املجلد 27 ـــ العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

تيوي

ر كينا

1 د.5

00ر:

سع ال

ــــ27

4/27

ن 3ددا

لعا

2011

ير برا

/ فير

ينا2/

ن 1ددا

لعــ ا

2 ـد 7

جلامل

ومــلــ

ــــــــــــــ

ــــــــــــــ

عـــ الـ

ـلةـــــــ

جــــــمــــــ

January / February 2011

كيف نبني شبكة الكهرباء الفائقة

بالعلم نثقداء األلزهامير

استيالد نبات الكساڤا إلطعام الفقراء

مدركة نظرية كل شيء الالا

عوامل شفائك

الكامنة فيجسمك

سعي حثيث من أجل عالج للتوحد

املجلد 27 ـــ العددان 2/1 (2011)274/273

الهيئة االستشارية

شارك في هذا العدد

علي عبـداهلل ال�شـمالن

رئــيـس الهيـئــــة

عبداللطيف اأحمد البدر

نائب رئيس الهيئة

عـدنـان احلـموي

عضو الهيئة ــ رئيس التحرير

خضر األحمدسعيد األسعديوسف بركاتعدنان تكريتي

محمد حسن حتاحتعدنان احلمويمحمود خيالمحمد دبسميان دعبولقاسم السارةسميرة السعدرميون شكورينضال شمعونمحمد الصفار

إيهاب عبدالرحيمحامت النجديجنيب نصار

13069 20856www.kfas.org oloom@kfas.org.kw

(+965) 22403895 (+965) 22428186

Advertising correspondence from outside the Arab World should be addressed toSCIENTIFIC AMERICAN 415, Madison Avenue, New York, NY 10017 - 1111Or to MAJALLAT AL-OLOOM, P.O. Box 20856 Safat, Kuwait 13069 - Fax. (+965) 22403895

1.80020

1.8002.5

❊

❊

20

❊

100❊

21.25

20$

1.500❊

❊

730❊

250

42.5

66666

(USA $ 1.5) ❊

1986 CD

Control Panel start Settings -1

Regional and Language Options -2

OK Standards and formats Arabic -3

£Cl

$

BritainCyprusFranceGreeceItalyU.S.A.Germany

12

1632

45

56112

www.kfas.org

علم الغذاءاستيالد نبات الكساڤا إلطعام الفقراء

<جنيب نصار> ــــ <R. أورتيز>

إن احملصول الذي يحتل املركز الثالث كأكبر مصدر للطاقة في العالم ميكن أن يصبح أكثر إنتاجية، وأغنى في املكونات الغذائية، وأن يسهم

في تخفيف سوء التغذية في كثير من البلدان.

طبعوامل شفائك الكامنة في جسمك

<K. هوشدلنگر>

نة عن طريق إعادة البرمجة خلاليا ف إلى أجد اخلاليا اجلذعية. مكو تعرمأخوذة من جسمك، ميكن للخاليا اجلذعية جتاوز املشكالت األخالقية

والتقنية التي تثيرها اخلاليا اجلذعية اجلنينية.

تصويرتصوير الالمرئي فوتوغرافيا بأربعة أبعاد

<أحمد زويل>

تقنية مدهشة في التصوير امليكروسكوپي )املجهري( قادرة على عمل غر نانوية القياس، في أثناء نشاطها. أفالم ألشياء متناهية الص

استطالع للرأيبالعلم نثق

في استطالع الرأي الذي أجرته املجلتان »ساينتفيك أمريكان« و»نيتشر« عن طريق الوب، أظهر القراء دعما قويا للعلم ــ مع بعض االستثناءات الوجيهة.

فيزياءنظـرية كل شيء الالمدركة

<S. هوكنگ> - <L. ملودينو>

حد جميع ألمد طويل، سعى الـفيـزيائيون جاهدين إلى إيجاد نظـرية تونظـريات الفيـزياء بنظـرية واحدة نهائية. ولكـن، يبدو أن عليهم التخلي

عـن هذا الطموح وأن يـرتضوا بتعدد تلك النظـريات.

املجلد 27 ـــ العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

إيهاب عبدالرحيم

عدنان احلموي

عدنان احلموي

خضر األحمد

عدنان تكريتي

ــ

ــ

ــ

4

12

22

32

36

محمد دبسسعيد األسعد ــ

جنيب نصار

ـــــــــرميون شكوري

&التحرير

طـباأللزهامير: إعاقة الظالم

<G. ستيكس>

ميكن للتدخل قبل ظهور أعراض األلزهامير أن يكون مفتاحا إلبطاء أو إيقاف السبب الرئيس للعتاهة.

&التحرير

مقدرة عقليةسعي حثيث من أجل عالج للتوحد

<N. شوت>

تطورت آليات التشخيص كثيرا، ولكن العالجات الصحيحة بقيت قليلة. وقد أخذ اآلباء يتوجهون إلى عالجات بديلة مشكوك في صحتها وغالبا ما تكون خطرة.

التحرير&

كوسمولوجياعوالم معتمة

<J. فينگ> - <M. ترودن>

ة كون شبحي يقع بيننا، وقد يكون مفعما بالفاعلية مثل كوننا املرئي. ثم

»مجـلـة العـلوم« تصــدر شهريا فــي الكـويـت مـنذ عـام 1986 عـن »مؤسسـة الكـويـت للتقـدم العلمـي« وهـي مؤسسـة أهليـة ذات نفـع عـام، يـرأس مجلـس إدارتهـا صاحـب السمـو أمــير دولــة الكـويــت، وقـد أنشــئت عــام 1976 بهـدف املعاونـة فـي التطــور العلمـي واحلضـاري فـي دولـة الكويـت والوطـن العـربـي، وذلـك مــن خـالل دعــم األنشطــة العلمــية واالجتماعـيـة والثقـافيـة. و»مجلة العلوم« هـي فـي ثلثي محتوياتهــا ترجمـة لـ»ساينتفيك أمريكان« التـي تعتبر مـن أهـم املجـالت العلمـيـة فــي عالـم اليــوم. وتسعـى هـذه املجــلـة مـنذ نشأتهـا عــام 1845 إلـى متكـني القـارىء غــير املتخصــص مــن متـابعـة تطــورات معـارف عصـره العلميــة والتقانيــة، وتوفير معـرفـة شموليـة للقــارىء

املتخصص حول موضوع تخصصه. تصدر »ساينتفيك أمريكان« بثماني عشرة لغة عاملية، وتتميز بعرضها الشيق للمواد العلمية املتقدمة وباستخدامها القيم للصور والرسوم امللونــة واجلداول.

هندسةكيف نبني شبكة الكهرباء الفائقة

<M. والد>

حتتاج الواليات املتحدة إلى منظومة جديدة لتوزيع طاقة كهربائية أنظف وأكثر وثوقية في جميع أنحاء البالد، وميكن تذليل عقبات إنشائها بأربع خطوات.

صحةاملهلوسات باعتبارها أدوية

<R .R. گريفيثز> - <S .Ch. گروب>

لة لألفكار إعادة ترتيب نفسي في غضون ساعات قد حترض املواد املبدعميق قد يحتاج إجنازها إلى عقود من الزمن على أريكة املعالج النفسي.

40

50

56

64

74

يوسف بركات

محمود خيال

سميرة السعد

ميان دعبول

ــ

ــ

نضال شمعونخضر األحمد ــ

محمد حسن حتاحتقاسم السارة ــ

8081 تنميات مستدامة

تخبط في اإلصالحات السياسية.أخبار علمية

قليل من املخدرات مع كل شطفة مرحاض.

محمد الصفار ــحامت النجديالتحرير

&

4

استيالد نبات الكساڤا إلطعام الفقراء)٭(يعد نبات الكساڤا )املنيهوت( ثالث أكبر مصدر للكالوريات )للسعرات احلرارية(

في العالم، وميكن استيالده بحيث يصبح محصوال أكثر إنتاجية وأعلى فيقيمته الغذائية، مما يساعد على التقليل من سوء التغذية في كثير من أقطار العالم.

<جنيب نصار> ــــ <R. أورتيز>

مفاهيم مفتاحية< مع أن جذور الكساڤا هي املصدر

calories األساسي للكالورياتبالنسبة إلى املاليني من سكان املناطق املدارية، إال أنها فقيرة في الپروتينات، والڤيتامينات

وفي املغذيات األخرى.

< أنتج الباحثون أصنافا من الكساڤا ذات قيمة غذائية

محسنة، وإنتاجية أكبر، وأكثر مقاومة للهوام واألمراض.

< من املمكن أن يؤدي اجلمع بني االستيالد بالطرق التقليدية،

genomics وبني اجلينومياتوالبيولوجيا اجلزيئية، إلى حتقيق مزيد من التطورات.

محررو ساينتفيك أمريكان

إن القوت األساسي ألكثر من 800 مليون نس������مة حول العالم ال يتركز فقط على القمح أو الذرة أو األرز. ففي كثير من البلدان يتمثل القوت الرئيسي باجلذور احملتوية على النشا لنبات يحمل مسميات عديدة، مثل الكساڤا، والتپيوك���ة tapioca، واملنه���وط manioc، أو الي���وكا yuca )الذي ال يجب اخللط بينه وبني نبات اليكة yucca العصاري(. وفي احلقيقة، يس������هم الكس������اڤا ف������ي رصي������د الكالوريات )الس������عرات احلرارية( في العالم بأكثر مما يفعل أي غذاء آخر، باستثناء األرز والقمح، مما يجعله بالفعل موردا ال بديل له في جهود مكافح������ة اجلوع. وفي جميع البلدان املدارية تسود زراعته كمحصول أسري، حيث تقوم

األسرة بزراعته على رقع صغيرة من األرض مبا يكفي الس������تهالك أفراده������ا وحدهم، مع أنه في آس������يا وبعض بلدان أمريكا الالتينية ي������زرع هذا النبات جتاريا الس������تخدامه علفا للحيوان������ات وف������ي املنتجات املعتم������دة على النش������اء. وعلى أية حال، فإن القيمة الغذائية جلذور الكس������اڤا متدني������ة: فهي حتتوي على كميات ضئيل������ة من الپروت������ني والڤيتامينات واملغذيات األخ������رى كاحلدي������د. ولهذا، فإن حتس������ني أصناف الكس������اڤا ميكن أن يسهم بفعالية في تخفيف س������وء التغذية في الكثير

من بلدان العالم النامي.BReeding Cassava to Feed the pooR )�(

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

5 (2011) 2/1

وله������ذا الهدف، قام املؤلف������ان وزمالؤهما ]في جامع������ة برازيليا[ وغيرهم من الباحثني، بتكري������س جهودهم في تخلي������ق ضروب من الكس������اڤا تتسم بكونها أش������د صالبة وأكثر إنتاجية وأعلى في قيمتها الغذائية، وجلعلها متاحة على نطاق واسع للمزارعني في البلدان النامية. وقد انصب معظم تركيز فريقنا على تطبيق تقنيات االس���تيالد breeding التقليدية لتخليق هجائن بني الكس������اڤا وأقاربه البرية، لالس������تفادة من الس������مات التي تط������ورت في النبات������ات البرية على مدى ماليني الس������نني. وتتس������م هذه املقاربة بكونها أق������ل تكلفة من الهندس������ة اجلينية، كما أنها ال تثير املخاوف املتعلق������ة باألمن البيولوجي التي جتعل بعض الن������اس يتخوفون م������ن احملاصي������ل احملورة جينيا. وفي الوقت نفس������ه، فقد اهتم باحثون ومنظم������ات غي������ر ربحية في البل������دان النامية بإنتاج ضروب محورة جينيا من الكس������اڤا، وذلك خلدمة األغراض ذاتها. ومن شأن الفتح العلمي الذي حتقق مؤخرا، واملتمثل بإكمال لسلة املبدئية جلينوم genome الكساڤا، السأن ميهد السبيل أمام مزيد من التحسينات.

محصول مداري مفضل)٭(إن النب������ات الش������جيري املعروف باس������م – Manihot esculenta املنيهوت الصالح لألكلوهو االسم العلمي للكساڤا - مثله مثل أقاربه من األنواع البري������ة التابعة جلنس املنيهوت Manihot ، يعود منش������ؤه إلى البرازيل. قام

املواطن������ون البرازيلي������ون األصلي������ون بتدجني هذا النبات ألول م������رة، في حني نقله البحارة البرتغاليون في القرن الس������ادس عش������ر إلى إفريقي������ا، وانتش������ر منها إلى جمي������ع املناطق املدارية في آسيا، حتى وصل إلى إندونيسيا. وحالي������ا تنتج إفريقيا أكثر من نصف )51 في املئة( اإلنتاج السنوي العاملي من هذا النبات، والذي يزي������د على مئتي مليون طن متري؛ في حني تنتج منه آسيا وأمريكا الالتينية 15 في

املئة و 34 في املئة على التوالي.وتشبه جذور الكساڤا البطاطا احللوة في شكلها، ومن املمكن أن تؤكل مباشرة، سواء نيئ������ة أو مطبوخة؛ كما ميك������ن حتويلها إلى حبيبات، أو معج������ون أو دقيق. وفي إفريقيا

tropical Favorite )�(

6(2011) 2/1

وبعض أجزاء آس������يا، يستهلك الناس أوراق النب������ات كخضراوات خض������راء، التي تعمل كمصدر للپروتني - الذي تصل نس������بته في أوراق الكس������اڤا اجلافة إل������ى 32 في املئة -

.B و A :وللڤيتاميننيوال يحتاج الكس������اڤا إال إل������ى قدر ضئيل من االس������تثمارات والعمالة. كم������ا أنه يتحمل بص������ورة جي������دة كال م������ن اجلف������اف والتربة احلمضية والقاحلة؛ وس������رعان ما يتعافى من التل������ف الناجم عن اله���وام pests واألمراض؛ كم������ا أنه ميتلك قدرة هائلة على حتويل الطاقة الشمس������ية إلى كربوهيدرات. وفي احلقيقة، ففي حني أن نس������بة املادة الصاحلة لألكل في الكس������اڤا تصل إلى 80 في املئة من إجمالي وزنه������ا اجل������اف، فهي ال تتع������دى 35 في املئة في محاصيل احلب������وب األخرى. إضافة إلى ذلك، فمن املمكن زراعة الكساڤا في أي وقت من الس������نة، كما ميكن تأجي������ل حصاده ملدة

قد تصل إلى ش������هور وحتى إلى عام كامل. ولهذا السبب، كثيرا ما يحتفظ املزارعون بجزء من محصولهم في احلقل دون حصاد كضرب من التأمني ضد الفترات غير املتوقعة التي يش������ح فيها الغ������ذاء. ولهذا، فال عجب أن أصبح الكس������اڤا احملصول املفضل ملزارع���ي الكف���اف subsistence farmers ف������ي جميع مناطق العالم التي يس������مح فيها املناخ بزراعته، لدرجة أنه أصبح جزءا ال يتجزأ من

التقاليد وأمناط الطهي احمللية.وعل������ى أية ح������ال، فإن له������ذا احملصول مساوئه أيضا، فعمره التخزيني قصير، وإذا ل������م يتم طهوه أو تصنيع������ه فعادة ما يتعرض للتلف خ������الل يوم واحد. إضاف������ة إلى هذا، وألن نباتات الكس������اڤا املزروعة ضمن منطقة بعينها متيل إلى أن تكون متجانس������ة جينيا، يكون احملصول س������ريع التأث������ر: فاألمراض أو الهوام الت������ي تتلف نباتا واحدا يرجح أن تصيبها جميعا باملرض. واألهم من هذا كله

ثمة مجال للتحسني)٭٭(مع أن الكساڤا مصدر متيسر

للكالوريات بالنسبة إلى كثير من فقراء العالم، إال أن اإلفراط في

االعتماد عليه ميكن أن يؤدي إلى سوء تغذية. وعلى وجه اخلصوص

إنه ميثل مصدرا ضئيال للپروتينات، وللڤيتامينني A و E وللحديد والزنك.

ولهذا النبات عيوب أخرى، منها أنه:

< سريع التلف إذا لم تتم معاجلته بسرعة.

،cuttings عادة ما تتم زراعته من العقل >مما يؤدي إلى جتانس زراعاته في بنيتها

اجلينية، بحيث يجعلها عرضة للهوام واإلصابة باألمراض.

< إذا لم يطبخ جيدا، فمن املمكن أن يتسبب تناول بعض أصنافه في التسمم

بالسيانيد، مما قد يفضي إلى الشلل والوفاة.

Who grows Cassave? )�(Room For improvement )��(

الكساڤا هو النبات املفضل لدى مزارعي الكفاف في جميع املناطق املدارية وخاصة في إفريقيا، حيث يتركز نصف كمية إنتاجه العاملي. ينمو هذا النبات بسهولة من العقل الصغيرة ويقاوم ظروف اجلفاف ورداءة التربة، ومن املمكن أن تقتلع جذوره في أي وقت من السنة للحصول على وجبة سريعة من الكالوريات. وكالعجائن الصينية noodles، أو اخلبز أو األرز، تصاحب الكساڤا أطباقا في مثل تنوع املطابخ احمللية؛ كما تنتج في بعض

البلدان بغرض التسويق التجاري.

من هم منتجو الكساڤا?)٭(]اإلنتاج العاملي للكساڤا[

اإلنتاج السنوي للكساڤا باألطنان املترية> أقل من 000 100

> من 000 100 إلى 000 000 1> أكثر من 000 000 1

7 (2011) 2/1

هو افتقار الكس������اڤا إلى املغذيات باستثناء الكربوهي������درات، مم������ا يجع������ل م������ن اخلطر

االعتماد عليه كلية كغذاء.

تقانة التهجني)٭(اهتم أحدنا )<جنيب نصار>( بتحسني نبات الكس������اڤا من������ذ أن كان خبيرا زراعيا ش������ابا في موطنه األصلي مصر. ففي مطلع السبعينات - حينما اجتاحت بلدان جنوبي الصح������راء اإلفريقية مجاعة ش������املة - قام بزيارة البرازيل لدراس������ة نبات الكساڤا في بيئت������ه األصلية. وقرر الحق������ا أن ينتقل إلى البرازيل، حيث اكتس������ب املواطنة البرازيلية الحقا. وفي ع������ام 1975، أثناء عمله بجامعة برازيلي������ا، تلق������ى منحة صغي������رة من املركز الدول������ي الكن������دي لألبحاث التنموي������ة، فبدأ بتجميع األنواع البرية لنبات املنيهوت، التي ميكن اس������تخدامها كمكتبة للسمات املفيدة التي ميكن إضافتها إلى نبات الكساڤا. وقد ب������دأ ترحاله جلمع العينات عب������ر القطر كله، في أحيان كثيرة على دراجة أو س������يرا على األقدام، ومن ثم جلبها إلى برازيليا. ومتكن ف������ي النهاية هو وزمالؤه من اس������تزراع 35

نوعا مختلفا منها.وستثبت األهمية احلاسمة ملصدر التنوع البيولوج������ي هذا في تطوير أنواع جديدة من النبات، سواء في اجلامعة أو خارجها. وفي عام 1982 جاءت أول������ى النتائج التي حققها فري������ق البحث، حي������ث أمكن تخليق س������اللة هجين����ة عالي���������ة احملتوى الپ�روتيني. منطي�ا، ال حتتوي جذور الكساڤا سوى على 1.5 في املئة من الپروتني، مقارنة بحبوب القمح التي حتتوي على نس������بة من الپروتني تصل إلى 7 ف������ي املئة أو أكثر. وعل������ى وجه اخلصوص، تفتقر جذور الكساڤا إلى األحماض األمينية األساس������ية احملتوية على عنص������ر الكبريت كامليثيونني والليس������ني والسيتس������ئني. وهذا الن������وع الهجني اجلديد يحت������وي حتى 5 في املئ������ة من الپروتني. حالي������ا، تبحث احلكومة

البرازيلية عن طرق لتقليل اعتماد البالد على القمح املس������تورد، وذلك بإضافة نس������بة من دقيق الكساڤا إلى القمح؛ ومن ثم سيساعد استخدام دقيق الكساڤا العالي الپروتني على احملافظة عل������ى املدخول اليومي من الپروتني

ملاليني البرازيليني.إن تهجني الكساڤا بأقاربه البرية، إضافة strains إلى االس������تيالد االنتقائي ب������ني ذراريالكساڤا املختلفة، قد يساعد أيضا على خلق ضروب من الكساڤا حتتوي على عدد آخر من املغذيات املهمة. وق������د أوضحت أبحاث فريق جامعة برازيليا أن أنواعا بعينها من املنيهوت البري تكون غنية باألحماض األمينية األساسية، وكذل������ك باحلديد والزنك والكاروتينويدات مثل اللوتني، والبيت������ا- كاروتني والليكوپني. وميثل

hybrid technology )�(

أحد مزارعي الكساڤا يتفحص محصوله في بلدة هويال في جبال األندز الكولومبية.

8(2011) 2/1

البيتا- كاروتني على وجه اخلصوص مصدرا مهما للڤيتامني A، الذي يؤدي نقصه إلى تلف تدريجي )مترق()2( في العني - وهي مش������كلة خطيرة وواسعة االنتشار في املناطق املدارية من إفريقيا وآسيا وأمريكا الالتينية. وبالنظر إلى مكانة الكساڤا كغذاء أساسي في املناطق املدارية، فمن املمكن أن يسهم توافر أصناف عالية احملتوى من ضروب الكاروتينويدات في حل مش������كلة أعواز الڤيتام������ني A في البلدان النامية. وخالل الس������نوات الث������الث املاضية، متكن فريقنا البحثي من استيالد سالالت من الكس������اڤا العالية اإلنتاجية، التي حتتوي قدرا من البيتا - كاروتني يزيد بخمسني ضعفا على محتواه في نباتات الكس������اڤا العادية، ويجري حالي������ا اختبار ه������ذه الس������الالت بالتعاون مع

املزارعني احملليني.وقد ركز مشروع رئيسي آخر على حتوير ال������دورة التكاثرية لنبات الكس������اڤا. فالطريقة املعت������ادة ت������ؤدي إلى تكاثر ه������ذا النبات، عن طريق التأبير pollination، إلى إنتاج شتالت ذات أنواع غير متماثلة مع النبات األم وكثيرا ما تك������ون أقل إنتاجية منه. ومن ثم، فعادة ما يلج������أ املزارعون إلى إكثار الكس������اڤا بالعقل اخلضري���ة)3( من نباتات قائم������ة بدال من بذر البذور. وعلى أية حال، يسمح اإلكثار بالعقل للڤيروسات والبكتيريا بتلويث النبات. وجيال بعد جي������ل، تتراك������م املتعضي���ات امليكروية microorganisms حت������ى يأت������ي وقت تضعف

في������ه إنتاجية النبات. ومث������ل أي نبات زهري، ف������إن بعض أنواع املنيه������وت البرية، مبا فيها أقارب الكساڤا الشبيهة باألشجار من النوع M. glaziovii ، تتكاثر جنسيا والجنسيا؛ حيث

تنمو الب������ذور الناجتة الجنس������يا متحولة إلى نباتات متثل نسائل clones للنبات األم. وطوال أكثر من عقد م������ن الزمن، كرس فريق جامعة برازيليا جهوده في االس������تيالد بني األنواع، حيث مت تهجني نبات الكس������اڤا بأحد األنواع

ancient Meets Modern )�( how Marker-assisted Breeding Works )1(

progressive damage )2(plant cuttings )3(

القدمي يلتقي احلديث)٭(كثيرا ما حتمل األنواع البرية للكساڤا، مبا فيها

النبات M. glaziovii الشبيه باألشجار )في اليمني(، صفات مفيدة للمحصول لكنها تفتقر إلى كثير من

الصفات املرغوب فيها واملوجودة في النوع املدجن. وفي تقنية التزاوج التبادلي backcrossing التي

أثبتت فاعليتها على مر الزمن، يحصل املزارعون على التوليفة املناسبة من جميع الصفات املرغوب

فيها من خالل إنتاج أجيال عديدة من الهجائن، وهي عملية كثيرا ما يعززها استخدام الطرائق

،genetic markers احلديثة مثل الواسمات اجلينيةالتي تكشف عن وجود صفة ما في البادرة )النبتة

الصغيرة( seedling دون احلاجة إلى االنتظار حتى تنمو إلى نبات ناضج.

]استيالد متعارف عليه[

كساڤا

بادرات حتتوي على جميع الصفات املرغوب فيها

كساڤا نوع بري

هجني

كيف يجرى االستيالد املساعد بالواسمة)1(

الصفات الوراثية في البادرة

➊ يتم حتديد الواسمات اجلينية املتعلقة بالصفات املرغوبة

في كل من الكساڤا ونوع بري )تعني النقطة امللونة أن

الواسمة موجودة(.

➋ يتم تهجني البادرات واختبارها جينيا للصفات

املرغوب فيها. وكل بادرة حتتوي على توليفة عشوائية

من تلك الصفات.

➌ يتم استزراع نبات من البادرة الهجينة احلاملة

للصفات املرغوب فيها، ومن ثم تهجينه رجعيا

بالكساڤا.

➍ يتم اختبار البادرات الناجتة جينيا: قد يحتوي بعضها

على جميع الصفات املرغوب فيها .) من املمكن أن تكرر

عملية االستيالد ألجيال عدة إلى أن يتم احلصول على

الصفات املطلوبة(.

منتجمنتجكالوري مرتفعكالوري مرتفعسائغ الطعمسائغ الطعممقاوم للڤيروساتمقاوم للڤيروساتپروتني مرتفعپروتني مرتفع

9 (2011) 2/1

بالنشا ومن ثم فهو صالح لألكل. أما النوع اآلخر من اجلذور فيمتد إلى مسافات طويلة حتت األرض، مما ميكنه م������ن الوصول إلى مصادر املياه اجلوفية العميقة. تلك السمات جتعل هذه الهجائن من أفضل أنواع الكساڤا للمناطق ش������به القاحلة، مثل ش������مال شرقي savanna البرازيل أو بعض مناطق الس���ڤانافي جنوبي الصحراء اإلفريقية. وقد أظهرت بعض ه������ذه األنواع مقاوم������ة كبيرة للجفاف عند اختبارها من قبل املزارعني في پترولينا Petrolina ، وه������ي واح������دة م������ن أكثر مناطق

البري������ة، إلى أن مت مؤخرا إنتاج س������اللة من الكساڤا ميكنها أن تتكاثر جنسيا والجنسيا، ع������ن طريق إنتاج نوعني من البذور، كما تفعل األقارب البرية لنبات الكس������اڤا. وبعد االنتهاء من األبحاث اجلارية، س������تكون هذه الساللة

جاهزة للتوزيع على املزارعني. ميتلك الن������وع M. glaziovii جينات مفيدة أخرى ميكنها أن تس������هم في إطعام املاليني من سكان األراضي القاحلة. فالنبات املهجن بالنبات من النوع M. glaziovii وبالكس������اڤا يحتوي على نوعني من اجلذور التي يتس������م )�( the Biotech Wayبعضها، فيما يشبه جذور الكساڤا، بأنه غني

]الكساڤا احملورة جينيا[

للمزارع على 000 10 دوالر(.أم������ا <p. باير> ]من جامع������ة فريبورگ بأملانيا[ في������رى أن إجنازات املجموع������ة Bio-Cassava plus متث������ل فتحا علميا كبي������را. إال أنه يضيف قائال: »على الرغم من ذلك، فإن املس������افة بني ما وصلنا إليه اآلن وبني

املنتج النهائي ال تزال كبيرة.«والب������د أن يعلم <باي������ر> أن »األرز الذهب���ي« golden rice الذي أعلن هو وزم������الؤه عن إنتاجه ألول مرة في عام 2000، والذي احتل غالف مجلة time، لم يحقق حتى اآلن إال احلصول على

موافق������ة عدة دول. ويرى <باير> أن هندس������ة متعضيات جديدة قد تتم بسرعة، إال أن إثبات مأمونيتها على البيئة وس������المة استخدامها لالس������تهالك واس������تيالدها من أج������ل إنتاج أصناف س������ائغة لألذواق احمللية ليس كذلك: فهذا األمر يستلزم عادة من 10 إلى 12 سنة. وفي هذا السياق، يقول <باير>: »يتمثل األمر ببس������اطة بأن الهيئات التنظيمية ال تسمح لك باملضي قدما بالسرعة نفسها التي تعمل بها على صنف مت استيالده بالطرق التقليدية.«

إضافة إلى أنه ليس من الضروري أن تكون طرائق الهندس������ة اجلينية أس������رع من طرق االستيالد التقليدية؛ فهي أكثر تكلف������ة بكثير، وفي بعض األحيان جند أن اجلني الذي يعمل بصورة جيدة

في أحد املتعضيات ال يعمل على اإلطالق إذا نقل إلى متعض آخر.وعما تبشر به الهندس������ة اجلينية، يعقب <d. گوريان-شرمان> ]من احت������اد العلماء املهتمني[ قائال: »كثير من الناس لديهم فكرة مبالغ فيها عن املوض������وع«، ومن ثم فهم يبحثون عن متوي������ل مبالغ فيه ألبحاثهم. ويس������تطرد قائال: »أعتقد أنه من اخلطأ اجلسيم أن تضع جميع البيض في س������لة واحدة« ، مضيفا أنه من واجب مؤسسات التمويل العامة أن

تساعد على احملافظة على التوازن في هذا الصدد.

طريق التقانة البيولوجية)٭(ب������دأت الهندس������ة اجلينية، التي تس������تخدم اليوم على نطاق واس������ع في الواليات املتحدة األمريكية، تؤتي أولى ثمارها في الكساڤا أيضا، ولكنه م������ن غير املرجح أن تتوفر األمناط احمل������ورة جينيا من النبات على نطاق واس������ع في املدى القريب. وهناك مخاوف من أن تقلص التمويل البحثي للط������رق التقليدية الرخيصة واألكثر أمانا لتطوي������ر أصناف جديدة. وقد حتققت تطورات كبرى في هذا املجال بواسطة مجموعة الباحثني الدولية Bio-Cassava plus، فق������د أنتجت املجموعة أصنافا غنية بالزنك، واحلديد،

والپروت������ني، والبيت������ا - كاروت������ني )وهو أحد مصادر الڤيتامني a( والڤيتامني e باستخدام جين������ات م������ن متعضي���ات )كائن���ات حي���ة( organisms أخ���������رى - مب����������ا فيه��ا الطحالب

والبكتي�ريا والنباتات األخرى.وفي هذا الس������ياق، يقول <R. س������اير>، للمجموع����������ة الرئيس����������ي الب���اح����ث ]وه���و Bio-Cassava plus، وال������ذي يعم������ل في مركز

دونالد دانف������ورث لعلوم النبات في س������انت لويس[ : »لق������د حققنا هدفنا«. بيد أن جميع األصناف الهجينة اجلديدة مازالت في طور التج������ارب احلقلية في م������زارع اختبارية في

پورتوريكو، كم������ا تلقى البرنامج الضوء األخضر لبدء التجارب احلقلية في نيجيريا. ويقول <ساير> إن عمليات التهجني التقليدية ميكنها إدخال البيت������ا- كاروتني إلى الكس������اڤا، إال أنه في م������ا يتعلق بإدخال احلديد والزن������ك، فلم تظهر قدرة على ذلك حتى اآلن س������وى طرائق الهندس������ة اجلينية. وفي الوقت نفس������ه، يعمل فريق <س������اير> على دمج جميع تلك

الصفات اجلديدة في صنف واحد من النبات. متول هذا املش������روع مؤسسة بيل وميليندا گيتس وشركة مونسانتو. )لقد اش������ترطت مونس������انتو في متويلها أن حتتفظ بحق تقاضي رسوم على اس������تخدام األصناف اجلديدة إذا زاد الدخل الس������نوي اإلجمالي

بادرات الكساڤا احملورة جينيا

10(2011) 2/1

البرازيل جفافا. ويقوم فريق جامعة برازيليا حاليا بتحسني هذه الهجائن بحيث جتمع بني اإلنتاجية العالية ومقاومة اجلفاف، وذلك عن طريق مزاوجتها تبادلي���ا backcrossing مع صنف عالي اإلنتاجية من الكس������اڤا، ومن ثم انتقاء نسل عالي اإلنتاجية ميكن توزيعه على

نطاق واسع.وهناك ن������وع مختلف من املنابلة)1( – وهي تقني������ة التطعيم grafting الت������ي ثبتت فعاليتها عل������ى مر الزمن - يزودنا بطريقة أخرى لزيادة إنتاجية اجلذور الدرنية لنبات الكس������اڤا، وهو م��ا اكتش������ف����ه ف��الح���و إن���دونيس������يا ألول مرة في اخلمس������ينات م������ن القرن العش������رين. وقد أدى تطعيم نبات الكس������اڤا بس���يقان نباتني مثل M. glaziovii أو M. pseudoglaziovii )أو هجائن من االثنني( إل������ى زيادة إنتاجية جذور الكس������اڤا في املزارع التجريبية حتى س������بعة أضعاف. ولس������وء احلظ، ففي كثير من البلدان يعوق تطبيق ممارس������ة التطعيم عدم توافر مثل

هذه الهجائن.

الوقاية من اآلفات)٭(إل������ى جان������ب زي������ادة احملت������وى الغذائي واإلنتاجي������ة، فقد أدى االس������تيالد االنتقائي دورا بالغ األهمية في مقاومة انتشار اآلفات واألم������راض. ومن بني أه������م اإلجنازات التي حتققت في علم الكساڤا، جند حتسني املقاومة the cassava لڤيروس الكساڤا الفسيفسائي mosaic virus. فف������ي العش������رينات من القرن

املاضي، أدى انتشار هذا الڤيروس في إقليم تنجانيكا في ش������رق إفريقيا )تنزانيا حاليا( إلى ح������دوث مجاعة كبيرة، غي������ر أن باحثني ������ني كانا يعمالن في تنزانيا متكنا من إنگليزيتهج������ني النبات من النوع M. glaziovii بنبات الكس������اڤا املزروع، ومن ث������م متكنا من إنقاذ احملصول بعد نحو سبعة أعوام من اجلهود املضنية. وفي السبعينات من القرن العشرين، عاد الڤيروس إلى الظهور مرة أخرى، مهددا هذه املرة بع������ض املناطق في نيجيريا وزائير

)جمهوري������ة الكونغ������و الدميقراطي������ة حاليا(. وعندئ������ذ تص������دى ملقاومة الڤي������روس باحثو املركز الدولي للزراع���ة املدارية )IITA( في M. glaziovii نيجيريا، واس������تخدموا الن������وعوهجائنه املشتقة من مجموعة جامعة برازيليا، ومن ثم متكنوا مرة أخرى من إنتاج سالالت من الكساڤا املقاومة للڤيروس الفسيفسائي. وقد أدت الساللة التي مت تهجينها حديثا إلى نش������وء فصيلة من سالالت الكساڤا املقاومة للڤيروس������ات، والتي تزرع اآلن على مساحة ترب������و على أربعة ماليني هكت������ار في البلدان اإلفريقي������ة جنوبي الصحراء الكبرى؛ وخالل العقود التي تلت ذلك، أصبحت نيجيريا أكبر دولة منتجة للكس������اڤا ف������ي العالم. ومع ذلك، م������ن الطفرات تخضع الڤيروس������ات للعديد اجليني������ة، ومن ثم فمن املرجح في يوم ما أن تتمكن س������الالت من الڤيروس الفسيفسائي من كس������ر حلقة املقاوم������ة الت������ي تتمتع بها أنواع الكس������اڤا املزروعة حاليا. وبناء عليه، سيكون من الضروري دائما القيام بعمليات

االستيالد الوقائي لكبح جماح املرض. Phenacoccus تعد حش����رة البق الدقيقيmanihoti الت������ي تهاج������م الكس������اڤا واحدة

من أش������د اآلفات التي تصيب ه������ذا النبات ف������ي البل������دان اإلفريقية جنوب������ي الصحراء الكبرى. وهذه احلش������رة، التي تقتل النبات بامتص������اص عصارته، كانت له������ا تأثيرات مدمرة على وجه اخلصوص في السبعينات وأوائ������ل الثمانين������ات من القرن العش������رين؛ فقد دمرت مزارع ومش������اتل الكس������اڤا إلى حد أنه������ا ه������ددت احملص������ول باالنقراض. وبحل������ول نهاية الس������بعينات، متك������ن باحثو املركز IITA بالتعاون مع شركاء بحثيني من بل������دان إفريقية أخرى وم������ن جنوب إفريقيا، م������ن إدخال زنب����ور مفترس)2( م������ن أمريكا اجلنوبية تضع أنثاه بيضها داخل حش������رة الب������ق الدقيقي، بحيث تق������وم يرقات الزنبور

<جنيب نصار> ولد في القاهرة،

وحصل على الدكتوراه في علم الوراثة من جامعة اإلسكندرية مبصر.

بدأ أبحاثه على الكساڤا في جامعة برازيليا منذ عام 1975 ، حيث أنتج

أصنافا من النبات القت جناحا لدى املزارعني البرازيليني، كما مت

تصدير بعضها إلى منتجي الكساڤا في إفريقيا. <أورتيز> ولد في ليما

عاصمة بيرو، وحصل على الدكتوراه في االستيالد النباتي وعلم الوراثة

من جامعة وسكنسن في ماديسون، وهو مدير سابق لتعبئة املوارد باملركز

الدولي لتحسني الذرة والقمح في تكسكوكو باملكسيك.

املؤلفان

Rodomiro Ortiz Nagib Nassar

pest insurance )�(manipulation )1(

predator wasp )2(

11 (2011) 2/1

ف������ي النهاية بالتهام حش������رات البق الدقيقي من الداخل. وكنتيجة له������ذه اجلهود، أمكن السيطرة على احلشرة في معظم املساحات املنتجة للكساڤا في معظم البلدان اإلفريقية خالل عقدي الثمانينات والتسعينات؛ غير أنه في مساحات صغيرة من زائير لم يعمل هذا النظام بصورة جيدة بسبب ظهور مفترسات predators تقض������ي عل������ى الزنب������ور الطفيلي

نفس������ه. وفي منتصف العقد املاضي، بحث فري������ق جامعة برازيليا في األنواع البرية من املنيهوت عن حل جدير بالثقة لهذه املشكلة، فوجدوا سمات مقاومة حلشرة البق الدقيقي - مرة أخرى ف������ي النوع M. glaziovii. وفي الوقت احلال������ي، تزرع ه������ذه األصناف من قبل صغ������ار املزارعني ف������ي املنطقة احمليطة بالعاصمة برازيلي������ا، ومن املمكن تصديرها إلى البلدان األخ������رى إذا عاد وباء اإلصابة

بحشرة البق الدقيقي.وبالنظر إلى املستقبل، نتوقع أن نحصل على صف������ات جدي������دة وقيمة من اس������تيالد اخليم���رات chimeras. واخليمر هو متعض ميتلك نس������يجني مختلف������ني جيني������ا ينموان جنب������ا إلى جن������ب بداخل������ه. وهن������اك نوعان أساس������يان من اخليمرات. ففي النوع األول )اخليمرات القطاعي������ة(، ميكن رؤية قطاعني مختلفني طوليا من النسيج في أحد األعضاء النباتي������ة، إال أن منوهما يتس������م بعدم الثبات ألن أحد النس������يجني ينمو بوتيرة أسرع من اآلخر، ومن ثم فس������رعان ما قد يحتل كامل مساحة النبتة مبفرده. وفي النوع الثاني من اخليمرات ويطلق عليه اسم اخليمر احمليطي periclinal، يحيط اجلزء اخلارجي من النبتة

باجل������زء الداخلي، ومن ثم فق������د يكون أكثر ثبات������ا من اخليمر القطاع������ي. وجترى حاليا ف������ي جامعة برازيليا جت������ارب لتطوير طريقة للتطعي������م ميكن بها إنت������اج خيمرات محيطية ث��ابت�����ة ب��اس��������تخدام أنس���������ج���ة م��ن الن����وع M. glaziovii. وم������ن املمك������ن أن ت������ؤدي هذه املقاربة إلى حدوث زيادة مستمرة في حجم اجلذور كلما متت زراعة س������اق خيمرية.وقد

أظهرت النباتات اخليمرية حتى اآلن إنتاجية واعدة، كما يبدو أنها تتكيف بصورة خاصة

مع جو املناطق شبه القاحلة.مما سبق، نخلص إلى أن الكساڤا يجب أن حتت������ل أولوية كبرى بالنس������بة إلى العلوم الزراعي������ة، إال أن هذا لم يح������دث في معظم األحوال؛ فلم تتم دراسة هذا النبات سوى في عدد محدود من املختبرات البحثية، رمبا ألنه يزرع أساسا في املناطق املدارية، بعيدا عن اهتمامات معظم الباحثني في الدول املتقدمة. وقد أدى هذا الوضع من ندرة االستثمارات البحثية إلى تدني متوسط اإلنتاجية السنوية للكساڤا في أمريكا اجلنوبية والوسطى وفي إفريقي������ا بحيث ال تتعدى إنتاجية الهكتار 14 طنا، م������ع أن التجارب احلقلي������ة أظهرت أنه باستخدام بعض التحسينات ميكن أن تصل إنتاجيته إلى أربعة أضعاف املعدل السابق، ومن ثم ألسهم هذا في تغذية عدد أكثر بكثير من البش������ر - س������واء في املناطق التي يزرع

فيها ذلك النبات أو في غيرها من األماكن.وعلى أي������ة حال، فقد ب������دأ اهتمام الدول املتقدم������ة بالكس������اڤا ي������زداد؛ فباحثو مركز دونال������د دام������ورث لعلوم النبات في س������انت لويس يقودون اآلن مشروعا إلدخال جينات- مستمدة من نباتات أخرى أو من البكتيريا- إلى الكساڤا لتزيد من قيمتها الغذائية إضافة إلى إطالة عمرها التخزيني ]انظر اإلطار في

الصفحة 9[.ومن املرج������ح أن تؤدي سلس������لة جينوم الكساڤا، الذي نشرت مسودته األولى مؤخرا، إلى تعزيز تطوير الكس������اڤا احملورة جينيا، كما ستساعد برامج االستيالد التقليدية من خالل تقنية االس����تيالد املساعد بالواسمة إلى التي تستند ،marker-assisted breedingاملعلومات املس������تمدة م������ن التحليل اجليني لتوجي������ه عملية اس������تيالد الصفات املرغوب فيها. هذا وإن إنشاء ش�����بكة عاملية لتنس���يق جهود جميع املؤسسات التي جتري أبحاثا على الكس������اڤا س������يضمن أال تهدر إمكانات

هذا احملصول. <

مراجع لالستزادة

Scientific American, May 2010

12

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

عوامل شفائك الكامنة في جسمك)٭(ميكن إلعادة برمجة خاليا مأخوذة من جسمك

أن تهبها الطاقة العالجية التي تتمتع بها اخلاليااجلذعية اجلنينية، بعيدا عن اجلدل السياسي.

<K. هوشدلنگر>

مفاهيم مفتاحية< إن اخلاليا اجلذعية الكثيرة القدرات

)1( هي خاليا (iPSCs) احملرضة

جسمية ناضجة جرى التدخل فيها لتغير هوياتها وترتد إلى حالة

مماثلة للحالة اجلنينية من دون مساعدة البيوض أو األجنة.

< إن إعادة الشباب إلى اخلاليا اجلسدية العادية ألي فرد، ومن ثم حتويلها إلى أي من األمناط

اخللوية البشرية الـ 220، ميكنها أن تقدم معاجلات جديدة لألمراض

وأن تصنع نسجا تعويضية.

< يعكف العلماء حاليا على معرفة كيف تستطيع هذه اخلاليا أن

تعكس حركة ساعاتها البيولوجية وعلى معرفة ما إذا كان النوع األحدث من اخلاليا اجلذعية

سيبرهن على أن قدرته مكافئة لقدرة اخلاليا اجلنينية.

محررو ساينتفيك أمريكان

ال أنس������ى انفعالي صباح أحد أيام شتاء قت النظر عبر عدس������ة ع������ام 2006 حينم������ا دقاملجهر في مختبري ورأيت مس������تعمرة خاليا ب������دت متاما كاخلاليا اجلذعي������ة اجلنينية. لقد تعنق������دت واتخذت ش������كل كوم������ة صغيرة بعد انقسامها في طبق پتري petri dish على امتداد ج بالواسمات)2( نحو ثالثة أسابيع. كانت تتوهها نة نفس������ها التي يعد markers املتألق������ة امللو

العلم������اء إحدى عالمات كثرة قدرات)3( اخللية اجلنينية، وه������ذا يعني إمكان توليدها أي منط نسيجي في جس������م كائن حي. ولكن اخلاليا التي كنت أنظر إليها لم تأت من جنني بل كانت خاليا اعتيادي������ة لفأرة بالغة بدا أن ش������بابها

د بإضافة خليط بسيط من اجلينات. جتدهل من الس������هل ج������دا إرجاع الس������اعة الداخلية ألي خلية حي������وان ثديي إلى الوراء وإعادته������ا إل������ى حالته������ا اجلنيني������ة؟ لم أكن املتس������ائل الوحيد في ذلك الوق������ت. لقد كان <Sh. يامان������اكا> وزمالؤه ]من جامعة طوكيو[

هم دراس������ة بالغة األهمية في قد نش������روا لتوالشهر 2006/8 أظهروا فيها صيغتهم إلنشاء ما دعوه اخلاليا اجلذعية الكثيرة القدرات ضـــة (iPSCs))1( بدءا م������ن خاليا جلدية احملرللفئران. وعلى مدى س������نوات، بذل الباحثون

جه������ودا حثيث������ة كبي������رة بغي������ة فه������م وضبط اإلمكاني������ة الهائلة للخالي������ا اجلذعية اجلنينية إلنتاج نسج حس������ب الطلب الستخدامها في الطب واألبح������اث، إضافة إلى مواجهة اجلدل السياس������ي واألخالقي الذي يثيره استخدام األجنة، والعقب������ات العلمية واآلم������ال الكاذبة التي ولدتها »االختراقات العلمية«)4( السابقة التي لم يحالفها النجاح. ولهذا، أصيب علماء اخللية اجلذعية بالدهشة وخامرهم بادئ األمر بعض الش������ك في نتائج الفريق الياباني. غير أنني اس������تطعت في مختبري ذاك الصباح أن أرى بأم عيني نتائج اتباع طريقة <ياماناكا>.

ن أيض������ا علماء آخرون من إعادة وقد متكإنتاج ما أجن������زه هذا العالم الياباني، وظهرت iPSCs نة للحصول على اخلاليا تقنيات محسواختباره������ا س������ريعا خالل الس������نوات القليلة املنصرمة. واليوم يعمل آالف العلماء في العالم عل������ى تطوير القدرة الكامنة للخاليا iPSCs من

أجل فهم ومعاجلة األمراض البشرية الت������ي التزال تتحدى وس������ائل

العالج كالداء السكري من

Your Inner Healers )٭(induced pluripotent stem cells )1(

)2( أو العالمات.)pluripotency» )3» كث������رة الق������درات، و«multipotency» تع������دد

القدرات.)break throughs )4 أو الفتوح العلمية.

(2011) 2/113

14(2011) 2/1

النمط 1 وداء ألزهامير وداء پاركنس������ون. وقد أدى إمكان تغيير هوية اخللية مبجرد إيصال بعض اجلين������ات املختارة إل������ى حتويل طريقة

تفكير العلماء في تطور اإلنسان أيضا.وعلى مر العصور، حلم البش������ر بإيجاد عواق������ب م������ن للتخل������ص الشـــباب)1( نبـــع الش������يخوخة واملرض، والق������درة على إعادة خلية بالغة إل������ى حالة جنينية توحي بالتأكيد أن اإلنسان قد اقترب من حتقيق حلمه أكثر م������ن أي وق������ت مضى. ومما ال ري������ب فيه أن هذه التقانة ال تزال ف������ي بداياتها، والبد من اإلجابة عن أسئلة عديدة مهمة قبل أن يتمكن iPSCs امل������رء من معرفة هل س������تغير اخلالياطريقة املمارسة الطبية، أو حتى هل ستبرهن في الواقع على أنها مكافئة للخاليا اجلذعية

اجلنينية األكثر إثارة للجدل.

