هل يمكننا رصد الخلايا العصبية المفردة لفهم سلوك اليرقات؟

تمكن فريق من العلماء من رصد نشاط الخلايا العصبية المفردة لفهم سلوك اليرقات أثناء تحركها في بيئتها، تواجه الكائنات الحية دائمًا معادلة صعبة، هل يببحثون في بيئتهم عن مصادر الغذاء المختلفة؟ أم عليهم أن يكفوا عن البحث ويستغلوا الموارد التي يملكونها والفرائس التي يعرفون طريقها و يسهل الوصول إليها؟ توقفت قدرتنا على دراسة هذين النوعين من السلوك على مراقبة الكائنات الحية ورؤية أي مسلك تسلك، ولكن دراسة واعدة بدورية نيتشر «Nature»  منذ عدة أيام جعلتنا قادرين دراسة النشاط العصبي وراء سلوك يرقات أسماك الدنيو المخططة «zebrafish» .

كيف يمكننا رصد نشاط الخلايا العصبية؟

لعل التحدي الأكبر لهذه الدراسة يكمن في القدرة على مراقبة الخلايا العصبية لمخ اليرقة كاملًا أثناء حركة اليرقة، فرغم التقدم الحادث في التقنيات الحديثة لمراقبة المخ، إلا أنها إما تتم باستخدام مسح كاملٍ للمخ غير قادر على تحديد نشاط الخلايا العصبية المفردة، أو مراقبة للنشاط الكهربائي في الخلايا العصبية المفردة في منطقة محددة دون توافر معلومات كاملة عن باقي خلايا المخ.

فقام الفريق البحثي بقيادة ماركوس وزملائه بإضافة كالسيوم مشع معدل جينيًا «genetically modified calcium indaicators» إلى جسم اليرقات، فعند وضعها تحت الميكروسكوب يمكنك رؤية الخلايا العصبية النشطة تضيء تحت الميكروسكوب في المخ كاملًا، ولكن هذه التقنية تطلبت أن لا تتحرك اليرقة، أو تكون مشلولة تمامًا حتى تمكث تحت العدسة الميكروسكوبية، مما يجعل دراسة سلوك اليرقة الطبيعي وطريقة تعاملها مع العوامل التي تجدها في بيئتها أمرًا مستحيلًا، ولكن الفريق البحثي استخدم تقنية حديثة التطوير (قام نفس الفريق بتطويرها) باستخدام ميكروسكوب قادر على تتبع حركة اليرقة في بيئتها «Tracking fluorescence microscope»، ومن ثَمَّ مراقبتها ومراقبة خلاياها العصبية مباشرة أثناء حركتها.

صنف الباحثون سلوك اليرقات إلى عدة أنواع، فإذا سبحت بشكل حر ولمسافات واسعة دون استغلال الموارد المتاحة لها فهي في حالة الاكتشاف والبحث عن الموارد «Exploratory State»، أما إذا صغر مدى حركتها وبدأت في استغلال الغذاء والفرائس المتوفرة السهلة فهي في حالة الاستغلال «Exploitation State»، في الحقيقة فإن قرار الاكتشاف أم الاستغلال يعد قرارًا صعبة، فالبحث عن موارد قد يمكن اليررقة من توفير الغذاء بكميات أكبر من الآن، ولكنها تدفع الثمن من طاقتها ومجهودها، أما سلوك الاستغلال فهو موفر لهذا المجهود، ولكن يجب أولًا أن تتوافر الفريسة لها كي نستطيع استغلالها، و من هنا فيعتمد أي السلوكين ستسلك اليرقة على جوعها، وعلى قدرتها على إيجاد الفريسة على القرب منها.

ثلاث فئات مختلفة للنشاط الدماغي

تمكن الباحثون من رصد نشاط الخلايا العصبية المفردة لفهم سلوك اليرقات أثناء حركتها الحرة تحت الميكروسكوب، ومراقبة أي سلوك وأي نشاط دماغي مصاحب لحالات جوعها وحالات توافر الفريسة في بيئتها، قاموا برصد حالات عشرات آلاف الخلايا العصبية، مراقبين كيف يتغير هذا النشاط مع تغير سلوك اليرقات، أظهر لنا هذا الرصد ثلاثة فئات محددة من النشاط الدماغي.

