جهت-دار صحبت می‌کنند، و این اطلاعات از پدیده‌های بلندی به نام آکسون، در شکاف‌های کوچکی (سیناپس‌ها) که بین آنها قرار داشت و مانع اتصال فیزیکی آنها می‌شد به شاخه‌های دندریت ارسال می‌شوند.
او نمی‌توانست این شکاف‌ها را در میکروسکوپ‌اش ببیند، اما آنها را سیناپس نامید و گفت که اگر ما فکر می‌کنیم، یاد می‌گیریم و خاطراتی را در مغز ایجاد می‌نماییم، پس به احتمال زیاد، این فضای بسیار کوچک مکانی است که ما این وظایف را در آنجا انجام می‌دهیم. این، باور رایج در آن زمان را به چالش کشید که اطلاعات در تمام جهات در سراسر شبکه‌ی توری-مانند مغز منتشر می‌شود.
پذیرش این نظریه از طریق پالایش شیوه‌ی رنگ آمیزی گلژی توسط رامون کاخال و استمرار او در به اشتراک گذاشتن ایده‌های خود با دیگران، امکان پذیر شد. در سال 1889، رامون کاخال اسلایدهای خود را به یک نشست علمی در آلمان برد. جانت دوبینیسکی، یکی از دانشمندان برجسته‌ی علوم اعصاب دانشگاه مینه سوتا گفته است: او میکروسکوپ و اسلایدهایش را مستقر کرد و خطاب به دانشمندان مشهور آن زمان گفت: ” به اینجا نگاه کنید، و ببینید که من در زیر میکروسکوپ چه می‌بینم. حال، آیا باور کردید که آنچه که من در مورد سلولهای انفرادی عصبی گفته‌ام، صحیح است؟”
آلبرت فون کللیکر، یکی از دانشمندان با نفوذ آلمانی، شگفت زده شده و شروع به ترجمه‌ی کارهای رامون کاخال به زبان آلمانی نمود که عمدتا اسپانیایی بود. از آن زمان به بعد، دکترین نورون گسترش یافت، و جایگزین نظریه‌ی غالب غربی شد. اما رامون کاخال قبل از آنکه کسی بتواند آن را اثبات کند، از دنیا رفت.
شاید یکی از جذابترین تصاویر رامون کاخال این نورون هرمی درون قشر مغز است، قسمت خارجی مغز که حواس ما را کنترل می‌کند، فعالیت‌های حرکتی را فرمان می‌دهد و به ما در انجام کارهای مغزی شناختی مانند تصمیم گیری کمک می‌کند. برخی از این نورونها به اندازه‌ای بزرگ هستند که بر خلاف بسیاری از سلولهای دیگر مغز نیازی به استفاده از میکروسکوپ ندارند.
رامون کاخال نورون‌های پورکنژ را با شور و شوق مورد مطالعه قرار داده و ساختار درخت-مانند آنها را در جزئیات و به طور بسیار عالی نشان می‌دهد، مثل این یکی از مخچه. آکسون، مانند این یکی که در تصویر با حرف “a” نشان داده شده است، می‌تواند فاصله‌های بسیار طولانی را در بدن طی کند، برخی این مسیر را از طناب نخاعی تا انگشت پا می‌پیمایند، دوبینیسکی، که فصلی را در مورد دامنه‌ی کار معاصر او در “مغز زیبا” نوشته است، گفته است: رامون کاخال تا آنجا که در توانش بود آکسون را ردیابی کرده است.
چند نقاشی او دارای ویژگیهایی است که شبیه کار هنرمندان دیگر است. در بعضی موارد، ونسان ون گوگ بیشتر تاثیرگذار بوده است. در این نقاشی سلولهای گلیال قشر مغز مردی که از فلج رنج می‌برد، سه هسته‌ی آن (یا nucleoli) در گوشه‌ی سمت چپ فوقانی، شبیه تابلوی “جیغ” ادوارد مانچ است.
رامون کاخال، علاوه بر مشخص کردن نحوه‌ی جریان اطلاعات در مغز، نشان داد که چگونه این اطلاعات در سراسر بدن حرکت می‌کنند، و به بدن انسان اجازه می‌دهند تا اعمالی مانند استفراغ و سرفه را انجام دهد. هنگامی که ما استفراغ می‌کنیم، یک سیگنال از معده تحریک شده به عصب واگن در مغز و سپس به نخاع منتقل می‌شود، که باعث تحریک نورون‌های مربوطه شده و سبب می‌شود بدن ما ناگهان شکممان را منقبض کرده و بالا بیاوریم. به طور مشابه، خلط موجود در پشت گلوی ما باعث ایجاد سرفه می‌شود: حنجره سیگنال را به عصب واگ می‌فرستد، پس از آن به ساقه‌ی مغز و طناب نخاعی، که در آن سلولهای عصبی سیگنال‌هایی به عضلات موجود در سینه و شکم برای منقبض شدن می‌فرستند.
این تصویر نمونه‌ی بازسازی شده‌ی یک دندریت (قرمز) و آکسون آن (رنگی) در بخش خارجی مغز یک موش است. دندریت دارای برجستگی کوچکی است که بیرون می‌زند و پیام‌های شیمیایی را از طریق آکسون‌های نورون‌های دیگر که در سراسر سیناپس‌ها جریان می‌یابند، یا شکاف میان آنها، به وسیله‌ی کیسه‌های سفید کوچکی به نام vesicles، دریافت می‌کنند. امروزه ما می‌دانیم که سیناپس‌ها انعطاف‌پذیر هستند، به این معنی که ممکن است به دلیل استفاده یا عدم استفاده، قوی‌تر یا ضعیف‌تر شوند. همین ما را قادر می‌سازند که فکر کنیم و یاد بگیریم. این همان چیزی است که رامون کاخال در دکترین نورون خود توضیح داده است.
دکتر دوبنسکی گفته است: “افراد به طور منظم سمینارهایی را با تصاویری از نقاشی‌هایی که کاخال کشیده است، شروع می‌کنند. زیرا آنچه این نقاشی ها اضافه می‌کنند متناسب با همان چیزی است که در آن کاخال فکر می‌کرد باید باشد. آنچه که او انجام داده است هنوز هم مربوط به امروز است”.
برای کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.