قوة بدئية )منشمية()٭(يجب على كل باحث إدراك الصفات التي جتعل األجنة متميزة جدا كي يدرك اآلمال التي أثارها اكتشاف اخلاليا iPSCs. فالدراسات احلالي������ة للخلية iPSC تعتم������د اعتمادا كبيرا على التقني������ات واملفاهيم الت������ي مت التوصل إليه������ا من خالل البحث في اخلاليا اجلنينية عل������ى امتداد الس������نوات الثالث������ني املاضية، وخصوصا ظاه������رة كثرة الق������درات. وعادة يتبع تطور الثدييات طريقا وحيد االجتاه، فيه تصبح اخلاليا تدريجيا أكثر تخصصا وأقل قدرة على التحول مع الزمن، وهي س������يرورة تس������مى التمايز differentiation. وليس لدى جميع خاليا اجلنني القدرة على أن تصير أيا من ال� 220 منطا خلويا في جسم اإلنسان إال في فترة قصيرة مبكرة جدا في أثناء التطور. ويولد استخالص تلك اخلاليا وإمناؤها في مزرعـــة )مســـتنبت( culture خالي������ا جذعية جنينية. وإن قدرة اخلاليا اجلذعية اجلنينية احلقيقية على احملافظ������ة غير احملدودة على ف ق������درة تكوينه������ا ألي من������ط نس������يجي تعر

.pluripotent »املصطلح »كثيرة القدراتتغدو اخلاليا اجلذعي������ة، حتى في مرحلة

متأخرة من احلياة اجلنينية، متخصصة إلى حد أنها ال تس������تطيع أن تعطي فيه إال فصائل معينة م������ن األمناط اخللوي������ة، كتلك املوجودة في العضالت والعظ������ام. وهذه اخلاليا تعتبر متعـــددة القـــدرات multipotent؛ إذ ل������م تعد كثي������رة القدرات. إن جمي������ع ما يتبقى من تلك األسالف في إنسان بالغ هو ما يدعى اخلاليا اجلذعية البالغة الت������ي تعوض نقص اخلاليا الناضجة في النسج. وعلى سبيل املثال، تعيد خاليا الدم اجلذعية باس������تمرار توليد األمناط اخللوية واملناعية االثني عشر املختلفة، وتتولى اخلاليا اجلذعية اجللدية مسؤولية إعادة إمناء

جلدنا وشعرنا كل بضعة أسابيع.إن األمر الوحيد الذي ال يحدث إطالقا في الظروف االعتيادية ف������ي الثدييات هو زوال متايز اخلاليا، أي ارتدادها إلى منط أكثر بدائية. وفي احلقيقة، إن االس������تثناء الوحيد لهذه القاعدة هو اخلاليا السرطانية الت������ي ميك������ن أن تصبح أق������ل متايزا من النسيج الذي تنشأ فيه بادئ األمر. ولسوء الطالع، بوس������ع بعض اخلاليا السرطانية أيضا أن تستمر باالنقسام إلى ماالنهاية مظهرة تخلدا)2( شبيها مبا تظهره اخلاليا

الكثيرة القدرات.وحتى وقت قريب، كانت الطريقة الوحيدة

على مر العصور، كان البشر

يحلمون بإيجاد »نبع الشباب« للتخلص من

عواقب الشيخوخة واملرض.

Primordial Power )٭(Therapeutic Promise )٭٭(Fountaiwwn of Youth )1(

immortality )2(

وعد بإيجاد عالج)٭٭(جرى توليد العصبونات nourons )في

األعلى( من خاليا محرضة كثيرة القدرات صنعت من خاليا جلدية ملرضى مصابني بداء پاركنسون. وباملقدرة على أخذ خلية جسدية

ناضجة وحتويلها إلى حالة جنينية، ثم إلى أي منط نسيجي مرغوب،

سيكون بوسع العلماء دراسة كيف تنشأ أنواع من األمراض، وتطوير أدوية جتريبية تعيق سيرورة هذه األمراض، وفي النهاية إنتاج نسج تعويضية سليمة الستخدامها في

املعاجلات.

15 (2011) 2/1

إلرجاع الس������اعة التطورية خللية بالغة عادية تعتمد على دولبات)1( معقدة لالحتيال عليها كي تتخذ سلوك خلية جنينية، وهي سيرورة cellular تدع������ى إعـــادة البرمجـــة اخللويـــةreprogramming. وأق������دم طريقة للتوصل إلى

إعادة البرمجة هذه، تتمثل بنقل نواة اخللية اجلسدية)2(، أو االستنساخ)3(، الذي يقتضي حقن املادة الوراثية من خلية بالغة إلى خلية بيضـــة)4( نزع دناها (DNA). ويتطور هجني البيضـــة والدنـــا)5( هذا إلى جنني في مرحلة مبكرة ومنه ميكن أن تستخلص خاليا جذعية

كثيرة القدرات.وق������د لقي نقل الن������واة اهتماما كبيرا ألنه وس������يلة ممكنة إلنتاج خالي������ا جذعية كثيرة

القدرات مفصلة حسب الطلب لتحل محل أي نسيج أصابه الضرر عقب أذية أو مرض. وقد ظهر هذا االهتمام منذ اإلعالن عن استنساخ النعجة دوللي Dolly عام 1997 وعن استفراد خالي������ا جذعية جنينية عام 1998. ويبدو فعال أن عوامل غي������ر مفهومة جيدا داخل البيضة تعيد على نحو حقيقي ش������باب املادة الوراثية إلى اخللية املانحة البالغة، ويصل التأثير حتى رفية telomeres – وهي إلى القســـيمات الطالقالنس التي حتمي نهايات الكروموزومات

]أساسيات[ساعة بيولوجية)٭(

إن الهويـــات احملتملـــة خللية في جســـم إنســـان وهو ينمو، تصبح محـــدودة مع مرور الزمن والتخصص املتزايد، مع أنه يبدو أن اخلاليا iPSCs تتجاوز تلك القواعد. وفي األحوال العادية، تكون خاليا اجلنني في باكورة حياته اجلنينية فقط هي خاليا كثيرة القدرات؛ أي إنها خاليا قادرة على أن تصبح أي منط خلوي في اجلســـم البالغ. وبعد ذلك تلتزم اخلاليا اجلنينية بســـالالت حتصر مصيرها احملتمل في عائالت نســـيجية معينة، جتعلها متعددة القدرات. وتبقى اخلاليا اجلذعية في اجلسم البالغ على درجة أعلـــى مـــن التخصص. وتوصـــف خاليا اجلســـم الناضج بأنهـــا متمايـــزة نهائيا، أي إنها: محصورة في حدود هوياتها الوظيفية. وإعادة البرمجة تعيد تشـــغيل الســـاعة

الداخلية خلاليا اجلسم الناضج لتجعلها خاليا كثيرة القدرات.

A Biological Clock )٭(Cloning )٭٭(

)manipulations )1 أو منابالت. somatic cell nuclear transfer )2(

cloning )3(egg cell )4(

DNA-egg hybrid )5(

االستنساخ)٭٭(ميثل نقل نواة خلية ناضجة إلى

بيضة طريقة أخرى من إعادة برمجة دنا شخص بالغ إلى حالة جنينية.

وألسباب مجهولة حتى اآلن أخفقت محاوالت اشتقاق خاليا جنينية من

أجنة نسائل بشرية.

جنني مبكر )5-6 أيام(

خاليا جذعية كثيرة القدرات محرضة

جنني في مرحلة متأخرة )15-16 يوما(

خاليا كثيرة القدرات: ميكنها توليد أي منط خلوي

خاليا متعددة القدرات: ميكنها توليد خاليا ضمن فصيلة نسيجية

خاليا متمايزة نهائيا: خاليا محدودة في هوية وظيفية واحدة

خاليا جسمية ناضجة

خاليا جذعية بالغة

إعادة البرمجة

إمكانات خلوية

خاليا دم

عضالتجلد

جلد

شعر

خاليا ملتزمة بسالالتها

16(2011) 2/1

التي تهترئ مع تقدم الس������ن - التي تترم وترت������د إلى حالة فتية. ولكن مع التقدم الذي أحرز في مجال احليوانات، إال أن محاوالت إنت������اج خاليا جذعية جنينية باالستنس������اخ

)االستنسال( باءت بالفشل.جتاوز <يامان������اكا> وفريقه هذا الطريق املس������دود باتباع أس������لوب جدي������د لتحويل اخلاليا البالغة مباش������رة إلى خاليا كثيرة الق������درات م������ن دون اس������تخدام البي������وض واألجنة. وعوضا عن إدخال املادة الوراثية البالغة إلى البيضة، رأوا أن إدخال اجلينات النش������يطة عادة فقط في األجن������ة إلى خلية بالغ������ة قد يكفي إلع������ادة برمجة تلك اخللية إلى حالة شبيهة باجلنينية. وكان إجنازهم ف خليط من 24 جينا مختلفا األول هو تعرلت في اخلالي������ا الكثيرة القدرات ولكن تفعبقي������ت خاملة في اخلالي������ا البالغة. وحينما جرى إدخالها في خاليا جلدية باستخدام وس������ائل توصيل م������ن ڤيروســـات قهقرية retroviruses أعادت هذه اجلينات على نحو

ش������به سحري برمجة هوية اخلاليا اجللدية

ومنحته������ا هوية اخلاليا الكثي������رة القدرات. وم������ع مزيد من التجارب وجد <ياماناكا> أن ،Klf4 ،Sox2 ،Oct4 :أربع������ة جينات فقط هيc-Myc كانت في احلقيق������ة ضرورية إلنتاج

.iPSCs اخلالياوحاملا جنحت عدة مختبرات مس������تقلة، مبا فيها مختبري، في تكرار احلصول على تلك النتائج، أضحت هذه احليلة الس������حرية حقيق������ة بيولوجية. وق������د مت حتى اآلن إعادة برمج������ة نحو 12 منطا خلوي������ا بالغا مختلفا إل������ى خالي������ا iPSCs من أصل م������ا مجموعه أربعة أن������واع مختلفة )فأر، إنس������ان، جرذ، قرد(، ومن املؤكد أن تتبع ذلك أمناط أخرى. إن اكتش������اف اخلالي������ا iPSCs مثي������ر جدا للباحث������ني في مجال اخلاليا اجلذعية، ألنهم يستطيعون بوس������اطته التغلب على تعقيدات االستنس������اخ التقنية واجتناب معظم القيود األخالقية والقانونية املتصلة بأبحاث األجنة البش������رية. ولكن هذا النم������ط اخللوي الكثير

Rapid Progress toward Safe Cell Rejuvenation )٭(Testing cells True Potential )1(

]مؤشرات مهمة[تقدم سريع نحو إرجاع آمن لشباب اخلاليا)٭(

قبل أربع سنوات فقط بني العلماء في اليابان ألول مرة أن بإمكان مجموعة من اجلينات املنقولة بڤيروس قهقري أن حتول خاليا جلدية لفئران بالغة إلى خاليا جذعية كثيرة القدرات. ومنذ ذلك احلني يعمل الباحثون على حتقيق الغاية ذاتها بطرائق أكثر بساطة وأمانا وفعالية، وهذه خطوات مفتاحية جلعل املداواة حقيقة واقعة.

يغرز <Sh. ياماناكا> أربعة جينات ناشطة عادة في األجنة في ڤيروس قهقري معدل، ويحقنه بعدئذ في خاليا جلدية للفأر. يغرز الڤيروس اجلينات في دنا

DNA الفأر، وتبدأ اجلينات حينذاك بإعادة برمجة .iPSCs اخلاليا اجللدية إلى اخلاليا

يعيد باحثون آخرون إنتاج ما توصل إليه <ياماناكا> في اخلاليا الفأرية والبشرية. وتبني التجارب أيضا

أن إيصال اجلينات األربعة املعيدة للبرمجة، بوساطة ڤيروسات ال تندمج نهائيا في الدنا اخللوي، ناجح

.iPSCs كذلك في إنتاج اخلاليا

اختبار قدرةاخلاليا الفعلية)٭٭(

إن االختبارات املعيارية احلاسمة التي جتريها املختبرات لتقرير ما إذا

كانت اخلاليا اجلذعية خاليا كثيرة القدرات فعليا تهدف إلى إيضاح قدرة اخلاليا على تصنيع أي منط نسيجي في اجلسم. وعلى سبيل املثال، يجب

على اخلاليا الكثيرة القدرات املوسومة بالتألق أن تندمج في جسم الفأرة التي

هي قيد النمو )األخضر الفاحت في األعلى(. إن إيجاد طرق بديلة إلثبات

كثرة قدرات اخلاليا iPSCs البشرية هو هدف مهم.

إعادة برمجة اجلينات

ڤيروس قهقري

ڤيروس غير مندمج خلية جلدية من فأر

iPSCs اخلاليا

iPSCs اخلاليا

دنا

20062008-2007

17 (2011) 2/1

االختبارات تقيس، حسب تدرجها من األقل إلى األش������د صرامة، الصفات التالية: قدرة اخلاليا اجلذعية على إنتاج أنواع كثيرة من أمناط اخلاليا اجلسدية في طبق پتري حني تعرضها للمشعرات cues التطورية املالئمة؛ teratoma وقدرتها على إنتاج ورم مســـخي)من������ط م������ن ورم يض������م خاليا م������ن جميع السالالت النسيجية اجلنينية( حينما حتقن حتت جلد الف������أر؛ وقدرتها، حني حقنها في جنني فأر في مرحلة مبكرة، على اإلس������هام في تطور جميع الس������الالت النسيجية، مبا ف������ي ذلك اخلاليـــا اإلنتاشـــية)1( في الفأرة

الوليدة الناجتة.وف������ي ح������ني جتت������از اخلالي������ا اجلذعية اجلنينية بصفة عامة جميع هذه االختبارات، يخفق كثير من اخلاليا iPSCs في اجتيازها. وأظهر تفح������ص أعمق للخاليا التي ال تنجح في االختبارات أن الڤيروس������ات املستخدمة لتوصي������ل اجلينات املفتاحي������ة األربع املعيدة

القدرات له مش������كالته اخلاصة. وإن ضبط اجلودة واألمان هو ما تركز عليه اآلن بصفة أساس������ية أبحاث اخلاليا iPSCs، إذ يسعى العلماء إلى ترسيخ حقيقة هذه اخلاليا وما

باستطاعتها أن تفعله.

أزمات هوية)٭(على الرغم من أن مس������تعمرات اخلاليا iPSCs ق������د تبدو حت������ت املجه������ر كاخلاليا

اجلذعي������ة اجلنيني������ة وميكنه������ا أن تظه������ر الواسمات اجلزيئية التي تتسم بها اخلاليا الكثيرة الق������درات، فالبره������ان القاطع على كثرة قدراتها يأتي م������ن االختبار الوظيفي. والس������ؤال املطروح هو: هل تس������تطيع هذه اخلاليا أداء جميع ما بوسع اخللية الكثيرة الق������درات – وفق������ا للتعري������ف - أن تؤديه؟ فحتى مستعمرات اخلاليا اجلنينية ميكنها أن حتوي بعض اخلاليا التي ال تظهر صفة كثرة القدرات خللية جذعية جنينية حقيقية، ر العلم������اء بضعة اختبارات روتينية وقد طو)٭( Identity Crisisلقي������اس صفة كث������رة قدرات اخللي������ة. فهذه

)germ cells )1 أو sex cells خاليا جنسية.

iPSCs يظهر العلماء أن باإلمكان صنع اخلالياباستخدام الڤيروسات القهقرية احلاملة ثالثة جينات

فقط من جينات <ياماناكا> األصلية املعيدة للبرمجة، ثم اثنني فقط، أو االقتصار على إدخال الپروتينات املكودة باجلينات األربعة املعيدة للبرمجة مباشرة إلى اخلاليا.

ويركز العلماء على حتسني الفاعلية عن طريق تعرف أمناط ل اجليني )أظهرته الواسمات املتألقة( متميزة من التفع

الذي مييز اخلاليا التي ستتحول بنجاح إلى اخلاليا iPSCs. وتسمح هوية اخلاليا اجللدية وواسمات اجلينات

املعيدة للبرمجة، باحلصول على واسمات كثيرة القدرات.

اليوم 1: تتفعل اجلينات املعيدة للبرمجة

األيام 9-15: إعادةبرمجة فاشلة

األيام 9-15: إعادةبرمجة قيد احلدوث

اليوم 21 : مستعمرةiPSCs اخلاليا

پروتينات معيدة للبرمجة

جينات معيدة للبرمجة iPSCs اخلاليا

إعادة برمجةهوية خلية جلدية

كثرة القدرات

ل واسمات تفعاجلينات

2009-20082010-2009

18(2011) 2/1

للبرمج������ة إلى خاليا جلدية ه������ي في الغالب غير متوقف������ة عن العمل على نحو كامل، وأن جين������ات مهمة في دن������ا اخلاليا األصلي غير مؤهبة للعمل على نح������و كامل أيضا؛ وينتج من هذا خاليا فقدت هويتها اخللوية اجللدية دون أن تربح هوية اخلاليا الكثيرة القدرات. ولذلك، ليس������ت ه������ذه اخلاليا الت������ي أعيدت لة كي تعد خاليا أصيلة برمجتها جزئيا مؤه

كثيرة القدرات. iPSCs للخالي������ا والدراس������ات اجلارية التي جتتاز جميع اختبارات كثرة القدرات، ته������دف إلى حتديد دقيق للفوارق التي متيز اخللية »اجليدة« من »السيئة«. ومثال ذلك أن <Th. ش������اليگر> و<G. دالي> وزمالءهما ]من

جامعة هارڤرد[ تعرفوا حديثا منوذجا من النش������اط اجليني في خاليا جلدية خاضعة للس������يرورة الطويلة )قرابة 3 أسابيع( التي جتعلها تغير هويتها إلى هوية خاليا كثيرة الق������درات. وق������د أظهرت ه������ذه اخلاليا في أثناء انتقالها واس������مات متألقة ميزتها في املستعمرة ذاتها من اخلاليا التي لن تصبح خالي������ا iPSCs في نهاية املطاف؛ ولذا ميكن اس������تخدام هذا النموذج مؤشرا مبكرا إلى

ل ناجح. حتو

وملا كان العلماء غير قادرين أخالقيا على تطبيق أشد اختبارات كثرة القدرات صرامة، أي حقن اخلاليا iPSCs املأخوذة من البش������ر في األجنة البشرية، كان من املهم جدا ضمان وفاء هذه اخلاليا البشرية املستخدمة بجميع املعايير األخرى لكثرة القدرات. وتشمل هذه اختب������ارات الكبت الكامل للڤيروس������ات التي تكمن فيها قابلية اإليذاء واملستخدمة إليصال اجلينات املعيدة للبرمجة. وعلى سبيل املثال، يذكر أن أعضاء فريق <ياماناكا> اكتش������فوا أن ثلث الفئران الت������ي ولدوها بحقن اخلاليا iPSCs ف������ي أجنة فئران قيد التطور تش������كلت

لديها فيما بعد س������رطانات جنم������ت عن بقاء بعض النشاط الڤيروسي القهقري الذي كان

واجبا كبحه.إن إح������دى املش������كالت األساس������ية في اس������تخدام الڤيروس������ات القهقري������ة كنواقل إليص������ال اجلينات هي أن ه������ذه األنواع من الڤيروس������ات )وأحد أمثلتها ڤيروس اإليدز HIV( تدم������ج ذاتها مباش������رة ف������ي طاق دنا

اخللية املضيفة )الثوية(، وبذا تصبح جزءا م������ن جينومهـــا )مجينهـــا( genome. فهذه

Custom-Tailored Cells to Cure Disease )٭(Ethics Unclear )٭٭(

]إمكانيات عالجية[خاليا مفصلة خصوصا ملعاجلة األمراض)٭(

إن القدرة على حتويل خاليا من اجللد أو الدم إلى خاليا iPSCs ومن ثم إلى أي منط خلوي آخر قد تشفي من األمراض بطريقتني: ففي املستقبل القريب جدا سيتاح ذلك بالسماح للعلماء بـ »منذجة« األمراض واختبار العقاقير في طبق پتري، ورمبا في عقد مقبل بوساطة إصالح النسج املصابة أو استبدالها.

ضبابية األخالق)٭�(إن حقن اخلاليا iPSCs في جنني فأر قيد النمو يعطي حيوانا خيمريا )ذا

خاليا مختلفة املنشأ الوراثي( )في األعلى( يظهر وجود خاليا غريبة

في خليط ألوان فروته. من الناحية النظرية، ميكن للتقنية ذاتها أن تولد

جنينا بشريا خيمريا؛ كما ميكن نظريا للخاليا iPSCs أن تولد نطفة وبيضة إلنتاج جنني بشري بطريق اإلخصاب

التقليدي في الزجاج. وهكذا، قد تطرح كثرة قدرات اخلاليا iPSCs بعضا من

املشكالت األخالقية ذاتها التي تطرحها أبحاث األجنة البشرية.

الوضع الراهنالهدف التطبيقي

منذجة املرضحتويل اخلاليا iPSCs املأخوذة من املرضى إلى منط نسيجي مصاب،

ومن ثم دراسة ترقي املرض واستجابات تلك اخلاليا للعقار.

املداواة اخللوية iPSCs هدفها حتويل اخلاليااملشتقة من إنسان مريض إلى

خاليا سليمة صاحلة للزرع في ذاك الفرد.

< يجري استخدام اخلاليا iPSCs البشرية لتوليد 12 منطا نسيجيا، مبا في ذلك خاليا متثل اضطرابات مختلفة كداء

پاركنسون والداء السكري.< جرت »معاجلة« أعراض ضمور العضالت امللساء وخلل

الوظائف املستقلة العائلي في اخلاليا املزروعة.

< 10 سنوات أو أكثر في املستقبل.< مت زرع عصبونات مشتقة من اخلاليا iPSCs في جرذان

ملعاجلتها من أحد أشكال داء پاركنسون.< لقد أدى استخدام اخلاليا الدموية السلفية املشتقة من

اخلاليا iPSCs ومعها جينات فقر الدم املنجلي املصححة، إلى شفاء الفئران من املرض. iPSCs مستعمرة خاليا

19 (2011) 2/1

القدرة تسمح باس������تقرار اجلينات املضافة على نحو دائم، وبقائها نش������يطة في اخللية املضيف������ة، ولكن قد يحصل تضرر في الدنا ي������ؤدي إلى تغيرات س������رطانية ف������ي اخللية حس������ب املكان الذي ينغرز في������ه الڤيروس. ولهذا تبذل اجلهود الرامية إلى إنتاج خاليا رت iPSCs أكثر أمانا. وفي هذا السياق طو

دولبات لتف������ادي مختبرات عدي������دة طرائق جينية دائمة للخاليا.

وق������د اس������تخدم فري������ق البح������ث العامل ال م������ن الڤيـــروس الغداني مع������ي منطا معدadenovirus، الذي يس������بب عادة الزكام لدى

البش������ر، من أجل إيص������ال اجلينات األربعة املعي������دة للبرمج������ة إل������ى خاليا الف������أر دون اندماجه������ا في اجلين������وم اخلل������وي. وتبقى الڤيروس������ات الغدانية داخ������ل اخلاليا فترة قصي������رة كافية فق������ط لتحويله������ا إلى خاليا iPSCs. وحينم������ا قمنا بحقن اخلاليا الكثيرة

القدرات الناجتة في أجنة الفئران، اندمجت ه������ذه اخلاليا س������ريعا ف������ي احليوانات التي كان������ت قيد النمو، والتي كانت جميعها خالية من األورام حني نضجها. إن هذا االكتشاف، إل������ى جانب الطرائق البديل������ة املتعددة إلنتاج خاليا iPSCs خالية من الڤيروس������ات، سوف يقضي على عقبة كبرى كي يأتي اليوم الذي ميكن فيه استخدام هذه اخلاليا مباشرة في

املعاجلات البشرية.إن أقصى ما يأمل������ه الباحثون هو إنتاج خالي������ا iPSCs من دون اس������تخدام أي منط ڤيروس������ي، وأن يعتمدوا ب������دال من ذلك على مج������رد تعري������ض اخلالي������ا البالغ������ة لتوليفة من العق��اقي������ر ذات التأثي������ر احملاكي لتأثير اجلين���ات املعي�����دة للب���رمج���ة. وق�����د ت���وصل <Sh. دينگ> ]من معه��د أبح�اث س��������كريپس[

و<A .D. ميلتون> ]من جامعة هارڤرد[ وآخرون ف مواد كيميائي������ة ميكنها أن حتل إلى تع������رمحل كل من اجلينات األربعة املعيدة للبرمجة ل كل مادة كيميائية مسلك تآثرات بحيث تفعجزيئية داخل اخللية بدال من أن يفعله اجلني. ولكن حينما خضع������ت العقاقير األربعة معا

للتجربة، برهنت عل������ى نقص كفايتها لصنع خاليا كثيرة القدرات. وقد ال يتعدى األمر أن يكون مس������ألة زمن البد من مروره حتى يحل وقت يجد فيه الباحثون العقاقير ذات اخلليط والتركيز املالئمني إلعادة برمجة اخلاليا إلى خاليا iPSCs من دون استخدام الڤيروسات

على اإلطالق.

خاليا شافية؟)٭٭(ملا كانت اخلاليا الكثيرة القدرات قادرة عل������ى توليد أي منط من نس������ج اجلس������م، فالتطبي������ق األش������د اس������تحواذا على خيال اجلمهور ه������و إمكان اس������تخدامها إلنتاج بدائ������ل للخاليا واألعض������اء التي تضررت جراء األمراض، كالعصبونات التالفة بسبب داء پاركنس������ون أو أذية النخاع الشوكي، أو كالنس������يج القلب������ي املت������أذي نتيجة نوبة قلبي������ة. فالقدرة على حتويل اخلاليا البالغة ��ع������م إلى خاليا املأخ������وذة من متلق������ي الطكثيرة القدرات ومن ث������م جعل تلك اخلاليا تك������ون النس������يج املرغوب، يعن������ي أن قطعة االس������تبدال هذه مناس������بة على نحو كامل، جيني������ا ومناعيا، جلس������م املتلقي. وفضال عن ذلك، ميكن اس������تخدام اخلاليا اجللدية التي يس������هل الوصول إليها إلنتاج أي نوع م������ن اخلاليا املطلوبة، مبا ف������ي ذلك خاليا األعضاء والنس������ج التي يصعب الوصول

إليها كالدماغ والپنكرياس )املعثكلة(.وه������ذه التقنية تقدم أيضا إمكان إصالح الطفرات اجلينية املسببة للمرض قبل إعادة إدخال اخلاليا اجلديدة إلى اجلس������م، وهي طريقة استخدمت في اخلاليا اجلذعية البالغة الت������ي تعيد عل������ى نحو طبيع������ي توليد بعض النس������ج. غير أن النج������اح كان محدودا ألنه من املعروف أن تنمي������ة تلك اخلاليا الطليعية

ودولبتها شديدتا الصعوبة خارج اجلسم.وتوحي التج������ارب احلديثة على الفئران

Cells For Sale )٭(Healing Cells? )٭٭(

خاليا للبيع)�(ق ومصنوع إن أول منتج جتاري مسو

من اخلاليا iPSCs البشرية هو iCell منتج خلوي قلبي، اسمه

Cardiomyocytes، موجه إلى الشركات الصيدالنية لتستخدمه في اختبار

تأثيرات أدوية قلبية محتملة.

20(2011) 2/1

ه������ذه احليوانات أيضا ف������ي النهاية بأورام مسخية في الدماغ.

ولك������ن في ض������وء التق������دم الس������ريع في املكتش������فات حت������ى اآلن، يبدو م������ن التفاؤل املعقول تقدير إم������كان التغلب على مثل هذه العقبات في غضون 10 س������نوات فحس������ب، وحينئ������ذ يحتمل أن يصب������ح موضوع غرس اخلاليا املش������تقة من اخلاليا iPSCs جاهزا لبدء االختبارات على البش������ر. إال أنه بوسع اخلالي������ا iPSCs أن تثبت قيمته������ا العالجية أسرع من ذلك كثيرا. إن دراسة عدة أمراض مخربة للنس������ج، كالداء السكري من النمط 1 وداء ألزهامير وداء پاركنس������ون، ومعاجلتها محدودتان بق������درة العلماء عل������ى حصولهم على األنس������جة املصابة لدراستها أو إمنائها ف������ي املزارع مددا طويلة. ولذا ميكن أن تقدم اخلاليا iPSCs خدمة جلى فيما يدعى منذجة

.disease modeling املرضوتستند فكرة هذه النمذجة إلى اشتقاق اخلالي������ا iPSCs م������ن خاليا جل������د املريض املصاب أو دم�����������ه، وم���ن ث���������م حت���وي��له���ا إل������ى األن�م��اط اخللوي������ة املرتبطة باألمراض املس�����������ت�هدف�����ة. وح��دي�ث�������ا ق�����ام ك�����ل م����ن <N .C. سڤندسن> ]من جامعة ويسكونسن –

ماديس������ون[ و<L. ستودر> ]من معهد سلون كترينگ[ باشتقاق اخلاليا iPSCs من خاليا مرضى أصيبوا عل������ى التوالي باضطرابني مدمري�������ن هما: ضمور العضالت امللس������اء dysautonomia وخلـــل الوظائف املســـتقلةالت���وال������ي. وحينما نقلت العائل������ي، ع�ل������ى اخلاليا iPSCs إلى األمناط اخللوية املصابة في كل م������ن هذين املرضني، أعادت اخلاليا املزروعة إظهار الش������ذوذات كما ش������وهدت

متاما في املرضى.وقد تس������مح ه������ذه الس������يرورة للباحثني بدراس������ة تطور مرض ما ف������ي طبق پتري مع ميزة امتالك مخ������زون ال نفاد له من اخلاليا اجلدي������دة؛ إذ ميكن احملافظ������ة على اخلاليا

أن معاجل������ة األم������راض الوراثي������ة باخلاليا iPSCs هي في واقع األمر ممكنة. وعام 2007

بني <R. جينيش> ]من معهد ماساتشوستس للتقان������ة[ على وجه اخلصوص أن بوس������ع اخلالي������ا iPSCs ش������فاء فقر ال������دم املنجلي في احليوان. وه������ذا املرض ينجم عن طفرة جيني������ة مفردة تس������بب اتخاذ خالي������ا الدم ه. وفي احلمراء شكال ش������بيها بهالل مشوهذه الدراس������ة املبدئية أع������اد الباحثون أوال برمجة اخلالي������ا اجللدية م������ن الفئران كي تصبح خاليا iPSCs. وتبع ذلك استعاضتهم عن اجلني املسبب للمرض في هذه اخلاليا بنس������خة أخرى س������ليمة، وعمل������وا على أن تصبح خاليا iPSCs »التي أصلحت« خاليا نة لل������دم. وبعد إعادة زرعها في جذعية مكوالفئران املصابة بفقر الدم، أنتجت اخلاليا الطليعية الس������ليمة خاليا دم حمراء سوية. وهذه الطريقة ميكن من حيث املبدأ تطبيقها في أي مرض آخر يصيب البش������ر إن كانت

طفرته اجلينية األساسية معروفة.والس������ؤال الكبير الذي يطرح نفسه اآلن ه������و: كم س������يمر من الزمن قب������ل أن يصبح اس������تخدام اخلالي������ا iPSCs متاحا ملعاجلة البش������ر؟ لألس������باب التي س������بقت اإلشارة إليها، فإن الس������المة ومراقبة اجلودة أمران ضروريان جدا يجب التزامهما قبل اختبار أي خاليا مش������تقة من اخلالي������ا iPSCs في البش������ر. وال ميك������ن للطرائ������ق احلالية لدفع iPSCs اخلاليا اجلذعية اجلنينية أو اخلاليالتصبح أمناطا خلوية ناضجة كاملة التمايز أن تقض������ي بفعالية عل������ى اخلاليا اجلذعية العرضية غير الناضج������ة التي رمبا حملت بذرة ورم. ويأتي املثال الذي يؤكد ملاذا تعد هذه مش������كلة مهمة من جتربة حديثة غرست فيها عصبونات صانعة للدوپامني مشتقة من اخلاليا iPSCs، وهي العصبونات التي تغيب لدى مرض������ى داء پاركنس������ون، في جرذان تعاني نوعا من هذا املرض البش������ري. ومع أن اجلرذان استفادت بوضوح من اخلاليا التي جرى التطعيم بها، فقد أصيبت بعض

أستاذ مشارك في دراسات اخللية اجلذعية والبيولوجيا التجددية بجامعة هارڤرد، وعضو الهيئة التدريسية في

معهد اخلاليا اجلذعية بهارڤرد ومعهد هوارد هيوز الطبي. وفي مختبره

مبستشفى ماساتشوستس العام يعمل املؤلف على فهم بيولوجيا اخلاليا

اجلذعية وإعادة البرمجة اخللوية وإمكان استخدامهما في معاجلة األمراض. وهو أيضا مشرف علمي في iPierian، وهي

شركة صيدالنية بيولوجية تطور منتجات معتمدة على اخلاليا اجلذعية.

املؤلف

Konrad Hochedlinger

21 (2011) 2/1

iPSCs األصلي������ة زمنا غير مح������دود. وغاية

ما يهدف إليه العلماء الباحثون والش������ركات الصيدالنية هو اس������تخدام هذه النماذج في طبق پتري لتحس������ني فهم سيرورة األمراض

ف عقاقير جديدة ملعاجلتها. وتعر iPSCs ليس االس������تخدام الواعد للخاليابعيد املن������ال إطالقا. فف������ي احلقيقة، حينما عرض <سڤندس������ن> و<س������تودر> مزارعهما اخللوي������ة لألدوية التجريبية في كل دراس������ة خفت »أع������راض« املرض جزئيا في اخلاليا. وميك������ن اآلن تطبيق هذا املب������دأ في أمراض عديدة أخرى عالجاتها ليس������ت متاحة حتى اآلن، وخالف������ا لزرع اخلاليا ف������ي أفراد، قد تك������ون النتيجة تطوير عقاقير يس������تفيد منها

املاليني من البشر.

حتديات وآمال)٭(مع أن اخلاليا iPSCs تروغ بوضوح من بعض املجادالت األخالقي������ة والقانونية التي تكتنف اخلاليا اجلنينية، ال تزال كثرة قدراتها بحاجة إل������ى أن تفهم وتضبط على نحو تام. ولهذا تبقى اخلاليا اجلذعية اجلنينية املعيار

األمثل ألي منط خلوي كثير القدرات.وتشمل األسئلة املهمة التي لم تلق أجوبة عنه������ا قضية عملي������ة محورها: ه������ل بإمكان ، iPSCs حتويل خاليا اجلس������م إلى خالي������اوحتوي������ل اخلاليا iPSCs إل������ى أمناط خلوية مناس������بة من الوجه������ة العالجي������ة، أن يكونا فعالني إلى درجة تصل������ح فيها هذه الطريقة لالس������تخدام على نطاق واسع؟ يضاف إلى ذلك أن من األمور الت������ي لم حتل بعد هو ما إذا كان������ت اخلاليا iPSCs حتتفظ بأي ذكرى للنمط اخللوي للجس������م الذي اش������تقت منه، وهو عامل قد يح������د من قدرتها على التحول إل������ى أي منط خلوي آخ������ر. لقد حصلنا على بعض التبصـــر insight لآلليات التي تتحول بها خلي������ة ناضجة إلى خلية كثيرة القدرات، إال أن س������يرورة إع������ادة البرمجة – أي كيف تس������تطيع بضعة جينات فقط إعادة تســـليك rewiring برنامج خلية ناضجة بأكمله ليصبح

برنامج خلية جنينية – ال تزال أمرا غامضا إلى حد كبير.

ومعاجلة أس������ئلة كهذه تتطلب اس������تمرار اس������تخدام اخلالي������ا اجلنينية نقط������ة ارتكاز مرجعية، وب������ذا يتقرر هل بإم������كان اخلاليا اجلذعية اجلنيني������ة أن تكون أكثر فاعلية في بع������ض أمن������اط التطبيقات، وتك������ون اخلاليا iPSCs أكثر فاعلية في أمناط أخرى. وفضال

ع������ن ذلك، مل������ا كانت اخلالي������ا iPSCs خاليا كثي������رة القدرات حق������ا، فقد تط������رح قضايا أخالقية ش������بيهة مبا تثيره اخلاليا اجلنينية من مشكالت؛ ألنه، من الوجهة النظرية على األقل، ميكن استخدام اخلاليا iPSCs لتوليد أجنة بشرية ]انظر املؤطر في الصفحة 18[.

ومع ذلك، يعد التق������دم في مجال إعادة البرمجة اخللوية في الس������نوات األخيرة من الناحية العلمية مدهشا فعال. لقد دحضت خطوات التقدم في االستنس������اخ واكتشاف اخلاليا iPSCs حديث������ا املبدأ القدمي القائل إن هوي������ة اخلالي������ا تتقرر عل������ى نحو غير عكوس حاملا يتم متايزها. وعلى أقل تقدير أثارت كل من التقنيتني إمكان إعادة برمجة هوية خلية جس������دية مأخوذة من أحد أمناط النس������ج إلى خلية من أي منط نسيجي آخر بوساطة دولبة )التحكم في( بضعة مفاتيح جيني������ة. إن فهم طريقة عم������ل التوصيالت اجلديدة على املس������توى امليكانيكي سيبقي الباحث������ني متحمس������ني وسيش������غلهم طوال

سنوات قادمة.والزمن وحده كفيل بإظهار هل س������تصبح اخلالي������ا iPSCs في الواق������ع، أو تقانات قريبة منها، نبع الش������باب اجلديد. وإني ش������خصيا أعتقد أن هذا سيتحقق. ومن املؤكد أن اخلاليا iPSCs ستس������تمر بتأثيرها في طرائق دراسة

أمراض عديدة ومعاجلتها، وفيها تكمن القدرة على إطالق ثورة في الطب في القرن احلادي والعش������رين تبلغ في قوتها ما بلغته اللقاحات antibiotics )واملضادات احليوية )الصادات

في القرن العشرين. <Challenges and Hope )٭(

مراجع لالستزادة

Scientific American, May 2010

22

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

تصوير الالمرئيفوتوغرافيا بأربعة أبعاد)٭(

تخيل فيلما يظهر العمليات احليوية داخل خلية أو يعرضآلة نانوية القياس في أثناء عملها. ميكروسكوپية)1(

جديدة جتعل مثل هذا التصوير أمرا ممكنا.<أحمد زويل>

مفاهيم مفتاحية< ميكروسكوپية )مجهرية()1( إلكترونية

رباعية األبعاد تصنع »أفالما« من دث، على مستوى نانوي عمليات تالقياس، في غضون أزمنة متالشية

القصـر ال تتجـاوز الفمتوثـوان )15-10 من الثانية(.

< تصوغ هذه التقنية كل صورة من الفيلم من آالف اللقطات اإلفرادية

دة التي تؤخذ في أوقات محدبط. متناهية الض

< لهذه التقنية تطبيقات واسعة في مجاالت عدة، تشمل علم املواد

والتقانة النانوية والطب.

رو ساينتفيك أمريكان محر

م������ن خصائ������ص الع������ن البش������رية أنها مح�����دودة في درج�����ة إبص��اره����ا؛ فنح���ن ال عرة نستطيع أن نرى أشياء أدق بكثير من الش)ج������زء من املليمتر(، أو أن نس������تبن حركات أس������رع من طرفة العن )عش������ر من الثانية(. ر العلم������ي في ميدان وال ش������ك في أن التطوالبصري������ات واألبحاث امليكروس������كوپية على مدى األلفية املاضية قد أتاح لنا النفاذ إلى ما دة على الرؤية، وراء ح������دود قدرة العن املجرلنعاين صورا بديع������ة حقا، من مثل مخطط ميكـــروي micrograph لڤي������روس، أو صورة stroboscopic )ستروبوســـكوپية )مخياليةphotograph)2( لطلق������ة وهي تخترق - بفاصل

زمني من رتبة املليثانية - مصباحا كهربائيا. على أننا لو ع������رض علينا، حتى عهد قريب، ر ذرات تتواثب، ملا خامرنا ش������ك فيل������م يصوكة، في أننا نعاين مشهدا من الرسوم املتحرأو نس������جا من خيال فنان مبدع، أو نوعا من

احملاكاة املصطنعة.وفي غضون الس������نوات العشر املاضية، اس������تحدثت وفريق البح������ث الذي يعمل معي ف������ي معهد كاليفورنيا للتقان������ة طريقة جديدة دث على للتصوير تكش������ف عن ح������ركات تمستوى الذرات، وفي غضون أزمن��ة متناهي��ة femtosecond القصر ال تتجاوز الفمتوثانية

)هي ج���������زء م��ن ملي���ون بلي��������ون، أي 10-15، ك���ن ه���ذه التقني��ة من م��ن الث��اني��������ة(. وإذ تالتصوير ف������ي املكان والزم������ان في آن معا، وتقوم على استعمال امليكروسكوپ )املجهر( اإللكتروني electron microscope، فقد أطلقت اإللكترونية امليكروســـكوپية اس������م عليها four-dimensional (4-D) باعيـــة األبعـــاد الرelectron microscopy، واس������تعملناها لتمثيل

cantilevers )3(ظ�����واه��������ر ك��اهت���زاز كوابيـــلال يتج������اوز عرضها بضع واحدات من بليون جزء من املتر، وكحركة ألواح ذرات الكربون في الگرافيت وه������ي تهتز اهتزاز الطبل لدى ل املادة من »نقرها« بنبضة ليزري������ة، وكتحوحالة إل������ى أخ������رى. وقمنا أيض������ا بتصوير

پروتينات وخاليا فردية مستقلة.امليكروس������كوپية اإللكترونية إن مبح������ث الرباعية األبعاد يحمل تباشير تؤذن باإلجابة عن تس������اؤالت ف������ي ميادين علمي������ة تقع بن علم امل������واد وعلم األحياء: فما الس������بيل إلى

FILMING THE INVISIBLE IN 4-D )٭(. microscopy )1( تقنية تصوير ميكروسكوپي )مجهري(

)2( ص������ورة فوتوغرافي������ة تلتقط لش������يء دوار أو مهتز، مبنظار ،stroboscope )خاص يس������مى ستروبوســـكوپ )مخيـــاليصدر ومضات ضوئية متذبذبة تتيح رؤية متقطعة للش������يء

املتحرك يبدو معها وكأنه ساكن. )3( جم������ع كابول: عتبة أو رافدة مثبت������ة تثبيتا محكما من أحد طرفيها، ومعلقة تعليقا حرا من الطرف اآلخر. )التحرير(

23 (2011) 2/1

فهم س������لوك املواد م������ن بدايته إل������ى نهايته، ي الدقيق إلى املس������توى من املس������توى الذراملاكروس������كوپي )العيان������ي( املنظور؛ وكيف (NEMS) تعمل اآلالت على املستوى النانويغ������ري( (MEMS)؛ وكيف أو امليك������روي )الصتتضام الپروتين������ات أو مجموعات اجلزيئات البيولوجية لتنتظم في بنى أكبر، وهي عملية

جوهرية في سياق عمل جميع اخلاليا احلية. وبإمكان امليكروسكوپية الرباعية األبعاد كذلك ة للبن ى النانوية )التي ي أن تظهر املنظومات الذرالنانوية اجلديدة(، امل������واد د خصائص تدورمبا تقتفي حركة اإللكترونات الطوافة ضمن الذرات واجلزيئات على املقياس الزمني من رتبة آتوثانيـــة attoseconds )جزء من بليون

24(2011) 2/1

بلي������ون، أي 18-10، من الثاني������ة(. وإلى جانب م الكبير احلاصل في العلوم األساسية، التقددة، ومن فإن التطبيقات املمكنة واسعة ومتعدضمنها تصميم آالت نانوية واستنباط أنواع

جديدة من األدوية.

قطط وذرات في حالة حركة)�(مع أن امليكروس������كوپية الرباعية األبعاد هي م������ن أحدث التقنيات الت������ي تعتمد على مة في مجال دة ومفاهي������م متقد ليزرات معقالفيزياء الكمومية، ف������إن كثيرا من مبادئها ميكن فهمه عن ط��ري��ق ت مثل األسلوب الذي اتبع������ه العلماء في تطوي������ر تقنية التصوير stop-motion الفوتوغرافي بإيقاف احلركةphotography منذ أكثر من قرن مضى. وهنا

يذك������ر على وجه اخلص������وص البحث الذي مه <J-É. ماريه> ]األستاذ في كلية فرنسا قدCollège de France[ في عقد التسعينات من

القرن التاسع عشر، عندما درس احلركات السريعة باستعمال قرص دوار ذي شقوق طولية وضعه بن الش������يء املتحرك واللوحة الفوتوغرافي������ة أو الش������ريط الفوتوغراف������ي، فتولد من ذلك سلس������لة من مقاطع التعرض للضوء تش������به ما يجري في تصوير األفالم

السينمائية احلديثة.وم������ن بن الدراس������ات األخ������رى ما قام به <ماريه> من اس������تقصاء مل������ا يحدث لقطة تس������قط من عل، وكيف أنها تعتدل في أثناء سقوطها من تلقاء نفسها، بحيث تهبط على ي - بالغريزة أطرافه������ا. أنى للقطة أن ت������ؤد- هذه احلرك������ة البهلواني������ة البارعة وليس لديه������ا ما تعتمد عليه س������وى اله������واء، من دون إخ������الل بقوان������ن نيوتن ف������ي احلركة؟ إن عملية الس������ق��وط واضطراب الق�وائ�م لم تس���������تغ�رق إال أق��ل م������ن ثانية واحدة - أي دة من ن العن املجر أسرع بكثير من أن تتمكور اس������تبانة ما حصل بالضبط. ولكن الص

Cats and Atoms in Motion )٭(The Four-Dimensional Electron Microscope )٭�(

)1( عنصورة pixle؛ نحت من عنصر - صورة. )التحرير(

امليكروسكوپ اإللكتروني الرباعي األبعاد)٭٭(]آلية العمل[

نة نانوسكوپية القياس، وذلك بإطالق ل امليكروسكوپ اإللكتروني النموذجي صورا ساكنة لعي يسجنة وتركيزها على مكشـــاف. وباســـتعمال نبضات وحيدة اإللكترون، يولد حزمة إلكترونات خالل العيل مراحـــل زمنية ال تتجاوز في قصرها امليكروســـكوپ اإللكترونـــي الرباعي األبعاد صورا فيلمية متث

الفمتوثوان )15-10 من الثانية(.

ـنـة بنبـضـة تســتثـار العيتوقيت - مثل نبضة ليزرية من رتبة

الفمتوثانية - الستهالل انطالق العملية املطلوبة عند وقت صفري

د متناهي الضبط. محد

تطلق نبضة ليزرية مولدة لإللكترون بالتزامن مع نبضة ر بقدر التوقيت، ولكنها تؤخ

م فيه. متحك

نة نبضة تتوي تخترق العي )T( على إلكترون وحيد عند وقت

غاية في الدقة بعد الوقت صفر.

تقوم عدسات مغنطيسية بـ»تركيز« اإللكترون على جهاز

charge- اقتران الشحناتله coupled device، التي تسج

كعنصورة)pixle )1 وحيدة تنضم إلى الصورة T من الفيلم النانوي.