في الفئة الأولى توزع نشاط الخلايا العصبية على المخ كاملًا، بلا زيادات عالية في النشاط في أي منطقة منهم، مما يظهر أن هذه الحالة مختصة بسلوك الاكتشاف، في الفئة الثانية وجدوا نشاطًا زائد في منطقة مخية تسمى الدورسال رافي «Dorsal raphe»، يزداد نشاط هذه المنطقة بشدة في بداية سلوك الاستغلال، وتقل مع مرور الوقت. أما الفئة الثالثة فيظهر النشاط الدماغي في مناطق مختلفة من أدمغة اليرقات، وتظهر عند الانتقال سلوك الاكتشاف إلى سلوك الاستغلال، مما يظهر أنها هي المسؤولة عن تفعيل سلوك الاستغلال هذا ومنها يمكن التنبؤ بالمدة التي سيستمر بها.

من المتوقع كما قلنا أن يزداد سلوك الاستغلال والنشاط الدماغي المصاحب له عند جوع اليرقات وتوفر فريسة سهلة لها، درس الباحثون هذه الفرضية، فوجدوا نشاط السلوك الاستغلالي لليرقات عند تعرض لضوء يبين لها الفرائس الموجودة من حولها بعد فترة من الظلام، تنشط منطقة الدورسال رافي مما يفيد سيطرة السلوك الاستغلالي، ولكن -عكس ما توقعنا- عندما يزداد جوع اليرقة فإنها تنشِّط سلوك الاكتشاف حتى مع وجود الفرائس السهلة حولها.

رغم أن تقنية الكالسيوم المشع تمكننا من الكثير من الأشياء التي لم تكن سهلة لنا من قبل، فإنها لا تقرب من أن تكون ثمالية، فهي لا تظهر إلا النشاط الدماغي في لحظات بعينها، ولكنا لا تظهر نشاط أي منطقة من المخ أدى إلى تنشيط باقي أجزائها، ولكنها مع ذلك تظهر توفر مجالًا واسعًا لدراسة الخلايا العصبية ونشاطها في الحالات المختلفة وبناء معرفة أقوى عن التركيب التشريحي للمخ وانتقال المعلومات المختلفة من خلاله.

المصدر: Nature

 

ولد جون فوربس ناش في 13 يونيو من عام 1928 في بلوفيلد (فيرجينيا الغربية). حصل ناش المعروف بعالم الرياضيات على جائزة نوبل للإقتصاد سنة 1994 بفضل أعماله وجهوده البارزة في علم الرياضيات ونظرية الألعاب.

للإشارة فنظرية الألعاب هي وسيلة تستخدم في التحليل الرياضي كما أنها فرع من الرياضيات التطبيقية حيث توفر الأدوات اللازمة لتحليل المواقف بفضل القرارات المترابطة التي يتخذها الأطراف (اللاعبين).

يقول ناش أن بلوفيلد مدينة صغيرة ولم تكن مركزا للمثقفين ولا التكنولوجيات المتقدمة بل كانت عبارة عن مجتمع لرجال الأعمال والمحامين. لذلك اعتبر الأمر من وجهة نظره الفكرية تحديا حيث يجب على الشخص التعلم من المعرفة الموجودة في العالم بأسره وليس من بيئته.

دراسة جون ناش

درس ناش في جامعة كارنيجي (جامعة كارنيجي ميلون حاليا)، واعتبر نفسه محظوظا لحصوله على منحة دراسية تغطي جميع التكاليف (منحة George Westinghouse). لكن بعد فصل دراسي واحد في الهندسة الكيميائية وجدت المقررات الدراسية جد صارمة خصوصا الرسم الميكانيكي.

وبعد الاستمرار في الكيمياء لفترة، صادف صعوبات أخرى في التحليل الكمي حيث لم يكن الأمر يتعلق بمدى قدرة المرء على التفكير في الحقائق وفهمها أو تعلمها، وإنما بمدى قدرة المرء على التعامل مع الماصّة-pipette والقيام بالتحاليل في المختبر.

