Uncovering the brain's biggest secret - Melanie E. Peffer

المترجم: Shimaa Nabil المدقّق: Nawfal Aljabali

In the late 1860s, scientists believed they were on the verge

في أواخر ستينيات القرن التاسع عشر، اعتقد العلماء أنهم على وشك

of uncovering the brain’s biggest secret.

الكشف عن أكبر سر في المخ.

They already knew the brain controlled the body through electrical impulses.

كانوا يعرفون بالفعل أن المخ يتحكم في الجسم من خلال النبضات الكهربائية.

The question was, how did these signals travel through the body

كان السؤال، كيف تنتقل هذه الإشارات عبر الجسم

without changing or degrading?

دون تغيير؟

It seemed that perfectly transmitting these impulses

يبدو أن النقل المثالي لهذه النبضات

would require them to travel uninterrupted along some kind of tissue.

سيتطلب منها الانتقال دون انقطاع على طول بعض أنواع الأنسجة.

This idea, called reticular theory,

أطلق على هذه الفكرة النظرية الشبكية،

imagined the nervous system as a massive web of tissue

تخيلت الجهاز العصبي على أنه شبكة ضخمة من الأنسجة

that physically connected every nerve cell in the body.

التي تربط فعلياً كل خلية عصبية في الجسم.

Reticular theory captivated the field with its elegant simplicity.

أسرت النظرية الشبكية المجال ببساطتها.

But soon, a young artist would cut through this conjecture,

لكن سرعان ما تخطى الفنان الشاب هذه الاحتمالية

and sketch a bold new vision of how our brains work.

ورسمَ رؤية جديدة جريئة لكيفية عمل أدمغتنا.

60 years before reticular theory was born,

قبل 60 عاماً من ظهور النظرية الشبكية،

developments in microscope technology

كشفت التطورات في تقنية المجهر

revealed cells to be the building blocks of organic tissue.

أن الخلايا هي اللبنات الأساسية للأنسجة العضوية.

This finding was revolutionary,

كان هذا الاكتشاف ثورياً،

but early microscopes struggled to provide additional details.

لكن المجاهر المبكرة عانت لتقديم تفاصيل إضافية.

The technology was especially challenging for researchers studying the brain.

كانت التكنولوجيا تحدياً خاصاً للباحثين الذين يدرسون الدماغ.

Soft nervous tissue was delicate and difficult to work with.

كانت الأنسجة العصبية الرخوة حساسة ويصعب التعامل معها.

And even when researchers were able to get it under the microscope,

وحتى عندما تمكن الباحثون من فحصها تحت المجهر،

the tissue was so densely packed it was impossible to see much.

كانت الأنسجة مكتظة بحيث كان من المستحيل رؤية الكثير.

To improve their view,

لتحسين الرؤية،

scientists began experimenting with special staining techniques

بدأ العلماء في تجربة تقنيات الصبغ الخاصة

designed to provide clarity through contrast.

التي صممت لتزويد الوضوح من خلال التباين.

The most effective came courtesy of Camillo Golgi in 1873.

جاءت التقنية الأكثر فاعلية بفضل كاميلو غولجي في عام 1873.

First, Golgi hardened the brain tissue with potassium bichromate

أولاً، قام غولجي بجعل أنسجة المخ صلبة باستخدام ثنائي كرومات البوتاسيوم

to prevent cells from deforming during handling.

لمنع الخلايا من التشوه أثناء المعالجة.

Then he doused the tissue in silver nitrate,

ثم قام بصب الأنسجة في نترات الفضة،

which visibly accumulated in nerve cells.

والتي تراكمت بشكل واضح في الخلايا العصبية.

Known as the “black reaction,”

سمحت طريقة غولجي، المعروفة باسم “التفاعل الأسود“،

Golgi’s Method finally allowed researchers to see the entire cell body

للباحثين برؤية كامل جسم الخلية

of what would later be named the neuron.

لما سيطلق عليه لاحقاً اسم الخلية العصبية.

The stain even highlighted the fibrous branches

حتى أن الصبغة أظهرت الفروع الليفية

that shot off from the cell in different directions.

المتشعبة من الخلية في اتجاهات مختلفة.

Images of these branches became hazy at the ends,

أصبحت صور هذه الفروع ضبابية في النهايات،

making it difficult to determine exactly how they fit into the larger network.

مما يجعل من الصعب تحديد كيفية ملاءمتها للشبكة الأكبر بدقة.

But Golgi concluded that these branches connected,

لكن غولجي خلص إلى أن هذه الفروع متصلة،

forming a web of tissue comprising the entire nervous system.