ب كل صورة من الفيلم النانوي بتكرار هذه العملية آالف املرات بالتأخير الزمني نفسه، ثم ضم جميع تركالعنصورات من اللقطات اإلفرادية. وقد يستعمل الباحثون امليكروسكوپ أيضا بكيفيات أخرى، كاستعمال نبضة

واحدة بإلكترونات عديدة لكل صورة، وذلك تبعا لنوع الفيلم املراد احلصول عليه. على أن طريقة اإللكترون الوحيد ف أقصر املساحات الزمنية في كل صورة. زي على اإلطالق، وتتلق تولد أدق ميز حي

منبع إلكترونات

نبضة مولدة لإللكترونات

نبضة توقيت

نة عي

نبضة وحيدة اإللكترون

عدسة مغنطيسية

جهاز اقتران الشحنات

تأخير زمنيT

تأخير زمنيT + 1

صور من عنصورات إفراديةصور فيلمية

+

+

+

+

+

+

+ ... =

+ ... =

25 (2011) 2/1

الفوتوغرافية اخلاطفة التي التقطها <ماريه> بطريقة إيق���اف احلركة أعطت اجلواب: ذلك مها أن القط������ة في حالة الس������قوط تلوي مقد، مع بسط رها باجتاهن متعاكس������ن ومؤخقوائمه������ا وقبضها. وق������د أدرك الغواصون والراقص������ون ورواد الفض������اء هذه احلركة، بون عل������ى أداء ح������ركات مماثلة فه������م يتدر

تساعدهم على الدوران.واعتم������د نه������ج آخ������ر ف������ي التصوي������ر الستروبوس������كوپي عل������ى إط������الق ومضات ضوئية س������ريعة اللتقاط أحداث تقع ضمن مس������احات زمنية أقصر بكثي������ر مما تتيحه التصوي������ر. آلالت امليكانيكي������ة املغالي������ق ك في فالومض������ات جتعل الش������يء املتح������رالظالم مرئيا حلظيا للطرف الكاشف، كعن الراصد أو اللوحة الفوتوغرافية. وفي أواسط القرن العش������رين كان ل�������<H. إدگرتون> ]من م تقنية املعهد MIT)1([ إس������هام كبير في تقدالستروبوس������كوپي، الفوتوغرافي التصوير وذلك بتطوير أجه������زة إلكترونية قادرة على رة توليد ومض������ات ضوئية موثوق������ة ومتكر

بفواصل زمنية من رتبة امليكروثانية.وجتربة القطة الس������اقطة تتطلب أن تتاح للمغالي������ق أو للومضات الستروبوس������كوپية ������ور الفوتوغرافية ن الص أزمنة قصيرة تكمن إظهار احليوان بوضوح على الرغم من حركته. ولنفترض أن القطة قد اعتدلت بعد نصف ثانية م������ن إطالقها؛ ففي تلك اللحظة تكون ف������ي حالة س������قوط بس������رعة 5 أمتار في الثانية. ومن ثم لو اس������تعملنا ومضات بفواص������ل زمنية مقداره������ا 1 مليثانية، لكنا ������ن إلى أن س������قوط القطة لن يتجاوز مطمئنمسافة 5 مليمترات في غضون كل تعريض زمني، بحيث ال يتشوش جالء صورة القطة إال شيئا يسيرا بسبب حركتها. ولتقسيم هذه احلركات البهلوانية إلى 10 لقطات خاطفة،

ور كل 50 مليثانية. يتعن التقاط الصوإذا ذهبن������ا نرص������د س������لوك جزيء من امل������ادة بدال من س������لوك قطة، فك������م يجب أن

تكون س������رعة ومضاتنا الستروبوسكوپية يا ترى؟ إن كثيرا من تبدالت البنية اجلزيئية أو ك الذرات لبضعة النسيج املادي يقتضي ترأنگســــترومات angstroms )1 أنگستروم = 10-10 متر(. ورس������م مثل هذه احلركة يتطلب

درجة ميز مكاني spatial resolution أقل من ك أنگس������تروم واحد. وملا كانت الذرات تتحرفي الغالب بسرعات تقارب كيلومترا واحدا ل ه������ذه، فإن ف������ي الثانية في ح������االت التبدرصدها يحتاج إلى ومضات ستروبوسكوپية ال يزي������د أمدها على 10 فمتوثانية، مع درجة وضوح definition أعلى من 0.1 أنگستروم. وقد اس������تعمل الباحثون، منذ زمن يعود إلى ثمانينات القرن املاضي، نبضات ليزرية من رتبة الفمتوثانية لتوقيت العمليات الكيميائية ك، ولكن من دون ������ن ذرات تتحر التي تتضمات في الفضاء، علما تصوير مواضع ال������ذربأن الطول املوجي للضوء أكبر مئات املرات من املس������افات بن الذرات في اجلزيئات أو امل������واد ]انظ������ر: »والدة اجلزيئ������ات«، ،

العدد 9 (1992)، ص 60[. accelerated عة وتولد اإللكترونات املسرية املس������توى - كما في electrons ص������ورا ذر

امليكروس������كوپات اإللكتروني������ة - ولكن ذلك يقتصر على احلالة التي تكون فيها األهداف رة بفواصل زمنية ثابتة في مواضعها ومصومن رتبة املليثانية أو أطول، تبعا لس������رعة آلة ية التي ، فإن األفالم الذر التصوير. ومن ث������مسعينا إليها اس������تلزمت درجة ال ميز املكاني مليكروس������كوپ إلكترون������ي، ولك������ن بنبضات إلكترونية من رتبة الفمتوثانية، بغية »إضاءة« األهداف. تدعى جيوب اإللكترونات املضيئة

.probe pulses بر نبضات السوثم������ة مس������ألة أخ������رى تتص������ل بتوقيت احلرك������ة - أي ت���دي����د حلظ������ة بدئه�����ا؛ إذ ال ميكنن������ا احلصول على صور صاحلة ذات ������بر قبل قيم������ة إذا جرى التقاط نبضات السب������دء احلركة أو بعد انتهائه������ا. ففي تصوير

the Massachusetts Institute of Technology )1(

كابول بعرض 50 نانومترا، مصنوع من

أشابة )خليط( alloy من النيكل والتيتانيوم، يهتز عقب استثارته

بنبضة ليزرية. واملربعات الزرقاء تبرز احلركة. ويطلق الفيلم الكامل

)املتاح على املوقع: ScientificAmerican.com/

)aug2010/nanomoviesصورة واحدة كل 10 نانوثوان. وقد يكون

للخصائص الفيزيائية املستخلصة من هذه

االهتزازات تأثير في تصميم األجهزة

النانوميكانيكية.

26(2011) 2/1

أظهرت ميكروســـكوپية رباعية األبعاد، لبلورات نانوية من الگرافيت ال يتجاوز سمك بعضها بضع طبقات ذرية، ثالث طرائق مختلفة للتصوير، وأعطت بيانات ة. واســـتقصت األبحاث كيف استجابت البلورات النانوية عن املادة بـ»لغات« عد

لدى اختراق نبضة ليزرية لها من األعلى.

]دراسة حالة[حجر رشيد)1( نانوسكوپي)٭(

A Nanoscopic Rosetta Stone )�()Rosetta Stone )1: حج������ر بازلت������ي أس������ود يعود إلى ع������ام 195 ق.م اكتش������ف مبدينة رشيد املصرية، والكتابات النق������وش وس������اعدت الهيروغليفية املصرية عليه كال من <ش������امپوليون> و<توماس يونگ> عل������ى ح������ل رم������وز الهيروغليفية املصرية، وه������و محفوظ اليوم في

املتحف البريطاني.spectrometer )2(

أظهرت األشكال االنعراجية حركة كل من الطبقات

ية للبلورة عند دفعها الذرمعا ثم ارتدادها في غضون

الپيكوثواني التي تلت اصطدام الليزر في الوقت صفر، وتذبذبها

بعد ذلك نحو األعلى واألسفل ملئات الپيكوثوان.

رصدت صور البلورة النانوية هذه الذبذبات وهي

تظهر في مواضع عدة. وعلى مدى عشرات امليكروثوان

لت حركة البلورة - التي توكانت في البداية حركة عشوائية

مضطربة )أشير إليها هنا بسهام( - إلى حركة إيقاعية

متناسقة لكامل البلورة .

أشارت قياسات الطاقة املفقودة بفعل تصادم إلكترونات التصوير

وإلكترونات الگرافيت كيف أصبحت روابط الكربون في املادة أشبه بروابط

األملاس في أثناء انضغاط الطبقات، وأشبه بروابط الگرافني )وهي طبقة معزولة من ذرات الكربون( في أثناء

طها. متط

تظهر صور الفيلم بلورة الگرافيت النانوية وهي تهتز اهتزاز الطبل، بعد

قرعها بنبضة ليزرية. وتبدي ور مساحة بعرض 24 الص

ميكرونا، بفواصل زمنية تبلغ 250 نانوثانية )أي عند كل خامس صورة من الفيلم(.

ويشار إلى أن االلتواء الدقيق الدائم للسطح الگرافيتي يولد

اخلطوط الشريطية الدكناء، ج السطح. التي تتحرك لدى متو

عات حمراء وقد أضيفت مربإلرشاد العني. ميكن االطالع على الفيلم كامال في املوقع: ScientificAmerican.com/

aug2010/nanomovies

نبضة ليزرية

احلالة اإلجماليةصورة

نبضة إلكترونية

10.0 پيكوثوان 0.5 پيكوثانية

سطح البلورة

إلكترون التصوير

گرافني

تصادم مع إلكترون الربط

مطياف )مقياس الطيف()2(يسبر طاقة اإللكترون

الزمن 0

ذرة كربون

بلورة گرافيت نانوية

A

A

B

B

27 (2011) 2/1

التصوير الفائق السرعة للذرات واجلزيئات، يجب تديد شكل اإلطالق بدرجة ميز تصل تها إلى ما دون األنگستروم، وكذلك يتعن دقأن يكون الضبط النس������بي للتوقيت ونبضات ق السبر بالغ الدقة من رتبة الفمتوثانية. ويتحقضبط نبضات الس������بر بالنسبة إلى التوقيت ع������ن طريق إطالق أي من هذه النبضات على مس������ار يكون طوله قابال للتعديل. ففي حالة نبضة تنتقل بس������رعة الض������وء، يكون ضبط طول املس������ار إلى درجة ميك������رون واحد من الدق������ة مقابال لضبط التوقيت النس������بي إلى

درجة 3.3 فمتوثانية من الدقة.وكان علين������ا أن نذل������ل صعوب������ة أخرى ن من صنع كبيرة وأساس������ية قب������ل أن نتمكأف������الم باإللكترون������ات. فاإللكترونات، خالفا للفوتونات، جس������يمات مش������حونة ومتنافرة، إذا حش������د ع������دد كبير منها ف������ي نبضة كان من ش������أن ذلك أن يفس������د ال ميزين: الزماني ������ت واملكان������ي، ألن تناف������ر اإللكترون������ات يفتن النبضة. وفي ثمانينات القرن العشرين تك<O. بوستاجنوگلو> ]من جامعة برلن التقنية[

فعال من اس������تنباط صور باستعمال نبضات تمل عددا من اإللكترونات ال يتجاوز ال�100 ملي������ون، ولكن ال ميز لم يك������ن أدق من درجة ق نانوثوان وميكرونـــات microns )ولكنه حق������نا ملحوظا ليبلغ مستوى ما فيما بعد تسدون امليكرون، وذل������ك على أيدي باحثن من

مختبر لورانس ليڤرمور الوطني(.وقد انبريت وأعضاء فريقي من الباحثن للتعامل مع ه������ذه الصعوبة عن طريق تطوير single- تقني������ة التصوير بإلكتـــرون وحيـــدelectron imaging، تأسيس������ا عل������ى أعم������ال

أجنزناها سابقا تتعلق بانعراج اإللكترونات الفائقة الس������رعة؛ إذ تتوي كل نبضة سبر ر »بقعة على إلكترون وحيد، ومن ثم فهي توفضوء دقيقة« واحدة ال غير في الفيلم النهائي. ومن ثم جتتمع البقع الضوئية لتؤلف صورة للش������يء ذات معنى، وذلك بفض������ل التوقيت الدقيق لكل نبض������ة، وبفضل خاصية أخرى

القطة، يبدأ التس������جيل حلظة تريرها. وفي ultrafast حاالت التســـجيل الفائق السرعةrecording، تتول������ى نبض������ة اس������تهاللية من

رتبة الفمتوثانية )تس������مى نبضـــة التوقيت clocking pulse( إط������الق امل������ادة أو العملي������ة

املراد دراستها. synchronization على أن مسألة التزامنم ف������ي عمليتي تبق������ى ماثلة حت������ى مع التحك������بر والتوقيت. وهنا ينتفي وجه التشابه السب������ن التجربة الفائق������ة الس������رعة النموذجية وجتربة القطة. وقد كان بإمكان <ماريه> إتام جتربته بإسقاط قطة واحدة مرة واحدة، فيما لو س������ارت األمور وفق اخلطة املرسومة؛ فال ضير في أن تبدأ سلس������لة التعريض الزمني بع������د 5 أو 10 أو 17 مليثانية مثال من إطالق ة. ومع ذلك، فقد تتمكن امليكروس������كوپية الهرالفائقة الس������رعة من سبر مالين الذرات أو اجلزيئ������ات لكل نبضة توقيت، أو رمبا تراكم ر ص������ورا بتكرار التجربة آالف املرات. تصول������و أن <ماريه> اقتصر على التقاط ش������ريط عم������ودي ضيق وحيد من حقل الرؤية مع كل عملية س������قوط للهرة، لترتب عليه - كي يبني السلسلة الكاملة من اللقطات اخلاطفة حلادثة الس������قوط - تكرار التجربة م������رات ومرات، والتس������جيل على امت������داد ش������ريط عمودي مختل������ف قليال ف������ي كل م������رة. ولكي جتتمع الش������رائط املختلفة على نحو منطقي وتؤلف صورة تامة ذات معنى، كان <ماريه> بحاجة إلى تهيئة القطة التخاذ وضع البدء ذاته عند كل س������قوط، ثم إجراء مواءمة تزامنية دقيقة بن ترير القط������ة وفتح املغالي������ق بالطريقة نفس������ها في كل مرة. )قد تتوقف هذه التقنية رد كل على حركة القطة بأس������لوب واحد مطمرة. ويساورني شك في أن تكون اجلزيئات

أكثر وثوقية من القطط في هذا املساق.(وال بد من أن تك������ون أوضاع البدء بالغة ة بالنسبة إلى حجم القطة، كما يجب أن الدقتكون املواءمة التزامني������ة دقيقة، وأقصر من الزمن الالزم للمغالي������ق. وباملقابل، في حالة

بإدماجنا البعد ل الرابع، نحو

ور الساكنة إلى الصأفالم نحتاج إليها

في رصد سلوك املادة - من الذرات

إلى اخلاليا - وهي ف لنا مبرور تتكش

الزمن.

28(2011) 2/1

تعرف بتماس������ك النبضة. وهناك إجناز باهر مش������ابه يعرض أحيانا باعتباره من الغرائب املميزة مليكاني������ك الكم: إذ تنتقل اإللكترونات ن، مبرور إلكت������رون واحد في كل عبر ش������قمرة، وتنش������أ عن ذلك بقعة دقيقة في موضع detection د على شاشـــة كشـــف غير مح������دscreen. وم������ن ثم جتتمع البق������ع كلها لتؤلف

أشكاال منطية من الضوء والعتمة، تتميز بها املوجات املتداخلة.

وكان التصوي������ر بإلكت������رون وحيد ميثل أساس امليكروسكوپية اإللكترونية الفائقة الســـرعة (UEM))2( والرباعية األبعاد (D-4)؛ فق������د بات بإمكاننا صن������ع أفالم من جزيئات ، استجابة ألحوال مختلفة، كاستجابة ومواد

يها في الهواء. القطط املذعورة بتلو

حل غوامض املادة النانوية)٭(وكان م������ن األه������داف األولى ملس������عانا »الرصاصي������ة« امل������ادة وه������و الگرافي������ت، املوجودة ف������ي أقالم الرص������اص املتعارفة. graphite وقد وق������ع اختيارنا على الگرافيتألنه م������ادة غير اعتيادية، ول������ه تطبيقات في بيئات قاس������ية كلبـــوب)3( املفاعالت النووية، وكذل������ك ألن له صنوان������ا تاثله في تيزها. إن الگرافي������ت يتألف من ذرات كربون تنتظم في ش������كل سداس������ي من صفائ������ح تاكي الش������بك الس������لكي املس������تعمل ف������ي صنع الصفائح وتتماسك واألس������وجة. األقفاص متكدس������ة بواس������طة روابط ضعيفة نسبيا. وتعتم������د الكتابة بقلم الرص������اص املعروف على انفصال قطع م������ن الگرافيت وانتقالها ه القلم إلى الورق، بحيث يش������تمل م������ا يخطعل������ى مقادير ضئيلة جدا من أقس������ى مادة عرفها العلم وهي الگرافني graphene، الذي يتألف من صفائح إفرادية معزولة من ذرات الكرب������ون. ويعكف الباحثون على دراس������ة ة ونش������اط، مل������ا لها من م������ادة الگرافن بهمتطبيقات مختلفة في مج������ال اإللكترونيات. يض������اف إلى ذلك، أن الگرافيت اللن إذا ما

أخضع لضغط ش������ديد، انتظم������ت ذراته من ن األملاس، وهو من أش������د املواد جديد لتكو

املعروفة صالبة على اإلطالق.ولدراسة استجابة الگرافيت للصدمات امليكانيكي������ة، أخذنا بلورات نانوية من املادة - بعضها ال يتعدى س������مكه النانومترات، أو بض������ع صفائح من ال������ذرات - وطرقناها زة من رتبة الفمتوثانية، بنبضات ليزرية مركت عمل نبضات التوقيت للميكروسكوپ أداإللكتروني الذي اس������تعملناه. ولوحظ أن كل نبضة ليزرية قد دفعت طبقات الذرات الگرافيتية - حلظي������ا - لتصبح متراصة بعضه������ا إلى بعض، محدث������ة فيها تذبذبا نحو األعلى واألس������فل ]انظ������ر اإلطار في الصفح������ة 26[. وأرس������ل ميكروس������كوپنا إلكتروناته خالل هذه الطبقات الگرافيتية ور: املتذبذب������ة ليول������د نوع������ن م������ن الص real-space احلقيقــــي ــــز باحلي صــــورة image )تش������به كثيرا صورة فوتوغرافية

للس������طح الگرافيتي(، أو شكال انعراجيا ������ل مصفوفة منتظمة م������ن النقط تعطي ميثتش������كيلتها الدقيقة معلوم������ات عن ترتيب الذرات وفواصلها في الشبكية الگرافيتية. نا، بوجه خاص، من تتبع الطبقات وقد تكاملتذبذبة نحو األعلى واألس������فل عن طريق ح������ركات النقط في الش������كل االنعراجي، دات الذبذبات كانت تقع ووجدنا أن ت������ردما بن 10 و100 گيگاهرتز )أي 1010 - 1011 دورة في الثانية(، علما بأنه لم يس������بق أن رصدت جتربة تصوير س������ابقة ترجيعات

ف مع الزمن. د كهذه، تتكش عالية التردواستنادا إلى القياسات التي أجريناها دنا درجة مرونة الگرافيت العمودي على حدس������طوح الذرات - أي آلية اس������تجابة املادة ة في ذلك االجتاه. للقوى الضاغطة أو املاطر أن بلورة الگرافيت ركام من األلواح تصو

)�( Deciphering Nanomatter أو: استكناه املادة النانوية.)vesicles )1 أو كيسات.

ultrafast electron microscopy )2()3( جمع لب. )التحرير(

أثمرت هذه التقنية صورا ألغشية خاليا بكتيرية

وحويصالت)1( پروتينية بدرجة

ميز من رتبة الفمتوثانية والنانومتر.

29 (2011) 2/1

لبة املترابط������ة بنوابض، وأن املعدني������ة الصالنبض������ة الليزرية مطرق������ة ضخمة تضرب الل������وح األعل������ى. وق������د قمنا أيض������ا بقياس

خصائص النوابض.إن القي������اس على الل������وح املعدني قياس منطقي ما دامت »آل������ة التصوير« مضبوطة على وضعي������ة القرب )التكبي������ر(؛ فإذا هي »ابتع������دت« )مجازا( بدت بل������ورة الگرافيت الدقيقة بدرج������ة أوضح، وباتت املطرقة اآلن تضرب ناحية واحدة من س������طح الصفيحة املعدني������ة، وص������ار واضح������ا أن الصفائح تتع������رض لالنثناء. ويالح������ظ أن االنضغاط ط ينتشران اعتبارا من نقطة الصدم والتمط

على شكل موجات.وإذا ابتعدن������ا بآلة التصوي������ر أكثر فأكثر ور على نحو أبط������أ، ظهر لنا والتقطن������ا الصنوع آخر م������ن احلركة، فنعاين اآلن كيف أن النبضة الليزرية تمل كامل البلورة النانوية الدقة على التذبذب )االهتزاز(، كالطبل ينقر باملقرع������ة. وق������د الحظنا أن حرك������ة البلورة، في غضون امليكروث������وان القليلة األولى التي تل������ت نقر النبضة الليزري������ة، كانت مضطربة ت مع مرور ش������ة، ولكن البلورة استقر ومشو

الوقت منتظمة في ذبذبة ترجيعية إيقاعية.ية املادية، املس������ؤولة عن وتكم������ن اخلاصد الترجي������ع )الطن������ن( في هذه إطالق ت������ردالذبذبات، في مرونة سطوح الگرافيت - أي في مدى اس������تجابتها للتمطط أو االنضغاط لنا أن الگرافيت في السطح املستوي. وتبنأكثر مقاومة لتغيير ش������كله في سطوح ذرات الكربون، منه مقاومة لفص������ل )مباعدة( تلك الس������طوح أو دمجه������ا )مقاربته������ا(. وميكن تفسير النتائج باعتبار أن الروابط الكيميائية التي تصل ما بن ذرات الكربون في كل طبقة سداسية أمنت بكثير من الروابط التي تصل

السطوح املتجاورة بعضها ببعض.وم������ع أن الدراس������ات التي جت������رى على عينات كبيرة من الگرافيت تفضي إلى بيانات مشابهة فيما يتصل مبرونته، فإن املعلومات

الت������ي حصلنا عليه������ا تدلنا عل������ى أكثر من ذلك بكثير؛ إنها ت ثير نوعن من التس������اؤالت املهمة، التي هي األس������اس إلدراكنا س������لوك املادة على املس������توى النانوي: فأوال، عند أي ل توصي������ف مادة فيما مس������توى للطول يتعطيتعلق بخصائص له������ا كاملرونة؟ وثانيا، هل نس������تطيع أن نستقرئ من اس������تجابة عاملي ية ما الط������ول والزمن عن������د املس������تويات الذرنعيد ب������ه توليد اخلصائص امليكروس������كوپية املعروفة ملادة ما؟ أما فيما يتصل بالگرافيت، فق������د وجدنا أن عينات من������ه، حتى وإن كانت نانوس������كوپية الدقة )ال يتجاوز سمكها بضع ية(، تستجيب - عش������رات من الطبقات الذروهذا مدهش - بطريقة مماثلة للمادة الكبيرة احلجم. فهل يصح ه������ذا التوصيف بالقرب

من حد الگرافن؟هذا وقد اعتمدت أف������الم الگرافيت التي ذكرته������ا حت������ى اآلن جميعها عل������ى تصادم ������بر والعينة التي ال تفقد فيها إلكترونات الساإللكترونات ش������يئا من الطاقة - مبا يش������به ك������رات مطاطية ترتد من على س������طح صلب. ومع ذلك، فقد يفقد إلكترون السبر شيئا من الطاقة عن طريق اس������تثارة إلكترون في ذرة كربون. وتتوقف كمي������ة الطاقة املفقودة على ة. نوع الرابطة التي يدخل فيها إلكترون الذروباإلمكان قياس ه������ذه املفقودات من الطاقة باس������تعمال تقنية تقليدية قدمي������ة جدا تدعى electron طيفيـــات فقدان طاقة اإللكترونات������ر أطي��اف energy loss spectroscopy، إذ توف

ل������ة معلوم�ات ع������ن الترابط الطاق������ة املتحصbonding في مادة م������ا والعناصر الكيميائية

التي تؤلفها. وباس������تعمال ه������ذه الطريقة مع السرعة، الفائق اإللكتروني امليكروس������كوپ أظهرن������ا أن التراب������ط ضم������ن الگرافيت قد انزاح في طور االنضغاط باجتاه نوع الرابط املميز لألملاس، في حن انزاح ترابط الذرات ������ط باجتاه الرابط الس������طحية في طور التمط������ز للگرافن. ويجدر الق������ول إن طيفيات املميفقدان طاق������ة اإللكترون������ات التقليدية طريقة

جرى تصوير بكتيرة اإلشريكية القولونية Escherichia coli في سياق

ة ميكروسكوپية إلكترونية مستحثبالفوتون وذات حقل كهرمغنطيسي قريب. ولدت نبضة ليزرية من رتبة

الفمتوثانية حقال كهرمغنطيسيا متالشيا في غشاء اخللية عند الزمن

صفر. باالقتصار على جمع إلكترونات التصوير التي اكتسبت طاقة من هذا

زيا احلقل، تعطي هذه التقنية ميزا حيشديد التباين للغشاء )الصورة العليا(.

والرسم الكفافي باأللوان الزائفة لة. وبإمكان هذه ة املسج د ل الش ميث

ف الوقائع التي تدث على الطريقة تلقمقاييس زمنية قصيرة جدا، كما يدل لف امللحوظ في احلقل بعد مرور الت200 فمتوثانية )الصورة الوسطى(. يتالشى املجال بعد 2000 فمتوثانية

)الصورة السفلى(.

الزمن 0

200 فمتوثانية

2000 فمتوثانية

30(2011) 2/1

بطيئة جدا في رصد هذه التغيرات.

من الكوابيل إلى اخلاليا)٭٭(أمت فريقنا البحثي ميكروسكوپية رباعية األبع������اد على عدد م������ن امل������واد إضافة إلى الگرافيت. فعل������ى صعيد احلدي������د، صنعنا ل البنية ������ع ظاهرة تو صورا انعراجية لتتببة اجلسمية البلورية مما يسمى البنية املكعالتمركـــز)body-centered cubic )1 إل������ى البنية face-centered )2(بة الوجهية التمركـــز املكعcubic، وه������ي عملي������ة تدث ف������ي تطبيقات

صناعي������ة كثيرة عند درجات ح������رارة عالية، ومن ضمنها إنتاج الفوالذ. وقد عاينا بالفعل ت������ن عندما قمنا بتس������خن ت������ن دينامي عملياحلديد اعتبارا من درجة حرارة الغرفة إلى نح������و 1500 كلڤ������ن في غض������ون نانوثانية أو ور الوجهي نحو ذلك، فالحظنا أوال بقعا للطل في مواضع معينة من التمركز بدأت بالتشك

البلورة ببطء نس������بي - على مقياس زمن من رتبة النانوثانية - بفعل احلركات الالمترابطة لذرات احلديد. وثانيا، تنامت هذه املناطق من الطور اجلديد بس������رعة الصوت، وهذا يعني أن العملية لم تس������تغرق أكثر من پـيكوثوان picoseconds )1 پ�يكوثانية = 12-10 من الثانية(

ل الس������تيعاب احلديد احلار. إن عملية التحوالسريعة االنتشار هذه تتضمن إزاحة عدد كبير م������ن الذرات بطريقة متناس������قة، وهذا نوع غريب الف������ت من »ظه������ور« تغير كبير في البلورة بفعل احلركات النانوس��������كوپية الضمنية الت������ي ال تصى عددا. ولعل فهم ه������ذه الظاه������رة يقود إلى تس������ن طرائق

Watching Biology’s Clockwork )�(From Cantilevers to Cells )��(

ع با، وتتوز ن اخللية النموذجي������ة فيها مكع )1( بني������ة بلورية تكوفيها الذرات في مركز اخللية البلورية ورؤوسها.

با، وتكون ن اخللي������ة النموذجية فيه������ا مكع )2( ش������بكة تكوالنقاط الشبكية في مركز كل وجه من أوجه املكعب إضافة إلى رؤوسه. )التحرير(

]استشراف املستقبل[رصد آلية انضباط الساعة البيولوجية)٭(

يزمع الباحثون إجراء ميكروسكوپية رباعية األبعاد لرصد العمليات احليوية من مثل انثناء الپروتينات، وذلك باستعمال نة الپروتني. وفي مقابل كل تقنية تدعى التصوير القري cryoimaging. وسيستعمل جليد زجاجي )غير بلوري( الحتواء عيل بة انفتاح )انتشار( الپروتني في املاء الدافئ. وسيسج نة، مسب لقطة من الفيلم تصهر نبضة ليزرية اجلليد احمليط بالعيد املاء واجنماده ثانية. وميكن تثبيت الپروتني بالطبقة التحتية الفيلم عملية انثناء )انكماش( الپروتني من جديد قبل تبر

إلبقائه في املوضع نفسه عند كل لقطة.

تنصهر منطقة صغيرة من اجلليد

د ال ماء من جديد يتجمإلى جليد زجاج

پروتني منكمش معالج في د بسرعة جليد زجاجي مجم

الپروتني ينتشر )ينفتح(

الپروتني ينثن ي )ينكمش( من جديد

نبضة ليزرية

جليد زجاجي

31 (2011) 2/1

التتمة في الصفحة 49

التعامل مع احلديد والفوالذ )وغيرهما من املواد( في العمليات الصناعية.

وم������ن التطبيقات التي ه������ي أكثر فاعلية امليكروس������كوپيات ملبح������ث أث������را وأبع������د اإللكتروني������ة الفائق������ة الس������رعة والرباعي������ة األبعاد (D UEM-4) معاينة منظومات نانوية وميكروية في حالة عملها وبالزمن احلقيقي. فعلى س������بيل املثال، قمنا بتصوير الذبذبات دي������ة الترجيعية لكوابيل نانوس������كوپية، التردوهو حدث لم يس������بق إلى تقيق������ه من قبل د كه������ذه. وانطالقا من حلركات عالية الترددنا نطاقا من النتائج التي حصلنا عليها حدف اخلصائص املادية للكوابيل الكميات يوصوحركته������ا، والحظنا أن أداءها كان مترابطا ومنس������جما في عدد من الذبذبات قارب 1011 ذبذب������ة. وبإم������كان الباحثن اس������تعمال هذه البيان������ات الختب������ار النم������اذج النظرية التي ه تصميم منظومات ميكروكهرميكانيكية توجونانوكهرميكانيكي������ة، وهذه بدورها قد تقود إلى أنواع جديدة من تلك التجهيزات أو إلى

استعماالت جديدة لها.ومن ثم، فإن لتقني������ة التصوير الرباعي األبعاد مع امليكروسكوپية اإللكترونية الفائقة الس������رعة تطبيقات بيولوجي������ة مهمة كذلك. ولكي يتمثل الباحثون آلية عمل اجلسم تثال كامال، فال بد لهم من معرفة بنى الپروتينات املختلفة وغيرها من التكوينات اخللوية ذات الصلة، إضافة إل������ى خصائصها الدينامية ف - - كي������ف ينثني الپروت������ن، وكيف يتعرانتقائيا - اجلزيئات األخرى، وما هو الدور يه امل������اء احمليط به، وهل������م جرا. ال������ذي يؤدومعلوم أن بعض الوظائف البيولوجية تقوم عل������ى مراحل فائقة الس������رعة؛ فمثال تعتمد آلية الرؤية عند اإلنس������ان، وعملية التركيب الضوئ������ي في النباتات، عل������ى فوتونات من الضوء تتسبب في إطالق عمليات تستغرق زمنا من رتبة الفمتوثانية. ومع أن كثيرا من ي وظائفه������ا، أو تقصر عن الپروتينات تؤدأداء وظائفها، وفقا ملقاييس زمنية أطول من

الفمتوثوان بكثير، فإن من ش������أن احلركات د - في غضون الذرية واجلزيئية أن ت������دالفمتوثوان األول������ى - مآل هذه اجلزيئات املاكرويـة)1( املنظ������ورة: هل تنثني جيدا في ل إلى بنية صاحلة، أم آخر املطاف لتتح������و

إلى بنية قد تسبب مرض ألزهامير مثال؟وإحدى الدراسات في موضوع انثناء ر نوع التقني������ات الالزمة الپروتن تص������ووالنتائ������ج احملتملة. وقد اس������تقصيت مع زمالئ������ي ف������ي فري������ق العمل البح������ث في حس������اب زمن انثن������اء قطع������ة قصيرة من ������ة واحدة من لولب أو الپروتن مبقدار لفمنحن حلزوني helix، وذلك بتسخن املاء الذي غمر فيه الپروتن - وهو ما يس������مى بالقفزة الفائقة السرعة لدرجة احلرارة ultrafast temperature jump. )ت�دث ه���ذه

املنحني��ات اللولبي��������ة في پروتين��ات كثي��رة ال حصر لها.( وخلصنا إلى أن اللولبيات نت بس������رعة أكبر ألف القصيرة ق������د تكوم������رة أو يزيد مما كان يعتق������د الباحثون؛ فقد ظهرت مبئ������ات الپيكوثوان وعدد قليل من النانوث������وان، ال بامليكروثوان كما كان االعتقاد س������ائدا. إن العلم بإمكان حدوث مثل هذا االنثناء السريع رمبا يفضي إلى فهم جديد للعمليات الكيميائية - احليوية التي تشمل أيضا تلك العمليات التي تدخل

في مساق األمراض.وغالب������ا ما يعتمد التصوي������ر البيولوجي، باستعمال تقانتنا الفائقة السرعة والرباعية األبع���اد، عل������ى تق����ان���ة راس������خة ورصين���ة تسمى مبحث امليكروسكوپيات اإللكترونية .cryoelectron microscopy ـــة)2( ي القرومبقتض������ى هذه التقنية تغمس عينة موجودة ب اإليثان في املاء غمس������ا س������ريعا في مركالس������ائل )الذي يغلي عن����������د ال���درجة - 89 ال إل������ى م���ادة د امل������اء متحو مئوي������ة(، فيتجمصلب���������ة زجاجي���ة املظه���ر ال تس������بب انعراج

macromolecules )1()2( دراس������ة الظواهر اإللكترونية امليكروس������كوپية عند درجات حرارة منخفضة جدا. )التحرير(

نال جائزة نوبل في الكيمياء عام 1999 لدراساته في مبحث حاالت

انتقال التفاعالت الكيميائية باستعمال التحليل الطيفي بزمن من رتبة

الفمتوثانية. يعمل في معهد كاليفورنيا للتقانة أستاذا للكيمياء ومديرا ملركز

البيولوجيا الفيزيائية وأستاذا للفيزياء عضوا في فيه. وفي عام 2009 عن

املجلس االستشاري الرئاسي لشؤون العلم والتقانة، وأول مبعوث علمي إلى

الشرق األوسط.

<أحمد زويل>

املؤلف

32

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

استطالع حصري للرأيبالعلم نثق)٭(

دراسة استطالعية للقراء عن طريق الوب توحي أن اجلمهوراملثقف علميا مازال يثق مبا يقوله علماؤه مع بعض التحذيرات املهمة.

مر العلماء بس������نة قاس������ية. وقد صورت الرس������ائل اإللكترونية ي بة من «climategate“ الباحثني على أنهم عيابون)1(. فتفش املتس������راإلنفلون������زا HINI غير احل������ادة أدى إلى اتهام مس������ؤولي األجهزة Big Pharma الصحية بأنهم بالغوا في خطرها بغية مساعدة شركةعل������ى بي������ع املزيد من أدويتها. وقد اكتش������ف الباحث������ون في جامعة هارڤرد نقاط ضعف مذهلة في بيانات أحد كبار أس������اتذة اجلامعة. وملا كانت نتائج األبحاث العلمي������ة تغالي أحيانا في ادعاءاتها حول حدوث تغيرات جذرية في الطق������س والطاقة والصحة والتقانة، فمن األهمية مبكان أن نتس������اءل: إلى أي مدى زعزعت األحداث القريبة

العهد إميان الناس بالعلم؟ وهل ما انفك الناس يثقون به؟لإلجابة عن هذين السؤالني اشتركت مجلة ساينتفيك أمريكان

IN SCIENCE WE TRUST )٭(

)censorious )1 يتجنون في نقدهم.

40%

17%

21%

26%

45%

45%

35%

65%

15% 8% 20%

25%

30%

18%

23%

31%

23%

81%

2%6%

31%

67%

17%

51%

3%

3%

14%

60%

3%

61%

3%

22%

78%

2%

17%

82%

14%

82%

2%

16%

1%

13%

82%

4%

20%

73%

5%

82%

1%

REPORT C.E.O.

4.34.08

4.03.97

3.913.74

3.673.66

3.533.44

3.423.39

3.333.21

3.19

89%

72%

47%

إلى أي مدى يثق الناس مبا يقوله العلماء؟

من الذي توليه منوذجيا ثقتك بأنه يزودك مبعلومات دقيقة عن مواضيع مهمة تتعلق باملجتمع؟

ما هي درجة ثقتك مبا يقوله العلماء في املواضيع اآلتية؟

طلبنا إلى املجيبني أن يسجلوا درجة ثقتهم باملجموعات املختلفة من الناس، بدءا من الدرجة 1 )ال أثق إطالقا( وصوال إلى الدرجة 5 )أثق بقوة(. وكانت النتيجة أن جاء العلماء على رأس قائمة املوثوق بهم. وعندما طلبنا إليهم ذكر املواضيع التي يثق الناس مبا يقوله العلماء العاملون فيها، تبني أن ثالثة مواضيع )من املفاجىء

أنها تضمنت موضوع النشوء والتطور evolution( حصلت على أصوات جتاوز عددها عدد أصوات الواثقني بجميع املواضيع العلمية األخرى مجتمعة.

مع املجلة العلمية نيتش������ر )الطبيعة( Nature في اس������تطالع آراء الق������راء عل����ى اخل����ط online. وقد أجاب عن األس������ئلة التي وردت في االس������تطالع 000 21 ش������خص عن طريق مواقع مجلتي نيتشر وساينتفيك أمريكان وطبعاتهما الدولية على الوب. وكما هو متوقع، كان املجيبون عن أس������ئلة االستطالع متعاونني ومثقفني علميا - إذ إن 19 في املئة منهم يحملون الدكتوراه. ولكن مواقفهم كانت واسعة التنوع ف������ي مواضيع معينة - الطقس، التط������ور، التقانة - وكانت هناك عالقة بني األجوبة وكون املس������تطلع رأي������ه يقيم في الواليات

املتحدة أو أوروبا أو آسيا.

سلطات دينية1.55 درجة

شخصيات رسمية منتخبة

1.76 درجة

شركات1.78 درجة

صحفيون2.57 درجة

مجموعات مواطنني عاديني

2.69 درجة

منظمات غير حكومية

3.09 درجة

أصدقاء أو أفراد العائلة

3.09 درجة

علماء3.98 درجة

ال أعرف (3.0)

النشوء والتطورالطاقة املتجددة

أصل الكوناخلاليا اجلذعية

مسببات السرطانعالجات السرطان

الطاقة النوويةالتغير املناخي

مسببات التوحد )الذاتوية(سالمة الغذاء

الڤيتامينات ومكمالتهاالغالل املعدلة جينيا

املبيدات احلشريةأدوية االكتئاب

أوبئة اإلنفلونزا

أثق بأقوالهم (4.0) أثق بقوة بأقوالهم (5.0)

33 (2011) 2/1

40%

17%

21%

26%

45%

45%

35%

65%

15% 8% 20%

25%

30%

18%

23%

31%

23%

81%

2%6%

31%

67%

17%

51%

3%

3%

14%

60%

3%

61%

3%

22%

78%

2%

17%

82%

14%

82%

2%

16%

1%

13%

82%

4%

20%

73%

5%

82%

1%

REPORT C.E.O.

4.34.08

4.03.97

3.913.74

3.673.66

3.533.44

3.423.39

3.333.21

3.19

89%

72%

47%

40%

17%

21%

26%

45%

45%

35%

65%

15% 8% 20%

25%

30%

18%

23%

31%

23%

81%

2%6%

31%

67%

17%

51%

3%

3%

14%

60%

3%

61%

3%

22%

78%

2%

17%

82%

14%

82%

2%

16%

1%

13%

82%

4%

20%

73%

5%

82%

1%

REPORT C.E.O.

4.34.08

4.03.97

3.913.74

3.673.66

3.533.44

3.423.39

3.333.21

3.19

89%

72%

47%

حني يواجه العلم السياسة: قصة ثالث أمم

أنشئوا مختبرات، بدال من أن تصنعوا مدافع

هل يستحق العلم االستثمار فيه؟

ترى، هل يتعني على العلماء االنخراط في السياسة؟ لقد تبني أن أجوبة القراء تختلف باختالف املناطق التي ينتمون إليها. فمثال، يبدو أن األملان - الذين يحمل أرفع سياسييهم مقاما درجة الدكتوراه في الكيمياء الكمومية )الكوانتية( quantum chemistry - يحبذون أن يكون للعلماء دور كبير في السياسة، وذلك خالفا للصينيني. ومع أن معظم قادة

الصني مهندسون، فإن املجيبني منهم عن هذا االستطالع كانوا أقل حماسة بكثير من نظرائهم األملان أو األمريكيني لرؤية علماء ينشطون في احلياة السياسية.

املوافقون، ممن أجابوا عن هذا االستطالع، على العبارات التالية:

إذا كان البد من استمرار متويل العلم، فما هي املجاالت التي ميكن تخفيض اإلنفاق

عليها بدال من تخفيض اإلنفاق على العلم؟

يجب على العلماء التعبير بحرية عما يقوله العلم، ولكن عليهم تفادي الدفاع عنه.يجب على العلماء االبتعاد عن السياسة.العلماء هم أفضل من يعرف ما هو جيد للمجتمع.يتعني على العلماء االهتمام برغبات الناس، حتى ولو ظنوا أن هؤالء على خطأ، أو أنهم ال يفهمون عمل العلماء.

قد ال يوفر االستثمار في العلوم األساسية عائدات مباشرة لالقتصاد، ولكنه يرسي األساس لنمو مستقبلي.

إن االستثمار في العلوم األساسية هو واحد من أفضل األساليب حلفز النمو االقتصادي وتوفير فرص عمل للمواطنني.

ليس من الضروري أن يؤدي العلم إلى منو اقتصادي، ويجب دعمه، عموما، ألسباب أخرى.

وافق أكثر من 70 في املئة من املجيبني عن هذا االستطالع على أنه في األوقات الصعبة، يجب االستمرار بتمويل العلم. وحني سئلوا عما يجب

إيقاف متويله آنذاك، كان أشمل جواب هو اإلنفاق على الدفاع.

ماعيجت

االفاه

الر

شاراالنت

ملي % عا

15فاع

الد%75

بيةلتر

ا%3

املجيبون عن االستطالع الذين وافقوا على القضايا التالية:

اليابان

الصني

إيطاليا

أملانيا

فرنسابريطانيا

إسپانياالبرازيل

الواليات املتحدة

كندا

أستراليا

الواليات املتحدة الصني أملانيا عاملي االنتشار

34(2011) 2/1

الواليات املتحدة مقابل أوروبا

ثمة اختالف حاد في مواقف األوروبيني واألمريكيني من التقانة. فنسب روا عن قلقهم من الطاقة النووية واحملاصيل املجيبني عن االستطالع، الذين عب

املعدلة جينيا، كانت أعلى في أوروبا منها في أمريكا. )وفي هذا التصنيف تضم أوروبا: بلجيكا وفرنسا وأملانيا وإيطاليا وإسپانيا ويستبعد منها

بريطانيا التي تقترب اآلراء فيها بقدر أكبر من آراء األمريكيني(. وفي أوروبا وأمريكا، كلتيهما، يبدو أن التقانة النانوية غير معروفة إلى حد بعيد. وقد عبر األوروبيون أيضا عن عدم ثقتهم مبا يقوله العلماء عن أوبئة اإلنفلونزا ]انظر

اإلطار العلوي في الصفحة املقابلة[.

ما مدى ارتياحك ملا تسمعه عن األخطار املرتبطة بالطاقة النووية؟

ما مدى ارتياحك ملا تسمعه عن األخطار املرتبطة بالتقانة النانوية؟

ما مدى ارتياحك ملا تسمعه عن األخطار املرتبطة باحملاصيل املعدلة جينيا؟

غير مرتاح

غير مرتاح

غير مرتاح

مرتاح إلى حد ما

مرتاح إلى حد ما

مرتاح إلى حد ما

مرتاح جدا

مرتاح جدا

مرتاح جدا

ال أعرف

ال أعرف

الواليات املتحدة

الواليات املتحدة

الواليات املتحدة

أوروبا

أوروبا

أوروبا

66%

5%

27%

11%

33%

48%

23%

27%

26%

33%

18%

24%

56%

10%

36%

34%

28%

13%

53%

27%

مخاوف تقانية

ميكن أن تؤدي التقانة إلى عواقب غير متوقعة. وقد سألنا القراء عن النشاطات التقانية التي يجب

احلد منها - أو يجب، على األقل، مراقبتها عن كثب. وكان من املفاجىء أن عدد املجيبني عن االستطالع واملهتمني باألنشطة النووية، كان أكبر من املهتمني

باحلياة االصطناعية artificial life، أو اخلاليا اجلذعية، أو احملاصيل املعدلة جينيا.

47%

26%

23%

22%

12%

8%

7%

يجب إلغاء الطاقة النووية واالستعاضة عنها مبصادر طاقة نظيفة أخرى

يتعني على احلكومة أن تتصرف اآلن حلماية الناس من nanotechnology األخطار املجهولة للتقانة النانوية

ال أحبذ إجراء أبحاث على الشمپانزيات حتت أي ظرف كان

إن احملاصيل املعدلة جينيا جتعلنا معرضني ألخطار بيئية وصحية غير مقبولة ويجب عدم زرعها.

ال أوافق على إجراء أبحاث على الثدييات الالرئيسات nonprimates أيا كانت الظروف

ال أحبذ إجراء األبحاث اجلنينية مهما تكن الظروف

يجب عدم إجراء مزيد من األبحاث على املتعضيات organisms االصطناعية إلى أن تتأكد سالمتها

2%2%

35 (2011) 2/1

إنكار التغيرات املناخية آخذ باالنخفاض

الواليات املتحدة أوروبا

69%

31%

املجيبون عن االستطالع الذين يثقون مبا يقوله العلماء عن أوبئة اإلنفلونزا.

في 2009/6/11، أعلنت منظمة الصحة العاملية، ي اإلنفلونزا H1N1 بلغ التي مقرها جنيڤ، أن تفش

درجة الوباء، مؤكدة بذلك ما كان قد اكتشفه علماؤها املتخصصون بالڤيروسات، وهو أن ڤيروس

اإلنفلونزاH1N1 انتشر في العالم كله. وقد طلبت احلكومات رصد باليني الدوالرات ثمنا للقاحات

وأدوية مضادة للڤيروسات كي تكون هذه احلكومات مستعدة للتصدي لڤيروس، تبني الحقا أنه غير حاد.

وبعد انقضاء سنة على هذا احلدث، بينت دراستان أوروبيتان أنه كان يطغى على عملية

اتخاذ القرارات في منظمة الصحة العاملية صراع مصالح. ففي عام 2004 أوصت جلنة من منظمة

الصحة العاملية بأن تقوم احلكومات باقتناء مخزون احتياطي من األدوية املضادة للڤيروس

في أوقات تفشي الوباء، واكتشف في وقت الحق أن لعلماء تلك اللجنة صالت بشركات األدوية. وقد رفضت منظمة الصحة العاملية الكشف عن أسماء العلماء املشاركني في جلنة عام 2009،

الذين أوصوا بإعالن تفشي الوباء، وهذا يؤدي

إلى االشتباه بأنه رمبا كانت لهم صلة بصناعة األدوية أيضا.

وقد انخرط في اجلدل عدد كبير من الصحف والقنوات اإلذاعية والتلفزيونية األوروبية �� فمثال

Daily Mail ورد في الطبعة املصغرة جلريدةالبريطانية ما يلي: »الوباء الذي لم يكن له وجود قط:

لقد شجعت شركات األدوية املسؤولني في منظمة الصحة العاملية على املبالغة في التهديد الناجت من انتشار إنفلونزا اخلنازير«؛ أما اجلدل الذي احتدم في الواليات املتحدة فلم يعره الناس اهتماما يذكر.ويبدو أنه كان للصخب الذي حدث في أوروبا

ت����أثير ملحوظ في الرأي العام. وقد عبر زهاء 70 في املئة من الذين أجابوا عن االستطالع في

الواليات املتحدة عن ثقتهم مبا يقوله العلماء عن تفشي أوبئة اإلنفلونزا؛ أما في أوروبا، فلم

تتجاوز نسبة الواثقني 31 في املئة. وقد مثل هذان الرقمان )70% و 31%( أكبر انقسام بني

الواليات املتحدة وأوروبا في أي موضوع أجري له استطالع للرأي في البلدين.

االشتباه باإلنفلونزا

تظهر استطالعات كثيرة للرأي انخفاضا في النسبة املئوية لألمريكيني الذين يعتقدون أن للبشر دورا

في التغيرات املناخية، ولكن استطالعنا يوحي أنهم ليسوا ضمن أقل الناس إنكارا لهذا الدور. )هؤالء

الناس ينتمون إلى فرنسا، اليابان، أستراليا(. بيد أن املواقف من هذا املوضوع قد تكون آخذة باالنزياح إلى الطرف املقابل. ومن بني املجيبني

عن االستطالع، الذين غيروا آراءهم في عام 2009، كانت نسبة من ازداد يقينهم بأن

البشر يغيرون املناخ إلى أولئك الذين قل يقينهم بذلك ثالثة إلى واحد.

ف���ي الس���نة املاضية، هل تبدل���ت آراؤك ب���أي طريقة بشأن التغيرات املناخية؟

ازداد يقيني بأن البشر هم الذين

لم تتغير آرائييغيرون املناخ

ازدادت شكوكي في أن النشاطات البشرية هي التي

تغير املناخ

نسبة الذين يقينهم قوي

إلى أولئك الذين يقينهم ضعيف

أستراليا

العالم الصني

اليابان

بريطانياأملانيا

إيطاليا

إسپانيا

كنداالواليات

املتحدة

البرازيل

فرنسا

14%

40%

46%

2.9

36

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

مدركة)٭( نظرية كل شيء اللاحد ألمد طويل، سعى الـفيـزيائيون جاهدين إلى إيجاد نظـرية تو

جميع نظـريات الفيـزياء بنظـرية واحدة نهائية)1(. ولكـن، رمبا عليهمالتخلي عـن هذا الطموح وأن يرتضوا بتعددية تلك النظـريات.