في ذلك الوقت، حصل جون على الكثير من التشجيع من كلية الرياضيات للتحول إلى دراسة الرياضيات باعتبارها تخصصه، لذلك تحول ليصبح طالبا رسميا في قسم الرياضيات. وفي النهاية تعلم الكثير وتقدم كثيرا في الرياضيات وتمت مكافأته بدرجة الماجستير (ماستر-Master) في الرياضيات بالإضافة إلى درجة البكالوريوس (الإجازة- Bachelor degree).

تخرج جون ناش ولمعانه

عندما تخرج ناش، عُرضت عليه زمالات للإلتحاق إما بجامعة هارفرد أو جامعة برينستون. ولكن اعتبر زمالة برينستون أكثر كرما إلى حد ما، كما بدت برينستون أكثر اهتماما لجعله يأتي إليها.

قرر جون دراسة “الإقتصاد الدولي” وكنتيجة للتعرض للأفكار والمشاكل الإقتصادية، توصل إلى فكرة البحث الذي نشر في المجلة المرموقة Econometrica بعنوان “مشكلة المساومة-The Bargaining Problem”. كما تم قبول فكرة نظرية الألعاب كأطروحة للحصول على درجة الدكتوراه في الرياضيات. وعندما كان مدربا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا كتب ورقته البحثية تحت عنوان “Real Algebraic Manifolds” وأرسلها للنشر.

بعد حصوله على شهادة الدكتوراه سنة 1950، عمل في جامعة برينستون وبعدها انتقل إلى معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا واستقال في وقت لاحق ليعود إلى جامعته الأصلية، تحديدا معهد المحاسبة الدولي، كعضو مؤقت بعد حصوله على منحة ألفريد سلون. قدم في تلك الفترة العديد من الأعمال وقام بحل معضلة كلاسيكية تتعلق بالهندسة التفاضلية.

بداية اضطرابات جون ناش العقلية!

نشأت الإضطرابات العقلية في الأشهر الأولى من سنة 1959 حين كانت زوجته أليسيا حاملة. ونتيجة لذلك، استقال جون من منصبه كعضو هيئة التدريس في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

عاش جون الكثير من المعاناة بسبب مرض الفصام ما دفعه لقضاء الكثير من الوقت في المستشفيات، لكنه لم يتخلى عن أعماله في علم الرياضيات. وهي القصة التي تم تقديمها في فيلم A beautiful Mind.

يقول جون لموقع نوبل:

“بشكل ما لم أعد مريضا نفسيا في الوقت الحالي ولا أتناول أية أدوية تخص المشاكل العقلية لكن للأسف لدي إبن يعاني من المشاكل النفسية، يتناول الأدوية ويقوم بزيارة أطباء الأمراض العقلية.”

مات جون وزوجته يوم 23 ماي من سنة 2015 في حادث لسيارة الأجرة التي كانت تقلهما من المطار بعد قضاء عطلة في النرويج. تداولت الأخبار أن أن الزوجان لم يرتديا حزام السلامة في المقعد الخلفي للسيارة ما أثار ضجة كبيرة في الولايات المتحدة الأمريكية فيما يخص فرض ارتداء حزام السلامة حتى في المقاعد الخلفية.

كانت أليسيا ناش تخشى كثيرا الرحيل هي وزوجها خصوصا أن ابنهما يعاني ويحتاج الدعم النفسي. وللأسف تحقق أسوء مخاوفها بعد حادث موتهما.

مصادر: 1.هنا 2.هنا 3.هنا 4.هنا 5.هنا 

دور البحث العلمي في حل احتجاجات تشيلي

بعد ثوان قليلة من انفجار قنبلة الغاز المسيل للدموع بجانب مارسيلو جاك، أصبح التنفس عصيّاً وبدأت الجموع بالاختناق، فبدأ جاك – عالم فلك في جامعة لا سيرينا في تشيلي، بالركض مع زميله سعياً للأمان بعد أن سادت حالة الاختناق والإقياء أو الإغماء بين صفوف المحتجين. الاحتجاج الذي كان مخططاً أن يكون سلمياُ سرعان ما تم تفرقته بالقنابل المسيلة للدموع ورشاشات المياه من قبل الشرطة.