وتشكل شبكة من الأنسجة تشمل الجهاز العصبي بأكمله.

14 years later, a young scientist and aspiring artist

بعد 14 عاماً، بدأ العالم الشاب والفنان الطموح

named Santiago Ramón y Cajal began to build on Golgi’s work.

سانتياغو رامون إي كاخال في البناء على أعمال جولجي.

While writing a book about microscopic imaging,

أثناء تأليف كتاب عن التصوير المجهري،

he came across a picture of a cell treated with Golgi’s stain.

صادف صورة لخلية تمت معالجتها بصبغة غولجي.

Cajal was in awe of its exquisite detail— both as a scientist and an artist.

كان كاخال في حالة من الرهبة من تفاصيلها الرائعة - كعالم وفنان على حد سواء.

He soon set out to improve Golgi’s stain even further

سرعان ما شرع في تحسين صبغة غولجي بشكل أكبر

and create more detailed references for his artwork.

وإنشاء مراجع أكثر تفصيلاً لأعماله الفنية.

By staining the tissue twice in a specific time frame,

عن طريق صبغ الأنسجة مرتين في فترة زمنية محددة،

Cajal found he could stain a greater number of neurons with better resolution.

وجد كاخال أنه يستطيع تلوين عدد أكبر من الخلايا العصبية بدقة أفضل.

And what these new slides revealed would upend reticular theory—

وما كشفته هذه الشرائح الجديدة من شأنه أن يقلب النظرية الشبكية رأساً على عقب -

the branches reaching out from each nerve cell

لم تكن الفروع التي تصل من كل خلية عصبية

were not physically connected to any other tissue.

مرتبطة فعلياً بأي نسيج آخر.

So how were these individual cells transmitting electrical signals?

إذن كيف كانت هذه الخلايا الفردية تنقل الإشارات الكهربائية؟

By studying and sketching them countless times,

من خلال دراستها ورسمها مرات لا حصر لها،

Cajal developed a bold, new hypothesis.

طور كاخال فرضية جريئة وجديدة.

Instead of electrical signals traveling uninterrupted across a network of fibers,

بدلاً من انتقال الإشارات الكهربائية دون انقطاع عبر شبكة من الألياف،

he proposed that signals were somehow jumping from cell to cell

اقترح أن الإشارات تقفز بطريقة ما من خلية إلى أخرى

in a linear chain of activation.

في سلسلة خطية من التحفيز.

The idea that electrical signals could travel this way was completely unheard of

فكرة أن الإشارات الكهربائية يمكن أن تنتقل بهذه الطريقة لم تكن معروفة تماماً

when Cajal proposed it in 1889.

عندما اقترحها كاخال في عام 1889.

However his massive collection of drawings supported his hypothesis from every angle.

ومع ذلك، دعمت مجموعته الضخمة من الرسومات فرضيته من جميع الزوايا.

And in the mid-1900s, electron microscopy further supported this idea

وفي منتصف القرن العشرين، دعم المجهر الإلكتروني هذه الفكرة

by revealing a membrane around each nerve cell

من خلال الكشف عن غشاء حول كل خلية عصبية

keeping it separate from its neighbors.

مما يجعلها منفصلة عن جيرانها.

This formed the basis of the “neuron doctrine,”

شكل هذا أساس “مبدأ الخلايا العصبية“،

which proposed the brain’s tissue was made up of many discrete cells,

الذي اقترح أن أنسجة المخ تتكون من العديد من الخلايا المنفصلة،

instead of one connected tissue.

بدلاً من نسيج واحد متصل.

The neuron doctrine laid the foundation for modern neuroscience,

وضع مبدأ الخلايا العصبية الأساس لعلم الأعصاب الحديث،

and allowed later researchers to discover that electrical impulses

وسمح لاحقاً للباحثين باكتشاف أن النبضات الكهربائية

are constantly converted between chemical and electrical signals

تتحول باستمرار بين الإشارات الكيميائية والكهربائية

as they travel from neuron to neuron.

أثناء انتقالها من خلية عصبية إلى خلية عصبية.

Both Golgi and Cajal received the Nobel Prize

حصل كل من غولجي و كاخال على جائزة نوبل

for their separate, but shared discoveries,

بشكل مستقل لكن الاكتشافات المشتركة،

and researchers still apply their theories and methods today.

ولا يزال الباحثون يطبقون نظرياتهم وأساليبهم حتى اليوم.

In this way, their legacies remain connected as discrete elements

وبهذه الطريقة، يظل إرثهم متصلاً كعناصر منفصلة

in a vast network of knowledge.

في شبكة واسعة من المعرفة.