<S. هوكنگ> - <L. ملودينو>

صحيح أن السمكة الذهبـية تـرى صيغة مـن واقع مختلفة عـن صيغة ما نراه، ولكن هل مبقدورنا التأكد مـن أن صيغتها أقل أصالة؟ جميع ما نعـرفه هو أنـنـا أيضا قد نـقـضي حياتـنـا

هة. قيـن بالعالم اخلارجي عبر عدسات مشو كلها محدفــــــي الفيـزياء، ال يعتبر هذا الســــــؤال ســــــؤاال أكادمييا. في احلقيقة، يجد الفيـزيائيون والكوسمولوجيون أنـفسهم في موقف مماثل ملوقف الســــــمكة الذهبـية. فخالل عقود من الزمن، سعينا جاهدين إلى أن نضع نظـرية نهائية لكل شيء أي مجموعة واحدة

ـر كل كاملة ومتســــــقة مـن القوانيـن األساسية للطبـيعة التي تفسجانب من جوانب الواقع. ولكـن يـبدو اآلن أن هذا الســــــعي رمبا ــــــى مجموعة نظـريات مترابطة ــــــؤدي إلى نظــرية واحدة بل إل ال يفيما بـينها تصف كل منها صيغة واقع خاص بها، كأمنا تـنظـر

إلى الكون مـن خالل حوضها السمكي اخلاص بها.ــــــن ضمنهم بعض ــــــر مـن الناس ومـ قــــــد يصعب على كثيـــــــن تقبل هذا املفهوم؛ إذ يعتقــــــد معظم الناس بوجود العلميـيـواقع موضوعي objective reality وأن حواسنا وعلومنا تـنـقل املعلومات مباشـرة عن العالـم املادي. فالعلم التقليدي مؤسس ــــــم خارجي ذي صفــــــات مـحـددة ــــــى االعتقــــــاد بوجود عال علــــــه. ويطلق على هذا ــــــذي يـالحـظـ ومـســــــتـقلـة عـن الراصد الـ.realism »االعـتـقاد فـي حـقـول الـفلـسـفـة مصطلح »الواقعية

)2( وســــــتينات القـرن املاضي ــــــن يتذكـرون <T. ليـري> والذيـ

The (Elusive) Theory of Everything )�()1( أي وضع نظرية تنص بشــــــكل موحد على قوى الطبيعة األساســــــية األربع. انظر: »دكتور توحيد قوى الطبيعة األساسية«، ، العددان 12/11(2010)، ص 46.

ــــــم نفــــــس أمـريكــــــي، اشــــــتهر بخاصة لدعوته إلى )Timothy Leary )2 (1920 - 1996) عالاستعمال املخدر LSD في بعض املعاجلات النفسية.

Einstein´s gravitation )3()4( انظر: »الكون الذكي«، ، العددان 8/7 (2007)، ص 74: كتابان جديدان يقوالن

إن الوقت قد حان إلسقاط نظرية األوتار.M-theory )5(

قبل بضع سنوات منع مجلس مدينة مونـزا اإليطالية ــــــات املدللة مـن حفظ األســــــماك أصحــــــاب احليوانالذهبـية في األحواض السمكية املقعـرة. ويرد ذلك ــــــراء، إلى أنه مـن ــــــراح هذا اإلجـ وفقــــــا ملقدمي اقـتـالقســــــاوة مبكان حفظ ســــــمكة في حوض من هذه د السمكة مبنظـر األحواض ألن جوانبه املقوسة تزومشــــــوه عـن الواقع. وبغــــــض النظـر عـن أهمية هذا اإلجـراء بالنسبة إلى السمكة املسكينة إال أن القصة تـثيـر سؤاال فلسفيا جديـرا باالهتمام أال وهو: كيف

نعلم أن الواقع الذي ندركه هو حقيقي؟

باختصارميكـــن القول إن أبحاث <ســـتيڤـن هوكنگ> حول الثـقوب السوداء ونشأة الكون تشكـل أكبـر تقدم ملموس حققه الفيـزيائيـــون النظـريـــون نحو العمل علـــى توفيـــق تثاقل آينـشـــــــتايـن)3( مع الفيـزيـــاء الكمومية مـن خلل محاولة

إيجاد نظـرية نهائية لكل شيء.لـــدى الفيـزيائيــني »نظـرية األوتار«

مفـضلـــة ـــحة كمرشا )4(String Theory

عندهـــم ملثـــل تلـــك النظـريـــة. غيــــر أن نظـريـــة األوتـــار تأتـــي بخمـــس صيغ اـــي مخـتلفـــة، وكل واحـــدة منهـــا تـغطـ

مجاال مقصورا على ظواهـر محددة.ولكــــن مــــن ناحيـــة أخــــرى، هنـــاك الـرياضياتيـــة العلقـــات مــــن شـــبكة التي تـربـــط الصيغ املختلفـــة لنظـريات

لة منظومة األوتار بعضها ببعض مشكشـــاملة واحدة تسمى النظـرية M)5(، وقد تكون هذه الشـــبكة هي نفسها النظـرية

النهائية املنـشودة.وفـــي كــتــــاب جـــــديــــــد بعنـــوان The Grand احلـــاســــــــم« »التصــمـيم Design يحـــاول مؤلفـــا هـــذه املقالـــة اكتشـــاف إلـــى الســـعي أن إثبـــات

نظـرية نهائية رمبـــا في واقع احلال لـــن يؤدي على اإلطلق إلى مجموعة وحيـــدة مـن املعادالت. وقـــد جاء في كتابهمـــا أن كل نظـريـــة علمية تـأتي بنمـــوذج للواقــع خـــاص بها، ورمبا ال يكـــون ثمة معنى لإلعراب عما هي احلقيقة فعل. وهذه املقالة مســـتقاة

من هذا الكتاب.

37 (2011) 2/1

يعلمون جيدا أن ثمة إمكانية أخـرى أال وهي أن مفهوم الواقع ميكـن أن يعتمد على عقل مالحظه أو راصده. وتسمى وجهة ــــــر هذه، مــــــع اختالفات دقيقة متـنوعة، مبســــــميات مـثل: النظـالواقعية أو مثالية أو وســـائلية)instrumentalism )1. ووفق تلك املبادئ ينشــــــئ العقل البشـري العالـم الذي نعـرفه مستخدما بيانات حســــــية كمادته اخلام والبنى التـفسيـرية ألدمغـتـنا هي التي تســــــبغ عليه شكلـه. وقد يصعب قبول وجهة النظـر هذه، ــــــن ليس مـن الصعــــــب فهمها. إذ ال توجــــــد طـريقة إلزالة ولكـ

الـراصد )املالحظ( - اإلنسان - مـن إدراكنا للعالـم.إن مسيـرة تقدم علم الفيـزياء صيـرت الدفاع عـن الفلسفة ــــــة أمـرا صعبا. ففي الفيـزياء التـقليدية - فيزياء نيوتن الواقعيــــــا اليومية االعتيادية بدقة إلى حد بعيد - التي تصف خبراتنينسجم تأويل أغلب املفاهيم مثل »جسم« و »موضع« انسجاما مـتـناغمــــــا مع الفهم »الواقعي« احلصيف لتلك املفاهيم. ولكـن مـن ناحية أخـرى، إننا أدوات فجة كوســــــائل قياس. فقد وجد الفيـزيائيون أن األجســــــام االعتيادية والضوء الذي بواسطته نشــــــاهدها، جميعها، مكونة مـن جســــــيمات - كاأللكتـرونات ــــــات - ال نعيهــــــا مباشـــــــرة وال تنص عليهــــــا قوانيـن والفوتون

الفيـزياء التـقليدية وإمنا قوانيـن الفيـزياء الكمومية.ــــــة انحرافا ل مفهــــــوم الواقع فــــــي النظـرية الكمومي يشــــــكــــــاء التـقليدية. ففي إطار النظرية جذريا عـن نظيـره في الفيـزيالكمومية، ليس لألجســــــام مواضع وال سـرعات محددة ما لم يجـر راصد قياسا لها. وفي بعض احلاالت، ال تـتمتع أجسام منـفـردة حتى بوجود مســــــتـقل وإمنا فقــــــط بوجود كجـزء مـن طاقــــــم مجموعة. وفــــــي الفيزياء الكمومية أيضــــــا هناك نـتائج مهمة حول إدراكنا للماضي. ففي الفيـزياء التـقليدية، يفتـرض وجود املاضي كتسلسل حوادث محددة، ولكـن املاضي وفـق ــــــر محدد ويوجد فـقط الفيـزياء الكمومية هو كاملســــــتقبل، غيــــــــف مـن اإلمكانيات. وحتى الكــــــون ككل ليس له ماض أو كطيتاريخ وحيد. وهكذا، تدل الفيـزياء الكمومية ضمـنا على واقع ــــــاء التـقليدية - حتى وإن كانت ــــــف عن نظيـره في الفيـزي مختلاألخيـرة منســــــجمة مع مدركاتنا احلدسية وما زالت تخدمنا

جيدا عندما نصمم أشياء كاألبنية واجلسور. وهـذه األمـثلة تقودنا إلى اسـتـنـتاج يهيئ إطارا فكـريا مهما ـر من خالله العلم احلديث. ففـي رأيـنا، لـيس ثمة متثيل نـفســــــة( أو مفهــــــوم لوجود واقع ــــــورة ذهني representation أو )صـــــــك، نتبنى مفهوما نطلق مســــــتقل عـن أي نظـرية. وبدال مـن ذل model-dependent »عليه اســــــم »واقـعـية قائمة على منـــوذجــــــرأي هــــــي أن كل نظـرية ــــــرة وراء هــــــذا الــ realism. إن الفكـ

فيـزيائية أو متثيل للعالم ليســــــت ســــــوى منــــــوذج )ذي طبـيعة

ــــــة على األغلب( مع مجموعــــــة قواعد تربط عناصـر رياضياتيالنموذج مبشــــــاهدات أو أرصاد.وتبعا للواقـعـية القائمة على منوذج، مـن العبث التســــــاؤل فيمــــــا إذا كان منوذج حقيقيا أم ال، بل فقط فيما إذا كان متفـقا مع مشاهدات أم ال. وفي حالة اتـفاق منوذجيـن مع مشاهدات معينة، ال ميكـن اعتبار أحدهما ــــــا أكثـر مـن اآلخـر. وميكـن اســــــتعمال أي منهما ملا هو حقيقي

أنسب في املوقف قيد النظـر.

ال تـحـاول تـعـديل الـصـورة)٭(ن فكـرة حقائق )وقائع( بديلة)2( عماد الثـقافة الشــــــعبـية تكواملعاصـرة. فمثال، في فيلم اخليال العلمي الســــــينمائي املسمى »املاتريكــــــس« The Matrix، يعيش الناس - مـن دون علم منهم - في واقع افـتـراضي محاكى أنشــــــئ بحواسيب ذكية لتبقيهم ــــــن، في حني متتص احلواســــــيب طاقـتهم ــــــن ومقـتـنعيـ مهدئيـالكهـروحيوية )مهما كانت هذه الطاقة(. ولكن، كيف نعلم أنـنـا

Do Not Attempt To Adjust The Picture )�()1( مذهب يقول إن أهم ما في الشيء أو الفكرة هو قيمتها كوسيلة للعمل.

alternative realities )2(

38(2011) 2/1

لسنـا مجـرد كائـنـات مولـدة حاسوبـيـا تعيـش فيما يشبه عالـم ــــــم صنعي تخيلي، فليس ماتـريكــــــس؟ وإذا كنا نعيش في عالـبالضـرورة أن يكون للحوادث أي منطق أو اتســــــاق أو امتـثال ــــــون. فقد جتد الكائنات الغـريـبة املتحكمة فينا متعة أو ألي قانــــــا، فمثال، لو قـرر فجأة تســــــلية أكبـر في مــراقبة ردود أفعالنكل فرد في العالـم أن الشــــــوكوالته مـثيـرة لالشــــــمئـزاز أو أن احلـرب ليســــــت خيارا، لكـن ذلك لم يحدث قط. أما إذا قـررت ــــــة أن تفـرض فعال قوانيـن متـناســــــقة، فلـن ــــــات الغـريـب الكائنيكون لدينا أي وســــــيلة للتحدث عـن واقع آخـر يقـف وراء ذلك املاكى)1(. ولعل مـن السهل أن ينعت العالـم الذي تعيش فيه الكائـنات الغـريـبة بأنه »احلقيقي« والعالـم املولد حاسوبـيا بأنه عالم مـزيف. ولكـن إذا كانـت الكائنات في العالـم املاكى غيـر قادرة - مثلـنا نحـن البشـــــــر - على النظـر مليا إلى كونهم مـن خارجه، فلـن يكون لديها ســــــبـب ألي شك يساور تصوراتهم

الذهنية اخلاصة عـن الواقع.إن األسماك الذهبـية هي في موقف مماثل. فنظرتها ليست نظـرتـنا نفسها ونحـن خارج حوضهم املقعـر؛ ولكـنها مع ذلك، قادرة على صياغة قوانيـن علمية تـتحكم في حـركة األجســــــام التي تشــــــاهدها في اخلارج. فمثال، نحـن نشاهد جسما في

حـركة حـرة يســــــلك مسارا على خط مستـقيم، ولكـن األسماك الذهبـية تشاهده يتحـرك على امتداد مسار مقوس، وذلك بسبـب ــــــراف الضوء عند انـتـقاله مـن الهواء إلى املاء وتســــــتطيع انحـاألســــــماك الذهبـية - وهي في إطارها اإلسنادي)2( املشوه - صياغة قوانيـن علمية تصح دائما ومتكنها مـن إجـراء تـنبؤات مســــــتـقبلية حول حـركة األجسام خارج احلوض. صحيح أن قوانينها )األســــــماك( ســــــتكون أكثـر تعقيدا مـن نظيـراتها في إطارنا، ولكـن البســــــاطة موضوع يتعلق بالذوق. فإذا صاغت األســــــماك الذهبـية نظـرية كهذه، فعلينا اإلقـرار بنظـرتها على

أنها صورة صحيحة عــن الواقع.ــــــا التباين بـيـن منوذج كون پطليموس األرضي - يزودناملـركـز)3( ونظيـره الكوپـرنيكســـي الشمســـي - املـركـز مبثال مشــــــهور مقـتبس مـن العالـم احلقيقي لصــــــور ذهنية مختلفة عـن الواقــــــع. ومع أنه ليس مـن غير الشــــــائع أن يقول الناس إن كوپـرنيكــــــس قــــــد بـرهـن على خطأ پطليمــــــوس، ولكـن هذا ــــــرء - كما في حالة نظـرتـنا مقابل ــــــر صحيح. إذ ميكـن للمـ غينظـرة األســــــماك الذهبـية - أن يســــــتعمل أيا مـن الصورتيـن كنموذج للكون، ذلك بسبب اســــــتطاعتـنا تـفسيـر مشاهداتـنا للســــــماء بافـتـراض ثـبات إما األرض أو الشمس. وعلى الرغم مــــــن أهمية هذا املوضوع في مناظـرات فلســــــفية حول طبـيعة كونـنا، فإن امليزة احلقيقية للنظام الكوپـرنيكسي تكمـن في أن معادالت احلـركة فيه أبسط بكثير في إطار إسنادي تكون فيه

الشمس ثابتة.إن الواقـعـية القائمة على منوذج ال تطـبق فقط على النماذج ــــــة الواعية ودون ــــــى النماذج الذهني ــــــة، وإمنا أيضا عل العلميالواعية)4( التي ينشـــــــئوها كل واحد منا لتفسيـر ولفهم عالـم حياتـه اليومي. فمثال يعالج الدماغ البشـــــــري البيانات اخلام املستلـمة مـن العصب البصـري بتـركيـبه البيانات املدخلة مـن ــــــل ومبلئه فجوات كتلك ــــــن كلتيهما وبتقويته دقة التحلي العينيـن املوجودة عند البقعة العمياء للشبكية. إضافة إلى ذلك، يكوالدماغ االنطباع بالفضــــــاء الثالثي األبعاد مـن البيانات ذات البعديـن للشــــــبكية. فعندما تـرى كـرسيا، فإنك استعملت فقط ــــــة أو منوذج الضوء املبـدد بالكـرســــــي إلنشــــــاء صورة ذهنيللكـرسي. فالدماغ مـن البراعة في النمذجة إلى درجة أنه إذا ـز املرء بعدســــــات تـقلب الصور في عينيه رأسا على عقب، جهل النموذج بحيث يعود إلى رؤيـة األشياء بوضعها فدماغه يبد

الصحيح رمبا قبل محاولته اجللوس على ذلك الكرسي.

simulated )1(frame of reference )2(

Ptolemy,s Earth - centered Model of the universe )3(subconscious )4(

39 (2011) 2/1

ملات عن النظريـة العميـقة)٭( ــــــة للفيـزياء، في الســــــعي إلى اكتشــــــاف القوانيـن النهائيلم تـثـر أي مقاربة آماال أوســــــع أو جــــــداالت أكثـر مما أثارته ــــــار ألول مـرة في ــــــة األوتار. فقــــــد اقـتـرحت نظرية األوت نظـريســــــبعينات القـرن املاضي كمحاولة لتوحيد قوى الطبـيعة في gravity بنية متماسكة وبصورة خاصة الجتذاب قوة الثـقالةإلى مجــــــال الفيزياء الكمومية. ولكن، في بداية التســــــعينات اكتـشـف الفيـزيائيون أن نظـرية األوتار تعاني قضية محـرجة ــــــك خمس نظـريات أوتار مختلفــــــة، األمـر الذي وهي أن هنالــــــى أن نظـرية األوتار هي شــــــكل إرباكا تاما ألولئك الدعاة إلالنظـرية الوحيدة لكل شــــــيء. ففي أواســــــط التســــــعينات بدأ باحثون باكتـشــــــاف أن تلك النظـريات املختلفة ونظـرية أخـرى تدعــــــى الثـقالــــة الفائقــــة supergravity تصف فعال الظواهـر نفســــــها مما منحهــــــم بعض األمل في الوصــــــول إلى نظـرية ــــــة املطاف. في احلقيقة، ثمة ــــدة unified theory في نهاي موحاصــــــالت قـربى بـيـن تلك النظـريات، مبا يســــــميه الفيـزيائيون »مثـنويــــات« dualities، وهــــــي كقامــــــوس رياضياتي لتـرجمة ــــــم الواحد إلى اآلخـر. ولكـن لألســــــف، فإن كل واحدة املفاهيــــــن هذه النظـريات تصف وصفا جيدا فقط ظواهـر خاضعة مـلشـــــــروط محددة - مثال - طاقــــــات منخفضة. وال تـتمكن أي

نظرية منها وصف جميع ظواهـر الكون.ــــــن بنظـرية األوتار، قد اقـتـنعــــــوا اآلن بأن تلك إن املختصيـالنظـريات اخلمس ما هي إال تـقـريـبات مختلفة لنظـرية أساسية ــــــدو أنه ال أحد يعرف ماذا ــــــر عمقا تدعى النظـرية M)1( )يب أكثـــــــل احلرف M()2( وال تزال ثمة محــــــاوالت لفك ألغاز النظـرية ميثــــــن املـتعذر االحتفاظ بالتوقعات M، ولكن يـبدو أنه قد أصبح مـــــــة إليجاد نظـرية واحدة جلميع ظواهـر الطبـيعة؛ كما أنه التقليديــــــة وصف الكون يجب علينا اســــــتعمال نظـريات مختلفة في بغيحــــــاالت مختلفة. ولذلك، فإن النظـرية M ليســــــت نظـرية باملعنى ــــــادي للكلمة، إمنا تشــــــكـل شــــــبكة مـن نظـريات، تشــــــبه االعتياخلريطة إلى حد ما. فإلســــــقاط خـرائطي أمني للكـرة األرضية بكاملها على ســــــطح مســــــتو، ينبغي اســــــتعمال مجموعة مـن ــــــة الواحدة باألخـرى، تغطــــــي كل واحدة منها خـرائط متداخلـن املشــــــهد منطقــــــة محددة فقط من الكـرة األرضيــة، لكنهــا تبياجلغـرافي نفسه حيثما تتداخل. وباملثل، فإن مختلف النظريات ــــــة M قد تبدو متباينة جــــــدا، ولكن باإلمكان فــــــي عائلة النظـرياعتبارها نســــــخا من النظرية اخلفية نفسها. وتـتـنبأ كل واحدة من تلك النظـــريــات بالظـــواهـر نفســــــــها حيثما تـتــداخل، ولكن

ال حتــرز أي منها جناحا جيدا في جميع احلاالت.

ــــــم ووجدناه ناجحا، ننحو وكلما اكـتـشـــــــفنا منوذجا للـعالـــــــة أو احلقيقة املطلقة. ولكـن ــــــى أن تعـزى إليه صفة الواقـعي إلــــــني النـظـرية M أيــضا على غـرار مثال األســــــماك الذهبـية، تبــــــة أية حالة واحدة بـأســـــــاليـب مـخـتلفـة ــــــان منـذجـ أن بـاإلمــكـيــستـخدم كـل واحد مـنها عناصـر ومفاهيم أساسية مختلفة. فقــــــد يـبدو أنه من أجل وصف الكون يتعني علينا اســــــتخدام ــــــات مختلفة في مواقف أو حــــــاالت مختلفة. ولكل نظرية نظـريمنها صيغــــــة واقعية خاصة بها؛ ولكــــــن تعتبـر تلك التـنوعات مقبولة وفق »الواقـعـية القائمة على منوذج«. وال ميكن أن تنعت ــــــن هذه الصيغ بأنها أكثـر أصالة من أي صيغة أخـرى. أي مـوهذه األفـكار ال متثل تـوقعات الفيـزيائيـيـن التـقليدية لـسـمـات نـظـريـة عـن الـطـبــيعـة، كمـا أنـها لـيـست منسـجـمة مـع فكـرتـنا االعتيادية عـن الــواقــع )احلقيقة(. ولكـن مـن اجلائـز أن يكون الكون كذلك. <

Glimpses of The Deep Theory )�(M-theory )1(

)2( رمبا ميثل احلرف األول M على حد قول املؤلفني إحدى الكلمات التالية أو جميعها: .«mystery» أو «miracle» أو «master»

Lucasian Professorship )3(A Brief History of Time )4(

Euclid's Window: The Story of Geometry from Parallel lines to Hyperspace )5(The Drunkard’s Walk: How Randomness Rules Our Lives )6(

Scientific American, October 2010

مراجع للستزادة

املؤلفانStephen Hawking

وضعت أبحاثه األساس لفهم الثـقوب السوداء ومنشأ الكون فهما معاصـرا، مع أن شهرته، على حد قوله، ترد على األقل إلى ظهوره

Star Trek و Simpsons املتعـــدد على شــاشــات التلفاز في املسلسلنيThe Next Generation. ومنذ عام 1979 إلى عام 2009 كان أستاذ

الـرياضيات في جامعة كامبـردج شاغال كـرسي الـلاوكاسي)3( الـذي شـغله من قبله <إسـحق نيـوتـن>. ومن مـؤلفاته الكـتاب الكالسـيكـي

»موجــز تاريخ الـزمـن)4(« الذي بيع منه أكثـر مـن تسعة ماليـيـن نسخة.Leonard Mlodinow

أستاذ الفيـزياء النظـرية في معهد كاليفورنيا التـقاني (CIT) وهــو مــؤلـف لــسبـعـة كتب مـنـهـا: »نـافـذة إقـليدس : قـصة الهندسة مـن

الـمستـقيمات املتـوازيـة الى الفـضاء الـزائدي)5(« و »مـشية الثمل: كيف تـتحكم العشوائية في حياتـنا)6(« وكذلك سيناريو كل من املسلسلني

»ماكايڤر« و »ستار تيك: اجليل القادم«.

40

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

عوالم معتمة)٭(ثمة كون شبحي حيك بسكون في كوننا،وقد تكون له حياة داخلية غنية خاصة به.

<J. فينگ> - <M. ترودن>

ف������ي 1846/9/23، تس������لم <G .J. گال> ]مدير مرصد برلني[ را لها أن تغي������ر مجرى التاريخ الفلكي. بعث رس������الة كان مقدالرسالة شخص فرنسي اسمه <U.لوڤرييه> وكان يدرس حركة الك��وك��ب أوران���وس، وق���د توص��ل إلى أن مسار هذا الكوكب ال ميكن تفسيره بواسطة تأثير القوى التثاقلية)1( املعروفة فيه. واقترح <لوڤرييه> وجود جس������م غير مرصود حتى ذلك الوقت يسبب سحبه التثاقلي)2( اضطرابا في مدار أورانوس يتوافق مع ما يلزم بالضبط إلحداث املشاهدات الشاذة املرصودة)3(. ه <گال> إلى مقرابه)4(، وباتباعه تعليمات وفي تلك الليل������ة توج

<لوڤرييه> اكتشف الكوكب نپتون)5(. في الكوس������مولوجيا املعاصرة جند دراما مشابهة تدور أحداثها من جديد هذه األيام، حيث يرصد الفلكيون حركات كونية غير س������وية، ويس������تنتجون منها وج������ود مادة جديدة، ويذهبون للبحث عنها. وفي هذه الدراما يؤدي دور أورانوس جن������وم ومجرات تتح������رك بطرق يجب أال تس������لكها؛ ويؤدي دور نپتون مواد اس������تنتج وجودها ولكنه������ا لم ترصد حتى اآلن، وقد س������ميت مؤقتا باملادة املعتم����ة)6( والطاقة املعتمة. وانطالقا من أمناط احلركات غير الس������وية التي نشاهدها، ميكننا اكتش������اف بضع حقائق أساس������ية تتعلق بها. فاملادة املعتم������ة تبدو وكأنها بحر من اجلس������يمات غير املرئية التي مت������أ الفضاء من دون انتظام؛ بينما الطاقة املعتمة تنتش������ر بانتظ������ام وتتصرف كما لو أنها محيكة في نس������يج الفضاء ذاته. ومازال يتعني عل������ى العلماء تكرار إجناز <گال> الذي

أبدعه عندما وجه آلة إلى الس������ماء، واس������تطاع بفضلها أن يلمح بشكل جازم األجرام السماوية غير املرئية، ولكن هناك عالمات مقلقة - مثل النقاط املضيئة التي ترى في كواشف

اجلسيمات)7( - تواصل تراكمها.منذ اكتشاف نپتون -انطالقا من ظهوره كقوة مبهمة تؤثر في أورانوس - تبني أنه عالم آسر في حد ذاته. فهل ميكن أن يحدث الشيء نفس������ه مع املادة املعتمة والطاقة املعتمة؟ مييل العلماء بش������كل متزايد إلى ترجيح احتم������ال أال تكون املادة د اختالق لتعليل س������بب املعتمة على وج������ه اخلصوص مجرحرك������ة املادة املرئي������ة، بل هي جانب خفي م������ن الكون ميتلك حياة داخلية غنية. وق������د يكون هذا اجلانب اخلفي مؤلفا من حديقة حقيقية من جس������يمات تتفاع������ل مع بعضها من خالل ق������وى جديدة غير مألوفة في الطبيع������ة - أي عالم كامل حيك

بسكون ضمن نسيج عاملنا.

اجلانب املعتم)٭٭(تعتب������ر هذه األف������كار تخليا عن االفتراض الذي س������اد م������دة طويلة والذي مفاده أن امل������ادة املعتمة والطاقة املعتمة

DARK WORLDS )�(The DARK SiDe )��(

gravitational forces )1(gravitational pull )2(

the anomalous observations )3(telescope )4(Neptune )5(

dark matter )6(particle detectors )7(

باختصارغنية؟ إن فيزيائيي اجلس���يمات - وهم نات املادة يسعون بتحرق إلى فهم مكواملعتم���ة - يعتقدون أنها قد تس���تطيع التفاع���ل بواس���طة مج���ال واس���ع م���ن ن نوعا من الضوء القوى الت���ي تتضم

الذي ال تراه أعيننا كليا.

تتفاع���ل إال بال���كاد مع العال���م املرئي؛ فالش���رط الذي الب���د من وج���وده فيها

هو الرتابة واخلمول. أو ه���ذا عل���ى األقل ه���و االفتراض السائد. ترى هل ميكن أن توجد للمادة املعتم���ة ف���ي احلقيق���ة حي���اة داخلي���ة

ة عمليات - مثل النشاط مخفية، بل ثمم أحجيات ميكن حلها اإلشعاعي- تقدبافت���راض وجود جس���يمات مجهولة حت���ى ه���ذه اللحظ���ة. ويفت���رض ف���ي نة من وميپات امل���ادة املعتمة أنه���ا مكوWIMPs، وهي نوع من اجلس���يمات ال

مس���تقالن س���ببان العلم���اء ل���دى للتفكي���ر ف���ي أن الكون يع���ج بنوع ما م���ن م���ادة مجهول���ة )امل���ادة املعتمة(. وليس���ت النجوم واملجرات والس���حب الغازي���ة ه���ي الوحي���دة الت���ي تتحرك كم���ا ل���و كان���ت خاضع���ة لثقال���ة مادة

41 (2010) 2/1

هما أكثر املواد نش������وزا في الكون. ومنذ استنتاج الفلكيني وجود املادة املعتمة أول مرة في ثالثينات القرن العش������رين ظلوا يعتبرون العطال���ة)1( هي خاصيتها التعريفية. وتقترح األرصاد أن كتلتها أكبر من كتلة املادة العادية بست مرات، فاملجرات وعناقيد املجرات مطمورة في كرات عمالقة - أو »ه���االت«)2( - م������ن املادة املعتمة. ويعتق������د الفلكيون أنه كي تتفادى هذه الكتلة الضخمة من املادة الكش������ف املباش������ر، فإنها يجب أن تكون مؤلفة من جس������يمات بالكاد تتفاعل مع املادة العادي������ة، أو في احلقيقة مع أية مادة أخرى. فكل ما

تفعله هو توفير حمالة تثاقلية للمادة املنيرة.

نت في وق������ت مبكر من يعتق������د الفلكيون أن اله������االت تكوتاريخ الكون، ثم سحبت إليها املادة العادية. وبسبب كون هذه املادة قادرة على اتباع مجال واسع من أمناط السلوك، فإنها لت إلى بنى معقدة. ف������ي حني بقيت املادة املعتمة - نظرا حتوخلمولها - على حالتها البدائية. وفيما يخص الطاقة املعتمة،

inertness )1(halos )2(

تقوم املادة املعتمة من خالل قوة الثقالة بنحت الكون إلى شبكة من املجرات. وفي هذه األيام يشتبه واضعو النظريات بأن هذه املادة قد متارس فعلها من خالل قوى

Millennium Simulation ل هذه الصورة التي أخذناها من مشروع أخرى أيضا. ومتث)محاكاة األلفية( عام 2005 منطقة قطرها نحو 1.6 بليون سنة ضوئية.

42(2010) 2/1

املادة املعتمة 101

أكسيوناتجسيمات أخف حتى من

النترينوهات وأضعف تفاعال منها، سوف حتل لغزا مزعجا يتعلق بالقوة النووية الشديدة.

غير متآثرة ذاتياإن اجلسيمات غير التفاعلية ح إلى أبعد احلدود هي املرش

املفضل للمادة املعتمة.

طاقة اخلالءقد يكون الفضاء اخلالي ظاهريا دته بها ال يزال مكتنزا بطاقة زو

التأرجحات الكمومية التي ال ميكن تفادي حدوثها ضمن املادة.

مادة مرأويةقد ميتلك كل جسيم

عادي قرينا)2(.

باردةتتحرك بعض أنواع

املادة بشكل بليد عند نشوئها.

طاقة معتمة

%73

مادة باريونية %4ل قوام الذرات، وميكنها توليد مادة عادية، تشك

جميع قوى الطبيعة املعروفة والشعور بها. وهذه املادة هي كل ما ميكننا رؤيته مباشرة.

ما الذي يتوارى في العتمة؟)٭(كشفت آالت علمية حديثة وجود كتلة وطاقة غير مرئيتني في ن جوهرها هي الك����ون، ولكن معرفة أمناط الش����يء الذي يكو

مسألة مازالت في مراحلها األولى.

متآثرة ذاتياقد تتآثر اجلسيمات

أحدها مع اآلخر بشكل أشد بكثير من تآثرها مع

اجلسيمات العادية.

جسيمات التناظر الفائق)3(

إن مبدأ التناظر الفائق يؤدي - بطريقة

طبيعية - إلى نشوء جسيمات جديدة.

حارةتظهر بعض أنواع املادة - مثل النترينوهات)1( - إلى

الوجود ولديها سرعة ميكن مقارنتها بسرعة الضوء.

ثقالةقوة نووية

ضعيفة ثقالة قوى مخفية»من دون وميپات«قد تتآثر اجلسيمات بواسطة نسخ معتمة

لقوانا الكهرمغنطيسية والنووية الضعيفة.

وميپات فائقةإن اجلسيمات الناشئة عن تفكك الوميپات قد

تستجيب للثقالة، ولكنها ال تستجيب للقوة النووية

الضعيفة)4(.

وميپاتجسيمات كبيرة

الكتلة وضعيفة التآثر تستجيب للثقالة وللقوة

النووية الضعيفة.

اجلوهر اخلامسميكن أن يكون نوع ديناميكي من الطاقة قد بدأ عمله نتيجة

تفاعالت مع املادة.

What Lurks in the Shadows )�(neutrinos )1(

doppelgänger )2(super-symmetric particles )3(

the weak nuclear force )4(

مادة غير باريونية %23مادة غريبة ميكن أن تولد وتشعر بجزء فقط من القوى املعروفة، ورمبا بقوى خاصة بها أيضا.

43 (2010) 2/1

يبدو أن دورها الوحيد هو تس������ريع التمدد الكوني؛ وتش������ير الدالئل املتوفرة إلى أنها بقيت على حالها دون أن تتغير بتاتا طوال

عمر الكون. إن توق������ع أن تكون املادة املعتمة مليئة باإلث������ارة أكثر من املعه������ود بكثير ال يعود الفض������ل فيه إل������ى حقل عل������م الفلك بقدر ما يع������ود إلى االس������تقصاءات التفصيلية ف������ي التش�������كيالت الداخ���لي���������ة لل������ذرات وعالم اجلس���يمات دون الذري���ة)1(. ولدى باجلس������يمات املتخصصني الفيزيائي������ني تقليد متوارث ف������ي رصد ومضات ألمناط مجهول������ة من امل������ادة ضمن س������لوك املادة املعروف������ة، والدالئل التي لديهم مس������تقلة

بشكل تام عن احلركات الكونية.بدأت سلسلة األفكار بخصوص املادة املعتمة عند اكتشاف التفكك اإلشعاعي البيت���اوي)2( في الس������نوات الباكرة من القرن التاسع عش������ر. فقد سعى العالم النظ������ري اإليطال������ي <E. فيرم������ي> إل������ى

تفس������ير هذه الظاهرة بافتراض وج������ود قوة جديدة للطبيعة وجس������يمات جديدة حاملة لتلك القوة س������ببت تفكك النوى الذرية. كانت هذه القوة اجلديدة ش������بيهة بالكهرمغنطيسية، وكانت اجلس������يمات اجلديدة شبيهة بالفوتونات )جسيمات الض������وء(، ولكن مع وجود فروق أساس������ية ب������ني احلالتني. فخالفا للفوتونات ذات الكتلة املنعدمة التي جتعلها تتس������م بحركية عالية، كان رأي <فيرمي> أن اجلس������يمات اجلديدة يجب أن تكون ثقيلة. فالكتلة الكبيرة س������وف حتد من مداها م القوة املوافقة النوى مع بقائها بالنسبة ������ر ملاذا حتط وتفسإلى النواحي األخرى غير ملحوظة. ولتوليد عمر النصف)3( املرصود للنظائر املش������عة، يتعني على اجلسيمات أن تكون ثقيل������ة جدا، إذ يجب أن تكون كتلته������ا أكبر بنحو 100 مرة giga م������ن كتلة الپروتون، أو نحو 100 جي���گا إلكترون ڤلط

electron volts بالوحدات املعيارية لفيزياء اجلسيمات.

في الوقت الراهن تسمى القوة اجلديدة بالقوة النووية الضعيفة، أما اجلس������يمات املفترضة احلاملة للقوة فهي جس������يمات W و Z التي اكتش������فت في ثمانين������ات القرن املاضي. وهي ليس������ت املادة املعتم������ة في حد ذاتها، ولكن خاصياتها تعطينا تلميحات بخصوص املادة املعتمة. ومن البديهي أنه يجب أال تكون ثقيلة جدا. فكتلها الكبيرة توحي

أن هناك شيئا ما يؤثر فيها - أي جسيمات جديدة جتعلها تكتسب الكتلة مثل صديق يشجعك على االنصياع إلغراء أكل قطع������ة أخرى من الكعك. إن أح������د أهداف املصادم الهادروني الكبير Large Hadron Collider هو البحث عن تلك اجلس������يمات التي يجب أن تكون كتلها قريبة من كتل ة عش������رات من W و Z. وف������ي الواقع يعتقد العلماء أن ثمأمناط اجلسيمات قد تكون تنتظر اكتشافها: جسيم واحد الن زوجا لكل واحد من اجلس������يمات املعروفة، حيث يشك

ضمن ترتيب يسمى تناظرا فائقا)5(.ن هذه اجلس������يمات االفتراضية بعض اجلسيمات تتضمالتي تس������مى بش������كل جماعي جس����يمات ضخمة )كتلية( ضعيف����ة التآثر)6( أو وميپات)7(. وس������بب إطالق هذا االسم هو أن تلك اجلس������يمات ال تتفاعل إال بواسطة القوى النووية الضعيفة. ونظ������را حلصانتها من تأثير الق������وى الكهربائية واملغنطيس������ية التي تهيمن على عالم احلي������اة اليومية، فإنها

من أين جاءت املادة املعتمة

جتمد عظيم)٭(في الكون الباكر احلار والكثيف نش���أت جس���يمات املادة املعتمة مثل الوميپات، ومت تدميرها في توازن ديناميكي)4(. ومع متدد الكون انخفضت حرارته، وفي آخر األمر لم يعد بوسعه توليد جس���يمات جديدة. وما تبقى منها صار منتش���را على مدى واسع بحيث توقف تصادم بعضها ببع���ض املؤدي إل���ى فنائها. وفيما يخص الوميپات، تتنبأ النظرية بش���كل محكم بكمية املادة

ت من التلف، وهذه الكمية متوافقة مع املراقبات الفعلية. التي ن

فناء جسيمات املادة املعتمة

نشوء وفناء جسيمات

املادة املعتمة

االنفجار األعظم

الزمن

بعد االنفجار األعظم بنانوثانية واحدة

بعد االنفجار األعظم بعشر نانوثوان

كون متمدد

Big Freeze )�(subatomic particles )1(

radioactive beta decay )2(half - life )3(

dynamic equilibrium )4(supersymmetry )5(

weakly interacting massive particles )6(WiMPs )7(

44(2010) 2/1

غي������ر مرئي������ة كليا ونادرا م������ا يكون لها أي أثر مباش������ر في اجلس������يمات العادية. لذا، فإنها املرشح املالئم متاما لتكون

املادة املعتمة الكونية.ومع ذلك، فإن إمكانية تفس������يرها بش������كل صحيح للمادة املعتم������ة تتوقف على مقدار املوجود منها. وهنا بالضبط تكمن جاذبي������ة احلجج الت������ي تقدمها فيزياء اجلس������يمات. فكما هو احلال في أي س������اللة من اجلس������يمات، كان إنتاج الوميپات س������يتم خالل االنفجار األعظم)1( العني������ف. وبالعودة إلى ذلك احلني جند أن تصادمات اجلس������يمات العالي������ة الطاقة قامت د منها بتوليد الوميپات وتدميرها، وهذا ما س������مح لعدد محدبأن يظل موجودا في أي حلظة معطاة. وهذا العدد كان يتغير بتغي������ر الزمن اس������تنادا إلى أثرين متنافس������ني أحدثهما متدد الكون. أولهما تبرد احلس���اء الكوني البدائي)2( الذي خفض كمي������ة الطاقة املتاحة لتوليد الوميپات، وبالتالي أدى إلى نقص عدده������ا. أما األثر الثاني فكان تخفيف تركيز)3( اجلس������يمات الذي خفض تكرار التصادمات إلى أن توقف حدوثها بش������كل فع������ال. وعند ذلك -أي بعد االنفج������ار األعظم بزهاء 10 نانو ثاني���ة)4( - أصبح ع������دد الوميپات ثابتا. ول������م يتبق في الكون م������ا يلزم من الطاقة لتوليد وميپات أو ما يلزم من كثافة تركيز

الكتلة لتحطيمها.وانطالقا من الكتلة املتوقعة للوميپات ومن شدة تفاعالتها التي تتحكم في عدد مرات إفناء بعضها بعضا، فإن الفيزيائيني يس������تطيعون أن يحسبوا بس������هولة عدد ما يجب أن يتبقى من الوميپات. ومن املثير للدهشة أن هذا العدد يتماشى مع العدد املطل������وب إلنتاج املادة املعتمة الكوني������ة املوجودة حاليا ضمن مج������ال الدقة لتقديرات الكتلة وش������دة التفاعل. وقد أطلق على هذا التوافق اجلدير باملالحظة اس������م مصادف���ة الوميپات)5(. وهكذا، فإن اجلسيمات التي عرفت نتيجة حل أحجية طرحت ر األرصاد الكوسمولوجية قبل قرن في فيزياء اجلسيمات، تفس

تفسيرا جميال.إن األدلة التي س������بق ذكرها تشير أيضا إلى أن الوميپات خاملة، إذ إن إجراء حس������اب س������ريع يبني أن نحو بليون من هذه اجلس������يمات قد اجتاز جس������دك منذ بداي������ة قراءتك لهذه املقال������ة، وما لم تكن محظوظا بدرجة اس������تثنائية لم يحدث أي منه������ا أي أثر ميكن إدراكه. وميكن������ك أن تتوقع أنه خالل عام كامل ستتبعثر واحدة فقط من الوميپات عن النوى الذرية في

منط جديد من املادة املعتمة

عة من الكائنات الضعيفة)٭( مجموعات منوكانت الوميپات الفائقة هي أول منط مقترح من اجلس���يمات التي ترفد وتغني سيناريو الوميپ املعياري املتعلق باملادة املعتمة. وهذا املصطلح ذو صفة تهكمية مقصودة: فهذه اجلس���يمات »فائقة« ليس ألنه���ا أكثر قوة من الوميپات، ب���ل ألنها أكثر وميپية منها؛ إذ إنها ال

تتآثر مع املادة العادية إال من خالل قوة الثقالة.

في سيناريو الوميپ )العمود األيسر(، تدخل الوميپات مباشرة في عملية التكون املجري. وفي سيناريو الوميپ الفائق )العمود

ك الوميپات متحولة إلى وميپات فائقة هي التي األمين(، تتفكل في تكون املجرات؛ مع تأخر زمني مقارنة بسيناريو الوميپ. تتدخ

قوة الثقالةباريونية وميپ وميپ فائق

قوة إلكترومغنطيسية

قوة نووية ضعيفةقوة نووية شديدة

قوى معتمة محتملة

وميپات نشأت باكرا خالل االنفجار األعظم

تتباطأ حركتها وتدخل في عملية تكون املجرات

ل املجرات تتشك

تواصل املجرات تطورها ل املجرات تتشك

تتباطأ حركة الوميپات الفائقة وتدخل في عملية تكون املجرات

تتفكك الوميپات متحولة إلى وميپات فائقة سريعة

وميپات نشأت باكرا خالل االنفجار األعظم

Varieties of Weaklings )�(the big bang )1(

the cooling of the primordial soup )2(dilution )3(

)nanosecond )4: جزء من بليون من الثانية.WiMP coincidence )5(

45 (2010) 2/1

كيف ميكن رؤية األشياء غير املرئية)�( إن كل ما يعرفه الفلكيون حتى اآلن عن املادة املعتمة أتى من تأثيراتها التثاقلي������ة في املادة التي ميكن رؤيتها. ولكن عليهم كش������فها مباش������رة إذا كان������وا يس������عون إلى معرف������ة ماهيتها. وهذا ليس باألمر الس������هل: إذ إن امل������ادة املعتمة بالتعريف تتصف باملراوغ������ة والتملص. ومع ذلك

يق������وم آالف الباحثني بالبح������ث عنها يحثهم على ذلك األمل باكتش������اف زوا معظ������م جهودهم على الوميپات، علما ن ربع الكون. وقد رك م������ا يكوبأن اس������تراتيجيات البحث الش������ائعة الثالث هي: التفتيش عن فناء)1(

اجلسيمات وتبعثرها)2( وتوليدها.

توليد. قد يكون باإلمكان توليد املادة

املعتمة في مصادمات اجلسيمات)10(، مثل املصادم الهادروني الكبير)11( في سيرن

قرب جنيڤ، حيث جترى جتربة عمالقة تتصادم فيها الپروتونات معا بطاقات عالية

جدا. إن توليد مادة معتمة هو العملية العكسية إلفناء مادة معتمة: مبعنى أنه إذا

كان بإمكان املادة املعتمة الفناء متحولة إلى جسيمات عادية، فمن املمكن أيضا توليدها بواسطة التصادمات بني جسيمات عادية.

وستكون العالمة املميزة لتوليد مادة معتمة هي رصد تصادمات يبدو فيها أن الطاقة واالندفاع)12( قد فقدا، فهذا يشير إلى أن

بعض اجلسيمات غير التفاعلية)13( تولدت ل وجودها. ثم تفادت الكاشف دون أن يسج

مت إن هذه التجارب العمالقة التي صملكشف النقاب عن أسرار العالم دون

الذري)14( قد تختتم باكتشاف النمط املهيمن للمادة في الكون.

كشف مباشر. ال بد ق أن املادة املعتمة تتدف

عبر كوكبنا خالل ارحتالها عبر مجرتنا.

وفي مناسبات نادرة سيلتقي أحد الوميپات

مصادفة بنواة ذرية ويجعلها ترتد متراجعة، متاما مثلما تفعل كرة لعبة البلياردو عندما تصدمها

الكرة املدفوعة بعصا الالعب. إن طاقات االرتداد عة ضئيلة لدرجة يستحيل تقريبا الشعور املتوقبها، ولكنها ميكن أن تقع في مجال الكواشف

ة)9( االهتزازات ي احلساسة. وتبطئ التقانة القرل مالحظة أي ارتداد. الطبيعية للذرات، فتسه

وتعطينا الطاقة املودعة في الكاشف املفتاح الذي يسمح لنا بالتأكد من اخلاصيات األساسية

للمادة املعتمة بشكل راسخ. وق����د ادعت جتربتان هما DAMA و CoGeNT بأنهما اكتشفتا إشارة

)في األسفل(، في حني لم جتد جتارب أخرى - مثل XeNON و CDMS - أي شيء. وهذه التجارب - إضافة إلى جتارب جديدة أخرى - تقوم بتحسني

حساسيتها بسرعة، وتعد بنت�ائج مثيرة من هذا احلق�ل في املستقبل القريب.

فناء. حني يتالقى اثنان من الوميپات،

يلغي كل منهما اآلخر ويخلفان وراءهما

مجموعة من اجلسيمات األخرى كاإللكترونات

واإللكترونات املضادة)3( )التي تسمى پوزيترونات)4(( والنترينوات)5(. ال ميكن ملثل عملية اإلفناء هذه أن تكون شائعة جدا، وإال ملا وجدت حاليا أية وميپات. وحلسن احلظ،

فإن التجارب احلالية حساسة إلى درجة تكفي ملالحظة فناء حتى جزء ضئيل جدا من الوميپات.

تبحث الكواشف)6( املوجودة على منت األقمار الصناعية واملناطيد ذات العلو الشاهق

عن اإللكترونات والپوزيترونات. ومن املهام املجدولة للمكوك الفضائي في عام 2011 أن

يقوم بنقل مقياس الطيف املغنطيسي ألفا)7( إلى احملطة الفضائية الدولية حيث سيقبع من أجل البحث عن الپوزيترونات. وثمة مراصد

أخرى - مثل Super - Kamiokande في اليابان و iceCube في القارة احمليطة بالقطب اجلنوبي )آنتاركتيكا()8( - تقوم بالسعي وراء النترينوات.