القشة التي قصمت ظهر البعير

في الثامن عشر من اكتوبر، اندلعت الاحتجاجات في مفترق مدن تشيلي تعبيراً عن الاحتجاج عن ارتفاع سعر تذكرة المترو في سانتياغو العاصمة بمقدار 30 بيزو، ما يعادل 0.04 دولاراً. ورغم سحب رئيس الجمهورية لهذا القرار بعد ثورة الشعب إلا أنها كانت القشة التي أنهكت الناس بعد عقود من عدم التساوي الاقتصادي-الاجتماعي والفساد الحكومي. كما كشف المحتجون عن فضائح بالرشاوي، وزيادة تكلفة التعليم والعناية الصحية، وعبروا أن الذل الذي يتعرض له المتظاهرون كأمثلة مصغرة عن قلة كرامة الشعب لدى حكومته الديكتاتورية التي استلمت السلطة في التسعينات.

إن سياسات الحكومة ساهمت في توسيع الفجوة بين التشيليين منذ 1990، إذ ما نسبته 1% من أثرياء البلد تكسب 33% من الدخل الوطني بينما يكسب %70 من العاملين شهرياً ما يعادل 500 دولار أو أقل ورواتب تقاعدية لا تتجاوز 150 دولار.
أن مسار الثورة أخذ طابعاً عنيفاً، وذلك لم يوقف المتظاهرين إلا أنه عزز الخوف بينهم. ومع إغلاق الجامعات ومشاركة الطلاب في الاحتجاج، نشر عالم فيزياء فلكية من جامعة لا سيرينا، فاكوندو غوميز، ورقة الكترونية احتجاجية مع زملائه بسبب احتجاز ثلاثة طلاب من جامعتهم وتعذيبهم وإهانتهم بالإضافة لتهديدهم بالرمي في النهر.

قوية علمياً، ضعيفة سياسياً

انضم الباحثون والعلماء أيضاً لثورة الشعب، ومن ناحية ثانية، أدركوا أن المجتمع العلمي في تشيلي لديه ميزة تغيير مجريات الأمور، ويتحمل بعض المسؤولية للمساعدة في حل الموقف الاجتماعي والسياسي الحالي. كان هذا حافزاً لبعض الباحثين بتنظيم لقاءات مع ممثلي الحكومة لحل القضايا الاجتماعية والاقتصادية في تشيلي. خصوصاُ وأن الشارع يطالب بتغييرات عميقة وشاملة تصل إلى تغيير الدستور الذي أقرته الحكومة منذ تأسيسها.

يقترح الباحثون أن إعادة هيكلة تمويل الأبحاث العلمية قد يساعد في حل المشكلة، تناولت أحد الافكار تقييم العلماء للحصول على التمويل الحكومي، إذ تكون الأولوية للأبحاث التي يمكن أن تحسن المستوى المعيشي على المستوى المحلي والوطني، وهذا سيحفز الباحثين لتوجيه العمل على قضايا تهم السكان، كحل مشكلة أزمة المياه الحالية ودراسة فقر التجمعات السكانية المحيطة بالمدن الكبيرة من أجل مساعدتها.

تفتقر تشيلي للتكامل بالتخطيط على المستويين العلمي والسياسي، رجوعاً لعام 2015، مع موجة احتجاجات بين الباحثين إثر استقالة مسؤول التمويل لأكبر مؤسسة علمية في البلاد، وهي اللجنة الوطنية للبحث العلمي والتقني. صرح المسؤول المستقيل فرانسيسكو بريفا أن خططه لإنعاش الاستثمار المحلي في العلم باءت بالإحباط، بسبب البيروقراطية الخانقة على حد تعبيره. تعتبر تشيلي مصدراً لمخازن متنوعة للثروات الطبيعية واقتصادها قوي وثابت إلا أنها لا تعطي شأناً للموارد النافذة، وعلمياً، تركز على الفوائد القصيرة الأمد بدلاً من تطوير مناهج علمية تحسن إمكانيات البلاد بمجرد نفاذ النحاس والذهب ومنتجات الأسماك. تستثمر تشيلي أقل من 0.4% من ناتجها المحلي الإجمالي في العلوم، مقارنة مع 2.8% للولايات المتحدة و1.7% في البرازيل، عموماً، إن دولة البرازيل هي الوحيدة بين دول امريكا اللاتينية التي تستثمر أكثر من 1% من ناتجها المحلي الإجمالي في البحث العلمي.

إلى الآن، تحدث أكثر من خمسين عالماً إلى أعضاء مجلس الشيوخ حول مناقشة المشاكل الاقتصادية الاجتماعية، والبعض الآخر يتساءل عن الميزانية الكافية للأبحاث، وهل هذا سيدفع فقط بعض المراكز العلمية للعمل بالدعم المحلي والدولي وماذا سيحلّ بالمراكز الأخرى.

ولد «ألفريد نوبل-Alfred Nobel» في ستوكهولم بالسويد في 21 أكتوبر 1833 وتوفي 10 ديسمبر 1896 في سان ريمو بإيطاليا وكان نوبل كيميائي ومخترع ومهندس ورجل أعمال ومؤلف مناهض للعنف. وكان له موقف معادي لتوريث الثروات والتي كان يعتقد أنها ساهمت بشكل كبير في تكاسل الإنسانية.

وصية نوبل

لذا كانت وصيته وسيلة بارعة لحل هذه المعضلة، فثرواتهُ المورثة -على شكل جوائز سنوية- تكافئ أولئك الذين جعلوا أنفسهم جديرين عن طريق عملهم قائلًا في وصيته الشهيرة: «تمنح الجوائز لأولئك الذين -خلال العام السابق-  منحوا أكبر فائدة للبشرية» وفي وصيتهُ ترك 31 مليون كرونة سويدية -حوالي 265 مليون دولار اليوم- لتمويل الجوائز.

أوصى «ألفرد نوبل » أن تمنح 5 جوائز سنويًا في خمس مجالات مختلفة من ثروته كل عام في الفيزياء والكيمياء والطب والأدب و السلام -أضيف اليهم لاحقًا جائزة الاقتصاد- تقرر لجنة من خمسة أشخاص ينتخبهم البرلمان النرويجى الفائز بجائزة نوبل للسلام في حين تقرر باقي الجوائز لجان علمية سويدية.

قبلت النرويج دورها أولًا في 26 أبريل 1897 قبل عام من باقي الجهات السويدية وبعد شهر واحد من تلقيها إخطارًا رسميا من منفذي الوصية، وبعد أن قبلت جميع الجهات المعنية مسؤوليتها تقرر التمهل ثلاثة سنوات للانتهاء من الإجراءات القانونية قبل منح جوائز نوبل الأولى.

أرقام هامة

• بدأ منح الجوائز عام 1901.
• مُنحت 590 جائزة من 1901 إلى 2018.
•  مُنحت لـ 935 فائز.
• مقسمة إلى 908 شخص و27 مؤسسة.
• من بينهم 81 فائز بجائزة في العلوم الاقتصادية.
•  تم تكريم عدد من الأفراد والمنظمات أكثر من مرة.
• مما يعني أن 904 أفراد و 24 منظمة فقط حصلوا على جائزة نوبل في المجموع.
• عدد الفائزات من النساء 52 سيدة.
• منحت الجائزة لأشخاص من 75 دولة على مستوى العالم، على رأسهم الولايات المتحدة الأمريكية بعدد 368 جائزة!
• تم تكريم عمل لجنة الصليب الأحمر الدولية بجائزة نوبل للسلام ثلاث مرات. وحصل مؤسسها «هنري دونانت» على أول جائزة نوبل للسلام عام 1901.
• لينوس بولينج هو الشخص الوحيد الذي حصل على جائزتين نوبل غير مشتركتين – جائزة نوبل للكيمياء لعام 1954 وجائزة نوبل للسلام لعام 1962.

هناك بعض السنوات التي لم يتم فيها منح جوائز نوبل. إجمالي عدد المرات هو 49. معظمهم خلال الحرب العالمية الأولى (1914-1918) والثانية (1939-1945). وتنص اللائحة الأساسية لمؤسسة نوبل على: «في حالة عدم وجود عمل مؤهل للفوز حسب، فسيتم ترحيل أموال الجائزة حتى العام التالي. إذا لم يكن من الممكن منح الجائزة ، فسيتم إضافة المبلغ إلى أموال المؤسسة المقيدة».