جتارب تزعم أنها اكتشفت جسيمات مادة معتمة)��(

أرصاد فيزيائية

ماذا تعني األحرف نة السم التجربة املكو

مكان إجرائها

ملاذا يحتمل أن تكون اإلشارة حقيقية

ما هي التجارب التي ستعقبها

ملاذا يحتمل أال تكون حقيقية

ما الذي رأته

مادة معتمة

مختبر Gran Sasso املوجود حتت األرض في إيطاليا

ذات قيمة من الناحية اإلحصائية

XeNON, MAJORANADemonstrator

مستبعدة على ما يبدو استنادا إلى نتائج أخرى

تغير سنوي في عدد احلوادث االرتدادية

CDMSDAMACoGENTPAMeLAالتجربة

البحث عن املادة ية املعتمة القر

Soudan منجم سودانفي مينسوتا

عة إشارة مباشرة متوقللمادة املعتمة

SuperCDMS, XeNON

غير ذات قيمة من الناحية اإلحصائية

حادثتان ارتداديتان

تقانة نترينو اجلرمانيوم املترابط

Soudan منجم سودان

حساسة الرتدادات الطاقة الفائقة االنخفاض

XeNON, MAJORANADemonstrator

من املمكن أن تكون حوادث نووية طبيعية هي املسؤولة عنها

حوادث ارتدادية

احلمولة الصافية الستكشاف antimatter مادة املادة املضادةوالفيزياء الفلكية للنوى اخلفيفة

ملحقة بقمر صناعي روسي

عة لفناء إشارة مباشرة متوقاملادة املعتمة

مقياس الطيف املغنطيسي ألفا

ميكن تفسيرها مبصادر فيزيائية فلكية

زيادة في الپوزيترونات

the Large hadron Collider )11()momentum )12 أو العزم.

unreactive particles )13(the subatomic world )14(

the Alpha Magnetic Spectrometer )7(Antarctica )8(

cryogenic technology )9(particle colliders )10(

how to See the Unseeable )�(experiments That Claim to have Detected Dark Matter Particles )��(

annihilation )1(scattering )2(

antielectrons )3(positrons )4(neutrinos )5(detectors )6(

46(2010) 2/1

خالياك، وتودع فيها كمية ضئيلة من الطاقة. وكي يكون لدى الفيزيائيني أي أمل بكشف مثل هذه األحداث، فإنهم يضعون كواش���ف اجلس���يمات)2( ملراقبة حجوم كبيرة من السوائل أو املواد األخرى ملدد طويل������ة. وكذلك يبحث الفلكيون أيضا عن دفقات من اإلش������عاع في املجرة تدل عل������ى احلوادث النادرة لتصادم وفناء الوميپات اجلوال������ة. وهناك طريقة ثالثة للعثور عل������ى وميپات، تتلخ������ص في محاولة اصطناعها)3( بواس������طة

التجارب األرضية ]انظر املؤطر في الصفحة 45[.

وميپية تتجاوز الوميپات)٭٭(قد تترك اجلهود االس������تثنائية املبذول������ة حاليا للبحث عن ������ح الوحيد الوميپات انطباعا بأن هذه اجلس������يمات هي املرشن امل������ادة املعتمة. ترى هل هي فعال كذلك؟ املقبول نظريا ليكوفي الواقع إن التطورات احلديثة في فيزياء اجلسيمات أماطت اللثام عن احتماالت أخرى، وأحملت إلى أن الوميپ ليس سوى قمة جبل اجلليد. فقد تكون مختبئة حتت السطح عوالم مخفية

كاملة بجسيماتها املادية وقواها اخلاصة بها. أحد هذه التطورات أسفر عن مفهوم جلسيمات تتسم بكونها أكثر وميپي���ة)4( من الوميپات. وتقترح النظرية هنا

نت في أول نانوثانية من تاريخ الكون أن الوميپات التي تكورمب������ا كانت غير مس���تقرة)5(. وبعد مدة تت������راوح بني عدة كت متحولة إلى ث������وان إلى أيام، من املمكن أن تكون قد تفكجس������يمات لها كتلة مقاربة لأولى، لكنها ال تتآثر بواسطة الق������وة النووية الضعيفة؛ فالثقال������ة هي كل ما يربطها ببقية العال������م الطبيعي. وقد س������ماها الفيزيائيون - على س������بيل

الدعابة - وميپات فائقة)6(. الفك������رة هي أن ه������ذه اجلس������يمات - ال الوميپات - هي الت������ي تؤلف امل������ادة املعتمة للكون احلالي. وهذه اجلس������يمات س������وف تتملص من كشفها بالرصد املباش������ر، بيد أنه ميكن اس������تخالص وجودها م������ن البصمات التي تش������ي بها نتيجة تأثيرها في أش������كال املج������رات. فال بد أن الوميپ������ات الفائقة كانت عند نشوئها تتحرك بسرعة متثل نسبة عالية من سرعة الض������وء، وأنها اس������تغرقت وقتا قبل بلوغه������ا مرحلة الهدوء، ول������م يكن مبقدور املج������رات أن تبدأ بالتش������كل قبل هدوء تلك اجلس������يمات. هذا التأخر كان س������يترك وقتا أق������ل للمادة كي قه������ا التمدد الكوني. تتراكم في مراك������ز املجرات قبل أن يرقلذا، ف������إن كثافة مركز هاالت املادة املعتمة يجب أن تكش������ف نة من وميپات أو وميپات النقاب عما إذا كانت تلك الهاالت مكوفائقة؛ ويقوم الفلكيون اآلن بدراس������ة هذه املسألة. إضافة إلى ذل������ك، فإن تفكك الومي������پ ليتحول إلى ومي������پ فائق ال بد أن يكون قد ول������د فوتونات أو إلكترونات كمنتج������ات ثانوية لهذا التفكك، ومن املمكن أن تصطدم هذه اجلس������يمات بعنف بنوى ة بعض الدالئل على أن الكون مها إلى أجزاء. وثم خفيفة وحتط������ع، وفرضية الوميپات يحت������وي من الليثيوم أقل مما هو متوق

الفائقة متثل إحدى الطرائق لتفسير هذا التناقض.إن س������يناريو الوميپ������ات الفائقة هو أيض������ا مصدر إلهام إلمكان������ات جديدة بالنس������بة إلى ما قد يرص������ده الفيزيائيون التجريبي������ون. فمثال لي������س من الض������روري أن يكون الوميپ األصلي ال معتما وال موسوما مبيزات الوميپ احلالي؛ بل كان بإمكانه أن ميتلك شحنة كهربائية. وأي شحنة كان ميتلكها لم ك بسرعة عالية. تكن لتؤثر في تطور الكون، ألن اجلس������يم تفكبي������د أن ذلك س������يعني أن الوميپات س������تكون جد واضحة إذا اس������تطاع التجريبيون إعادة توليدها. وفي تلك احلالة سوف تظهر بالنسبة إلى كواشف اجلسيمات كما لو كانت إلكترونات

رصاصة فضية)٭(يعتبر التجمع الشهير املدعو عنقود رصاصي)1( ضمن أكثر الدالئل إقناع������ا للفلكيني على وجود مادة معتمة. وهو ف������ي واقع األمر زوج من العناقي������د املجرية اصطدم أحدهما باآلخر. ولم يؤثر هذا االصطدام في جن������وم املجرات )الص������ورة املرئية( ألنها متثل أهداف������ا صغيرة في هذه ������ت بعضها بعضا ������حب الغازية ب������ني النجمية دك املقايي������س، ولكن السمصدرة أشعة سينية )اللون القرنفلي(. وقد كشفت املادة املعتمة )اللون هت ثقالتها ضوء األجسام املوجودة في األزرق( عن وجودها عندما شواخللفية. وظلت هذه املادة على تراصفها مع النجوم؛ وهذا يشير إلى أنه

نها فإنها غير تفاعلية إلى حد بعيد. مهما كانت اجلسيمات التي تكو

أرصاد فلكية

Silver Bullet )�( Out - Wimping the Wimps )��(

Bullet Cluster )1(particle detectors )2(

synthesize )3(wimpy )4(

unstable )5(super-WiMPs )6(

47 (2010) 2/1

طات من املواد الس���تيروئيدية)2(: إذ ستكون قد تناولت منشلها شحنة اإللكترون نفسه، ولكن كتلتها أكبر ب�000 100 مرة، ومثل هذه اجلس������يمات ستنطلق باندفاع هائل عبر الكواشف

مخلفة عالمات مثيرة للدهشة في مسارها.

قوى معتمة، عوالم مخفية)٭(الدرس األساس������ي الذي نتعلمه من مناذج الوميپات الفائقة هو أنه ما من س������بب - س������واء أكان نظريا أم آتيا من املراقبات - يجعلن������ا نحكم بأن امل������ادة املعتمة يجب أن تك������ون مملة وخاملة د إقرارنا باحتمال كم������ا مييل الفلكيون إلى افتراضها. ومبج������روجود جسيمات مخفية ذات خاصيات تتجاوز سيناريو الوميپ املعياري، يكون من الطبيعي أن نأخذ بعني االعتبار املجال الكامل ملثل هذه االحتماالت، فنتساءل هل باإلمكان أنه هناك قطاع كامل ن من جسيمات مخفية؟ وهل باإلمكان أنه هناك عالم مخفي مكوميثل نس������خة مطابقة لعاملنا حتوي نس������خا مخفية لإللكترونات ع والپروتونات التي تتحد معا لتكون ذرات وجزيئات مخفية تتجملتؤلف كواكب مخفية وجنوما مخفية وحتى أشخاصا مخفيني؟

لقد أخض������ع موضوع إمكانية وج������ود عالم مخفي مطابق ل، وكانت البداية عام 1956 في لعاملنا للدراس������ة بش������كل مطومالحظة عارضة وردت ضمن بح������ث حصل على جائزة نوبل م������ه <D .T. لي> و<N .Ch. يانگ>، وحل������ق بهما حديثا كثيرون قدآخرون منهم <R. فوت> و <R. ڤولكاس> ]من جامعة ملبورن في أس������تراليا[. إن هذه الفكرة مغوية حقا: فهل من املمكن أن ما نراه كمادة معتمة هو في احلقيقة دليل على عالم مخفي يعكس ص������ورة عاملنا؟ وهل هناك فيزيائيون وفلكيون مخفيون ميعنون النظر في ه������ذه اللحظة عبر مقاريبهم ويتس������اءلون عن طبيعة مادتهم املعتمة، بينما مادتهم املعتمة هي في واقع األمر نحن؟لس������وء احلظ، تشير املراقبات األساس������ية إلى أن العوالم املخفية ال ميكن أن تكون نس������خة دقيقة عن عاملنا املرئي. أحد األس������باب لذلك هو أن وفرة املادة املعتمة تفوق بس������ت مرات املادة العادية. والس������بب الثاني ه������و أنه لو كانت املادة املعتمة

ل حت لتشك تسلك سلوك املادة العادية، لكانت الهاالت قد تسطأقراصا شبيهة بقرص درب التبانة)3(؛ ولنجمت عن ذلك نتائج تثاقلية درامية لم تتم مالحظتها. وأخيرا، فإن وجود جسيمات مخفية مطابقة جلس������يماتنا كان س������يؤثر ف������ي التمدد الكوني مغيرا اصطناع الهدروجني والهليوم في بواكير الكون؛ بينما القياس���ات التركيبية)4( تس������تبعد هذا األمر. وهكذا، جند أن

هذه االعتبارات تفند بقوة احتمال وجود أناس مخفيني.بعد هذا، ميكننا القول إن العالم املعتم قد يكون حقا شبكة معقدة من اجلس������يمات والقوى. وفي أح������د مناحي األبحاث وجد باحثون عدة - من ضمنهم أحدنا )<فينگ>( و <J. كومار> ]من جامع������ة هاواي في مانوا[ - أن نفس الهيكل التناظري الفائق)5( الذي يقودنا إلى الوميپات، يس������مح بس������يناريوهات ن الوميپات، بل فيه������ا أمناط عديدة أخرى من بديل������ة ال تتضماجلس������يمات. أضف إلى ذلك أن هذه اجلسيمات - في كثير من هذه النظري������ات عدمية الوميپات - يتآثر أحدها مع اآلخر من خالل قوى معتمة افترضت حديثا. وقد وجدنا أن مثل هذه القوى س������وف يغير معدل توليد وإفناء اجلسيمات في بواكير الكون، ولكن من جديد تتوازن األرقام بحيث يبقى في النهاية العدد الصحيح من اجلسيمات الالزم لتشكيل املادة املعتمة. وهذه النماذج تتنبأ بأنه من املمكن أن ترافق املادة املعتمة قوة نووية ضعيفة مخفية، أو حتى أمر أكثر إثارة هو منط مستتر من الكهرمغنطيسية، وهذا يقتضي أن املادة املعتمة ميكن أن

تصدر وتعكس ضوءا مخفيا.بالطبع هذا »الضوء« غير مرئي بالنسبة إلينا، وهكذا تبقى املادة املعتمة معتمة بالنس������بة إل������ى عيوننا. ومع ذلك ميكن أن يك������ون لدى القوى اجلديدة آثار جد بليغة. فمثال ميكنها جعل هة عند مرور بعضها عبر سحب اجلس������يمات املعتمة مش������وبعض. وقد بحث الفلكيون عن هذا األثر في التجمع الش������هير ن من حشدين عنقوديني املدعو عنقود رصاصي)6( والذي يتكوم������ن املجرات م������ر كل منهما عبر اآلخر. وتب������ني األرصاد أن االمتزاج املش������ترك القصير األمد لهذين احلشدين ترك املادة املعتمة دون اضطراب إلى حد بعيد، وهذا يش������ير إلى أنه من غي������ر املمكن ألي ق������وى معتمة أن تكون قوي������ة جدا. ويواصل

الباحثون النظر والتفتيش في منظومات أخرى.سوف تس������مح مثل تلك القوى للجس������يمات املعتمة أيضا ب������أن تتبادل فيما بينها الطاقة واالندف���اع)7(، وهذه عملية متيل

Jonathan Feng<فينگ> فيزيائي نظري يعمل في املجال الذي ميثل تقاطع

زا على املادة فيزياء اجلسيمات والكوسمولوجيا، مركاملعتمة. وهو حاليا أستاذ الفيزياء وعلم الفلك في جامعة

كاليفورنيا.

Mark Troddenيدرس <ترودن> فيزياء اجلسيمات والكوسمولوجيا، وهو

مدير مشارك ملركز كوسمولوجيا اجلسيمات)1( في جامعة Cosmic Variance پنسلڤانيا، ومؤلف منتدى اإلنترنت املدعو

الذي يشغل مركزا متقدما بني منتديات الفيزياء.

DARK FORCeS, hiDDeN WORLDS )�(the Center for Particle Cosmology )1(

steroids )2(the Milky Way )3(

compositional measurements )4(supersymmetric framework )5(

Bullet Cluster )6()momentum )7 أو العزم.

املؤلفان

48(2010) 2/1

إلى جعلها متجانسة وإلى جعل الهاالت ذات األشكال البدئية املنحرفة كروية الشكل. إن عملية املجانسة يجب أن تكون أكثر وضوحا في املجرات الصغيرة )التي تس������مى أيضا مجرات قزمة)1(( حيث تكون املادة املعتمة بطيئة احلركة، وحيث تتسكع ر الوق������ت للتأثيرات اجلس������يمات بعضها قرب بع������ض، ويتوفالضئيلة كي تنمو وتتعاظ������م. وإذا أظهرت مراقبات األرصاد بش������كل منهجي ثاب������ت أن للمجرات الصغيرة أش������كاال أكثر استدارة من قريباتها ذات احلجم األكبر، فإن هذا االكتشاف سوف يعد إش������ارة إلى أن املادة املعتمة تتآثر من خالل قوى جديدة. ولم يبدأ الفلكيون بإجراء الدراس������ات الضرورية لهذا

املوضوع إال منذ فترة قريبة جدا.

من شيء معتم إلى آخر)٭(أحد اإلمكانات الذي ال يقل إثارة لالهتمام عن سابقاته ه������و أن املادة املعتم������ة تتفاعل مع الطاق������ة املعتمة. فمعظم النظريات السائدة حاليا تتعامل مع هاتني الكينونتني على أن إحداهما منفصلة عن األخرى، ولكن ال وجود لسبب حقيقي يف������رض عليهما أن تكونا كذلك، لذا يدرس الفيزيائيون اآلن مسألة الكيفية التي ميكن أن تؤثر بها املادة املعتمة والطاقة املعتمة إحداهما في األخرى. وهناك أمل بأن االقتران)2( بني األمرين السابقني ميكن أن يسهم في حل بعض املعضالت الكوس������مولوجية، مثل مس���ألة املصادفة)3(: وهي املس������ألة التي تبحث في س������بب كون كثافة كل منهما قريبة من كثافة األخرى. فالطاقة املعتمة أكثف من املادة املعتمة بثالث مرات تقريبا، ولكن النس������بة بينهما كان ميكن أن تساوي ألف أو مليون. فهذه املصادفة سوف تصبح منطقية إذا كانت املادة

املعتمة هي التي أثارت بطريقة ما انبعاث الطاقة املعتمة.ميكن أيض������ا أن يس������مح االقت������ران بالطاق������ة املعتمة جلس������يمات امل������ادة املعتم������ة بالتفاعل بعضه������ا مع بعض بطرائق ال تسلكها اجلس������يمات العادية. وتسمح النماذج احلديث������ة للطاقة املعتمة - بل تف������رض عليها أحيانا- بأن تخض������ع املادة املعتمة إلى قوة مختلفة عما تفعله في املادة العادي������ة. وبتأثير هذه القوة س������وف متيل امل������ادة املعتمة إل������ى االبتعاد ع������ن أي مادة عادية كانت متش������ابكة معها. وفي ع������ام 2006، اقترح <M. كاميونكڤس������كي> ]من معهد كاليفورني������ا للتقانة (CIT)[ و <M. كيس������دن> ]وكان حينئذ ف������ي املعهد الكندي للفيزياء الفلكي������ة النظرية في تورونتو[ قها البح������ث عن هذا األث������ر في املجرات القزم������ة التي متزاملجرات املجاورة األكبر منها حجما. وعلى س������بيل املثال، يج������ري متزيق املج������رة القزمة املدعوة برج الق���وس)4( من

قب������ل مجرة درب التبانة، ويظن الفلكيون أن مادتها املعتمة ومادتها العادية تنسكبان ضمن مجرتنا. ووفقا حلسابات <كاميونكڤس������كي> و<كيسدن> فإنه لو كانت القوى املؤثرة

في املادة املعتمة أش������د أو أضعف بنس������بة أربعة في املئة على األقل من القوى املؤثرة في املادة العادية، لترتب على هات������ني املادتني أن تنفصل إحداهم������ا عن األخرى مبقدار رة حاليا لم تبني أي قابل للمالحظة. بيد أن البيانات املتوف

شيء من هذا القبيل.ثمة فكرة أخرى تذهب إلى أن وجود صلة بني املادة املعتمة والطاقة املعتمة سوف يغير تعاظم البنى الكونية الذي يتوقف بدق������ة على تركي������ب الكون مبا في ذلك جانب������ه املعتم. وحديثا قام عدد م������ن الباحثني - من ضمنهم واح������د منا )<ترودن>( ومعاون������وه <R. بني> و <E. فالناگ������ن> و <I. الزلو> ]من جامعة كورنل[ - باستعمال هذا القيد القوي الستبعاد صنف واسع

من النماذج.وعلى الرغم من هذه النتائج السلبية، فإن القضية النظرية د تفرض نفس������ها املتبنية للرأي القائل بوجود عالم معتم معقاآلن إلى درجة أن كثيرا من الباحثني س������يجدونه أمرا مفاجئا لو تبني أن املادة املعتمة ليس������ت س������وى حشد غير متمايز من ن طيفا غنيا الوميپ������ات. وبعد هذا كله، فإن املادة املرئية تتضمد بواسطة مبادئ من اجلس������يمات ذات تفاعالت متعددة تتحدتناظرية أصلية جميلة، وال ش������يء يوحي أنه يتعني على املادة املعتم������ة والطاقة املعتم������ة أن تكونا مختلفت������ني. وقد ال نواجه أش������خاصا أو كواكب أو جنوما معتمة، بيد أنه مثلما يصعب علينا تصور املنظومة الشمسية من دون نپتون وپلوتو وحشد األجرام السماوية األخرى التي تقع حتى أبعد منهما، فإنه قد نعج������ز أيضا في يوم من األيام عن تصور كون خال من عالم

معتم فاتن معقد. <

Scientific American, November 2010

مراجع لالستزادة

FROM ONe DARK ThiNG TO ANOTheR )�(dwarf galaxies )1(

couplings )2(the coincidence problem )3(

Sagittarius )4(

(2011) 2/149

تفس������د التصوي������ر )والعينة اإللكترونات أو نفس������ها!( كم������ا تفع������ل البل������ورات اجلليدية االعتيادية. وبهذه الطريقة حصلنا على صور خلاليا بكتيرية وبلورات پروتينية. ونأمل بأن نتمكن في املستقبل من رصد پروتينات مبثوثة في مثل هذا امل������اء الزجاجي مطوية )منثنية( ومنش������ورة: إذ تعمل نبضة توقيت على رفع درجة احل������رارة بقدر يكفي لصه������ر قطيرة دقيقة من املاء احمليط بالپروتن، الذي ما أن ينتشر حتى ينثني مطويا من جديد. وعندما د ثانية، فإنه يجعل اجلزيء يب������رد املاء ويتجممهيأ لنبضة توقيت أخرى. وهذا األس������لوب ذاته قد يتيح لنا معاينة اخلصائص الدينامية ياط)flagella )1 وللطبقات الثنائية ذوات للس ،the fatty acid bilayers األحماض الدهنيـــةالت������ي تؤلف أغش������ية اخلاليا. وال ش������ك في أن تقنية طيفيات فق������دان طاقة اإللكترونات، شأن دراس������اتنا املتعلقة بالگرافيت، ستتيح لنا اسكتش������اف م������ا يطرأ م������ن تغيرات في ������ف الصورة قبل الرواب������ط، مع العلم بأن تلقكها حري بأن ك املنظومة احليوية أو تفك تريعط������ي صورا أكثر وضوح������ا مما هو متاح ة ي حاليا في الدراسات امليكروسكوپية القر

.cryomicroscopy

ملبح������ث أخ������رى أش������كال وثم������ة امليكروسكوپيات اإللكترونية الفائقة السرعة، ميكن أن تن������درج تت املقياس النانوي في الدراسات املتصلة بعلم التحريك البنيوي، ع وتت رتبة الفمتوثانية ف������ي تصوير توزاإللكترونات ف������ي املادة. فقد ق������ام أعضاء فريق������ي العامل في معهد كاليفورنيا للتقانة Caltech، إلى عهد قريب جدا، بعرض تقنيتن

جديدت������ن: أوالهما، وهي ميكروســــكوپية إلكترونيــــة فائقة الســــرعة حلزمة أشــــعة متقاربــــة convergent-beam UEM، يقتصر فيها س������بر النبضة اإللكترونية على موضع نانوسكوپي وحيد في عينة؛ وثانيتهما، وهي ميكروســــكوپية إلكترونية فائقة السرعة ������ن من حلقــــل قريــــب near-field UEM، تك

تصوير املوجات الكهرمغنطيسية املتالشية )»الپالزمونات« plasmons( املتولدة ضمن البنى النانوس������كوپية بفعل نبض������ة ليزرية ������س لتقانة ������زة - وه������ي ظاه������رة تؤس مركجديدة مثيرة تعرف باس������م الپالزمونيات plasmonics ]انظ������ر: »الپالزمونيات ميدان

علمي واعد«، ، العددان 10/9 (2007)، ص 70[. وق������د أثمرت ه������ذه التقنية صورا ألغشية خاليا بكتيرية وحويصالت پروتينية بدرجة ميز من رتبة الفمتوثانية والنانومتر.

وفي الس��������ن��وات الق��ري��ب�����ة امل���اض���ي����ة، أت���������اح <F. ك������راوس> ]من جامع������ة لودڤيگ ماكس������يميليان في ميوني������خ[ و<P. كوركوم> ]من جامعة أوتاوا[ وآخرون نظام اآلتوثانية للدراس������ات البصرية )املعتمدة على الضوء( باس������تعمال نبضات ليزرية بالغ������ة القصر. وبدورنا اقترحنا - في معهد كاليفورنيا للتقانة - برام������ج عدة في مبحث امليكروس������كوپيات اإللكترونية الفائقة السرعة، للتصوير املعتمد عل������ى اإللكترونات من رتبة اآلتوثانية، ونحن حالي������ا بص������دد متابعة التحقي������ق التجريب ي للمقترح������ات، بالتعاون مع <H. باتيالن> ]من

جامعة نبراسكا - لينكولن[.يش������ار أخي������را إل������ى أن امليكروس������كوپ د جوانب اإللكتروني اس������تثنائي القوة، متعداالس������تعمال، قادر عل������ى العمل ف������ي ثالثة ������ور باحليز مج������االت منفصل������ة ه������ي: الصاحلقيقي، وأمناط االنعراج، وأطياف الطاقة. ويس������تعمل في تطبيقات كثيرة تتد من علم املواد وعلم املعادن، إلى التقانة النانوية وعلم احلياة، إضافة إلى أنه يجلو البنى السكونية بتفصيل مسهب. وواقع األمر أننا، بإدخالنا ور ل الص البعد الرابع في احلس������اب، نح������والس������اكنة إلى أفالم نحت������اج إليها في رصد س������لوك املادة - من ال������ذرات إلى اخلاليا -

ف لنا مع مرور الزمن. < وهي تتكش

Scientific American, August 2010

)1( جمع flagellum )سوط(: عضيات حركية في بعض اخلاليا، وط، تستعن بها السوطيات على احلركة. شبيهة بالس

)التحرير(

مراجع لالستزادة

تتمة الصفحة 31 )تصوير الالمرئي فوتوغرافيا بأربعة أبعاد(

50

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

كيف نبني شبكة الكهرباء الفائقة)٭(حتتاج الواليات املتحدة إلى منظومة جديدة لتوزيع

طاقة كهربائية أنظف وأكثر وثوقية في جميع أنحاء البالد،وميكن تذليل عقبات إنشائها بأربع خطوات.

<M. والد>

ع الكهرباء تعد ش������بكة نقل الطاق������ة الكهربائية، التي ت������وزانطالقا من محطات التولي������د، جزءا جوهريا من البنية التحتية للواليات املتحدة. وهي شبكة جيدة من حيث إخفائها لعيوبها. فالناس يستطيعون رؤية األبراج واألسالك ممتدة في كل مكان، ويستطيعون رؤية محطات الكهرباء الفرعية احمللية التي تخفض الڤلطي���ة)1( )التوت���ر( ليصبح من املمك������ن توزيع الكهرباء على املنازل ومرافق األعمال. ولكن تلك الش������بكة ال تبدي اختناقات كتلك التي حتدث في الطرق الرئيسية، أو فيضانات كتلك التي حتصل لدى انفجار أنبوب ماء رئيسي. ومع ذلك، فهي حتتاج إل������ى عملية حتديث كب������رى. وإذا كانت الوالي������ات املتحدة تريد االنتقال من الوقود األحفوري القذر إلى الطاقة الشمس������ية أو طاقة الرياح النظيفتني املتجددتني، أو حتى إلى الطاقة النووية، تع������نين عليها توس������يع منظومة النقل الكهربائي توس������يعا هائال كي تصل إلى الصحاري النائية والس������هول العالية حيث تكون الشمس أشد سطوعا والرياح أكبر سرعة. يضاف إلى ذلك أنه إذا كانت الواليات املتحدة ترغب في حماية نفسها من انقطاع الكهرباء الواسع النطاق والذي يكلف عشرات باليني الدوالرات

أو أكثر سنويا، فإنه ال مناص من حتديث الشبكة أيضا.فكيف نبني هذه الش������بكة الفائقة؟ بعد س������نني من اجلدل، يوافق معظم املهندس������ني على أنه يتعني إضافة شريحة حديثة إلى املنظومة القدمية العشوائية املجهدة، لتكوين شبكة فقارية أكبر سعة باستعمال ڤلطيات أعلى، وإيصالها إلى املواقع التي

صت إدارة الرئيس <باراك أوباما> هي أكثر بع������دا. وقد خصنضمن موازنة التحفيز لعام 2009 قرضا قدره 6.5 بليون دوالر للهيئات االحتادية لبناء خطوط نقل الطاقة، وضمانات قروض ب� 2 بليون دوالر للش������ركات اخلاصة. أي إن املال متوفر للبدء بالعمل، ولكن بناء الش������بكة الفائقة يتطلب عدة خطوات تقنية

كبرى، إضافة إلى خطوة سياسية واحدة.

بناء الشبكة)٭٭( اخلطوة األولى هي ببس������اطة إنش������اء مزيد من خطوط نقل الطاقة، وعلى وجه اخلص������وص متديدها من املواقع احملتملة لتوليد الطاقة املتجددة إلى املدن املتوسعة التي تستمد الطاقة حاليا من محط������ات التوليد بالفحم احلجري. وميكن للخطوط اجلديدة أيضا أن تساعد املنتجني احملليني للكهرباء على بيع

الطاقة الفائضة لديهم إلى أولئك البعيدين عنهم.إن اإلنش������اءات الواس������عة النط������اق في الوالي������ات املتحدة متأخ������رة كثيرا. في الش������هر 2009/10 قال <ب������اراك أوباما>، بوصف������ه كبير آمري الصرف في الب������الد، عن منظومة الطرق احلالي������ة: » تخينلوا ما كانت عليه منظومة الطرق في هذا البلد في عش������رينات وثالثينات القرن العش������رين قبل بناء منظومة ط������رق ما بني الواليات. لقد كانت متاهة متش������ابكة من الطرق

How to Build tHe Supergrid )�(Build, Baby, Build )��()voltage )1 أو : جهد

واملواطن���ن احمللي���ة واحلكوم���ات وش���ركات الكهرب���اء. وميك���ن للق���رار الرس���مي بإقامة مرافق توليد الطاقة ز إنش���اء خطوط نقل دة أن يحف املتجد

لها القطاع اخلاص. ميو

قصي���رة تص���ل فيم���ا ب���ن ش���بكات نق���ل الطاقة الثالث املنفصلة عن بعضها.

وق���د تك���ون ثم���ة حاجة إلى س���لطة اخلط���وط مس���ارات د حت���د احتادي���ة اجلدي���دة بغية جتاوز ممانعة الواليات

وميك���ن إقام���ة ه���ذه الش���بكة الفائقة بأرب���ع خطوات: بن���اء مزيد م���ن خطوط نقل الطاق���ة، ورفع الڤلطية، واس���تعمال للمس���افات املس���تمر التي���ار خط���وط الطويل���ة، وإقام���ة رواب���ط تيار مس���تمر

ميكن ملنظوم���ة حديثة لنقل الطاقة جتع���ل أن املتح���دة الوالي���ات ف���ي الكهرباء رخيصة، وأن تقلل انقطاعات الكهرب���اء، وأن توص���ل طاقة الش���مس

والرياح إلى املدن البعيدة.

باختصار

51 (2011) 2/1

اخللفية الس������يئة الصيانة التي نادرا ما كانت أسرع أو أكفأ .»B إلى أخرى A وسيلة لالنتقال من نقطة

وخالل العقد املنصرم أنشئ ما يزيد قليال على 1000 ميل من خطوط نقل الڤلطية العالية س������نويا. إال أن دراسة أجريت في املختب������ر القومي األمريك������ي للطاقات املتجددة ونش������رت نتائجها في الش������هر 2010/1 خلص������ت إلى أن تأمني 20% من الطاقة التي تستهلكها الواليات املتحدة من طاقة الرياح سوف يتطل������ب 700 22 ميل من اخلطوط الكهربائية اجلديدة فيما بني الواليات، إضافة إلى خط������وط الڤلطية العالية املوجودة حاليا والتي يص������ل طولها إلى 000 160 ميل. حينئذ، س������وف يكون مش������هد العمال الذين ينشئون خطوط الطاقة أكثر شيوعا من

مشهد العمال الذين ينشئون الطرق.إضافة إلى نقل الطاقة املتجددة من مصادرها، ميكن للمزيد من اخلطوط أن يحل مشكلة الفائض املزعجة. وفي هذا اجلو من األسواق املتزايدة العدد اليوم، حتى ولو كانت االحتياجات من الكهرب������اء قليلة، فإن بعض محطات توليد الطاقة يجب أن تبق������ى في حالة عمل، وذل������ك للحفاظ على اس������تقرار الڤلطية ضمن املنظومة على الرغم من انعدام احلاجة إلى الطاقة التي تولدها. وفي الليل، حينما تكون الرياح ش������ديدة على األغلب، رمبا ال يكون ثمة مكان ترس������ل إلي������ه الطاقة املولندة. وفي هذه ل احلاالت، يجبر بعض مرافق نقل الطاقة، ومن أمثلتها مش���غمنظوم���ة كاليفورنيا املس���تقل)1(، عل������ى دفع مال إلى مرافق تولي������د الطاقة، ومن أمثلتها م������زارع الرياح، إليقاف إنتاجها. وإذا فاق اإلنتاج الطلب، »عليك أن تدفع إلى اآلخرين ليأخذوا ل الطاقة«، وفقا لقول <ياقوت منصور>، املدير التنفيذي ملش������غ

منظومة كاليفورنيا.ميك������ن لعدم التوازن هذا أن يجعل الطاق������ة النظيفة املتجددة باهظ������ة التكلف������ة. فإيقاف عنف���ات )توربين���ات( turbines الرياح ع������ن اإلنتاج حينما تكون الرياح ش������ديدة ميك������ن أن يجعلها غير ذات ج������دوى اقتصادية. أما بوجود خطوط الڤلطية العالية فيمكن تقليص الفائض بإرساله إلى زبائن بعيدين يحتاجون إليه. وميكن للمزيد من خطوط الطاقة أن يساعد أيضا على توزيع اضطرابات الڤلطية على منطقة واس������عة من املنتجني واملس������تهلكني، وهذا ما ي������ؤدي إلى امتصاص تلك االضطرابات دون توليد تغيرات ڤلطية

كبيرة وخطرة، أو التسبب في انقطاع للكهرباء ال مبرر له.وميكن للمزيد من خط������وط الطاقة أيضا أن يجعل مرافق تخزين الطاقة الكبيرة الس������عة ممكن������ة وقابلة للتحقيق. ميكن لطاق������ة الرياح الفائضة ف������ي الليل أن تخ������زن من خالل أي وس������يلة تقانية تس������تطيع توليد الطاقة في الي������وم التالي حني احلاجة إليها من قبل: البطاريات الكبيرة، ودواليب العطالة

flywheels، وحج������رات الهواء املضغوط، واملاء املضخوخ إلى

األعلى بحيث يولد الكهرباء الحقا حني س������قوطه عبر عنفات، ل فيما بعد عنفات بخارية، وخزانات امللح املصهور الذي يشغوغير ذلك من وس������ائل التخزين. إال أنه يجب أن تصل الطاقة

أوال إلى تلك املرافق.

رفع الڤلطية)٭(إن بناء املزيد من خطوط نقل الطاقة س������وف يحقق وصال أفضل ب������ني املولدات ومواقع االس������تهالك. إال أن نقل الطاقة عند ڤلطيات أعلى، يعتبر اخلطوة الثانية نحو الشبكة الفائقة، الذي س������يقلص ضياع الطاقة في أس������الك النقل، ومخفضا بذلك التكالي������ف ومقلال احليز األرضي ال������ذي حتتله خطوط

الطاقة العابرة للتالل والوديان. إن الطاقة في خطوط النقل تضيع على ش������كل حرارة في املق������ام األول، إال أن الفقد ينخفض كثي������را حني رفع الڤلطية. لقد قام <J. مونتس> ]مدير نقل الطاقة لدى مرافق نقل الطاقة في املنطقة الش������مالية الشرقية Northeast Utilities التي ترغب في استيراد مزيد من الكهرباء من كندا[ بحساب االنخفاض الكبي������ر في ضياع الطاقة في خط نق������ل طوله 100 ميل وينقل استطاعة مقدارها 800 ميگاواط، وهي تقريبا استطاعة محطة توليد كهرباء كبيرة تس������تعمل الفحم احلجري. فوجد أنه إذا عمل اخلط عند ڤلط يساوي 345 كيلوڤلط، وهو مستوى الڤلطية املستعملة في كثير من خطوط الشبكة الفقارية اليوم، ضاعت

pump it up )�(California independent System operator )1(

52(2011) 2/1

اس������تطاعة مقدارها 19.8 ميگاواط. وإذا عمل عند ڤلط يساوي 765 كيلوڤلط، وهو أعلى ڤلطية مستعملة في الواليات املتحدة

)لكن ليس على نطاق واسع(، ضاعت استطاعة مقدارها 3.45 ميگاواط فقط، أي نحو سدس االستطاعة التي تفقد حني العمل عند الڤلطية 345 كيلوڤلط. وإذا عمل اخلط عند ڤلط يس������اوي 1100 كيلوڤل������ط، انخفض الفقد إل������ى 1.91 ميگاواط فقط. لقد

اس������تعمل االحتاد الس���وڤييتي)1( في وقت ما خ������ط نقل طاقة عند ڤلط يس������اوي 1150 كيلوڤل������ط، ويوجد في اليابان خط مش������ابه،

وتبني الصني خطوطا عدة من هذا النوع.وإضافة إلى تخفي������ض تكاليف التوليد اليومية، ميكن للڤلطيات العالية أن تس������اعد املخطط������ني اإلقليميني على تخفيض تكاليف األراض������ي واألبني������ة الالزم������ة خلطوط نقل الطاق������ة. فاخلط الذي يعمل عند اس������تطاعة تس������اوي 765 كيلوڤل������ط ميك������ن أن يحم������ل طاقة تس������اوي س������تة أمثال م������ا يحمله خط يعمل عن������د 345 كيلوڤلط، وفق������ا لتقديرات <M. هايك> ]املس������ؤول عن نقل الطاقة لدى

ش���ركة الكهرب���اء األمريكي���ة)2(، وهي أكبر ل لهذا النوع من اخلطوط في الواليات مشغاملتح������دة[. ويحتاج اخل������ط العامل عند 765

كيلوڤل������ط إل������ى حيز أرضي عرض������ه 200 قدم، ف������ي حني أن اخلطوط الس������تة التي تعمل عند 345 كيلوڤلط حتتاج إلى حيز أرضي عرضه 900 قدم. إال أن ارتفاع برج اخلط العامل عند 765 كيلوڤل������ط يجب أن يكون ب������ني 135 و 150 قدما، في حني

أن ارتفاع برج اخلط العامل عند 345 كيلوڤلط ميكن أن يكون ع������ادة ب������ني 110 و 125 قدما. فمع زي������ادة الڤلطية، ثمة حاجة إلى زيادة ارتفاع األس������الك عن األرض، ولكن الناس عموما

يعتبرون األبراج العالية أكثر إزعاجا.وفي الش������هر 2008/1، كشفت ش������ركة الكهرباء األمريكية ووزارة الطاق������ة األمريكية عن خطة محتملة إلنش������اء ش������بكة فقاري������ة على نطاق الواليات املتحدة تعم������ل عند 765 كيلوڤلط ف������وق منظومة النقل املوجودة حالي������ا، على غرار طريقة مرور الطرق الرئيس������ية فيما بني الواليات فوق الطرق احمللية، وذلك بغية زيادة س������عة الش������بكة زيادة كبيرة وتخفيض الفقد فيها. وحتتاج هذه الش������بكة الفقارية إل������ى 000 22 ميل من اخلطوط العاملة عن������د 765 كيلوڤلط، منها خط������وط موجودة فعال يبلغ طولها 3000 ميل. صحيح أن تكلفة هذه الش������بكة تساوي نحو خار باليني الدوالرات س������نويا 60 بليون دوالر، إال أنه ميكن اد

بسبب التخفيض الكبير للفقد، وبسبب إمكان االستعاضة عن الطاق������ة املرتفعة الثمن املولندة محلي������ا بطاقة رخيصة تولند في

أمكنة ال تصل إليها الشبكة احلالية.

االنتقال إلى التيار املستمر)٭(وبغي������ة حتقيق مزيد م������ن تقليل الفقد، أوصى املهندس������ون باس������تعمال التيار املس������تمر عل������ى اخلطوط الشديدة التحميل بدال من التيار املتناوب الذي د به عمليا جميع املنازل ومرافق األعمال. تزونفقد وج������د <مونتس> أن اخلط نفس������ه، الذي ل ب� 800 ميگاواط يبلغ طول������ه 100 ميل، واحملمنوالعام������ل بتيار مس������تمر عن������د 500 كيلوڤلط، يفقد 3.82 ميگاواط فق������ط، أي نحو نصف ما يفقده باس������تعمال التيار املتناوب عند الڤلطية نفس������ها. فإذا رفع الڤلطية حتى 800 كيلوڤلط، انخف������ض الفقد إلى 1.5 ميگاواط، أي إلى أقل م������ن نصف الفقد في حالة التيار املتناوب عند

765 كيلوڤلط.

������ل التيار املس������تمر في حاالت نقل يفضنالطاقة ب������ني نقطتني متتد األس������الك بينهما باستمرار دون وجود نقاط حتويل تعترضها. وهو مس������تعمل فعال بني محطات الس������دود الكهرمائية في ش������مال كوب������ك ونيو إنگالن������د، وبني محطات الس������دود على نهر كولومبيا في أوريگون وجنوب كاليفورنيا. وق������د اختير التيار املس������تمر في هذه احلاالت بس������بب كفاءته م فيه. يتبع التيار املتناوب املسار ذا املقاومة وإمكان التحكالصغ���رى)3( منتشرا على طول الس������لك كاملاء املتدفق من قمة جبل في ج������داول مختلفة إلى حوض عن������د القاعدة. أما خط التيار املس������تمر، فهو كاألنبوب املمتد من األعلى إلى األسفل

م فيها في الزمن احلقيقي. د مبضخة ميكن التحك واملزونأة للش������بكة م في التيار مهم بس������بب البنية املجزن إن التحكن������ة م������ن مئات الش������بكات احمللية الت������ي ميتلكها مالكون املكونآخرون. فحينما يرس������ل بائع كهرباء إلى مشتر بعيد، سوف

سوف يقلص نقل الطاقة عند ڤلطيات عالية، وهو اخلطوة الثانية نحو إقامة الشبكة الفائقة، فقد الطاقة في األسالك ويخفض التكاليف

ر احليز ويصغالذي حتتله خطوط النقل العابرة للتالل

والوديان.

go direct )�()1( االحتاد الس������وڤييتي هو الدولة الشيوعية التي قامت في عام 1922 في غرب أوروبا وشمال آسيا وضمت روسيا و 14 جمهورية اشتراكية أخرى مجاورة لها، وانفرط

عقد هذا االحتاد رسميا في 1991/12/31. American electric power )2(

)3( تع������رف هذه الظاهرة باملفعول القش������ري skin effect، وه������ي تتجلى في نزوع التيار املتناوب إلى االبتعاد عن محور السلك واالنتشار بالقرب من سطحه، أي إن التيار املتناوب ال يس������تعمل عمليا كامل السلك لالنتقال فيه، ويزداد هذا املفعول بازدياد تردد التيار املتناوب. )التحرير(

53 (2011) 2/1

إل���ى انقط���اع الكهرباء. لذا ميكن إلنش���اء ش���بكة فقارية من خط���وط الڤلطية العالي���ة )اخلريط���ة العليا( أن يحل كلتا املش���كلتن. وعل���ى األقل، ميكنها أن تربط الش���بكات اإلقليمية الثالث معا )اخلريطة الس���فلى( لتحسن الوثوقية

ملصلحة اجلميع.

ال تصل منظومة نقل الطاقة في الواليات املتحدة )املخطط الذي في الوسط(، الت���ي جتل���ب الكهرب���اء م���ن محط���ات تولي���د الطاقة إل���ى احملط���ات الفرعية املج���اورة ملناطق االس���تهالك، عل���ى نحو كاف إل���ى املناطق الغني���ة بالطاقة الشمس���ية وبطاق���ة الري���اح، فضال ع���ن كونها عرض���ة لألعط���ال التي تؤدي

شبكة الكهرباء الرئيسية في املستقبل)٭(اخلطة الكبرى

توسيع نقل الطاقةتتألف منظومة النقل احلالية من بضعة خطوط تيار متناوب تعمل عند 765 كيلوڤلط، وخطوط تيار مستمر تعمل عند ڤلطيات

عالية. ميكن خلط ال� 765 كيلوڤلط الواحد أن ينقل طاقة تكافئ ما تنقله ستة خطوط عند 345 كيلوڤلط، ألن الفقد فيها أقل كثيرا. ويصبح الفقد في خطوط التيار املستمر التي تعمل عند الڤلطيات نفسها أقل من ذلك إذا كان اخلط أطول

من 300 ميل. لذا، فإن شريحة من شبكة فائقة من خطوط ال� 765 كيلوڤلط وخطوط التيار املستمر العالية الڤلطية ميكن أن تخفض التكاليف مبا يصل إلى بالين

ن طاقة شمسية الدوالرات سنويا، وأن ترفع الوثوقية، وأن تؤموطاقة رياح وفيرة على مستوى األمة كلها.

شريحة شبكة فائقة جديدة

إمكانات الطاقة املتجددة العظمى

اخلطوط املقترحة

الشبكة احلالية

روابط التيار املستمر املوجودة

الشبكة الغربيةالشبكة Ercot في تكساسالشبكة الشرقية وأقاليمها الفرعية

Tres املركز القومي الذي تقترحهAmigas في )كلوڤيس، نيومكسيكو(

)الڤلطيات األقل غير مبينة(

األقاليم الثالثة تصبح إقليما واحدام الواليات املتحدة وكندا ببضع روابط منخفضة االستهالك. تربط الشبكات الثالث التي تخد

فبربطها معا بواسطة روابط تيار مستمر ميكن تخفيض عدم االستقرار ومساعدة مرافق توليد ط إلنشاء بديل لتلك الكهرباء على بيع الطاقة الفائضة. وإحدى الشركات، Tres Amigas، تخط

الروابط: مركز ضخم ميكن أن يكامل الشبكات الثالث معا بواسطة كبال فائقة املوصلية)1(.

اخلطوط القائمة

خط تيار مستمر عالي الڤلطية

تيار مستمر عالي الڤلطية

تيار متناوب 345 كيلوڤلط

خط تيار متناوب 765 كيلوڤلط

تيار متناوب 765 كيلوڤلط

تيار متناوب 230 كيلوڤلط

رابطة تيار مستمر

تيار متناوب 500 كيلوڤلط

شمس ريح كالهما

Future Highways for electricity )�(أو الناقلية )1(

54(2011) 2/1

متر الطاقة عبر أسالك غير محددة، وقد يؤدي ذلك إلى حتميل زائد في مناطق مختلفة بني نقاط انتهائية ال عالقة جتارية لها

بصفقة البيع.لقد جرى متديد كبال تيار مس������تمر في الس������نوات القليلة املاضية بني س������احل نيوجرس������ي واجلانب اجلنوبي من لونگ آيالند من نيويورك، وعبر لونگ آيالند ساوند إلى كونكتيكت. وكان إيجاد مس������ار حتت املاء في احلالتني أكثر س������هولة من قت اخلطوط تدفقا إيجاده عبر املناطق املديني������ة املكتظة، وحقنس������ريعا للطاقة. ومدن أخيرا كبل طوله 53 ميال حتت املاء على طول خليج س������ان فرانسيس������كو لنقل طاقة باس������تطاعة 400 م في االنتقال م������ن الكبال القدمية إلى مي������گاواط. وكان التحكن املسؤولني عن مرافق الكهرباء اجلديدة سلس������ا إلى حد مكنمن إغالق محطات التوليد القدمية القذرة نس������بيا في س������ان ل لتحسني اس������تقرار الڤلطية فرانسيس������كو التي كانت تش������غن

والتردد في شبكات املنطقة ذات التيار املتناوب. ولك��ن على الرغ���م من مزايا خطوط التيار املس������تمر، فإنها ال تكون مفيدة إال في حاالت املسافات الطويلة. وسبب ذلك هو احلاجة إلى محطات تبديل خاصة في كل نقطة انتهائية لتغيير التيار املتناوب إلى تيار مس������تمر ثم إلى متناوب. وهذا التبديل يتطلب إلكترونيات ضخمة تستهلك نحو 1% من الكهرباء في كل نقطة انتهائية. ولكن <A. فيليپس> ]مدير نقل الطاقة لدى معهد أبح���اث الطاقة الكهربائية)1([ ي������رى أنه مع انخفاض تكاليف اإللكترونيات، انخفضت املسافة غير اخلاسرة أو الرابحة إلى

نحو 300 حتى 350 ميال، مقارنة ب� 500 ميل قبل 15 سنة. وإذا جرى تش������كيل خطوط التيار املستمر الطويلة بطريقة ذكي������ة، أمكن تكوين ش������بكة فقاري������ة على نطاق ق������ارة أمريكا الش������مالية تختلف عن شبكة خطة ش������ركة الكهرباء األمريكية التي تعمل عند 765 كيلوڤلط، والتي نادرا ما تس������تعمل التيار املس������تمر. وتدعو دراس������ة أجراها املختبر القوم������ي للطاقات املتجددة إلى إنشاء 10 وصالت تيار مستمر ضخمة تعمل عند 800 كيلوڤلط ومتتد من الشرق إلى الغرب من واليات السهول

الكبرى)2( حتى س������احل احمليط األطلس������ي، إال أن الدراسة لم د مسارات لها. وفي مؤمتر عن بناء مزارع رياح في منطقة حتدالغرب األوسط لتزويد الساحل الشرقي بالطاقة، يق������ول <D. أوزبورن> ]املدير التقن������ي لنقل الطاقة ل منظومة الغرب األوسط املستقل)3([ لدى مشغإن التيار املستمر هو التقنية الوحيدة التي تضمن وصول الطاقة إلى حيث احلاجة إليها فقط. إال أن عيب التيار املستمر هو أن التفريع من اخلط عند نقطة في وسطه، على غرار تفريع الطرق الرئيسية

إلى فرعية، باهظ التكلفة.