الأعوام التي لم يمنح فيها جوائز

• الفيزياء: 1916 ، 1931 ، 1934 ، 1940 ، 1941 ، 1942
• الكيمياء: 1916 ، 1917 ، 1919 ، 1924 ، 1933 ، 1940 ، 1941 ، 1942
• الطب: 1915 ، 1916 ، 1917 ، 1918 ، 1921 ، 1925 ، 1940 ، 1941 ، 1942
• الأدب: 1914 ، 1918 ، 1935 ، 1940 ، 1941 ، 1942 ، 1943
• السلام: 1914 ، 1915 ، 1916 ، 1918 ، 1923 ، 1924 ، 1928 ، 1932 ، 1939 ، 1940 ، 1941 ، 1942 ، 1943 ، 1948 ، 1955 ، 1956 ، 1966 ، 1967 ، 1972

أشخاص رفضوا جائزة نوبل

رفض اثنان من الحائزين على جائزة نوبل الجائزة:

• جان بول سارتر؛ الحاصل على جائزة نوبل في الأدب عام 1964، في حياته رفض جميع الجوائز والأوسمة الرسمية.
• «لو دوك ثو-Le Doc Tho» على جائزة نوبل للسلام عام 1973 بالاشتراك مع وزير الخارجية الأمريكي هنري كيسنجر. لتوصلهم لأتفاق سلام بين فيتنام والولايات المتحدة. لكنه رفض استلام الجائزة معتبرًا أن الوضع في فيتنام غير مناسب.

فائزين اضطروا لرفض جوائز نوبل

أرغمت السلطات أربعة من الحائزين على رفض جائزة نوبل. منع أدولف هتلر ثلاثة فائزين هم:

• ريتشارد كون
• أدولف بوتيناندت
• جيرهارد دوماجك

ظلت الجوائز والميداليات بأسمائهم ولكن لم يحصلوا على مبلغ الجائزة.

• بوريس باسترناك ، الحائز على جائزة نوبل في الأدب عام 1958 ، قبل في البداية ولكن سلطات الاتحاد السوفيتي اجبرته على الرفض.

فائزين من السجن!

كان ثلاثة من الحائزين على جائزة نوبل رهن الاعتقال وقت منحهم الجائزة نوبل ، جميعهم من الحائزين على جائزة نوبل للسلام:

• داعية السلام والصحفي الألماني كارل فون أوسيتزكي
• السياسية البورمية أونغ سان سو كي
• الناشط الصيني في مجال حقوق الإنسان ليو شياوبو

قيمة الجائزة

في احتفالات توزيع جوائز نوبل في 10 ديسمبر من كل عام، يتلقى الحائزون على جائزة نوبل ثلاثة أشياء: دبلومة نوبل، وميدالية نوبل، ووثيقة بقيمة مبلغ الجائزة. كل دبلومة نوبل هي عمل فني فريد من نوعه يتم صنعه بواسطة أبرز الفنانين والخطاطين السويديين والنرويجيين. ميداليات نوبل مصنوعة يدوياً بدقة فائقة وبذهب عيار 18.

ميداليات نوبل في الفيزياء والكيمياء وعلم وظائف الأعضاء أو الطب والأدب متطابقة على الوجه: فهي تظهر صورة ألفريد نوبل وسنوات ولادته وموته (1833-1896). تظهر صورة نوبل أيضًا على ميدالية جائزة نوبل للسلام وميدالية جائزة العلوم الاقتصادية ، ولكن بتصميم مختلف قليلاً. تختلف الصورة على الجهة الخلفية وفقًا للمؤسسة التي تمنح الجائزة.

ترك ألفريد نوبل معظم ممتلكاته  أكثر من 31 مليون كرونة سويدية -اليوم حوالي 1،702 مليون كرونة سويدية- ليتم تحويلها إلى صندوق واستثمارها في «أوراق مالية آمنة». الدخل من تلك الاستثمارات يوزع سنويًا في شكل جوائز. لأولئك الذين قدموا خلال العام السابق أكبر فائدة للبشرية .

تم تحديد مبلغ جائزة نوبل لعام 2019 بمبلغ 9.0 مليون كرون سويدي (SEK) لكل جائزة نوبل كاملة أي 911,853 دولار تقسم بين الفائزين في كل فئة.