وصل البالد معا)٭(ميك������ن للمزيد من خط������وط نق������ل الطاقة إلى مسافات بعيدة بڤلطيات عالية متناوبة أو مستمرة ع منظومة النقل ن شبكة فائقة تدعم وتوس أن يكواحلالية. ويجب بناء هذه اخلطوط على نطاق أوسع ط له سابقا، إال أن ثمة صعوبة كثيرا مما كان يخطنحقيقية تكمن في مد أسالك التيار املستمر: ميكن تطويل س������لك التيار املتناوب بأي مقدار نريده في

ل التيار املتناوب ليصبح تيارا مس���تمرا ينقله كبل خليج س���ان فرانسيس���كو إلكترونيات ضخمة تبدالعالي الڤلطية الذي ميتد بطول 53 ميال حتت املاء على طول اخلليج.

املؤلف Matthew L. Wald

مراسل صحيفة نيويورك تاميز في واشنطن، وهو يكتب عن الطاقة والبيئة.

Knit the Nation together )�(the electric power research institute )1(

)the great plains )2 ، مناطق شاسعة قليلة األشجار كثيرة األعشاب في غرب نهر املسيس������يبي وشرق سلسلة اجلبال الصخرية فيما

بني الواليات املتحدة وكندا. Midwest independent System operator )3(

55 (2011) 2/1

أي وق������ت على غرار تطويل طريق ع������دة أميال، أما خط التيار املستمر فهو كاجلسر، ذو بداية ونهاية محددتان.

كانت خطوط نقل الطاقة تبنى دائما تقريبا في أوقات متفرقة وبطرائق مختلفة، بعيدا عن التخطيط املتكامل، وضمن منطقة مني متجاورين. وكان إنش������اء اخلطوط م واح������د أو مخد مخداجلديدة، واحلص������ول على حق العبور له������ا، يواجهان دائما

عقبات إدارية ومعارضة ش������عبية. وتضاف إلى ذلك صعوبة ثالثة تظهر على املس������توى القومي، ألن الواليات األمريكية املوجودة في قارة أمريكا الشمالية جنوب كندا)1( مقسمة إلى ثالث شبكات عمالقة: الشبكة الشرقية املمت������دة من سلس���لة اجلب���ال الصخرية)2( باجتاه الشرق، والشبكة الغربية املمتدة من اجلب������ال الصخرية باجتاه الغرب، وش������بكة تكساس. وقد عملت الشبكات الثالث وكأنها جزر مس������تقلة طوال عق������ود، إضافة إلى أن أة أيضا إلى أجزاء الش������بكة الش������رقية مجزن

إقليمية اعتباطية. وفي محاولة للتحديث، كشف املسؤولون

اإلقليمي������ون في الش������بكة الش������رقية في ع������ام 2009 عن خطة توس������يع على مس������توى املنظومة يجعل طاقة الرياح تلبي %20 من احتياجات الش������بكة من الطاقة بحلول عام 2024. وتنطوي اخلطة على متديد خطوط نقل يبلغ طولها 000 15 ميل، نصفها د مسارات خلطوط يعمل بالتيار املستمر. ولكن اخلطة لم حتدالنق������ل، إال أنها ميكن أن تبنى موازي������ة للمرافق القائمة حاليا واحلاصل������ة على حق العبور، أو خلطوط الس������كك احلديدية أو

حتى الطرق السريعة.إال أن م������ا أعاق اخلطة جزئيا ه������و كيفية توزيع التكاليف. وكان أحد اخليارات جعل اخلطوط »جتارية« على غرار الطرق املأجورة التي تبنيها وتستثمرها شركات خاصة والتي يوجد قليل منها حاليا. إال أن هذه الطريقة ال تالئم إال احلاالت التي يكون من املمكن فيها ربط املش������تري بالبائع مباشرة، أي إنها تصلح للتيار املستمر فقط. وأحد اخليارات األخرى في حالة التي������ار املتناوب هو توزيع التكلفة على املولدين واملس������تهلكني الذين سوف يجري تخدميهم. إال أن بعض الشركات اإلقليمية لنقل الطاقة التي جربت هذه الطريقة تعترض عليها. لذا، اقترح ���ع طاقة املنطق���ة اجلنوبي���ة الغربي���ة)3(، نظاما لتوزيع مجمالتكالي������ف أقرته اللجنة االحتادية لتش���ريعات الطاقة)4( في الشهر 2010/6، ويقضي مبعاملة خطوط الڤلطية العالية معاملة ع التكاليف على جميع املرافق في الطرق الس������ريعة حيث توزن

املنطقة. أما خطوط الڤلطية املنخفضة، فتعامل معاملة الطرق الداخلي������ة وتوزع تكاليفها محليا. وأما تكاليف خطوط الڤلطية

املتوسطة، فتكون مشتركة.إال أن تل������ك الطريقة ال تصلح للتيار املس������تمر ألن خطوط م إال أولئ������ك املوجودين عن������د نهاياتها. فاخلط النق������ل ال تخداملنطلق من داكوتاس إلى شيكاغو لن يكون ذا فائدة ملينسوتا أو ويسكنسن أو آيوا. لذا، فإن تكلفة إنشاء هذا النوع من اخلطوط ميكن أن تدرج ضمن ثم������ن الكهرباء، وهي طريقة تنوي الش������ركة الكندي������ة Hydro Quebec تطبيقه������ا على خط

م نيو إنگالند. جديد سوف يخدإن خط������ة الش������بكة الش������رقية املتعث������رة س������قطت نهائيا عندما ادعت واليتا نيويورك وني������و إنگالند أن تلك اخلط������ة منحازة نحو نق������ل طاقة الرياح من الس������هول الكبرى إلى منطقة الساحل الش������رقي. وقالت الواليتان الش������رقيتان إن اخلطة ميكن أن تعوق تطوير مصادر طاقة الرياح على ساحل األطلسي،

وانسحبتا من املشروع.وثم������ة محاولة مختلفة ملكاملة ش������بكات الطاق������ة العمالقة الث������الث في منطقة بوالية نيو مكس������يكو قريبة من نقطة متاس تلك الش������بكات الكبيرة. ومن قبيل املصادف������ة، توجد في تلك

املنطقة موارد طاقة رياح وطاقة شمسية وفيرة. ليس������ت تلك الش������بكات الث������الث موصولة حالي������ا معا ألن تياراتها املتناوبة ليس������ت متزامنة. وفي كل ش������بكة على حدة، تغير اإللكترونات اجتاهها 60 مرة في الثانية في اللحظة نفسها متاما على غرار فرقة روكتس)Rockettes )5 التي ترقص على إيقاع الكورس. إال أن التيارات في الشبكات الثالث ال ترقص

متزامنة معا، ألنها متزامنة مع طبول مختلفة. لذا، فإن نقل الطاقة فيما بينها يتطلب تبديل التيار املتناوب اآلتي من ش������بكة معينة إلى تيار مس������تمر ونقله إلى الش������بكة املجاورة ثم تبديله إلى تيار متناوب متزامن مع التيار املتناوب في تلك الش������بكة. ثم������ة ثماني روابط تيار مس������تمر تصل بني الش������بكات الثالث، لكنها ال تس������تطيع نقل إال مقدار متواضع

أخفقت خطة لتحديث الشمال

الشرقي عندما ادعت واليتا نيويورك ونيو

إنگالند أن اخلطة لت جلب طاقة فضالرياح من السهول الكبرى على جلبها من ساحل األطلسي.

)1( تس������مى هذه الواليات ال� 48 والية، وهي متثل الواليات املتحدة األمريكية باس������تثناء أالسكا وهاواي واملمتلكات األمريكية خارج بر الواليات املتحدة.

)the rockies )2، هي سلس������لة اجلبال الرئيسية في غرب قارة أمريكا الشمالية ومتتد من كولومبيا البريطانية إلى شمال نيو مكسيكو.

the Southwest power pool )3(the Federal energy regulatory Commission )4(

)the rockettes )5، فرقة شهيرة للرقص الدقيق اإليقاع قدمت على مدى 77 عاما خمس حفالت يوميا، طوال أيام األسبوع، في مواسم أعياد امليالد. )التحرير(

التتمة في الصفحة 79

56

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

سعي حثيثمن أجل عالج للتوحد)٭(

تطورت آليات التشخيص كثيرا، ولكن العالجاتالصحيحة بقيت قليلة. وقد أخذ اآلباء يتوجهون إلى عالجات

بديلة مشكوك في صحتها وغالبا ما تكون خطرة.<N. شوت>

عندما مت تشــــــخيص التوحد)1( عند <بنيامني> أكبـر أبنــاء <J. ليدلر>، بدأ مع زوجته رحلة البحث عن املســــــاعدة. ويعلق

ــــــوم العصبية يقولون: إننا ال <ليدلر>: »كان اختصاصيو العلنعلم ما ســــــبب التوحد وال نعلم ماذا ستكون النتيجة بالنسبة إلى ابنك في املســــــتقبل؛« ويتابع: »لم يقل أحد منهم »هذا هو

سبب التوحد عند ابنك؛ وهذا هو عالجه.« ولكــــــن عندما بحث <ليدلر> وزوجته - وهما يعيشــــــان في ــــــد، أوري - في صفحات الوب )الشــــــبكة العنكبوتية پورتالنالعاملية(، وجدا العديد مــــــن العالجات »الطبية احليوية« التي تعد بتحســــــن، أو حتى بشــــــفاء، عدم قدرة ابنهــــــم <بنيامني> على الكالم أو التآثر مع املجتمع أو الســــــيطرة على حركاته، ــــــب الڤيتامني B6 مع ــــــدآ بتجري فجرباهــــــا مع ابنهمــــــا. لقد بــــــة املكونة من ــــــوم، ومســــــتحضرات املكمالت الغذائي املغنيزيثنائي ميثيل الگليســــــني وثالثي ميثيل الگليســــــني، والڤيتامني ــــــني والكازين، وهرمون A، وأنظمــــــة الغذاء اخلالية من الگلوت chelation )2(اجلهاز الهضمي الســــــيكريتني، وعملية اخلل���بوهــــــي معاجلــــــة دوائية تهــــــدف إلى التخلص مــــــن الرصاص

والزئبق. كما قاما بتطبيق العالجات التي تدعي شفاء التوحد على <ديڤيد> )أخ <بنيامني> الصغير( الذي شخصت إصابته ــــــدو أن عالج اخللب لم يعــــــط أية فائدة، بالتوحــــــد أيضا. ويبكما كان تأثير الســــــيكريتني محدودا. أما النظام الغذائي فبدا ــــــك كان الزوجان يحمــــــالن معهما أطعمة خاصة واعدا، ولذلإلى أي مكان يذهبان إليه، واستمرا بإطعام ولديهما عشرات املكمــــــالت الغذائية مع تغيير اجلرعات، زيادة أو نقصانا، مع

كل تغيير في السلوك.جاءت أولى عالمات فشــــــل جتارب هذين الوالدين عندما توقفت األم، وقد تزايد شــــــكها فــــــي جناعة العالج، عن إعطاء ابنها <بنيامني> املكمالت، وبقيت شــــــهرين حتى اضطرت إلى إخبار زوجها بذلك عندما قام <بنيامني> بخطف كعكة من أحد الپوفيهات خالل زيارة األســــــرة إلى ديزني الند وأكلها بنهم.

DESPERATE FOR AN AUTISM CURE )٭(ـ نشر املقاالت التالية عن التوحد: )autism )1 أو الذاتوية. وقد سبق ل

< »الذاتوية )التوحد(«، العددان 3/2 (1999)، ص 70.

< »األصول املبكرة للذاتوية )للتوحد(«، العددان 6/5 (2000)، ص 12.

< »مرايا متكسرة: نظرية في التوحد«، العدد 1 (2007)، ص 56.

باختصاروراثيات واعدة: رمبا تكشف

االختالفات اجلينية لدى األطفال املصابني بالتوحد عن سبب مرض التوحد، أما ظهور العالجات ذات

الصلة، فرمبا يستغرق سنوات.

أدوية خطرة: يصف بعض األطباء أدوية صودق عليها كعالج ألمراض أخرى، ولها تأثيرات جانبية خطيرة

دون أن يتم اختبار سالمتها أو جناعتها بالنسبة إلى التوحد إطالقا.

مزيد من األبحاث العلمية: في العقد املاضي زاد دعم أبحاث التوحد في الواليات املتحدة بنسبة 15% سنويا كاستجابة، ولو

جزئيا، لتزايد طلب اآلباء على املعاجلات املصادق عليها وزيادة الوعي العام باملشكلة.

ضجة هامشية: يتلقى حتى 75% من األطفال املصابني بالتوحد عالجات بديلة لم يطورها الطب التقليدي، وغالبا ما تكون زائفة.

57 (2011) 2/1

راقب الوالدان ابنهما بقلق مقتنعني بأنه سيتراجع في اللحظة التي يتوقف فيها عن نظامه الغذائي احملدد، ولكن شــــــيئا من

هذا لم يحدث. ــــــر>، فهو اختصاصي يجــــــب التعرف أكثر على <ليدلــــــة أن املعاجلات التي ــــــر، وكان يدرك منذ البداي بالتخدي

كان يســــــتخدمها مــــــع طفليه لم تختبر بتجارب ســــــريرية عشوائية، وهي املعيار الذهبي للمعاجلات الطبية. ويقول <ليدلر>: »حاولت في البداية املقاومة«، ولكن األمل انتصر

على الشك.يستســــــلم مئات من آالف اآلباء واألمهات سنويا للرغبة

Nancy Shuteلقد غطت <شوت> مواضيع العلوم العصبية وصحة األطفال ألكثر من عشرين عاما. فهي تكتب، كمحرر مشارك، في صفحة تربية األطفال على موقع أخبار

الواليات املتحدة األمريكية والتقرير العاملي.

املؤلفة

58(2011) 2/1

ذاتها في إيجاد أي شيء قد يخفف أعراض الصراع لدى ــــــكالم والتواصل، والتآثرات أبنائهم وبناتهم: العجز عن الــــــة غير املالئمة، والســــــلوك التكــــــراري أو املقيد االجتماعيكضربات اليد أو التشــــــبث باألشــــــياء. وهناك، وفقا لبعض الدراسات، نحو 75% من األطفال املصابني بالتوحد يتلقون عالجــــــات »بديلة« لم يطورها الطب التقليدي. وهذه غالبا ما تكون زائفة. فهي لم تخضع الختبارات السالمة والفعالية، وقــــــد تكون عالية التكلفة، وقد يكــــــون بعضها ضارا فعليا. وحلســــــن احلظ، فالقفزات احلديثة في تشــــــخيص التوحد

ــــــاء وجهــــــت املزيد من ــــــة ضغط اآلب وفعاليالتمويل احلكومــــــي واخلاص نحو األبحاث التي ستقود يوما ما إلى نتائج مثبتة علميا.

في غياب السبب، يغيب العالج)٭(

ــــــب على عالجات ــــــرا ما يتنامى الطل كثيالتوحد بســــــبب تزايد عــــــدد األطفال الذين يشــــــخص هــــــذا االضطــــــراب لديهم ضمن املعايير األوسع. فبالعودة إلى السبعينات، عندما كان التوحــــــد يعتبر ذهان���ا طفليا)1( ــــــج من القصــــــورات االجتماعية – وهو مزيوالتخلف العقلي – كانت احلالة نادرة. وإذا

قلق الوالدان من أن طفلهما ذا الشهور الثمانية ال يتواصل بصريا، كان أطباء األطفال يكتفون بطلب التريث واملتابعة. لقد أظهرت الدراسات أن التوحد موجود عند نحو خمسة مــــــن كل 000 10 طفل، ولكن املعدل ارتفع أكثر عندما أعاد األطباء تعريف احلالة باسم »اضطراب الطيف التوحدي«)2( والذي شمل أعراضا أخف. ومع نشر النسخة احملدثة من دليل الطب النفســــــي، الدليل التش���خيصي واإلحصائي لالضطرابات النفس���ية، املس���مى DSM)3(، والذي ســــــبق ــــــى الطيف متالزمة نشــــــره عــــــام 1994، أضاف األطباء إلأسپرگر Asperger’s syndrome – وهي شكل مـــن التوحـــد ذي القـــدرات الوظــيــفية العالية اشتهر من خالل فيلم رجل املطر Rain Man – ومجموعة سميت باسم االضطرابات التطوري���ة املعممة غير املصنفة بطريق���ة أخرى)4(. كما بدأ األطباء باإلقرار بفوائد التشــــــخيص والعالج املبكرين. وفي عام 2007 أوصت األكادميية األمريكية ألطباء األطفال بإجراء مسح شامل لتحري اإلصابة بالتوحد بني األطفال بعمر 18-24 شهرا، فارتفع في ذلك الوقت معدل اإلصابة

بالتوحد إلى حالة واحدة لكل 110 أطفال.

أما إذا كانت زيادة عدد احلاالت املشــــــخصة تعكس فعال زيادة في عدد حاالت التوحد فهذا مثار للجدل ألن ما هو معروف عن أسباب هذه احلالة ما زال قليال. يقول <D. آمارال> ]مدير األبحاث في معهد االستقصاء الطبي

الضطرابات التطور العصبية M.I.N.D. Institute بجامعة كاليفورنيا، ورئيس اجلمعية العاملية ألبحاث التوحد[: »ال ــــــا جنهل العامل اجليني الفيصل للغالبية العظمى من زلناملصابني بالتوحد.« وليست هناك أية واسمات بيولوجية متوفرة لتحديد من هم األطفال املعرضني خلطر اإلصابة أو لقياس مدى جــــــودة املعاجلات. وتركز معظم األبحاث على التدخالت الســــــلوكية والتواصــــــل ــــــر التآث ــــــم لتعلي املصممــــــة االجتماعيني والتي يبدو أنها تساعد بعض

األطفال بدرجات مختلفة. إن االفتقار إلى العالجات املجربة ييسر ــــــرا قيام بائعي العالجــــــات غير املجربة كثيبتسويق اآلمال. وبحسب <S. باريت> ]عالم ،].C .N ،Chapel Hill نفــــــس متقاعــــــد مــــــن»فما ســــــتحصل عليه ما هــــــو إال توليفة من األوهام واخلداع«؛ وقد كتب عن العالجات ــــــة املشــــــكوك فيها فــــــي صفحته على الطبياإلنترنت Quackwatch.com: »يعيش اآلباء واألمهات حتت ضغــــــط كبير، فهم يريدون ألبنائهم أن يكونوا أفضل حاال، ويالحظون حتسنهم مع مرور الوقت ويعزون هذا التحسن إلى الشــــــيء اخلطأ؛ واحلقيقة هي أن هذه املكاسب ليست بسبب الدواء، وإمنا ألن أطفالهم ينضجون أكثر مع التقدم

في العمر.«ــــــى اإلنترنت، فيخبر ينتشــــــر بائعو املعاجلات الزائفة علأحد املواقع الوالدين بأنهما يســــــتطيعان »محاربة التوحد عند ــــــه 299 دوالرا؛ في حني يعرض ــــــاب قيمت طفلهما« بشــــــراء كتــــــة مصابة بالتوحد تتحســــــن بعد موقــــــع آخر تصويرا »لطفلتلقيهــــــا حقنا من اخلاليا اجلذعية.« ويعترف العديد من اآلباء بأنهم حصلوا على معلوماتهم من اإلنترنت، »وفي ذلك يعتمد ــــــر منهم على النوادر أو الســــــوالف أو ما يرويه أصدقاء الكثيأو آباء آخرين،« بحسب <B. ريتشو>، ]عالم األبحاث املساعد ــــــذي يضيف: »لم تواكب في مركز يال لدراســــــات الطفولة[ ال

ببساطة، ال يوجد بحث علمي

خاص بالعديد من عالجات التوحد،

وعندما يوجد فغالبا ما يكون عدد األطفال قيد

الدراسة قليال.

No Cause, No Cure )٭(inflantile psychosis )1(

Autism spectrum disorder )2(the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders )3(

pervasive developmental disorder, not otherwise specified )4(

59 (2011) 2/1

األبحاث معاجلات التوحد.« واألمــــــل ال يتحقــــــق بثمن بخــــــس. فالعالجــــــات البديلة كاالســــــتلقاء في حجرة مفرطة ضغط األكسجني )تستخدم للتغلب على االنضغاط)1((، التي تزيد مســــــتويات أكسجني ــــــف 100 دوالر أو أكثر في الســــــاعة، مع ــــــا، تكل ــــــدم مؤقت الالتوصية بجلســــــات يومية مدتها ساعة أو ساعتني. كما أن معاجل����ة تكامل احل����واس)2(، التي ميكن أن تتراوح بني لف األطفــــــال في بطانيات أو وضعهــــــم في آلة العن����اق)3( وبني ــــــف نحو 200 دوالر جعلهــــــم يلعبون بالطــــــني املعطر، قد تكلفي الســــــاعة. أمــــــا املمونون فتكلف استشــــــاراتهم أكثر من

800 دوالر في الســــــاعة، فضال عــــــن آالف أخرى للحصول

ــــــة والتحاليل املختبرية. على الڤيتامينات واملكمالت الغذائيوقد ذكر بعض اآلباء في مســــــح جتريه حاليا شبكة التوحد ــــــة في معهد كندي كريگر في بالتيمور بأنهم ينفقون التفاعليوسطيا 500 دوالر في الشــــــهر من مصروفاتهم الشخصية ــــــى مثل هذه العالجات. أما عــــــالج التوحد الوحيد الذي علــــــت فعاليته إلى حد مــــــا، وهو املعاجلة الســــــلوكية، فقد ثبت

عالجات مشكوك في صالحيتها)٭(

إغراءات

Dubious Therapies )٭(compression )1(

sensory integration therapy )2(hug machine )3(

گلوبولني مناعي000 10 دوالر جلرعة التسريب الواحدة

أضداد )أجسام مضادة( antibodies للحقن مجازة لعالج ابيضاض الدم واإليدز؛ قد تسبب أشكاال من

الصداع والتهابات السحايا

نظام غذائي خال من الگلوتني والكازين

قد تكون التكلفة واملخاطرة معتدلتني، ولكن يصعب حتديد

فوائد هذا العالج.

Chelation اخللب3000 دوالر كل 6 أشهر

دواء يؤخذ حقنا لسحب الرصاص والزئبق؛ قد يسبب استنفاد الكالسيوم والفشل الكلوي.

لوپرون5000 دوالر شهريا

يؤخذ حقنا، ويستخدم عادة لعالج سرطان الپروستاته؛ قد يؤدي إلى أذية

العظام وإعاقة النمو والعنة.

الڤيتاميناتواملكمالت الغذائية

قد تكون التكلفة واملخاطرة معتدلتني )عدا عن اجلرعات املفرطة(، ولكن يصعب

حتديد فوائد هذا العالج.

معاجلة تكامل حسي6000 دوالر في السنة

تطبيق ضغط على اجلسم من خالل البطانيات أو اآلالت؛ وقد يتضمن

زيوتا عطرية معينة أيضا.

حجرة مفرطة ضغط األكسجني 3000 دوالر كل ثالثة أشهر

ضخ أكسجني مضغوط في غرفة مغلقة؛ قد يتسبب بالضغط على األذنني والعينني

والرئتني واجلهاز العصبي املركزي.

اخلاليا اجلذعية000 15 دوالر

حتقن على مدى أيام، ويجري احلقن خارج الواليات املتحدة

ألنها ممنوعة فيها.

السيكريتني90 دوالرا في األسبوع

هرمون يعطى حقنا؛ قد يسبب تفاعالت مناعية وإسهاال.

يجرب والدو األطفال التوحديني )املصابني بالتوحد( بحماسة العديد من العالجات

املدعى بفائدتها للتوحد، في كثير من األحيان في الوقت ذاته، حتى مع غياب

البينة العلمية على فعاليتها. وتظهر بعض العالجات الشائعة هنا. ولم تتم إجازة األدوية املذكورة هنا لعالج التوحد؛ أما

تكاليف العالج ومخاطره ومدته منوذجية، وإن كانت تختلف

على نحو واسع.

60(2011) 2/1

تكــــــون تكلفته هي األعلى، وتصل إلى 33 ألف دوالر أو أكثر ســــــنويا. ومــــــع أن برامج التدخل املبكر فــــــي الوالية وأنظمة املناطــــــق الصحية العامة غالبا ما تغطي هذه املصاريف، إال أن انتظــــــار التقييمات واخلدمــــــات املجانية قد يكون طويال. وبحســــــب مدرسة هارڤرد للصحة العامة، فاجلميع يقول إن ــــــة تصل إلى 27 ألف التكاليف الطبية املباشــــــرة وغير الطبي

دوالر في السنة وسطيا.

معاجلات طبية زائفة)٭(ــــــد العالجات غير املثبتة فعاليتها إلى متتــــــة؛ فبعض املمارســــــني يصفون أدوية األدويمرخصــــــة لعالج أمراض أخــــــرى. ومن هذه ــــــذي يحصر ــــــات عقــــــار »Lupron« ال املركبإنتاج اجلسم للتستوســــــتيرون عند الرجال ــــــد النســــــاء، ويســــــتخدم واإلســــــتروجني عنلعــــــالج ســــــرطان الپروســــــتاته و»للخصاء الكيميائي«)1( ملــــــن ميارس االغتصاب. كما وصف األطباء عقار »Actos« املســــــتخدم في عالج داء الســــــكري والگلوبولينات املناعية گاما احملقونة وريديا واملســــــتخدمة عادة في ــــــد األطفال. حــــــاالت االبيضاض واإليدز عنــــــة الثالثة املذكــــــورة تأثيراتها ولهــــــذه األدوي

ــــــرة، وهي لم تختبر قط لتحري ســــــالمتها ــــــة اخلطي اجلانبيوجناعتها في عالج التوحد.

ــــــة للتســــــمم وعملي���ة اخلل���ب)2(، املعاجلــــــة األوليــــــة التي يدعي بالرصــــــاص، هي إحــــــدى املعاجلات التقليديمروجوها أنها »تشــــــفي« التوحد. يقوم هذا الدواء بتحويل ــــــى مركبات خاملة الرصــــــاص والزئبق واملعادن األخرى إلكيميائيا ميكن للجســــــم طرحها عــــــن طريق البول. فالبعض يعتقد أن التعــــــرض لبعض هذه املعادن، وخصوصا ميثيل الزئبق املســــــتخدم كمادة حافظة في اللقاحات، قد يســــــبب التوحــــــد على الرغــــــم من غياب الدراســــــات التي تثبت هذه العالقة. بل إن احلقائق تشــــــير إلى استمرار تزايد معدالت ــــــة ميثيل الزئبق من تشــــــخيص التوحد على الرغم من إزالمعظم اللقاحات في عام 2001. بل إن عملية اخللب ميكن أن تسبب الفشل الكلوي، وخصوصا عند استخدامها وريديا، وهو الشكل املفضل الســــــتخدامها في عالج التوحد. وفي عام 2005 توفي طفل يعاني التوحد في اخلامســــــة من عمره بوالية پنسلڤانيا عندما أعطي إحدى املواد اخلالبة وريديا.

قد تكون املعاجلة السلوكية �� وهي املعاجلة الوحيدة املجازة لكونها فعالة إلى حد

ما �� هي األعلى تكلفة، فقد تصل إلى 33 ألف دوالر

سنويا.

Medical Snake Oil )٭(Many Haystacks, Few Needles )٭٭(

chemical castrate )1(chelation )2(

ونتيجة الهتمامها، أعلن املعهد الوطني للصحة النفسية في عام 2006 خططا عن جتارب عشــــــوائية ذات شواهد حول ــــــب في عالج التوحد، ولكنها توقفت في عام 2008 عملية اخللألن املهنيني »لم يجدوا أية بينة واضحة على الفائدة املباشرة،« وألن هــــــذه املعاجلــــــة تضع األطفال حتت اختطــــــار »أعلى من االختطار األدنى«. وقد نشأ قلقهم جزئيا عن كشف الدراسات املختبرية عن وجود مشــــــكالت معرفية عند الفئران التي تلقت .R .Th> أدوية اخللب دون أن يكون لديها تســــــمم معدني. يقولنســــــيل> ]مدير املعهد الوطني للصحة النفسية[ »ال أعتقد أن أي شخص لديه إميان قوي بأن عملية اخللب هي العالج لعدد كبير من األطفال،« ويضيف ــــــر باختبار األدوية ذات بأن أبحاثه »تهتم أكث

األساس التقني.« وكمــــــا هو متوقــــــع، فالتخلي عن تلك الدراسة عزز االتهامات بأن العلوم اجلوهرية تتجاهل العالجات البديلة. لقد تدفقت األموال دائما نحو اكتشــــــاف عالجــــــات ذات نتائج واضحة أكثر منها نحــــــو تأكيد عدم فعالية العالجات التي ال أثر لها. وحتى فترة قريبة، ــــــت معظم أبحــــــاث التوحد في مجاالت أجريــــــم املتخصص، ــــــوم االجتماعية والتعلي العلحيث تكــــــون امليزانيات املخصصة لألبحاث ــــــة وبروتوكوالتهــــــا مختلفة كثيرا عــــــن تلك اخلاصة معتدلــــــة، وكانت األبحاث تقتصــــــر في كثير من باألبحــــــاث الطبيــــــان على طفل واحد. وكما تقول <M. ماگيلون> ]املدير األحياملســــــاعد في مركز جنوب كاليفورنيا للممارســــــة املستندة إلى البينة في املؤسسة RAND والتي تقود مراجعة متولها احلكومة وتختص باملعاجلات السلوكية ومن املتوقع نشرها في عام 2011[: »إن هذه الدراسات اآلنفة الذكر ال يعتد بها

كدليل علمي.«أكوام من القش وقليل من اإلبر)٭٭(

ببساطة، إن األبحاث العلمية احلديثة اخلاصة بالعديد من عالجات التوحد ليست موجودة، وعندما توجد فغالبا ما يكون عدد األطفال قيد الدراسة قليال. ففي عام 2007 قامت املؤسســــــة كوكرين Cochrane، وهي مؤسسة مستقلة تعنى بتقييم األبحــــــاث الطبية، مبراجعة األنظمة الغذائية اخلالية

61 (2011) 2/1

من الگلوتني والكازين والتي تقوم على أساس أن املركبات ــــــب( والگلوتني )أحد ــــــات احللي ــــــن )أحد پروتين في الكازيپروتينات القمح( تتداخل مع املســــــتقبالت في الدماغ. وقد استعرفت املؤسسة كوكرين جتربتني سريريتني صغيرتني جدا، إحداهما بعشــــــرين مشاركا واألخرى بخمسة عشر مشــــــاركا. فقد وجدت الدراسة األولى تراجعا في أعراض التوحد أما الثانية فال. وفي دراســــــة حديثة عشوائية ذات شــــــواهد شــــــملت 14 طفال قامت بها <S. هاميان> ]أستاذ طب األطفال املشــــــارك في جامعة روشيســــــتر، كلية الطب وطب األســــــنان[ ونشرت نتائجها في الشــــــهر 2010/5، لم ــــــاه أو النوم أو مناذج جتد <هاميــــــان> أي تغيير في االنتبالتغوط أو السلوكيات املميزة للتوحد. وتقول <E .S. ليڤي> ــــــا لألطفال[ والتي ]طبيبة األطفال في مستشــــــفى ڤيالدلڤيقامــــــت بتقييم البينة التي قدمتهــــــا <هاميان>: »بدأت األدلة ــــــطء لتؤكد بأن النظام الغذائي ليس املعجزة التى تتراكم بب

يحلم بها الناس.« ــــــدى <ليڤي> التجربة املباشــــــرة من مســــــتوى اجلهد ولــــــوب للتأثير فــــــي الرأي العام. ففي عــــــام 1998 أصبح املطلالس���يكريتني)1( أحد العالجات املشهورة، وذلك بعد صدور دراســــــة تشــــــير إلى أن ثالثة من األطفال قد حتسن لديهم التواصل البصري والتيقظ واســــــتخدام اللغة التعبيرية بعد

اســــــتخدامهم لهــــــذا الهرمون في أثناء إجراء تشــــــخيصي ملشــــــكالت هضمية لديهم. وقد قام مخرجو وسائل اإلعالم، ــــــاح اخلير أمريكا« ومجلة »بيوت مبا في ذلك برنامج »صبــــــة أكاذيب وإشــــــاعات فرح آباء الســــــيدات«، بتكــــــرار رواياألطفال املتحسنة حالتهم. فســــــارع املعهد الوطني لصحة الطفل والتنمية البشــــــرية إلى متويل التجارب الســــــريرية. وبحلول عام 2005، فشلت خمس جتارب سريرية عشوائية في إظهار أية فائدة بالســــــيكريتني، وتالشــــــى االهتمام به. لقد احتاج التوصل إلى ذلك أعواما، بحســــــب <ليڤي> التي ســــــاعدت على إجــــــراء العديد من التجــــــارب، والتي تقول: »تستهلك األبحاث جهودا ضخمة، وقد يكون التقدم بطيئا،« وتضيف: »يشعر اآلباء باليأس، وهم ال يريدون ترك أي باب

ميكن طرقه.« مــــــن األخبار اجليدة أن تنامــــــي الطلب على العالجات ــــــل املادي نحــــــو األبحاث. ــــــازة قــــــد بدأ يجــــــذب التموي املجفعندما عقد أول لقــــــاء عاملي ألبحاث التوحد في عام 2001، حضره بالكاد نحو 250 شــــــخصا. أما في الشــــــهر 2010/5 فقد حضــــــر اجتماع ڤيالدلڤيا 1700 مــــــن الباحثني والطلبة الدارســــــني ومناصري اآلباء. لقد ساعدت التقنيات اجلديدة وزيادة الوعي العام على جعل التوحد أحد احملاور اجلاذبة

Broader Definition, More Cases )٭(secretin )1(

تعريف أوسع، حاالت أكثر)٭(لعقود عدة كان التوحد يعتبر نادرا، ورمبا يكون شكال من

أشكال الفصام. وقد بدأ التعريف الدقيق يظهر في أدلة الطب النفسي عام 1980، ولكن توسيعه إلى »اضطراب الطيف

التوحدي« autism spectrum disorder كان عام 1994. وكنتيجة لذلك ازداد عدد األطفال املشخصة لديهم حالة التوحد في

الواليات املتحدة منذرة املدارس بتقدمي فصول للتعليم اخلاص بهم، واآلباء ليطالبوا بإيجاد عالجات أفضل، واملمارسني

ليقدموا املزيد من العالجات احمليرة وغير املثبتة.

التشخيص

حاالت التوحد لكل 000 10 طفل في الواليات املتحدة

1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010

20

0

40

60

80

100

1943 تعريف التوحد 1980 اإلشارة الواضحة إلى التوحد ألول مرة كفئة خاصة،

التوحد الطفولي، في الدليل DSM-III )الدليل التشخيصي

واإلحصائي لالضطرابات النفسية، الطبعة الثالثة(.

1987 تغيير الفئة إلى »الطيف التوحدي« في الدليل

DSM-III، الطبعة املنقحة ويجب حتقيق 8 من أصل 16

معيارا ليتم التشخيص.

1990 بداية تسجيل التوحد في قانون تعليم

املعاقني مبا يشير إلى حاجته إلى تعليم خاص.

1994 مت تعريف االضطراب التوحدي، واملعروف عموما باضطراب الطيف

DSM-IV التوحدي، بشكل أوسع في الدليل)الطبعة الرابعة( لتشمل متالزمات مثل

متالزمة أسپرگر؛ واملطلوب حتقيق 6 معايير تشخيصية فقط ليتم التشخيص.

62(2011) 2/1

لألبحاث. وفي منتصف تســــــعينات القرن املاضي بدأ اآلباء ــــــرة للضغط على ــــــن مجموعات ضغــــــط متطورة ومؤث بتكوياملشرعني وجلمع األموال باألسلوب نفسه الذي مت استخدامه ــــــك باالعتماد على في أمراض اإليدز وســــــرطان الثدي، وذل

املؤسسات واحلكومة الفيدرالية. ونتيجة ذلك، فقد زاد دعم أبحاث التوحد في الواليات املتحدة في العقد املاضي أكثر من 15% سنويا، مع التركيز على التطبيقات الســــــريرية. وقد خصصــــــت معاهد الصحة ــــــون دوالر ألبحاث التوحــــــد في عام 2009، ــــــة 132 ملي الوطنيإضافة إلى 64 مليون دوالر من قانون االستشــــــفاء األمريكي وإعادة االســــــتثمار، الذي خصص أغلبه لتطوير تسجيالت املرضى وأدوات التقصي األخرى. أما املؤسسات اخلاصة، مبا فيها »مؤسسة ساميون« و»أصوات التوحد«، فقد قدمت ــــــون دوالر في عام 2008. وطبقا ملا أوردته املؤسســــــة 79 ملي

األخيرة، فقد صرف نحو 27% من التمويل على اســــــتقصاء ــــــى اكتشــــــاف األســــــباب، و24% على املعاجلــــــات، و29% عل

البيولوجيا األساسية، و9% على التشخيص. لقد شــــــملت هذه املتابعات اجلديدة جهودا إلثبات إمكان اســــــتخدام التدخل املبكر في املعاجلات السلوكية، التي تعلم األطفال املهــــــارات االجتماعية من خالل التكــــــرار واملكافأة، بنجــــــاح مع األطفال الصغار جدا، عندما يكون الدماغ قادرا ــــــر االجتماعي. وفي دراســــــة أجرتها ــــــى تعلم اللغة والتآث علجامعات عدة ونشــــــرت في الشهر 2009/11، ظهر أن األطفال ــــــن تلقــــــوا املعاجلة الســــــلوكية ملدة ســــــنتني، ومبعدل 31 الذيســــــاعة أسبوعيا، وهم بعمر 18-30 شــــــهرا، قد حتسن لديهم ــــــا )17.6 نقطة مقارنة بســــــبع نقاط مع����دل ال����ذكاء IQ جوهريفي املجموعة الش����اهدة)1((، وكذلك حتســــــنت مهارات لديهم املعيشــــــة اليومية واللغة. لقد حتســــــنت لديهم قدرات ســــــبعة مــــــن 24 طفال في مجموعة العالج لدرجة تعديل التشــــــخيص عندهم من التوحد إلى الشكل األخف »غير املصنف بطرائق أخرى«؛ في حــــــني كان هناك طفل واحد فقط من الـ 24 طفال الذين تلقوا تدخالت أخرى، حصل على التشخيص بالشكل األخف. وفي هذا الســــــياق، فقد أقامت شــــــبكة عالج التوحد سجال بأكثر من 2300 طفل لألبحاث حول عالج املضاعفات ــــــا ما يعانيها األطفــــــال املصابون بالتوحد، الطبية التي غالبوخصوصا املشكالت الهضمية وصعوبة النوم، وهي تخطط إلصدار دالئل إرش����ادية)2(، ميكن ألطباء األطفال استخدامها

في جميع أنحاء البالد.

نحو علم حقيقي للتوحد)٭(ــــــة للتوحد والضطرابات إن اجلهود املبذولة إليجاد أدويعصبية أخرى، قد تالقي صعوبات أكبر يتعني تخطيها. وقد أصبحت التدخالت الطبية، حســــــب قول <إنســــــيل>، »شيئا ــــــال، إن مضادات االكتئاب ــــــا لآلمال إلى حد ما«. فمث مخيبالتي ترفع مســــــتوى الناقــــــل العصبي، الســــــيروتونني، في الدماغ، هي فعالة جدا في التقليل من حركات اليد التكرارية في االضطرابات الوسواســــــية القهرية؛ ولكن مراجعة قامت بها مؤسســــــة كوكرين في الشــــــهر 2010/8 أوضحت أن هذا ــــــف احلــــــركات التكرارية املميزة ــــــدواء ال أثر له في تخفي الللتوحــــــد. ومن بني األدوية املرشــــــحة اجلديدة لعالج التوحد )REM( الدواء الذي يعــــــزز دور ح���ركات العني الس���ريعةــــــب عند األطفال املصابني بالتوحد؛ في أثناء النوم، وهو غائوكذلك األوكسيتوسني oxytocin، وهو الهرمون الذي يسرع ــــــب الرضاعة، والذي يظن أنه يشــــــجع ــــــوالدة وإدرار حلي الالترابط بني األم والوليد. وفي الشــــــهر 2010/2 نشــــــر املركز الوطني الفرنسي لألبحاث العلمية CNRS دراسة أظهرت أن 13 مراهقا مصابا مبتالزمة أســــــپرگر حتسن تعرفهم صور

الوجوه بعد استنشــــــاق األوكسيتوسني. ويجب القيام بقفزة كبيرة بني هذه الدراسة الوحيدة وبني فكرة أن األكوسيتوسني قد يخفف أشد أعراض التوحد إزعاجا. وكما تقول <إنسيل>:

»ال يزال أمامنا الكثير من العمل اجلاد والشاق.« لقــــــد مت فعال البدء بهذا العمل. ففي الشــــــهر 2010/6 ــــــدى 996 طالبا في قام عدد مــــــن الباحثني بتحري اجلينات لاملدرســــــة ووجدوا تباينات وراثية جديدة ونادرة عند األطفال ــــــل اجلينات التي ــــــني بالتوحد. لقد أصاب بعض اخلل املصابــــــة – وهي نقاط تتحكــــــم في التواصل عبر املشــــــابك العصبيالتماس بني النورونات )العصبونات( neurons في الدماغ، وهي أيضا بؤرة أساسية للتساؤالت املتعلقة بالتوحد. ويقول <D. گيشوند> ]أستاذ علم األعصاب والطب النفسي في كلية

ــــــس الفريق البحثي الطــــــب Geffen بجامعــــــة كاليفورنيا، ورئيفيهــــــا[: »إن الطفــــــرات الفعلية مختلفة بني األفــــــراد، لكن قد يكون هناك بعض األمور املشتركة في املسارات البيولوجية.« و<كيشوند> هو أيضا مؤســــــس قاعدة بيانات تبادل املصادر اجلينية للتوحــــــد التي تضم عينات للدن���ا DNA من أكثر من ــــــات بالتوحد، وقد اســــــتخدمت في ــــــة لديها إصاب 1200 عائل

Toward A True Science of Autism )٭()control group )1 أو املجموعة الضابطة.

guideline )2(

63 (2011) 2/1

)shamanism )1 شامانية: اعتقاد راسخ بقوى خارقة للطبيعة تؤثر في األشياء الطبيعية، فالشامانية في هذا التعريف تستند إلى فلسفة تقول »إن األشياء حتدث بأسباب غير األسباب الطبيعية.« )التحرير(

الدراسة. أما االختبارات التي تثبت السبب أو املعاجلات التي قد تعدل اخللل اجليني فال يزال أمامها سنوات.

ــــــر من اآلبـــاء رمبــــــا ال يختـــارون ــــــإن الكثي واآلن، فـــالتجريب، فقط إذا كانوا قادرين على النوم ليال. فـ <مايكل> ــــــك، نيويورك[، قررا عندما مت و <J .A. گريگــــــوري> ]من ميريتشــــــخيص التوحد لدى ابنهما <نيكوالس>، وهو في الثانية ــــــى البينة فقط من عمره، اســــــتخدام املعاجلات املســــــتندة إلكالتحليل السلوكي. ويقول <مايكل>: »إن مساعدة ابننا فيها الكثير من الصعوبات والتحديات،« ويضيف: »لم أكن راغبا فــــــي جتريب املعاجلات التجريبية. وأود تطبيق ما أنفق عليه ــــــاء والباحثون الكثير من اجلهد والوقت ليثبتوا فعاليته األطبوأنه لن يضيف أذية أخرى إلى ابني.« و<نيوكالس> اآلن في

التاسعة من العمر، وعلى الرغم من أنه ال يســــــتطيع الكالم، فإن املعاجلة السلوكية علمته استخدام اإلشارات البدنية عندما يحتاج الذهاب إلى احلمام. إنه يســــــتطيع اآلن غسل يديه واجللوس بهدوء في املطعم خالل وجبة العشاء واملشي عبر املمشى في مخزن بيع األدوية والسلع األخرى من دون أن يلوح بيديه. ويتابع <مايكل> ]وهو مضارب في بورصة وول ستريت وعمره 45 سنة[: »من الواضح أن هدف عائلتي

ومعظم العائالت األخــــــرى هو أن نعيش حياة طبيعية بقدر اإلمكان، والطبيعي هنا

أن نذهب لتناول العشاء كأسرة.«لم يكن مسار <J. ليدلر> إلى املكان ذاته باالســــــتقامة ذاتها. فمع أنه قبل معاجلات ــــــة من أجــــــل ابنه، فقد حــــــاول أيضا بديلتشجيع املمارسني الذين كانوا يحتاجون إلى تطبيق صرامة العلوم األساســــــية في ــــــارات. ويقول: »لقد ــــــل تلك اخلي تقييم مثسعيت إلى التركيز عليها بصورة أكثر من خالل سؤالهم في كل مرة. هل مت استخدام الشــــــواهد؟« وابنه األكبر اآلن في السابعة عشــــــرة من العمر، وهو لن يتمكن أبدا من العيش باســــــتقاللية، ولكــــــن ابنه األصغر ســــــنا كان أوفر حظا ومت إحلاقه مبدرسة متوسطة نظامية. ويقول <ليدلر> )51 سنة( عن العالجات الكثيرة التي اســــــتخدمتها أسرته: »إنها شكل من أشكال الشامانية)shamanism )1 حتت غطاء علمي.« والكثير من اآلباء اليائسني يتمنون أن يجد العلم

يوما دواء أجنع. <

Scientific American, October 2010

مراجع لالستزادة

<J. ليدلر> يصف املعاجلات احلالية بأنها شكل من أشكال »الشامانية)shamanism »)1، ولكنه جربها على ابنه على أية حال، بصرف النظر عن فقدانه األمل.

64

ALZHEIMER’S: FORESTALLING THE DARKNESS )�(انظر: »إيقاف داء األلزهامير«، ، العددان 9/8 (2006)،

ص 38، »داء األلزهامير«، العددان 4/3 (2001)، ص 38.dementia )1(

Gabriel Garcia Marquez )2(One Hundred Years of Solitude )3(

harbor )4(dominant genetic trait )5(

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

داء األلزهامير: إعاقة الظالم)�(ميكن للتدخل قبل ظهور األعراض أن يكون

مفتاحا إلبطاء أو إيقاف السبب الرئيس للعتاهة)1(.<G. ستيكس>

مفاهيم مفتاحية< مازال معدل حدوث داء األلزهامير

بارتفاع مع زيادة عمر الناس، ومازلنــا نفتقـر إلى عـالجـات

ناجعة له.

< قد يرجع سبب فشل بعض األدوية احلديثة هو أنها جربت في مرحلة

متأخرة من املرض.

< قد تتيح التقنيات اجلديدة للكشف عن املرض قبل ظهور أعراضه،

اختبار األدوية في مرحلة تكون فيها أكثر فعالية.

محررو ساينتفيك أمريكان

يأخذ الكاتب الكولومبي <G .G. ماركيز>)2(، في حتفته الس������حرية الواقعية »مئة عام من العزلـــة)3(«، الق������ارئ إلى قري������ة ماكوندو في الغابة األسطورية مبشهد كثير التردد، حيث يعاني الس������كان فقدانا كلي������ا للذاكرة. وهذه العلة متحو »اس������م ومفهوم األشياء وأخيرا هوية األشخاص«. واستمرت هذه األعراض إلى أن أحضر غجري مسافر شرابا »معتدل

اللون« أعاد إلى السكان عافيتهم.أما ف������ي الق������رن احلادي والعش������رين، وفيما يقابل ما حدث ألهالي بلدة ماكوندو، متكن مئات عدة من س������كان مدينة ميديلني الكولومبي������ة، القريب������ة م������ن مناط������ق زراعة ال������ن، من احلصول على فرصة املس������اعدة على البحث عن النس������خة الواقعية للوصفة الغجرية، حيث تعتب������ر ميديلني وضواحيها أكبر جتم������ع في العالم لألش������خاص الذين يعان������ون داء األلزهامير الوراث������ي. ويعاني 5000 عض������و م������ن 25 عائلة ممت������دة من داء

األلزهامي������ر املبكر الذي يبدأ عادة قبل عمر اخلمسني، إذا تشكل لديهم مثوى)4( لنسخة

شاذة جلني معني.وتنتش������ر جين������ات داء األلزهامير املبكر بشكل وراثـــة ســـائدة)5(، فيكفي إصابة أحد األبوين لظهور املرض عن������د األبناء. ومع أن ه������ذا النمط يش������كل 1% فقط م������ن 27 مليون حالة بالعالم مدونة عام 2006، إال أن عالمات امل������رض في الدم������اغ تبدو مماثل������ة لتلك عند

الشكل املتأخر األكثر شيوعا والذي ال يظهر فيه املرض إال بعد ال� 65 من العمر.

وقد جذب إمكان ظهور املرض في أسر ميديلني انتباه العلماء والش������ركات الدوائية الذين يس������عون إلى تطبيق منهج جديد في األبحاث وذلك باختبار األدوية على املرضى

قبل ظهور عالمات العتاهة.لقد فش������ل في السنوات األخيرة عدد من األدوية املرش������حة لعالج احل������االت اخلفيفة أو املتوس������طة م������ن داء األلزهامي������ر. ويعتقد الباحث������ون أن معظ������م أعراض ال������داء - من تراكم الپروتينات الش������اذة أو فقدان اخلاليا أو الدارات - يبدأ قبل ظهور فقدان الذاكرة بوق������ت طويل. وقد أك������دت التقانات اجلديدة هذا اإلدراك املتنامي من خالل إمكان رصد

هذا املرض لسنوات قبل ظهور األعراض. وعلى ذل������ك، فإن الب������دء بالعالج خالل س������نوات تطور امل������رض مع بق������اء الذاكرة س������ليمة، يؤدي إل������ى زيادة نس������بة جناحه. وهك������ذا، فهناك حتول نح������و محاور البحث بداء األلزهامير نحو الس������يطرة على املرض قبل ظهور األعراض، ليس باألدوية فقط بل بتغيير منط احلياة الذي من شأنه أن يكون

65 (2011) 2/1

أكث������ر أمانا وأقل تكلفة من تناول الدواء ملدة 10 أو 20 سنة.

بداية مبكرة)�( تقف أس������ر داء األلزهامي������ر الكولومبية بالطليعة لألبحاث الوقائية. بدأ <F. لوپيرا>،

وه������و طبيب األعصاب ال������ذي كان قبل 28 س������نة أول من قابل األس������ر التي اكتشف فيم������ا بعد أنه������ا حتمل طف������رة الپييـــزا)1( Paisa، باالتص������ال مبئات األفراد األصحاء

An Early Start )�()1( طف������رة ف������ي أحد اجلين������ات موجودة لدى أف������راد العائالت

املذكورة، وقد سميت كذلك نسبة إلى شعوب تلك املنطقة.

66(2011) 2/1

من تلك األس������ر. فقد كان يرغب في معرفة اس������تعدادهم للمش������اركة في دراسة أحد األدوية الذي يهدف إلزالة أو إيقاف تراكم شظايا پروتني سام تدعى پپتيدات البيتا أميلويد amyloid-beta peptides التي تتلف اخلاليا الدماغية مبرحلة مبكرة من املرض. ويقول <لوپيرا>: »إن املس������اهمة املقدمة من تلك األسر قد تلقي الكثير من الضوء على العالج والوقاية من داء األلزهامير بشكليه

املبكر واملتأخر حدوثهما.« كان املخطط لهذه الدراسة أن تبدأ عام 2011 كجزء من جهود أوسع تدعى مبادرة

الوقايـــة مـــن األلزهاميـــر)1( (API)، وفيها يتلقى أفراد األس������ر احلاملني لهذه الطفرة بعم������ر األربعني عالجا مض������ادا لألميلويد )دواء أو لقاح������ا( س������بق اختبار س������المته عند مرض������ى األلزهامير. وبدأت املباحثات إلرسال سيكلوترون)cyclotron )2 تتشارك فيه مجموعة من مستشفيات ميديلني لصنع radioactive املشـــعة الفاعليـــة معقبـــات tracers الالزم������ة لدراس������ة الص������ور التي

ستكش������ف ما إذا كان ال������دواء يحول دون تراكم األميلويد.

ستقيم هذه الدراسة قدرة العالج على إيقاف أو تأخير التطور احلتمي الصامت لهذا املرض، إذا مت إعطاؤه س������بع سنوات قبل العمر الوسطي لظهور هذا املرض عند أفراد األس������ر احلاملني للجني. وقد خطط املصممون للدراسة الكولومبية ملعرفة فائدة التحري ع������ن الواســـمات البيولوجية)3( biomarkers النوعية ل������داء األلزهامير عند

قياس فاعلية األدوية املختبرة، إضافة إلى اختب������ار أدوية محددة. ووجود واس������مات بيولوجية موثوقة يسمح لألطباء والباحثني في مج������ال األدوية بتقييم جن������اح العالج بشكل أسرع نسبيا وذلك من خالل قياس

THE COMING FLOOD )�(Alzheimerʼs Prevention Initiative )1(

ع جسيمات صغيرة. )2( مسرتركيزها يتغير معني پروتني تركيز مثل مقيسة مؤشرات )3(

بتطور أو تراجع املرض.

3

80

10089

60

40

201900

2050

0

0

0

0190019111

2050

]أرقام داء األلزهامير[

الطوفان القادم)�( مع تقدم عمر الســـكان في الواليات املتحدة األمريكية؛ وكذا بســـائر دول العالم؛ فإن عدد احلاالت اجلديدة لداء األلزهامير ســـيرتفع بشـــدة؛ حيث تزداد نســـبته مع تقدم العمر. ويقدر عدد كبار الســـن في الواليات

املتحدة في عام 2010 بـ 39 مليون نسمة، وسيتضاعف العدد ليصل إلى 89 مليون نسمة في عام 2050.

شيخوخة اجلماهير ...يسكن في الواليات املتحدة ماليني من السكان ممن بلغوا 65 سنة أو أكثر.

... العمر هو أكبر عامل خطورة حلدوث داء األلزهامير ...نسبة احتمال حدوث داء األلزهامير خالل السنوات العشر القادمة لفئة عمرية محددة للذكور واإلناث.

... وهكذا، فإن عدد احلاالت بازدياد سيزداد عدد احلاالت التي تشخص بداء األلزهامير بنسبة 50% خالل العشرين سنة القادمة،

ومتثل كل نقطة 000 100 نسمة مشخصة بداء األلزهامير.

اليوم، 2010

سن ألـ65 75

%1 4

51

10

17

85

2000: 4.7 مليون

2010: 5.3 مليون

2030: 7.9 مليون

67 (2011) 2/1

التغيرات في ه������ذه املعايير الصامتة بدال من انتظار ح������دوث األع������راض الظاهرة. وتخط������ط املب������ادرة API إلج������راء جتارب مش������ابهة على عينة م������ن الواليات املتحدة مكونة من حاملي نسختي اجلني املتحول gene variant APOE4 الت������ي ترفع احتمال

التعرض ل������داء األلزهامير لكنها ال تضمن اإلصابة به.

وفي ح����������ال جن����اح ذل���ك، س������تخ��دم املب������ادرة API كنموذج لصنع الواس������مات البيولوجي������ة الالزمة ألبح������اث الوقاية من داء األلزهامي������ر. ويتطل������ب إثب������ات جناح دواء للوقاي������ة من مرض معني، وقت��ا أطول وتكلف��ة أكثر من تأكيد فاعليته عند املرضى املصابني به. »ولن تستثمر شركات األدوية ف������ي جتارب وقائية طويلة مبواد غير مثبتة الفاعلية« كما الحظت <M. كاريو>، ]كبيرة مديري العالقات الطبي������ة والعلمية برابطة

داء األلزهامير[.وم������ع توف������ر مجموع������ة من الواس������مات البيولوجية، تس������تطيع ش������ركات األدوية أن تفح������ص مس������توى األميلويد أو أي واس������م بيولوجي بالطريقة نفس������ها التي يفحص بها الطبيب مس������توى الكوليسترول بالدم لقياس فيما إذا كانت الســـتاتينات)2( تس������اعد على ال��وق���اي���������ة م������ن أم����راض الق��ل��������ب. ويق����ول <M .E. رمي������ان> ]املدير التنفي������ذي ملعهد بانر

األلزهامير في فينكس ال������ذي أطلق املبادرة API م������ع زميله <N .P. تاري������وت>[: »يجب أن

نتقدم بأدوية ما قبل ظه������ور األعراض، وإال فإننا سوف نخسر جيال بأكمله.«

ويشكل التحدي األكبر لألبحاث الوقائية صعوبة مقارنة حدوث آثار جانبية حتمية من األدوية باحتمال فائدة هذه األدوية عند مريض ال يعاني أية أعراض. بل وأكثر من ذلك، ال أحد يس������تطيع التنبؤ بأن األدوية الفاعلة ف������ي الوقاية م������ن داء األلزهامير املبكر ستكون فاعلة عند مريض ال توجد لديه طفرة جينية حل������دوث املرض املبكر. ولكن احل��اجة املاسة إلى إيجاد عالجات جديدة - مع إغراء احلصول على دواء يتيح جني بضعة باليني من الدوالرات - أعطت دفعا قويا باجتاه اس������تراتيجيات الوقاية. API وقد عقد اجتم������اع تنظيمي للمبادرةفي الشهر 2010/1 ضم تسع عشرة شركة دوائية وشركات تقانة حيوية من الواليات املتح������دة وأوروب������ا، عقد ف������ي فندق مطار فينكس ملناقش������ة إمكانية تشكيل شراكة غير تنافس������ية بني املؤسسات األكادميية والصناعي������ة تتعاون في إجراء دراس������ات

سريرية وتتشارك النتائج بحرية. ومع أن ثمة عالجات ل������داء األلزهامير، ولكنه������ا تفعل القليل من ناحية تأخير تطور امل������رض. وتلتقي احلاجة إل������ى عالج معدل للم������رض م������ع حاجة ملح������ة إليه م������ن قبل

بعض الفرج، ولكن ليس كافيا)��(تعالج األدوية الراهنة أعراض نقص اإلدراك فقط دون أن تؤثر في آلية تطور املرض،

وتدث تأثيرها لفترة محدودة فقط تتراوح بني أشهر وسنوات قالئل.

]األدوية في الوقت احلاضر[

100 Years Of Research )�(Some Relief, But Not Enough )��(

Alois Alzheimer )1(statin )2(

100 عام في البحث)�(1906 : كان املعالج النفسي األملاني

<ألويس ألزهامير>)1( هو أول من وصف اللويحات plaques خارج اخلاليا والتجمعات املتشابكة tangles في

العصبونات التي متيز هذا املرض اعتمادا على تشريح الدماغ.

بعد خمسني عاما:اعتبر فقدان الذاكرة واألعراض األخرى

للهرم أنها ناجمة عن التقدم الطبيعيللعمر.

الستينات : توثقت العالقة بني تراجع اإلدراك وعدد اللويحات والتجمعات

املتشابكة في الدماغ.

الثمانينات : بدأ الباحثون بكشف أسس الكيمياء احليوية لتشكيل اللويحات

والتجمعات املتشابكة.

التسعينات : حددت اكتشافات عدة العوامل اجلينية وراء هذا املرض، كما ظهرت في األسواق أول أدوية لتحسني

األعراض.

األلفينات : متكن العلماء من تتبع مسار املرض من خالل التصوير وعينات السائل

الدماغي الشوكي. وفشلت أدوية عدة في التجارب السريرية؛ مما دفع الكثيرين إلى الوصول إلى فكرة احلاجة إلى عالج مبكر.

صنف الدواء :مثبطات إنزمي األستيل كولني إستريز)مثل دونيپزيل donepezil وگاالنتامني

)galantamine

مفعول الدواء :يضبط عمل إنزمي األستايل كولني

إستريز؛ مما يرفع تركيز مادة ن األستايل كولني بالدماغ. وتس

هذه الزيادة من اإلدراك واملزاج العام والسلوك؛ ومن ثم تتحسن الوظائف

اليومية.صنف الدواء :

NMDA معاكسات مستقبالت)memantine دواء واحد: ميمانتني(

مفعول الدواء : يساعد على ضبط نشاط الگلوتاميت

glutamate املفرط، وهي املادة الكيميائية التي تؤدي إلى موت

العصبونات من خالل االرتباط بها. وال يتدخل الدواء في تراكم اآلفات

اخللوية التي تؤدي إلى تطور املرض.

68(2011) 2/1

NEW TOOLS DETECT SILENT EARLY SIGNS )�( positron-emission tomography )1(

]التطور باجتاه الوقاية[أدوات جديدة تكشف عالمات مبكرة صامتة)�(

تبدأ عملية تطور املرض الكامنة في داء األلزهامير )األســـفل( قبل ظهور أعراضه بســـنوات. وميكن للباحثني في الوقت الراهن تعقب ذلك عند املرضى بأدوات - تشـــمل تصوير الدماغ وفحص الســـائل الدماغي الشـــوكي )أقصى اليســـار( - وهذه األدوات تراقب الواسمات البيولوجية املتعلقة بداء األلزهامير، وهي تغييرات بيولوجية تدث عادة في ســـياق املرض )مثل زيادة مســـتويات الپروتينات الســـامة(. ويأمل الباحثون في يوم ما بأن يحدد فحص الواســـمات البيولوجية البدء

املبكر للمرض، ومن ثم فإن الشروع في العالج في هذه املرحلة قد يؤخر أو مينع ظهور العتاهة.

يتجمع في املراكــز الدماغيـــة املســؤولة عـن تشـكيل الذاكرة احلديثة وبوقت مبكر من املرض شظايا پروتينية

تدعى بيتا أميلويد، فينجم عن تراكم األميلويد - وهو واسم بيولوجي ميكن التحري عنه من خالل وجود

اللويحات - تخرب املشابك synapses الواصلة بني العصبونات )انظر التفاصيل(.

يعيق األميلويد اإلشارات الكيميائية )النواقل العصبية( من الوصول إلى املستقبالت بالعصبونات املستقبلة. وميكن

التقاط تراكم األميلويد بعدة طرق من التصوير العصبي تشمل تصوير انبعاث الپوزيترون املقطعي پت PET)1(، الذي يتحرى

الفاعلية اإلشعاعية ملركب پتسبرگ -B التصويري الذي يرتبط باألميلويد بشكل نوعي. كما ميكن استخدام السائل الدماغي

الشوكي لعيار الواسم البيولوجي األميلويدي.

يبدأ الپروتني تاو املوجود داخل اخلاليا العصبية بإساءة التصرف قبل ظهور أعراض كافية لتشخيص داء

األلزهامير.في احلالة الطبيعية، يساعد پروتني تاو على احلفاظ

)microtubules على هيكلة األنابيب الدقيقة )ميكروتيبولالضرورية للعمل الصحيح للعصبونات. أما في حالة

املرض، فتتراكم مركبات فوسفورية على الپروتينات تاو )انظر التفاصيل( ومن ثم تنفصل عن األنابيب الدقيقة.

متضي هذه األنابيب قدما بالتفكك األمر الذي يؤدي إلى تراكم التاو، مشكال معقدات تتدخل بالعمل اخللوي.

ميكن لعينة من السائل الدماغي الشوكي أن تتحرى عن هذه العملية.

تبدأ اخلاليا باملوت مع تطور عملية املرض ويالحظ املريض واألسرة وجود هفوات بالذاكرة وعناصر اإلدراك

األخرى. ويؤدي موت اخلاليا لضمور الدماغ باألماكن )hippocampus املسؤولة عن الذاكرة )تلفيف احلصنيووظائف الدماغ العلوية )قشرة املخ(، وبالتالي ميكن

متابعتها من خالل تصوير الدماغ بالرنني املغنطيسي الذي يقيس حجم الدماغ. و بالنهاية يتسارع هذا

الضمور ليشمل أماكن عديدة من الدماغ.

تراكم األميلويد5 - 20 سنة قبل التشخيص

عتاهة األلزهامير

Tau تراكم تاو1 - 5 سنوات قبل التشخيص

ضمور الدماغ1 - 3 سنوات قبل التشخيص

خلية عصبية تنقل

اإلشارات

مستقبالت مغلقة

لويحات األمايلويد-بيتا

خلية عصبية مستقبلة

جزيئات نقل اإلشارة العصبية

أمايلويد-بيتا

خلية عصبية

خلية عصبيةپروتينات تاو املشكلة

للتجمعات املتشابكة السامة

أنابيب ميكروية متماسكة بواسطة پروتينات تاو

پروتني تاو

تلفيف احلصني

القشرة املخية

ضمور شديد بالقشرة

املخية

ضمور متناه في تلفيف احلصني

اتساع بالغ في البطينات

دماغ سليمدماغ مصاب بداء األلزهامير

أنابيب ميكروية آخذة بالتحلل

أحد اإلنزميات يضيف اجلزيئات الفوسفاتية

إلى پروتينات تاو

مشبك عصبي

أنابيب ميكروية آخذة بالتحلل

بطينات مخية

69 (2011) 2/1

للمرضى. ويتوقع اإلحصائيون أن انتشار هذا املرض س������يتضاعف أربع مرات خالل منتصف الق������رن احلالي ليص������ل إلى 107 ملي������ون مص������اب. وإن إيجاد ع������الج يؤخر ظهور املرض ولو خلمس س������نوات س������يقلل

عدد وفياته إلى النصف.

داخل رأسك)�(لق������د اعتبرت جت������ارب الوقاية من داء الواس������مات إلى املس������تندة األلزهامي������ر البي���ولوجي������ة ض���رب�����ا م��ن اخلي���ال مل�����دة قريبة ال تتجاوز خمس س������نوات. وميكن لت��ل����ك املس����اعي أن ت�ث�م���ر اآلن، بس���بب ولتق���ان���ات التص���وير وس���������ائ���ل تط�����ور األخ���������رى ب�العال������م، بحي����������ث ميكنن����������ا مت����ابع����ة ال���واس���مات البي���ولوجية لكش��ف وق���د للم������رض. الطبي����ع����������ة األص�لي����������ة تأسست مبادرة التصوير العصبي لداء األلزهاميــــر (ADNI))1( منذ عام 2004 في الوالي���ات املتح��دة، وهي عب���ارة عن تعاون بني ش���������رك���ات األدوي������ة واملؤس����س���������ات ،(NIH) التعليمية واملعاهد العاملية للصحةلتطوي������ر ط����������رق أفض��ل لتقيي��������م فاعلية األدوية املختبرة عن������د املرضى املصابني بهذا الداء األمر الذي س������رعان ما تطور للبحث عما يحدث في الفترة السابقة على

التشخيص الفعلي.وبتاري������خ 2010/1/21، ص������در تقرير مثير لالهتم�������ام يتعل������ق بالتطور في ه������ذا املجال أع��ده <R .C. جاك> ]رئيس مجموعة دراس������ة الواس������مات البيولوجي������ة بالتصوير بالرنني للمب������ادرة التابع������ة )2((MRI) املغنطيســـي ADNI[ يص������ف فيه منوذج������ا لتطور املرض

وربط ذلك بواسمات بيولوجية يبدو أنها قادرة على تتبع هذا اإلمراض. وقد عرض <جاك> النتائج التي توصل إليها في هذا املجال على

.Alzforum )3(الوب في الندوة الزفرومفي تلك الن������دوة على الوب، الحظ <جاك> أن قي������اس الواس������مات البيولوجية أظهر أن

فاعلي������ة املرض تبدأ قبل س������نوات من ظهور أعراضه، التي متكننا من تش������خيصه. خالل ه������ذه الفترة املقدرة من خمس إلى عش������رين س������نة، يبدأ ن������وع معني من پپتي������د األميلويد بالتراكم خ������ارج اخلالي������ا الدماغية فيخرب املشـــابك synapses، وه������ي نقاط الوصل بني العصبونات )اليورونات( neurons. وميكن جل������زيء تتبع مش������ع )مثل مركب پتس������برگ بالتصوير -B (PIB)، أن يرتبط باألميلويد في دماغ املريض ثم تصوي������ره بتقانة التصوير پت PET )راســـم انبعاث الپوزيتـــرون)4((. وق������د أظهر هذا التصوي������ر أن عملية التراكم

تبدأ بشكل واضح قبل ظهور األعراض.الحقا، وقبل الوصول إلى التش������خيص، تبدأ پروتينات تدعى تاو tau، وهي پروتينات تساعد على توفير دعم هيكلي للعصبونات، باالنفصال عن السقاالت اخلليوية)5( وتتكتل في جتمعات متش������ابكة، تعيث فسادا داخل اخلاليا. وميكن التحري عن تراكم پروتني تاو من خالل فحص السائل الدماغي الشوكي. وميكن حتري انخفاض نس������بة بيتا أميلويد به������ذا االختب������ار، ويحدث ه������ذا االنخفاض عندما يزال هذا الپپتيد من السائل الدماغي الش������وكي ليش������كل ترس������بات في الدماغ. ويشكل نقص مستوى بيتا أميلويد مع زيادة پروتني تاو بالسائل الدماغي الشوكي عالمة

قوية على تقدم فاعلية املرض.قبل ظه������ور داء األلزهامير بس������نة ألربع سنوات، تبدأ حالة تسمى الضعف اإلدراكي البســـيط)6( (MCI)، وتتمي������ز ه������ذه احلال������ة مبجموعة م������ن األعراض تتراوح بني فجوات ف������ي الذاكرة إلى ضعف باتخ������اذ القرارات.

Inside Your Head )�(the Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative )1(

magnetic resonance imaging )2()Alzforum )3 الزوف������روم: جتم������ع يض������م رواد البح������ث في داء األلزهامير لتبادل األفكار حوله، ويعتبر مستودعا للمعلومات البحثية وأهم مصدر معلومات للصحفيني حول هذا الداء في كل مكان، وقد أس������هم في تأسيس الزوفروم <J. كينوشيتا>

وهو محرر سابق لدى مجلة ساينتفيك أمريكان. positron-emission tomography )4(

the cell’s scaffolding )5(Mild Cognitive Impairment )6(

يظهر تصوير بيت زيادة تراكم معقد بيتا-أميلويد PIB بالفص اجلبهي من

الدماغ خالل سنتني، عند شخص عمره 74 سنة مع بقائه سويا من الناحية

اإلدراكية.

تصوير محوسب للتالفيف بدماغ طبيعي وبدماغ مريض األلزهامير، بجهاز رنني

مغنطيسي حجمي، يظهر الضمور الكبير )على اليمني( الناجم عن تنكس وموت

اخلاليا العصبية.

تقانات الواسم البيولوجي

بزل قطني بقياس نسبة الپروتني تاو

البداية بعد 24 شهرا

دماغ مصاب دماغ سليمبداء األلزهامير

70(2011) 2/1

وميكن للضع������ف اإلدراك������ي MCI أن ينجم عن أسباب أخرى غير داء األلزهامير، ولكن في احلاالت الس������ابقة لداء األلزهامير تكون األعراض ناجمة عن موت أو تلف عصبونات في مناطق محددة من الدماغ، ويتسارع هذا الضياع مع الوقت. )وغالبا ما تطور احلالة إلى داء األلزهامي������ر، إذا كان اضطراب الذاكرة ه������و العرض البدئ������ي(. وميكن تتب������ع هذه احلال������ة تصويري������ا مبرنان الدماغ احلجمي Volumetric MRI الذي يقيس ضمور الدم������اغ الناجم عن موت العصبونات . تتم مراقبة تتابع األحداث

مب������ا في ذل������ك بداي������ة تراك������م األميلويد اســـتقالب)1( اخلاليا، بأحد واضطراب أشكال تقانة پت PET بالفورودوكسي يق������در احلال������ة ال������ذي گلوكوز-پـــت)2(

االستقالبية للعصبونات.

ولكن هل تتحسنحالة املريض؟)��(

واستخدام الواسمات البيولوجية كأساس لألبحاث الس������ريرية الوقائية كان مبثابة حتد للشركات الدوائية وللمشرعني – األمر الذي API ش������كل عائقا للمضي قدم������ا باملبادرةواجلهود الوقائية األخ������رى. ولكي نحصل على موافقة ل������دواء األلزهامي������ر، علينا أن نثبت أن هذا الدواء يحس������ن حالة اإلدراك لدى املري������ض )ف������ي الذاك������رة أو اللغة أو التدابي������ر املتعلقة بذلك( أكث������ر من األدوية

.placebo الغفلوإذا لوحظ في البحث الوقائي واس������م بيولوجي بدال من األع������راض، يتعني على الباحث������ني أن يتأكدوا م������ن أن اإلجراءات تنذر بأن الشخص قيد الدراسة هو عرضة للعتاه������ة. فمثال، ال يع������رف الباحثون بعد ما إذا كان التغيير بنس������بة البيتا أميلويد سوف يقي من العتاهة، وذلك مع أن حجم األدلة الكبير يقترح إس������هام البيتا أميلويد

بتطور املرض.وفي احلقيقة، لم تستطع دراسة مبكرة عن البيتا أميلويد، إثبات حتس������ن اإلدراك عند بعض املرضى الذين مت خفض نسبة ه������ذا الپپتي���������د لديهم. ويق������ول <R. كاتز> ]مدي������ر قس������م املس������تحضرات العصبية بإدارة الغذاء وال������دواء[: »نحن قلقون من أن الدواء الذي لدينا يؤثر في الواس������مات البيولوجي������ة م������ن دون أن يغير من احلالة السريرية للمريض؛ أي إن املرض يستمر

WHY TREATMENTS LAG )�(But Does the Patient Get Better? )��(

)1( عملية التمثيل الغذائي.fluorodeoxyglucose-PET )2(

]حالة العالج[ ملاذا تأخر العالج؟)�(

ســــيالقي أي دواء يوقف أو يؤخر التطور الفعلي لداء األلزهامير، إقباال شــــديدا و فوريا، وميكــــن أن تفــــوق مبيعاته، مبيعات الپروزاك prozac أو الليپيتور lipitor. وســــبب عدم توفر مثل هــــذا الدواء في األســــواق، هو أن الباحثني مازالوا يحاولــــون فهم كيف ميكنهم تغيير اآلليات

األصلية للمرض التي تدث العتاهة.وتشـــكل األدوية التي متنع تراكم األميلويد مثاال على ذلك، وهناك دراســـات عدة مبراحل مختلفة ألدوية ميكنها أن متنع تراكم األميلويد أو ترض إزالته، ولكن حتى اآلن إن جميع دراســـات أضـــداد األميلويد قـــد باءت بالفشـــل. )اجلدول باألســـفل يعرض قائمـــة باألصناف الرئيســـية ألدوية األلزهامير قيد التطوير(. ويتســـاءل بعض الباحثني فيما إذا كان االهتمام باملوضـــوع علـــى بعـــض اآلليات املتعلقة بهـــذا االضطراب قليل. و من بـــني مئات األدوية قيد التطويـــر هنـــاك أدوية واعدة موجهة للپروتني تاو املخـــرب للخاليا. وهناك أدوية تهدف إلى إيقاف االلتهاب، أو زيادة عمل املتقدرات mitochondria، أو زيادة مســـتوى األنســـولني باملخ، Dimebon أو تأمني احلماية للعصبونات. آخر فشـــل رفيع املســـتوى كان لدواء يدعى دمييبونوهـــو دواء اســـتهدف األميلويد. وأخيرا قد يكون إلشـــراك عدة عناصر إلبطـــاء أو إيقاف داء

األلزهامير، كما هو احلال بحاالت السرطان أو اإليدز، هو احلل املناسب.

أدوية قيد الدراسةمثبطـــات األنزميـــات التـــي تنتج

بيتا أميلويد

معوقات جتمع البيتا أميلويد

- البيتـــا تزيـــل أضـــداد أو لقاحـــات أميلويد

أضداد معقدات تاو

الواقيات العصبية

آلية عمل هذه األدويةهذه املثبطات تعوق أو تعدل من عمل األنزميات التي تقطع پروتينا كبيرا

)پروتني طليعة األميلويد( بطريقة تطلق پپتيدات البيتا أميلويد.

وهي عناصر متنع شظايا األميلويد من التكتل وبالتالي متنع تلف الدماغ.

هي لقاحات ترض اجلسم على إنتاج أضداد تتحد باألميلويد وتزيله من الدماغ. ولكن لسوء احلظ، أنتج كل من اللقاحات واألضداد آثار

جانبية متفاوتة اخلطورة عند بعض املرضى.

تسلك هذه العناصر مناهج عدة، مع قلة عددها ملقارنة بتلك التي تستهدف مسار األميلويد، مثل إعاقة إنتاج السموم من الپروتني تاو أو

متنع جتمعه مبعقدات.

استراتيجيات متعددة تهدف إلى دعم الكيمياء الطبيعية للدماغ لتعزز صحة العصبونات. إحدى هذه الطرق هي نقل جني إلى الدماغ للبدء

بإنتاج مواد واقعية.

71 (2011) 2/1

بالتقدم من دون احلصول على أي حتسن لدى املري������ض«. وقد يكون من املناس������ب تعدي������ل منهج األبحاث الس������ريرية بإدراج الواسمات البيولوجية فيها، وبدال من ذلك محاولة إثبات أن تخفيض نسبة األميلويد ن حالة أو أي واس������م بيولوجي آخر يحسأو MCI اإلدراك������ي الضع������ف مرض������ى املرضى املش������خصني حديثا باأللزهامير. ويقول <كاتز>: »برأيي إن أحس������ن طريقة لتحقيق ذلك هي الشروع مع املرضى عند

بداية ظهور األعراض لديهم.« ويؤكد الباحثون في الدراسة الكولومبية الوقائي������ة أنهم ق������ادرون على اس������تخدام الواس������مات البيولوجية لتحري التغييرات الطفيفة بالذاكرة ومن ث������م طمأنة <كاتز>.ويستش������هد <رميان> بدراس������ة ملجموعته ق������د تخفف م������ن قلق املنظم������ني. وفي هذه الدراس������ة، بينت املجموعة أن لدى حاملني اجل������ني املغاي������ر APOE4 تراجعا في أداء الذاكرة باالختبارات النفسية لسنوات عدة قبل مالحظة العجز اإلدراكي. وهذا يعني أنه ميك������ن لتطبيق االختب������ارات اإلدراكية جنبا إلى جنب مع الواس������مات البيولوجية في التجارب الوقائية، أن يدلنا على ما إذا كان التوقع بتجنب العتاهة آخذ بالتحسن بانخفاض مس������توى األميلويد على سبيل املث������ال. ولكن <كاتز> م������ازال بحاجة إلى إقناع، فهو يقول: »ما الدليل على أن هؤالء املرضى الذين تراجعت حالتهم اإلدراكية،

سوف يصابون فعال بداء األلزهامير؟«وبالفعل حتاول بعض الش������ركات حتقيق فه������م أفضل لكيفية اس������تخدام الواس������مات البيولوجية. وقد ش������رعت ش������ركة بريستول ماير ســـكويب)1( في أخذ عينات من السائل الدماغي الش������وكي عن������د املرضى بالضعف اإلدراك������ي MCI، وذل������ك كمحاول������ة للتنب������ؤ باحل������االت التي ميك������ن أن تتط������ور إلى داء األلزهامير. وتتأهل احلاالت التي يظهر لديها انخفاض مبستوى البيتا أميلويد مع ارتفاع التاو، للمشاركة بدراسة دواء يحصر أنزميا

،gamma secretase گامـــا ســـيكريتاز يدعى يش������ترك في إنتاج پپتيد بيتا أميلويد. ويقول <V. كوري������ك> ]املدير الطبي لألبحاث العلمية

الس������ريرية العاملية في شركة بريستول ماير س������كويب[: »إن انع������دام وجود الواس������مات البيولوجية املرتبط������ة بالفيزيولوجيا املرضية ل������داء األلزهامي������ر، مينع������ك م������ن الدخول بال������ذراع العالج������ي بدراس������تنا.« والقدرة على اس������تهداف املرضى فق������ط املعرضني ������ر ألن يش������خصوا ب������داء األلزهامير، تيستقييم فاعلية الدواء. وس������تكون النتائج أقل وضوحا إذا تضمنت الدراس������ة مشاركني أقل احتماال باإلصابة بهذا الداء. ويضيف <كوريك>: »باستش������راف املس������تقبل، رمبا

ميكننا الشروع في دراسة األدوية في وقت أبكر خالل املرحلة قبل السريرية«.

حانوت اإلدراك)�( لقد عملت عائالت األلزهامير الكولومبية مبركز املب������ادرة API كمص������در إلهام ملنهج وقائي مبتكر آخر، حيث قام عالم األعصاب <S .K. كوس������يك>، ال������ذي عمل م������ع العائالت

الكولومبية لقرابة العش������رين عاما وس������اعد على حتديد طفرة پيي������زا، في العام املاضي بتأسيس مايدعى »حانوت اإلدراك« في حي س������انتا باربرا الس������كني بكاليفورينا. وكان <كوسيك> هو الذي رتب االجتماع احملوري

في ميدلني لضم <لوپيرا> واألسر الكولومبية .API إلى املبادرة

يعتب������ر حان������وت اإلدراك، ال������ذي ع������رف سابقا مبركـــز اللياقة األدراكية والعالجات املبتكرة CFIT)2( مالذا للذين لديهم ش������كاوى بسيطة بالذاكرة التي تسبق في بعض األحيان الظهور الكامل لداء األلزهامير، وللقلقني على صحتهم؛ حيث يذهبون إلى مبنى مشابه ملباني منطقة البحر األبيض املتوسط، للحصول على نصيح������ة مبينة على أفض������ل األدلة املتوافرة،

A Cognitive Shop )�(Bristol-Myers Squibb )1(

Cognitive Fitness & Innovative Therapies )2(

لقد أدى غياب األدوية الفعالة إلى قيام بعض الباحثني واألطباء بسبر مدى فائدة احلمية الغذائية مع التمارين الرياضية والذهنية كخطوات وقائية.

72(2011) 2/1

حول تغيير منط احلياة لدرء شبح العتاهة أو للتأقلم معها بشكل أفضل إذا حدثت.

حص������ل <كوس������يك> على فك������رة املركز CFIT من Casa Neurociencias وهي عيادة

خارجي������ة أقل فخام������ة وتق������ع بالقرب من املستشفى املركزي مبيدلني، حيث أمضى س������اعات عديدة يعمل مع <لوپيرا>؛ وفيها يقطع مرضى األلزهامير املصابون بطفرة پييزا مع دستات من أفراد عائلتهم أحيانا، رحلة طويلة باحلافلة من الريف لقضاء يوم فس������حة خارج العيادة، لتسهيل التواصل بني الفريق الطبي وأف������راد عائلة املرضى. ويقول <كوس������يك>: »كان من الالفت للنظر توافر جانب الرعاية واخلدمات املس������اعدة

في نظام طبي غير متطور«وقد قارن <كوسيك> خالل رحالته اجلو املريح بالكفاءة السريرة املتوافرة في كلية الطب بجامعة هارڤرد، حيث أسهم بإنشاء عيادة اضطرابات الذاكرة في املستشفى Brigham and Women’s Hospital قب������ل أن

ينتقل إلى جامعة كاليفورنيا بسانتا باربرا

طبيب األعصاب <F. لوپيرا> )يؤشر بإصبعه اليسرى( هو الذي أنشأ

قواعد الرعاية ألكبر جتمع بالعالم للعائالت التي لديها الشكل الوراثي ملرض األلزهامير في عيادة مبيدلني، كولومبيا. عمل املنهج العالجي الذي

وضعه <لوپيرا> وزمالؤه باملجتمعات احمللية، على إلهام فكرة »حانوت

اإلدراك« في سانتا بربارا )إلى اليمني(، الذي يدخل العمالء فيه ضمن برامج

رياضية وأنشطة أخرى تهدف إلى احلد من خطر حدوث العتاهة.

عام 2004. ويقول <كوسيك>: »لقد أصبت باإلحب������اط م������ن حقيقة ق������دوم الناس إلى العيادة، فنقول: نعم يبدو هذا األلزهامير، ثم وداعا«، ويتابع: »كنا نتابعهم كل س������تة أشهر من دون أن نتمكن من عمل أي شيء

سوى تدوين تدهور حالتهم.«جمع املركز CFIT الطابع غير الرس������مي للعي������ادة Casa Neurociencias مع التوصيات املتعلقة بنمط احلياة املس������تمدة من مجموعة األدل������ة العلمية الت������ي مازالت قي������د التطور واملس������تقاة من األبحاث الوبائية أو األبحاث عل������ى احليوان������ات، وه������ي تش������ير إل������ى أن السلوكيات املختلفة قد تساعد على اإلدراك. وتتبع الوبائيون مجموع������ات محددة لتحديد فيم������ا إذا كان ملمارس������ة الرياضة أو احلمية أو عدد كبير من األنش������طة األخرى أي دور بتقلي������ل خط������ر ح������دوث داء األلزهامير، مع أن ثمة حاج������ة إلى دراس������ات أكثر صرامة

للوصول إلى استنتاجات واضحة.يعط������ى عميل )ال تس������تخدم كلمة مريض أب������دا( بعد إج������راء تقييم فيزيائي ونفس������ي،

73 (2011) 2/1

مجموعة م������ن التوصيات الش������خصية التي ميكن أن حتتوي عل������ى اعتماد حمية غذائية متوس������طية )تن������اول دهون صحي������ة والكثير من الفاكهة واخلضار( وااللتزام مبمارس������ة التماري������ن الرياضية واأللع������اب الذهنية على اإلنترنت. ويشارك املركز في بعض الفعاليات الت������ي لم تصب������ح بعد ممارس������ة معتادة في أماك������ن مثل عيادة الذاك������رة التابعة جلامعة هارڤ������رد. وإقرارا بحقيقة الدخول في عصر جدي������د يحتاج فيه املرض������ى إلى حتكم أكثر في الرعاية الطبية، تعمل املعاجلة النفس������ية navigator كيدالند> كالربـــان .T> اإلدراكي������ةلتوج������ه الناس عبر خض������م املعلومات الطبية عل������ى اإلنترنت. وتع������رض <كيدالن������د> على ج������دار قاعة احملاض������رات املظلمة متصفحا الوب بش������كل مضخم، حيث تأخ������ذ العميل صفحة وراء صفحة عبر الدراسات احلديثة والتج������ارب الس������ريرية املتعلق������ة بالكركم أو املكمالت الغذائية األخ������رى التي يزعم أنها حتمي اخلاليا الدماغية، ش������ارحة مدى قوة

األدلة املتعلقة بهذه املادة أو تلك.ويقوم املركز CFIT مبمارسة مثيرة للجدل .APOE4 وهي تنس������يق اختبار اجلني املغايرويجرى هذا االختبار بعد التشاور مع العميل عن اآلثار املترتبة على معرفة النتائج: وتعني إيجابي������ة االختبار إم������كان أن يحمل األوالد واألخوة اجلني نفسه، ومن ثم زيادة احتمال تعرضه������م للمرض. وفي حني أن املجموعات الطبية ال تش������جع هذا االختب������ار، ألن معرفة ن������وع اجل������ني ال تنبئ بإم������كان اإلصابة بداء األلزهامير بش������كل يقيني إضافة إلى انعدام

وجود عالج فعال له.وينكر <كوس������يك>، الذي أس������هم بكتابة ������مي للپروتني األبحاث املبكرة عن األثر الس hot tub »ت������او، أنه ص������ار »طبيبـــا شـــعبياphysician يروج األفكار الس������طحية. ويؤكد

أن مختبراته في جامعة كاليفورنيا بس������انتا باربرا مازالت جتري دراسات على الپروتني تاو وأبحاثا في العلوم البيولوجية األساسية الدقيقة األخرى. ويه������دف املركز CFIT إلى

API م������لء الفجوة إلى أن تس������تطيع املبادرةأو بعض املش������اريع األخ������رى إيجاد دواء أو غي������ر ذلك م������ن التدابي������ر املؤك������دة الفاعلية. ويعلق <كوس������يك>: »وال تشكل احللول التي لدينا أفضل حل، ولكن النعلم متى س������يصل الدواء الذي س������يعالج ه������ذا املرض بالطريقة نفس������ها التي يعالج فيها الپينسيلني العدوى )اإلخم������اج(؛ وأعتق������د أنه من الالمس������ؤولية مب������كان االدع������اء بوجود عالج ق������ادم خالل الس������نوات اخلمس أو العشر القادمة؛ ألنني

ال أعتقد أننا نعرف ذلك.« وف������ي الس������نوات القادم������ة، س������تتلقى مقاربة املرك������ز CFIT للوقاي������ة مزيدا من التدقيق في األبحاث السريرية املمولة من قبل احلكومة واملصمم������ة ملعرفة فيما إذا كان بوس������ع احلمية الغذائي������ة والتمارين الرياضي������ة تأخير حدوث امل������رض، كانت الوبائية مجرد مصادفة إحصائية. األدلة ويبقى سؤال كبير يتعلق بنمط احلياة وهو ما إذا كان للتدخالت تأثيرات مختلفة عند الن������اس بأدمغة طبيعية عمن لديهم تغيرات متعلقة باأللزهامي������ر. »وميكن لبعض هذه التدخالت أن تقلل من اخلطورة، ولكن إذا كانت لديك اجلينات، ومجموعة كبيرة من األميلويد ستكون هذه التدخالت أقل قدرة عل������ى إبطاء تطور امل������رض، لذلك من املهم اختبار هذه األفكار باستخدام الواسمات البيولوجي������ة ملعرف������ة ما إذا كان������ت فعالة حقا«، وذلك على حد قول <R. س������پيرلنگ> ]األستاذة املس������اعدة باألمراض العصبية

في جامعة هارڤرد[.وفي نهاية املطاف، ميكن لتقانة التصوير lumbar puncture أو البـــزل القطنـــي PET

أن حتدد فيما إذا كان للزيتون وجن املاعز واستخدام بساط املشي ملدة نصف ساعة يومي������ا أن يحاف������ظ عل������ى اإلدراك أم إنها مج������رد أضغاث أح������الم، وإذا ثبتت فائدة الواس������مات البيولوجي������ة، فيمكن لألبحاث البيولوجي������ة والس������لوكية أن جتتمع أخيرا بطريقة علمي������ة للوقاية من األلزهامير. <

مراجع لالستزادة

Scientific American, June 2010

74

)�( Hallucinogens as Medicine أو مولدات الهلوسة.psilocybin )1(mescaline )2(

follow-up visit )3(

املجلد 27 العددان 2/1يناير/ فبراير 2011

املهلوسات باعتبارها أدوية)�(لة في غضون ساعات قد ترض املواد املبد

لألفكار إعادة ترتيب نفسي عميق قد يحتاج إجنازهاإلى عقود من الزمن على أريكة املعالج النفسي.

<R .R. گريفيثز> - <S .Ch. گروب>

حضرت السيدة <S. لوندال>، ]وهي تبلغ من العمر خمسني عام������ا، وتعم������ل في التثقي������ف الصحي[ إلى مرك������ز األبحاث البيولوجية الس������لوكية، في كلية الطب بجامعة جونز هوپكن�ز، وذل������ك في صب������اح يوم ربيعي م������ن ع������ام 2004. فقد تطوعت الس������يدة <لوندال> لتصبح من األشخاص الذين سيخضعون ألولى الدراس������ات حول األدوية املهلوسة في الواليات املتحدة األمريكية منذ فت������رة جتاوزت الثالثة عقود. أكملت الس������يدة <لوندال> االس������تبانة، وتبادلت أط������راف احلديث مع اثنني من املشرفني على الدراسة، وهما املشرفان اللذان سيكونان معها طوال الس������اعات الثماني القادمة، واتخذت لنفس������ها وضعية مريحة ضمن احليز املريح الذي يش������به غرفة املعيشة، والذي س������تتم فيه جلسة الدراس������ة. ومن ثم تناولت بعد ذلك قرصني زرقاوين، واس������تلقت على األريكة. ولكي تس������اعد نفسها على االس������ترخاء والتركيز الداخلي، وضعت على عينيها عصابة، وفي أذنيها س������ماعتني تنس������اب منهما املوسيقى الكالسيكية

التي مت اختيارها خصيصا لهذه اجللسة.ويتضم������ن القرص������ان الزرق������اوان جرع������ة عالية م������ن مادة ن الرئيسي للفطريات »السحرية«، الپسيلوسايبني)1(، وهي املكو LSD والپسيلوس������ايبني م������ادة تش������به ف������ي تأثيرها املهل������وسوامليس���كالني)2(، إذ تؤدي إلى تغييرات في املزاج وفي اإلدراك، إال أنها نادرا ما تؤدي إلى هلوسات. وفي نهاية اجللسة، وبعد

أن تالش������ت تأثيرات الپسيلوس������ايبني، أكملت السيدة <لوندال> املزيد من االس������تمارات، علما بأنه لم يسبق لها أن تعاطت مواد مهلوس������ة من قبل. وقد اتضح من إجاباتها أنها عاش������ت خالل الوق������ت الذي أمضته في غرفة الدراس������ة، جتربة صوفية عميقة شبيهة بالتجارب التي كتب عنها املفكرون الروحانيون في الكثير من الثقافات وفي ش������تى العصور، وهي جتربة تتسم بإحساس من التواصل املتبادل مع جميع الناس وجميع األشياء، يرافقها

شعور بالسمو في الزمان واملكان، وبالقداسة واملتعة.وفي زيارة متابعة)3( قامت بها السيدة <لوندال> بعد مضي أكث������ر من عام، قالت إنها تواصل التفكير في هذه التجربة كل ي������وم، وإنها، وهو أمر أكثر وضوحا لديها، تعتبر هذه التجربة على الصعيد الش������خصي مبنزلة حدث مهم روحانيا ومعنويا في حياتها. وإنها تش������عر بأن هذه التجربة جلبت لها تغيرات إيجابية في مزاجها وفي مواقفها وفي سلوكياتها، كما سببت له������ا ازديادا ملحوظا في الرض������ا اإلجمالي عن حياتها. وقد كتب������ت عن ذلك »بدا لي كما ل������و أن التجربة قد أطلقت الزناد «. وتتابع لتسريع وتيرة االنفتاح أو التطور في الروحانية لدي

له���ذه الباك���رة النتائ���ج تش���ير التجارب اجلديدة إلى أنها ستكون معاجل���ات واعدة، وق���د كتب بعض املرض���ى ع���ن معايش���تهم لتج���ارب إمكاني���ة وع���ن عميق���ة، روحاني���ة إح���داث تغيرات مهم���ة في حياتهم

نتيجة لذلك.

بدأت موجة جيدة من الدراسات والس���يما املهلوس���ات، ح���ول الپسيلوس������ايبني)1(، ملعرف���ة فيما إذا كان مبق���دور هذه األدوي���ة معاجلة القل���ق لدى مرض���ى الس���رطان، أو مساعدة املدمنني على التخلص من

عاداتهم بفعالية.

أحمل���ت املجموع���ة الباك���رة من ح���ول أجري���ت الت���ي األبح���اث املهلوس���ات إل���ى أن ه���ذه امل���واد الكيميائية قد تساعد على معاجلة اضطراب���ات نفس���ية مختلف���ة، إال أن تل���ك األبح���اث توقف���ت بس���بب

التضييق عليها.

ظهرت املئات من التقارير حول أبح����اث أجريت على املهلوس����ات في خمس����ينات وس����تينات القرن املاضي، وقاد االستخدام املنافي للقوان����ني للمهلوس����ات إلى حظر إج����راء ومن����ع األدوي����ة، ه����ذه

األبحاث حولها.

باختصار

75 (2011) 2/1

ر م������ن تلك التجربة تصيبني <لون������دال>: »والتزال دفقات تبصحتى اآلن... فأنا منغمسة في احلب أكثر بكثير مما كنت عليه من قبل، ومس������تعدة لتقبل األذي������ات التي حلقت بي من قبل... ويزداد تقبلي شيئا فشيئا إلدراك الناس بصور ميتلكون فيها

أنوارا قدسية تنبعث منهم.«لقد كانت الس������يدة <لوندال> واحدة من بني 36 مشاركا في الدراس������ة التي أجراها أحدن������ا )<گريفيثز>( في جامعة جونز هوپكنز وقد بدأ بها عام 2001، ونش������رها عام 2006، ثم نش������ر بعد ذلك بعامني تقرير متابع���ة)1( حولها. وعندما ظهرت الدراس������ة األولية في مجل������ة الدوائيات النفس���ية Psychopharmacology، رحب الكثيرون في املجتمع العلمي بإحياء هذه الناحية من األبحاث التي كانت خامدة من قبل لفترة طويلة. وقد تواصلت الدراسات حول الپسيلوسايبني في جامعة جونز هوپكنز على مس������ارين اثنني: في املس������ار األول يس������تقصي الباحثون التأثيرات النفس������ية الروحانية للپسيلوس������ايبني لدى املتطوعني األصحاء. فيما يستكشف املس������ار الثاني إم������كان أن تؤدي احل������االت التي ترضها املهلوس������ات م������ن تغيرات ف������ي الوعي، والس������يما التجربة الش������بيهة بالصوفي������ة، إل������ى التخفيف م������ن االضطرابات النفس������ية والس������لوكية، والتي تتضمن اضطرابات لم تكن العالج������ات املتداول������ة حاليا فعالة فيها. فالدواء الرئيس������ي الذي اس������تخدم في هذه الدراس������ات وهو الپسيلوسايبني، يوص������ف بأنه املهلوس الكالس������يكي. فهو دواء يش������به من حيث التأثير األدوية األخرى التي تنضوي إلى املهلوس������ات الكالس������يكية، مثل DMT و LSD، بتأثيره في املس������تقبالت الدماغية اخلاصة بجزيئات الس������يروتونني. ومما يدعو إلى االلتباس أن املواد الت������ي تنتمي إلى أصناف دوائية أخرى وتبدي تأثيرات دوائية تختلف عما تبديه األدوية املهلوس������ة شر تت التوصيف نفسه، فتوصف بأنها الكالسيكية، تمواد مهلوسة في األوساط اإلعالمية والشعبية وفي التقارير الوبائي������ة. ومن هذه املركبات الت������ي قد يقدم بعضها قدرات عالجية: الكيتام���ني ketamine واملهلوس MDMA )وهو ما A والسالڤينورين ،)ecstasy يعرف تت اسم إيكستازي

salvinorin A واإليبوگايني ibogaine ومركبات أخرى.

التغلب على اإلرث الذي خلفه <ليري>)�(لقد تواصلت األبحاث العالجية على املواد املهلوس������ة في محاوالت جادة للحصول على البينات من الدراس������ات التي بدأت في خمس������ينات القرن املاضي، والتي شملت على وجه اإلجمال آالف املشاركني. وبعض تلك الدراسات قد أشارت

إلى أن املواد املهلوسة ميكنها أن تساعد على معاجلة اإلدمان ج الضائقة النفس������ية التي على املخدرات، وأن تخفف أو تفرتصاحب األمراض املميت������ة. إال أن هذه األبحاث توقفت في مطلع الس������بعينات من القرن املاضي عندما ازداد استخدام املهلوسات، وفي غالب األحيان استخدام املهلوس LSD، في الترفيه واالس������تجمام، وتلطخت سمعته بحملة إعالمية لكونه مشبعا للمتع احلس������ية. ومن ثم ازدادت هذه السمعة سوءا باإلعالن عام 1963 على نطاق ش������عبي واسع عن أن كال من <T. لي������ري> و<R. ألپيرت>، ]وهما م������ن جامعة هارڤارد[، قد

صرفا من اخلدمة. وقد جاء ذلك اس������تجابة ملش������اعر القلق التي رافق������ت األبحاث غير التقليدية الت������ي اتبعها الباحثان

Overcoming Leary’s Legacy )�(follow-up report )1(

76(2011) 2/1

في اس������تخدام املواد املهلوس������ة، ومنه������ا أن <ألپيرت> منح الپسيلوسايبني لطالب الستخدامه خارج احلرم اجلامعي.

لق������د أدى االس������تخدام الواس������ع النطاق وغي������ر اخلاضع لإلشراف ملواد لم تكن تظى بفهم كاف، وأدى التأييد اجلذاب الذي مارس������ه <ليري> جزئيا إلى انتكاسة ورجوع إلى الوراء. فق������د وضع القانون اخلاص بامل������واد اخلاضعة للمراقبة لعام 1970 املواد املهلوسة الشائعة ضمن الفئة األولى، أي ضمن

الفئ������ة األكثر خضوعا للقيود، كم������ا فرضت قيود جديدة على إجراء أبحاث جديدة على البش������ر، وتوقف التمويل االتادي، فوجد الباحثون الذين أس������هموا ف������ي هذا املجال من األبحاث

أنفسهم مهمشني مهنيا.لقد مرت عقود قبل أن تتالش������ى املواقف املقلقة التي أدت إلى إيقاف التحريات والدراس������ات، ثم سمح بإجراء دراسات صارمة على البش������ر باس������تخدام هذه امل������واد التي تيط بها قصص كثيرة. لقد أثارت التجارب الصوفية)1( التي تسببها املهلوسات اهتمام الباحثني، والس������يما ما لهذه التجارب من قدرات على توليد تغيرات إيجابية وس������ريعة ومس������تدمية على املزاج وعلى الس������لوكيات، وهي تغيرات ق������د يحتاج إحداثها باتباع املعاجلة النفسية التقليدية إلى سنوات من اجلهود. وقد كان العمل املنجز في جامع������ة جونز هوپكنز، مثيرا لالهتمام ألن������ه برهن عل������ى أن هذه التجارب كان م������ن املمكن إجراؤها في املختبرات على معظم األشخاص الذين شملتهم الدراسة. كما س������مح هذا العمل وللمرة األولى بدراسات علمية صارمة واس������تقبالية ملتابعة املتطوعني قبل وبع������د تناولهم الدواء. وقد مكنت هذه الدراسات الباحثني من دراسة األسباب والتأثيرات

النفسية والسلوكية لهذه التجارب غير املعتادة.وف������ي الدراس������ة األخيرة التي أجريت ف������ي جامعة جونز هوپكنز، استخدم الباحثون اس������تبانات صممت في األصل لتقيي������م جتارب صوفية عاش������ها األش������خاص املش������مولون

بالدراس������ة دون أن يتناول������وا الدواء. كم������ا درس الباحثون األوضاع النفس������ية للمشاركني على وجه اإلجمال بعد مرور ش������هرين ثم بعد مرور 14 شهرا على تناول الپسيلوسايبني. وقد أظهرت الدراس������ة أن املشاركني يش������عرون بزيادة الثقة بالنفس، وبإحس������اس أكبر بالسعادة الداخلية، وبقدرة أكبر على تم������ل اإلخفاق، وبنقص في الن�زق، وبس������عادة عامة. وعند تقدير درجات سلوك املشاركني في الدراسة كما يراها أصدقاؤهم وأفراد أس������رهم وزمالؤهم ف������ي العمل الذين لم يحاطوا علما بأن املش������اركني في الدراسة يتناولون الدواء، وجد الباحث������ون أن املعلومات التي قدموها كانت تتوافق مع الدرجات التي وضعها املش������اركون في الدراس������ة ألنفسهم. وم������ن املالحظات النموذجية التي كتبها أحد املش������اركني في الدراسة » أش������عر بأن اجلميع يحل في واحد، وبأنني أفهم مغزى روح الكون، وأن اإلله ال يطلب من أي منا شيئا سوى تلقي احملبة، فأنا لست وحدي، وأنا ال أخاف املوت، وأنا أكثر صبرا على نفس������ي من ذي قبل«. كما أن إحدى املشاركات األخريات في الدراس������ة متتعت بقدر كبير من اإللهام مكنها

من كتابة كتاب كامل عن التجربة التي عاشتها.

تخفيف املعاناة)�(عندما أوقفت األبحاث حول املعاجلة املرتكزة على املهلوسات قبل أربعني عام������ا، تركت خلفها قائمة بالواجبات التي ينبغي القيام بها، تضمن������ت معاجلة اإلدمان على الكحول واحلاالت األخرى من اإلدمان على املخدرات، والقلق املصاحب لإلصابة بالس������رطان، واالضطراب الوسواس������ي القهري، واضطراب الك���رب التالي للصدمة)2(، واالضطراب النفس������ي اجلسدي، د )الذاتوية(. وفي واالعتالل الوخيم في الش������خصية، والتوحتل������ك الفترة، كانت معظم التقارير املنش������ورة عبارة عن نوادر حول املعاجلة باملهلوس������ات، وعرضت فيها أدلة أش������د ضعفا من األدلة التي تتمخض عنها التجارب السريرية احملكمة. بل إن أفضل الدراسات التي تعود إلى تلك الفترة لم تكن تخضع للش������روط الصارمة للضبط واملنهجي������ات التي أضحت مبثابة

معايير لألبحاث السريرية املعاصرة في الدوائيات النفسية.كثيرا ما يعاني املصابون بالس������رطان قلقا شديدا واكتئابا عميقا، وقلما تفلح األدوية املضادة لالكتئاب واملخففة للقلق في معاجلة ذلك. وفي س������تينات القرن املاضي ومطلع السبعينات منه تلقى 200 من املصابني بالسرطان املهلوسات الكالسيكية ضمن سلس������لة من الدراسات السريرية. وفي عام 1964، كتب

Roland R. Griffithsأستاذ في أقسام الطب النفسي والعلوم العصبية في كلية الطب

بجامعة جونز هوپكنز. وقد كان املجال الرئيس الهتمامه هو األبحاث التي تتناول اآلثار السلوكية والشخصية للتأثيرات التي تبديها األدوية

لة للمزاج. وهو رئيس الباحثني في مبادرة األبحاث املجراة على املبدمادة الپسيلوسايبني في جامعة جونز هوپكنز.

Charles S. Grobأستاذ الطب النفسي وطب األطفال في كلية الطب داڤيد گيفني بجامعة

كاليفورنيا في لوس أجنلوس (UCLA)، ومدير قسم الطب النفسي لألطفال واملراهقني في املركز الطبي لهاربر- UCLA. وقد أجرى أبحاثا سريرية حول العديد من األدوية املهلوسة، ومنها البحث حول إمكانية استخدام

الپسيلوسايبني في معاجلة القلق الذي ينتاب مرضى السرطان.

املؤلفان

Relief of Suffering )�()mystical experiences )1 أو جتارب تأملية.

post-traumatic stress disorder )2(

77 (2011) 2/1

<E. كاست> ]من كلية طب شيكاگو[ - وهو

LSD الباحث األول ال������ذي أعطى املهلوسإلى املرضى باملراحل النهائية للس������رطان الذين يعانون آالما مبرحة - تقريرا أوضح فيه أن املرضى صار لديه������م »قلة اكتراث ملحوظة بسوء أوضاعهم، وصاروا يتحدثون بصراحة عن موتهم الوشيك، وهي ردة فعل غير مناسبة في حضارتنا الغربية، ولكنها ذات فائدة جمة ألحوالهم النفس������ية«. وفي دراس���ات أخ��رى تلت أجراها <S. گروف> و <W. ريشاردز> وزمالؤهما ]في مستشفى والية في س������پرينگ گروڤ ق������رب بالتيمور )وفي مركز األبحاث النفسية في ميريالند

الحقا([ واستخدما فيها املهلوس LSD، ومهلوسات كالسيكية أخرى مث������ل املهلوس DPT)1( )دي پروپيل تريپتامني( اتضح ح������دوث نقص ف������ي االكتئاب والقلق واخلوف م������ن املوت، وأن املرضى عاشوا جتربة صوفية كان لها أكبر األثر في التحسن

في القياسات النفسية للعافية.وق������د قام أحدنا )وهو <گ������روب>( بتحديث هذا العمل. ففي الش������هر 2010/9 نش������رت مقالة ف������ي مجلة محفوظ���ات الطب النفس���ي العام)2(، حول دراس������ة رائدة أجريت بني عامي 2004 و 2008، ف������ي املركز الطبي جلامعة كاليفورنيا بلوس أجنلوس- هاربر Harbor-UCLA، واس������تهدفت هذه الدراسة تقييم ما إذا كانت جلس������ات تناول الپسيلوسايبني قد خففت من القلق لدى 12 مريضا في املراحل النهائية من السرطان. ومع أن الدراسة

صغيرة لدرجة ال تكفي الستنباط نتائج قاطعة منها، فإنها كانت مشجعة: فقد أوضحت ما أصاب املرضى من نقص في القلق ومن تس������ن في امل������زاج، وذلك حتى بعد مرور أش������هر عديدة على آخر جلس������ة تناول للپسيلوسايبني. كما أن املشاركني في الدراس������ة، شأنهم شأن من شاركوا قبلهم في دراسات أجريت قبل س������نوات عدة، أبلغ������وا عن أن خوفهم من املوت الوش������يك أصبح أقل من ذي قبل. وفي الوقت الراهن، جترى دراسات في جامعة جونز هوپكنز وجامعة نيويورك على مرضى الس������رطان باس������تخدام جرعات أعلى من الپسيلوس������ايبني، وهي جرعات يغل������ب أن ترض إحداث العي������ش في جتارب صوفية، وهو ما أش������ارت إليه الدراس������ات الباكرة من كونها ضرورية لدميومة املنافع العالجية. أما في سويس������را؛ فقد بدأت دراس������ة رائدة

مماثلة باستخدام املهلوس LSD بدال من الپسيلوسايبني.لقد كت������ب الكحوليون واملدمنون عل������ى التدخني وغيرهم من متعاطي املواد املس������ببة لإلدمان أنهم استطاعوا أحيانا التغلب

عل������ى إدمانهم بعد أن عاش������وا بعم������ق جتربة صوفي������ة حدثت له������م تلقائيا وم������ن دون تناول األدوي������ة أو املخ������درات. وق������د أدرك������ت املوجة األولى من الدراس������ات الس������ريرية التي أجريت على املهلوس������ات مدى ما تتمتع به معايشة هذه التجارب التحولية من قدرات. فقد شارك ما يزيد على 1300 مش������ارك في دراسات أجريت حول اإلدمان، نشر نتيجة لها أكثر من عشرين بحثا في العقود املاضية. وفي بعض هذه الدراسات أعطي������ت جرع������ات عالية من األدوية ملش������اركني خضعوا للحد األدن������ى من التحضيرات، ولقدر ضئيل من الدعم النفس������ي، بل إن عددا ضئيال منه������م كان طريح الف������راش ال يبرحه. وحصل رون أهمية إعداد املريض وتهيئة البيئة من الباحث������ون الذين يقدمون للمرضى دعما أفضل، على نتائج أفضل. حوله، والذين يقد

وهكذا، أبدى هذا العمل املبكر نتائج واعدة لكنها غير قاطعة.إن اجليل اجلديد من األبحاث حول املهلوسات، وما يتسم به من منهجيات أفضل، س������يكون بإمكانه معرفة فيما إذا كان مبقدور هذه األدوية أن تس������اعد الناس فعال على التغلب على اإلدمان الذي يعانونه. وفي جامعة جونز هوپكنز، بدأ <گريفيثز> و<M. جونس������ون> وزمالؤهما دراسة رائدة حول اإلقالع عن التدخني مستخدمني جلس������ات تعاطي الپسيلوسايبني، لدعم املعاجلة السلوكية االستعرافية، وهو شكل من املعاجلة يتعلم فيه املرضى كيف يغيرون من أفكارهم وس������لوكياتهم ليقلعوا

عن التدخني وليثابروا على اإلقالع عنه.وف������ي مج������االت تتجاوز معاجل������ة اإلدمان، ب������دأت مؤخرا دراسات تستهدف اختبار ما إذا كان مبقدور الپسيلوسايبني تقدمي املس������اعدة لتخفيف أعراض االضطراب الوسواس������ي القه������ري. وقد أظهرت أدوية أخ������رى خاضعة للرقابة الدوائية وتعمل بآليات مختلفة أن له������ا قدرات عالجية. فقد أوضحت الدراس������ات الت������ي أجريت مؤخ������را أن الكيتام������ني )وهو دواء يس������تخدم في األحوال العادية للتخدي������ر( إذا أعطي بجرعات منخفضة فقد يؤدي إلى تخفيف االكتئاب بوتيرة أس������رع مما تؤدي إليه األدوية التي تستخدم في املعاجلة التقليدية لالكتئاب مثل الپ���روزاك Prozac. كما جنحت جتربة حديثة أجريت في ساوث كارولينا، واستخدم فيها املهلوس MDMA في معاجلة اضط������راب الكرب التال������ي للصدمة، بع������د أن أخفقت األدوية التقليدي������ة في معاجلة املرضى الذين يعانون هذا االضطراب.

تساعد اجلولة األخيرة من الدراسات حول املهلوسات على

حتديد قدرة هذه األدوية على املساعدة

على التخلص من اإلدمان أو تخفيف القلق الذي يعانيه مرضى السرطان.

dipropyltryptamine )1(the Archives of General Psychiatry )2(

78(2011) 2/1

.MDMA رى جتارب حول املهلوس وفي الوقت احلاضر جت

األخطار احملدقة وآفاق املستقبل)�( لكي تكتس������ب املعاجلات التي تس������تخدم فيها املهلوسات التقليدي������ة املصداقي������ة، البد له������ا من أن تتغلب على مش������اعر القل������ق الت������ي جنمت عن اإلف������راط في تعاط������ي املخدرات في فترات الفوضى النفس������ية العارمة في ستينات القرن املاضي. ور)1( والهلع، فاملهلوس������ات قد ترض أحيانا حدوث القلق والزوه������ي أمور قد تؤدي في املواقع الت������ي ال تخضع للمراقبة إلى إصابات عارضة )غير مقصودة( وإلى االنتحار. ففي الدراسة الت������ي أجريت ف������ي جامعة جونز هوپكنز، اتض������ح أنه مع قيام اختصاصي بالطب النفس������ي السريري بتخصيص 8 ساعات من وقته إلعداد املش������اركني، فإن مايقرب م������ن ثلثهم قد عانى بعض فترات اخلوف امللحوظ، كما ش������عر مايقرب من خمسهم ور في وقت ما أثناء اجللس������ة. غير أن املش������اركني من م������ن الزمستشفى جامعة جونز هوپكنز، الذين درسوا في املكان املشابه للمنزل في مركز األبحاث، حيث يوجد مرش������دون مدربون على

تقدمي الدعم املستمر لم يعانوا آثارا مرضية دائمة.ه���ان)2( الطويل ومن األخط������ار احملتملة للمهلوس������ات: الذاألمد، والضائقة النفس������ية، واضطرابات تعت������ري الرؤية، أو احلواس األخرى، وتس������تمر أياما، ورمبا فترة أطول من ذلك. ويق������ل تواتر حدوث مثل هذه التأثي������رات حتى تكاد تندر لدى املتطوع������ني الذين خضعوا لتحريات دقيقة ولتحضير نفس������ي جيد. وعلى الرغم من أن املهلوس������ات الكالس������يكية قد يس������اء اس������تخدامها أحيانا )فتس������تخدم بطريقة ق������د تلحق الضرر بس������المة من يتعاطاها وبس������المة اآلخرين(، فإنها التعتبر من األدوية النموذجية التي تس������بب اإلدمان، ألنها ال ترض على التعاطي القسري ملزيد منها، وال تسبب حدوث أعراض سحب ال������دواء. وللعمل على إنقاص اآلثار اجلانبية الضارة ألقل قدر ممكن، نش������ر فري������ق العمل في جامعة جون������ز هوپكنز مؤخرا مجموعة من إرش������ادات األمان املتعلقة بإجراء دراسات على املهلوس������ات بجرعات عالية. ونظرا مل������ا يتمتع به الباحثون من قدرات عالية على تدبير عالج األخطار التي تنجم عن األدوية، فإننا نش������عر بأن من الواجب أن تستمر الدراسات حول هذه املواد، ملا لها من ق������درات كامنة على تويل مجريات احلياة، س������واء ل������دى مريض بالس������رطان أو لدى مدم������ن على تعاطي املخدرات. فإذا أثبتت املهلوسات فائدتها في معاجلة اإلدمان على املخدرات أو القلق املتأصل املصاحب لألمراض املهددة للحياة، فقد يتمكن مزيد من الدراسات من كشف فيما إذا كان مبقدور معايش������ة التجارب احملرضة باألدوية أن تدرج ضمن

املعاجلات التي تس������تهدف مشكالت كبرى في الصحة العامة مثل اضطرابات األكل، والس������لوك اجلنسي اخلطر، أو طيف

أوسع من التصرفات غير املالئمة.وقد تعود املنافع إلى تقنيات التصوير العصبي والتقنيات الدوائي������ة التي لم تكن موجودة في س������تينات القرن املاضي، وه������ي تقنيات قدمت لنا فهما أفضل لكيفية عمل هذه األدوية. إذ إن تصوير نواح������ي الدماغ التي تؤدي دورا في العواطف اجلياشة وفي األفكار التي يخضع لها الناس وهم تت تأثير األدوية سيقدم نافذة تفضي إلى تعرف الفيزيولوجيا الكامنة خلف ذلك، وعلى معايش������ة التجارب الصوفية التي تس������ببها املهلوس������ات. وقد يؤدي املزيد من األبحاث إلى تعرف أساليب دوائية تعمل بس������رعة وبفعالية أكبر من املمارسات الروحانية التقليدي������ة مثل التأم������ل أو الصيام، بهدف معايش������ة جتارب صوفية وإحداث تغييرات س������لوكية مرغوب فيها، وهو النمط من التجارب التي عاش������ها <B. ويلسون> في مستشفى املدينة مبدين������ة نيوي������ورك، فأقلع عن تعاطي الكح������ول، وألهمته فكرة

»كحوليون من دون أسماء« في ثالثينات القرن املاضي.إن فه������م ق������درة التجارب الصوفية عل������ى أن تيي في الش������خص مواقف متجددة جتاه نفس������ه وجت������اه اآلخرين، سيساعد على تفسير الدور الوقائي الذي حظي بتوثيق جيد للممارسات الروحانية في العافية النفسية وفي الصحة. إذ ميكن ملعايش������ة التجارب الصوفية أن تؤدي إلى إحس������اس عميق ومس������تدمي بالتواصل املتبادل مع جميع الناس ومع جميع األشياء، وهي وجهة النظر التي تستند إليها التعاليم األخالقي������ة للتقاليد الديني������ة والروحانية ف������ي العالم. ومن هنا، فإن التمكن من بيولوجيا الكالس������يكية، سيساعد على توضيح اآلليات الكامنة خلف السلوك األخالقي والتعاوني لدى البشر، وهي املعرفة التي نعتقد أنها قد تكون في غاية

األهمية لبقيا)4( النوع البشري. <

مراجع لالستزادة

Risks and the Road Ahead )�()paranoia )1 أو وسواس جنوني.

psychosis )2(survival )4(

(2011) 2/179

Scientific American, November 2010

من الطاقة يس������اوي 1500 ميگاواط فق������ط، أي ما يعادل إنتاج محطتني تعمالن بالفحم احلجري.

وتقترح ش������ركة خاصة جديدة تسمى Tres Amigas إنشاء محطة تبدي������ل واحدة فقط في كلوڤيس بنيو مكس������يكو ميكن أن تنق������ل الطاقة فيما بني الش������بكات الث������الث بكميات كبيرة. فاإللكترونيات القائمة على الس������ليكون، املختلفة في أحجامها عن الش���يپات chips احلاس������وبية التي من حجم اإلصبع من حيث كونها قطعا كبيرة بحجم كدس stack من أطباق الطعام، ع التيار املتن������اوب إلى أجزاء ضئيلة وتعيد جتميعها على تقطش������كل تيار مس������تمر. وينقل هذا التيار املس������تمر عبر كبال)1( cables فائق������ة املوصلية وضئيلة الفقد إلى مكان آخر تعيد فيه

اإللكترونيات طاقة التيار املس������تمر إل������ى تيار متناوب. وميكن ر تكاليفها بنحو بليون دوالر، أن حملطة النقل هذه، التي تق������دنتعالج 000 5 ميگاواط من الطاقة، وميكن توسيعها للتعامل مع 000 30 ميگاواط إذا ابتكرت إلكترونيات طاقة ذات أداء أفضل.

وتعمل هذه احملطة بصفتها رابطة بني الشبكات الثالث، تنقل الطاقة فيما بينها وتدرأ عدم استقرار الڤلطية.

ميكن للش������ركة Tres Amigas أن جتن������ي أرباحا من أجور نقل الطاقة ومن خالل تسهيل ظهور سوق جديدة لبيع وشراء الطاق������ة، على غرار ما تفعله باألس������هم س������وق األوراق املالية في نيويورك. وميكنها أيضا بيع اس���تقرار الڤلطية والتردد

بوصفه خدمة)2(. ومع ذلك، ال تزال ثمة عقبات. فعلى سبيل املثال، ال تخضع تكس������اس اآلن لقرارات اللجنة االحتادية لتش������ريعات الطاقة، والش������ركات فيها ال تريد أن تكون خاضعة لها، مع أنها ميكن أن تس������تفيد. يقول <G .P. هاريس> ]املدير التنفيذي للش������ركة ل مستقل Tres Amigas والرئيس الس������ابق ل� PJM أكبر مش������غ

في البالد[: »لقد أنش������أت تكساس محطات رياح كثيرة، ولكن تل������ك احملطات ما زالت غير مس������تثمرة« لعدم وجود ما يكفي من الزبائن احملليني لشراء طاقاتها. وثمة مواقع أخرى متتلك

طاقة متجددة هائلة حتتاج إلى من ينقلها أيضا.

فعل أم إعاقة)٭(من العقب������ات الكبرى التي تواجه إقامة الش������بكة القومية الفائقة العام������الن: اجلغرافي واملالي. ولك������ي تقوم احلكومة االحتادية بإقامة الشبكة ومتويلها، على غرار ما فعلت بالطرق الرئيس������ية فيما بني الواليات، قد تكون ثم������ة حاجة إلى قرار دة. والطريقة حاسم على املستوى القومي لدعم الطاقة املتجداألخرى قد تكون فرض ضريبة مالئمة على الوقود القائم على الكربون وعلى انبعاثات ثاني أكس������يد الكربون ميكن أن متثل

دة سلنة لتوفير املال إلقامة الشبكة أو لدعم توليد الطاقة املتجدبحيث حتفز القطاع اخلاص على متويل شبكة فائقة لنقلها.

إال أن الف������رص تب������دو غير أكيدة حاليا. فتخطي������ط نقل الطاقة م عموما في قرارات ما زال شأنا من ش������ؤون الواليات التي تتحكناس������تخدام األراضي. ومن دون دفعة قوية م������ن قرار داعم لتوليد دة أو ضريبة على الكربون، »ال يبدو أن ثمة الكثير من الطاقة املتجداحلماس خلط������ة قومية لنقل الطاقة«، وفقا ملا خلص إليه <J. أپت>، املدير التنفيذي ملركز صناعة الكهرباء لدى جامعة كارنيگي ملن.

وبالفعل، أعلن في الشهر 2010/3 عن تشكيل حتالف جديد ن من: مسؤولني من أجل سياسة نقل عادلة للطاقة)3( - واملكونع������ن مرافق الكهرب������اء العمالق������ة التي ميتلكها مس������تثمرون، وتعاونيات الطاق������ة العمومية، وأعضاء كونگرس دميوقراطيني وجمهوريني، ومسؤولني حكوميني عن الطاقة - وقد أبدى هذا ط التحالف معارضته إلنشاء ش������بكة كهرباء قومية منيعة تخطندة. وحتاول ل بس������خاء لتعزيز توليد الطاقة املتجد مركزيا ومتونه������ذه املجموعة من������ع اللجنة االحتادية لتش������ريعات الطاقة من إقرار سلس������لة من مسارات رئيس������ية لنقل الطاقة من مناطق غنية بالرياح في وسط القارة إلى مراكز االستهالك في جميع لة الواليات. ويشك معارضون آخرون حتى في كون اللجنة مخونإلقرار إقام���ة ه����ذا النوع من اخلط����وط. ويق����ارن الس������يناتور <R. واي������دن> ]وهو عضو التحالف م������ن أوريگون[ خطوط نقل

الطاق������ة املقترحة بخطوط أنابيب نقل الغاز التي ميكن أن تنقل الوقود بني نيويورك وشمال كاليفورنيا، والتي ميكن أن متر عبر أوريگون »من دون أن تقدم فائدة مباش������رة للناس في واليتي«. ومع ذلك، ميكن للشبكة احلديثة أن تكون مفيدة جلميع الناس في جميع الواليات م������ن حيث إنها تنقل طاقة أكفأ وأقل تكلفة إلى الش������بكات املترابطة معا ف������ي كل مكان وتقلص احتماالت

انقطاع الكهرباء. <

مراجع لالستزادة

Action or obstruction )�()1( كبال جمع كبل cable، قياسا بحبال جمع حبل.

)2( يعتبر اس������تقرار الڤلطية والتردد على درجة كبيرة من األهمية في تطبيقات كثيرة، وحتقيق هذا االس������تقرار يتطلب عادة جتهي������زات مكلفة، ولذا يتقاضى ناقل الطاقة

أجورا مقابل ذلك. )3( Fair transmission policy )التحرير(

تتمة الصفحة 55 )كيف نبني شبكة الكهرباء الفائقة(

(2011) 2/1 80

تنميات مستدامة

FLYING BLIND IN POLICY REFORMS )�(the Health Care Summit )1(

stakeholders )2(التتمة في الصفحة 82 )العمود 2(

تخبط في اإلصالحات السياسية)�(تتطلب الرعاية الصحية والتغير

املناخي وقضايا أخرى معقدة مزيدا من النقاش بني الناس

وبني اخلبراء.

إل������ى 38 من أعضاء الكونگ������رس. ومن ضمن املجتمعني ثالثة أطباء، جميعهم أعضاء جمهوريون في الكونگرس؛ ومع أنهم عارضوا خطط اإلدارة، فلم يعارضها متخصصون بالصحة العامة، أو اقتصاديون معنيون باألمور الصحية، أو خطباء في املجتمع املدني، أو قادة ملنظمات الصيانة الصحية، أو ممثلون ملنظمات رعاية صحية أخرى. وكان النقاش كله مقصورا على حتدي������د من يدفع ومل������اذا يدفع، ال على كيفي������ة تنظيم الرعاية

الصحية للتوصل إلى نتائج أفضل وأقل تكلفة.ق������د يظن املرء أن الفعل احلقيقي ح������دث كله من قبل، في اجتماعات الكونگرس وفي جلس������ات اخلبراء وفي جلس������ات مس������اومات مع كبار أصح���اب املصال���ح)2(. ولكن الكونگرس اس������تبعد بقوة مناقشة املوضوع، وذلك حلسابات سياسية أو حت������ت تأثير مجموع������ات الضغط فيه، وقد ج������رى ذلك مبعزل ع������ن العارفني باملوضوع من الش������عب األمريكي، الذين تركوا لينفسوا عن غضبهم في حفالت الشاي وعن طريق اإلنترنت. إن التشريع الس������اري ال ميكن اختراقه، وهذه حقيقة معروفة على نطاق واس������ع. فلم جتر دعوة اخلبراء قط كي يناقش������وا التش������ريع أو يعلقوا عليه بغية مس������اعدة الناس والسياسيني

إن النزاع الطويل املثير للش������قاق على إصالح نظام الرعاية الصحية األمريكي كش������ف النقاب عن نقاط ضعف أساسية في املعاجلات احلكومية للنظام. ومثلما يصح غالبا في السياسات األمريكية في أيامنا هذه، فإن السياس������يني، وجماعات الضغط والتأثير، احتفظوا باملواضيع املعقدة ألنفسهم، تاركني مناقشات

اخلبراء واجلدل اجلماهيري النظامي جلماعات هامشية.وخالل 14 شهرا من النقاش في موضوع الرعاية الصحية، لم تق������دم اإلدارة األمريكية تقريرا رس������ميا حتليليا وواضحا عن أهداف اإلصالحات املقترحة وأساليبها والنتائج املتوقعة منها. ول������م يكن منظما، عل������ى اإلطالق، س������وى االقتراحات التشريعية للميزانية التي قدمها مكتب ميزانية الكونگرس، ثم إنه ال يوجد حتليل مس������تقل مشابه يتعلق مبواضيع جوهرية أخرى. هذا وإن النتائج الصحية الفعلية للتشريع لم تلق على

اإلطالق مراجعة أو مناقشة منطقية.وقد خلص املشكلة اجتماع قمة الرعاية الصحية)1( الذي استمر يوما واحدا في الشهر 2010/2. وحضر هذا االجتماع رئي������س ونائب رئي������س وأمني اخلدمات الصحية واإلنس������انية ومستش������ار الرئيس للش������ؤون الصحية )وهو محام(، إضافة

(2011) 2/1

ميكن ألقل س������وائل أجس������ادنا قيمة أن يخبرن������ا عن مقدار ما تت������وق إليه مجتمعاتنا حول كشف تعاطي املخدرات احملظورة، إذا ثبتت فعالية تقنية جديدة ألخذ عينات من مياه املجارير للبحث عن بينات لتعاطيها. وقد طور العلماء طرقا لع������زل املنتوجات الثانوية التي

تطرح في البول بعد تعاطي املخدرات.ع��ة »ميكن اعتبار مي������اه املجارير عينة مجمف������ة من الب������ول،« هذا ما يش������رحه عالم ومخفالسموم <R. فانيللي> ]من معهد ماريو ناگري لألبحاث الدوائية في ميالنو[، وقد اس������تخدم mass spectrometry فريقه قياس طيف الكتلةلتحليل مياه الفض��الت ف�ي األنه��ار الت�ي مت��ر ف�ي املدن. وكانت املادة الكيميائية املس������تهدفة في دراس������ة <فانيلي> هي بنزويل إيكگونني اجلس������م يح������ول الت������ي ،benzoylecgonine

الكوكايني إليها بعد أن يكون الكوكايني قد فعل فعله املغير في الدماغ. ويقول <فانيللي>: »بعد أن أخذنا عينات من نهر پو في أيام وش������هور مختلفة، وجدنا أن النهر يحمل ما يعادل أربعة

كيلوغرامات من الكوكايني كل يوم.«وقد اس������تخدمت اختصاصي������ة الكيمياء البيئية <J. فيلد> ]من جامعة والية أوريگون[ liquid الس���ائل االستش���راب وزمالؤه������ا chromatography وخلصوا إلى نتائج مماثلة.

وتق������ول <فيل������د>: »نحن بص������دد أداة جديدة ألخ������ذ لقطات snapshots تص������ور املجتمعات في أمكن������ة وأوقات مختلف������ة، للحصول على مش������هد لتعاط������ي املخدرات أق������ل حتيزا مما surveys ق������د يتم احلصول عليه من املس���وح

الهاتفية التقليدية.«وقد مت بالفع������ل أخذ لقطات كهذه ملدينتي لن������دن وميالنو، إضافة إلى طيف واس������ع من املجتمع������ات املختلفة االتس������اع ف������ي الواليات املتحدة األمريكية، مثل مدينة كورڤالس، حيث تقع جامعة والي������ة أوريگون. وقد أبدى مكتب السياس���ة الوطني���ة ملكافحة املخ���درات في )1((ONDCP) الوالي���ات املتح���دة األمريكي���ةاهتمامه بذلك، فقام في عام 2006 مبش���روع ري���ادي الختبار هذه املنهجيات في 24 مرفقا حتي������ط مبدينة واش������نطن العاصم������ة. ويقول <D. م������وراي> ]وهو كبي������ر العلماء في مركز

تقيي������م تقانة مكافحة املخدرات التابع للمكتب ONDCP: »نح������ن نعتقد أنه إذا كان باإلمكان

إثبات أن هذه املنهجية ميكن االعتماد عليها، فإنها ستكون ذات قيمة.« ويتابع قائال: »نحن نع������رف عدد أطنان الكوكاي������ني التي تنتج في جبال األندي������ز، كما نعرف عدد األطنان التي نضبطه�ا في أع��الي البحار، ولكنن�ا ال نعرف

عدد األطنان التي تستهلك.«وليس ل������دى املكت������ب ONDCP خطط في الوقت الراهن للمزيد م������ن االختبارات، غير أن كال من املعهد الوطني اخلاص مبعاقرة املخ���درات (NIDA))2( ووكالة حماية البيئة قد

قليل من املخدراتمع كل شطفة مرحاض)٭(

ميكن للبصمات الكيميائية املميزة في مياه املجارير أن تكشف

احلقائق حول تعاطي املخدرات.

اختبار لكشف املخدرات: وألن البول يحوي منتوجات تقويض املواد الكيميائية املمتصة، فإن الباحثني يشعرون بأنهم يستطيعون أن يقيسوا بدقة أمناط تعاطي املخدرات في مجتمع ما عن طريق

اختبار مياه املجارير.

معايير ملياه املجاري)٭٭(مع أن احلصول على عينات من مياه

املجاري الختبارها من أجل املخدرات سيكون أمرا روتينيا �� فمصانع معاجلة

مياه الصرف الصحي تقوم بالفعل باختبار كل من التدفق الداخل

واخلارج inflow and outflow كل يوم �� فإن توحيد معايير األساليب املتبعة في

التحليل لن يكون أمرا سهال. فبعض املصانع تعالج أيضا املياه التي تقذفها

العواصف والتي ستخفف من تركيز العينات. كما أن اختالف أساليب

احلفظ قد يؤثر في العينات، وحتى فيما تدل عليه النتائج. وفي النهاية، هنالك

مسألة محيرة تنبثق من كمية املخدرات التي قد يستهلكها فرد واحد، وهذا ما أشار إليه <W. كومپتون> ]وهو مدير قسم الوبائيات واخلدمات واألبحاث

الوقائية في املعهد NIDA[: »كيف ق بني استعمال كمية ميكننا أن نوف

كبيرة من قبل عدد صغير من األفراد وبني استعمال كمية صغيرة من قبل

عدد كبير من األفراد؟«A STASH IN EVERY FLUSH )٭(

Sewage Standards )٭٭( The U.S. Office of National Drug Control )1(

Policythe National Institute on Drug Abuse )2(

أخبار علمية

81

(2011) 2/1 82

يسعيان وراء هذه التقنية.إن أس������اليب أخذ العين������ات من مياه املجاري������ر - التي ميكن تطبيقه������ا عل������ى أي دواء تقريبا س������واء أكان محظورا أم يصرف بوصف������ة طبي������ة - قد تكون عظيمة الفائدة بش������كل عام في تعرف طبق������ات املجتم������ع التي ع������ادة ال تبل������غ عن تعاطيه������ا املخدرات الترفيهية أو الطبقات التي ينتهي بها األمر كإحصائيات حتتفظ به������ا املرافق العامة ملعاجلة معاقرة املخدرات. ويقول <B. پايپر> ]وهو مدير الش������ؤون الوطنية ملجموعة تدعو إلى إصالح قوانني the املخدرات تدعى بالتحالف املعني بسياس���ات املخدراتDrug Policy Alliance[: »ثم������ة حافز يدفع الناس إلى أن يقولوا

ملس������تطلعي اآلراء احلكوميني إنهم ال يتعاطون املخدرات عندما يس������ألونهم عن ذلك.« ولكن، لن يكون باستطاعة األساليب التي نحن بصددها اآلن أن حتدد بدقة األفراد الذين يتعاطون املخدرات فعليا. ويقول <فانيللي>: »للحصول على بيانات تخص كل فرد على حدة، ينبغي أن نتتبع العينات في مكان قريب من مصدرها في الوقت الذي يتم فيه شطف املرحاض، وهذا مستحيل عمليا.«وإن تكوين مشهد واسع لتعاطي املواد الكيميائية قد يوافر رؤية متعمقة للطريقة املثل������ى لتوجيه املوارد احملدودة اخلاصة مبعاجلة معاق������رة املخدرات، وإلتاحة إم������كان القيام مبقارنات حقيقية للمرة األولى بني مستويات استخدام املخدرات في مدن مختلفة. وقد يكش������ف هذا املش������هد أيضا عن فعالية - أو عدم فعالي������ة - جهود معينة ملكافحة املخدرات. ويقول < كومپتون>: »إن اعتقدت سلطات فرض القانون أنها قد استأصلت مصدر مادة مخدرة من أحد املجتمعات، فإن هذا األس������لوب قد يكون

إحدى طرائق التأكد من هذه اإلمكانات.«وطبقا للباحثني، فإن الطلبات تتدفق من املرافق احلكومية كالس������جون واملختبرات الوطنية إلى امل������دن الكبرى من أجل احلص������ول على مثل ه������ذه الصور اإلجمالية. ففي الش������هر 2007/11، أخ������ذت <فيلد> وزمالؤها لقط������ة عن والية أوريگون

validity وصح���ة feasibility ف������ي يوم واحد لتقيي������م ج���دوى monitoring طريقة االستش������راب الس������ائل. وبإمكان الرص���دلفترة أط������ول أن يؤكد ويقي������س مقدار هذه األمن������اط. وتقول <فيلد>: »بإمكانك أن ترى الزيادة في االس������تخدام الترفيهي للكوكايني« في نهاية األس������بوع، وم������ا يثبت ذلك هو الزيادات الت������ي تبدأ ف������ي بعض األحي������ان مبكرا قبل نهاية األس������بوع بي������وم، مثل يوم اخلميس.« وكما يق������ول <G. ألني> ]وهو أحد لي املصانع في مرفق اس������تصالح مي������اه الصرف في مش������غمدين������ة كورڤالس[: »إن معرفة ما يوجد في مياه املجارير يعد دائم������ا أم������را مثي������را لالهتم������ام.« <<D. بيلو>

عل������ى فهم املواضيع املتعلقة به. واالفتقار إلى وثائق واضحة إلصالح سياس������ات الرعاية الصحية الت������ي تقدمها اإلدارة، يعني أن اجلماهير ال متتلك سوى أساس ضعيف تبنى عليه ردود أفعاله������ا، ولم يبق لها إال التعبير عن غرائزها اجلامحة

وعواطفها املتأججة في برامج تلفزيونية تستضيفها.وعلى العموم، فإن نظامنا السياسي يقدم ملناقشة املشكالت املهمة أشخاصا ليسوا األفضل في تخصصاتهم، وهذا يجعلهم غير مؤهلني لتقدمي أجوبة دقيقة عن تلك املشكالت. وبالطبع، فقد فعل النظام ذلك في مشكلة التغير املناخي، إذ أبقي كبار خبراء البالد في هذا املجال بعيدين عن التدخل في كتابة مس������ودات التش������ريعات الالزمة ملعاجلة هذه املشكلة. وكما هو احلال في الرعاية الصحية، فجميع ما أجنز هو مسودة تشريع، أصدرها مجلس الشيوخ واملجلس التشريعي، تفتقر إلى الدعم الشعبي. وقد حدث الشيء نفس������ه في موضوع أفغانستان، »فاملجلس احلرب���ي«)1( كان������ت تع������وزه اخلبرة احلقيقية ف������ي ثقافة البالد واقتصادها والتحدي������ات التي تواجه تطويرها، وبقي اجلمهور

األمريكي جاهال باخليارات احلقيقية.وكبداية التخاذ قرارات سياسية بطريقة أفضل، يتعني على اإلدارة األمريكية تقدمي حتليل مفصل لتسويغ كل تغيير كبير تقترحه في سياس������اتها اإلصالحية. وق������د يكون هذا اإلجراء أساسا حلوار شعبي، تواكبه مواقع وب حيث توجه الدعوة إلى خبراء خارجيني لتبادل اآلراء التي يس������تطيع اجلمهور النفاذ إليها. وستوجه الدعوة إليه أيضا إلبداء رأيه في ذلك عن طريق مواقع الوب. ومن املمكن أيضا إرس������ال نس������خة من مس������ودة التشريع، تكون مفهومة للقراء العاديني )ومرفقة بالنسخة التي تتضمن لغ������ة قانونية أكثر تقنية وتعقي������دا( ومتاحة عن طريق اإلنترنت لتعليقات اخلبراء واجلمهور. هذا وس������تعتمد اإلدارة والكونگرس بش������دة أكثر على اللجان االستش������ارية اخلارجية لإلفادة من ثروة اخلبرات الوطنية، ووجهات نظر رجال األعمال

واألكادمييني وقطاعات أخرى من املجتمع.وفي نظامن������ا احلكومي احلال������ي، فإن التعقي������د اجلوهري للتحديات يتجاوز بس������هولة الغرائز اجلامحة وقلة خبرة وبراعة اآللي������ات احلكومية القائمة. وإني ل������ن أقبل أو أوصي بأن تترك القرارات خلبراء مزعومني ممن ميثلون غالبا مصالح خاصة، أو يكونون منحازين إلى جهة ما، أو يتسمون بوجهات نظر ضيقة. ومع ذلك، فإن تدقيقا منهجيا خليارات السياس������ات يعلق عليه ويناقشه اجلمهور وخبراء مرموقون، ال بد أن يحسن كثيرا من األداء احلالي لسياس������تنا التي نتخبط فيها، وإن لم نفعل ذلك،

فإننا نترك التحكم فيها ملصالح ووجهات نظر ضيقة. <<D .J. ساكس>

war cabinet )1(

تتمة الصفحة 80 )تنميات مستدامة(

iMaGiNG

Filming the Invisible in 4-DBy ahmed H. Zewail

an amazing form of microscopy can make movies ofvanishingly small, nanoscale objects in action.

MEDiCiNE

Your Inner HealersBy Konrad Hochedlinger

Meet the newest stem cells. Made by reprogramming cells from your own body, they could bypass ethical andtechnical problems raised by embryonic stem cells.

PHySiCS

The (Elusive) Theory of Everything By Stephen Hawking and Leonard Mlodinow

Physicists searched for a single theory. instead theyfound several.

FOOD SCiENCE

Breeding Cassava to Feed the PoorBy Nagib Nassar - Rodomiro Ortiz

The world’s third-largest source of calories could be made more productive and nutritious, helping to alleviatemalnutrition in many places.

ExCLuSivE POLL

In Science We Trust

in our Web survey, readers show strong support forscience—with some notable exceptions.

January / February - 2011 volume 27 Number 1/2

4

12

22

32

36

ENGiNEERiNG

How to Build the Supergrid By Matthew L. Wald

The u.S. needs a new electric transmission system to deliver cleaner, more reliable power nationwide. Here’s how to get it done.

MiND

Desperate for an Autism Cure By Nancy Shute

Diagnoses have skyrocketed, but valid treatments are virtually nonexistent.

aDviSORy BOaRD

Ali A. Al-Shamlan(Chairman)

Adnan Hamoui(Editor - In Chief)

Abdullatif A. Al-bader(Deputy)

EDiTOR iN CHiEF: Mariette DiChristina MANAGING EDITOR: Ricki L. Rusting CHIEF NEWS EDITOR: Philip M. Yam SEnIor writeR: Gary Stix EDITORS: Davide Castelvecchi, Graham P. Collins, Mark Fischetti, Steve Mirsky, Michael Moyer, George Musser, Christine Soares, Kate WongCONTRiBuTiNG EDiTORS: Mark Alpert, Steven ashley, Stuart F. Brown, W. Wayt Gibbs, Marguerite Holloway, Christie Nicholson, Michelle Press, John Rennie, Michael Shermer, Sarah Simpson

aSSOCiaTE EDiTORS, ONLiNE: David Biello, Larry Greenemeier NEWS REPORTER, ONLiNE: John MatsonaRT DiRECTOR, ONLiNE: Ryan Reid

aRT DiRECTOR: Edward Bell ASSISTANT ART DIRECTOR: Jen Christiansen PHOTOGRAPHY EDITOR: Monica Bradley

COPy DiRECTOR: Maria-Christina Keller

EDiTORiaL aDMiNiSTRaTOR: Avonelle Wing SENIOR SECRETARY: Maya Harty

COPy aND PRODuCTiON, NaTuRE PuBLiSHiNG GROuP: SENiOR COPy EDiTOR, NPG: Daniel C. Schlenoff COPy EDiTOR, NPG: Michael Battaglia EDiTORiaL aSSiSTaNT, NPG: Ann Chin MANAGING PRODUCTION EDITOR, NPG:  Richard Hunt SENiOR PRODuCTiON EDiTOR, NPG: Michelle Wright

PRODuCTiON MaNaGER: Christina Hippeli ADVERTISING PRODUCTION MANAGER:  Carl Cherebin PREPRESS AND QUALITY MANAGER:  Silvia De Santis CUSTOM PUBLISHING MANAGER:  Madelyn Keyes-Milch

PRESiDENT: Steven Inchcoombe viCE PRESiDENT, OPERaTiONS aNDaDMiNiSTRaTiON: Frances Newburg

viCE PRESiDENT, FiNaNCE aND BuSiNESS DEvELOPMENT: Michael Florek BuSiNESS MaNaGER: Marie Maher

Letters to the EditorScientific American 75 varick Street, 9th Floor, New york, Ny 10013-1917 or editors@Sciam.com Letters may be edited for length and clarity. We regret that we cannot answer each one. Post a comment on any article instantly at www.ScientificAmerican.com/sciammag

MEDiCiNE

Alzheimer’s: Forestalling theDarknessBy Gary Stix

intervening before symptoms appear may be key to avoiding the leadingcause of dementia.

HEaLTH

Hallucinogens as MedicineBy Roland R. Griffiths - Charles S. Grob

in a matter of hours, mind-altering substances may induce the profound psychological realignments that can takedecades to achieve on a therapist᾿s couch.

80 81 News Scana Stash in Every Flush.

COSMOLOGy

Dark Worlds By Jonathan Feng - Mark Trodden

a shadow cosmos in our midst may be as dynamic as the visible one.

40

50

56

64

74

Sustainable DevelopmentsFlying Blind in Policy Reforms.