تمام دانش ما در مقایسه با واقعیت،ابتدایی و کودکانه است.ولی با این حال با ارزشترین دارایی ماست.آلبرت اینشتین
 

فیزیک برای امروز و فردا

آشنایی با فیزیک و قلمرو حکومت آن

میدانهای حیاتی
ساعت ۱:۳۳ ‎ق.ظ روز سه‌شنبه ٩ اسفند ۱۳۸٤  

هارولد بور از دانشگاه ییل (Yale) برای اولین بار با انجام یک آزمایش ساده، به وجود میدان در اطراف موجود زنده پی برد. او با توجه به یک مولد الکتریکی که در آن آهنربا در داخل سیم پیچ دوران می کند و جریان تولید می کند، سمندری را در یک ظرف آب نمک قرار داد و ظرف را به دور سمندر چرخاند. الکترودهایی که در این ظرف وجود داشتند و به یک گالوانومتر حساس متصل شده بودند، یک جریان متناوب را نشان دادند. هنگامی که بور این آزمایش را بدون وجود سمندر انجام داد، گالوانومتر هیچ جریانی را نشان نداد. این بدان معنی است که در اطراف موجودات زنده میدانی وجود دارد که خاصیت مغناطیسی هم دارد و در صورت چرخش ظرف و در نتیجه اختلال و پارگی در شار این میدان، می توان جریان الکتریکی را بوجود آورد. بود مشتاقانه شروع به ساخت دستگاهی کرد تا بتواند پتانسیل ناشی از چنین میدانی را اندازه گیری کند.

او به یک ولتمتر لامپی استاندارد مقاومت بسیار بزرگی وصل کرد تا از اثر گذاردن بر روی جریان حاصل از حیوان مورد آزمایش جلوگیری کند. آنگاه این دستگاه اندازه گیری را با یک مقیاس و دو الکترود کلرور نقره تکمیل کرد.الکترودهای این وسیله بطور مستقیم با نمونه مورد آزمایش در تماس قرار نمی گرفتند بلکه توسط خمیر مخصوص ژله مانند یا محلول آب نمکی که غلظت یونی خود موجود زنده برابر بود ، از نمونه مورد آزمایش جدا می شدند.

بور این وسیله را بر روی دانشجویان داوطلب خود امتحان کرد.

الکترودها در دو بشقاب کوچک آب نمک نهاده می شدند و افراد مورد آزمایش انگشتان اشاره خود را در بشقابها فرو می بردند و پتانسیل اندازه گیری می شد.

این عمل هر روز در زمانهای معین و در طول بیش از یک سال انجام شد، و بور دریافت که پتانسیل ناشی از میدان حیاتی هر فرد در طول شبانه روز و متناسب با تغییرات فیزیولوژیکی خاص، کم یا زیاد می شود. برای مثال بود دریافت که در بدن تمام دانشجویان مونث، ماهی یکبار به مدت 24 ساعت تغییرات ولتاژ شدید ایجاد می شود که این امر مصادف با زمان تخمک گذاری در تخمدان آنهاست.

بور که پی به وجود میدان حیاتی برده و تغییرات در این میدان را ناشی از رویدادهای اساسی زیست شناختی یافته بود، اینک از خود می پرسید که آیا میدان حیاتی از اختلالات ناشی از بیماری نیز متاثر میشود؟ او تجهیزات آزمایشی خود را نزد یک متخصص بیماریهای زنان برد و به کمک او بیش از یکهزار زن را در بیمارستان بله ویو در نیویورک مورد آزمایش قرار داد . در 102 مورد از این آزمایشات ، افت ولتاژی غیر عادی مشاهده شد، و در معایناتی که طی مراجعات بعدی از این عده به عمل آمد، مشخص شد که 95 نفر از این زنان دچار سرطان رحم هستند. در نتیجه پیش بروز هر عارضه ای در جسم ،میدان حیاتی تغییر میکند و این علائم میتوانند هشدار ارزنده ای برای پزشکان باشند.

بور بر این اساس آزمایش را ترتیب داد و به کشف هیجان انگیزی دست یافت . او الکترودهای بسیار کوچکی را به درون تخم غورباقه وارد کرد و دریافت که حتی پیش از اینکه تخم شروع به تقسیم کرده و به یک بچه غورباقه تبدیل شود ، قادر است در آن قسمت از تخم که قرار است به سلسله اعصاب تبدیل شود، اختلاف پتانسیلی را اندازه بگیرد.این امر بر این موضوع دلالت دارد که میدان حیاتی توانایی سازماندهی دارد، و نوعی قالب و الگویی است که شکل و وظیفه اندام در حال رشد را پی ریزی می کند. پس میدان حیاتی عامل نظم و کاهش آنتروپی در پی ریزی اندام موجود زنده است، هرگاه حیات از بین برود میدان حیاتی نیز با آن از بین میرود به طوریکه یک سمندر مرده در دستگاه بود هیچ پتانسیلی را به وجود نمی آورد.

میدانهای حیاتی نوعا با امواج مغزی یا ضربانهایی که توسط الکتروکاردیوگراف ضبط می شوند، یکی نیستند.هر بار که قلب میتپد یا مغز تحریک میشود ، بار الکتریکی قابل اندازه گیری تولید میگردد، اما میدان حیاتی مجموعه کل اثرات این بارهای الکتریکی و اثرات ناشناخته دیگری است که به طور مستمر در بدن تولید میشوند. برای نمونه ، هنگام یا تحریک عصبی، مقدار کمی اکسیژن مصرف و کمی دی اکسیدکربن رها میشود. در این حال دمای موضعی اندکی افزایش می یابد و جهشی در رشته عصبی ظاهر میشود. اما نکته جالب، تغییری است که بر اساس اصول فیزیکی به شکل میدان مغناطیسی در خارج از این رشته عصبی به عنوان سیم حامل جریان ایجاد میشود. اگر چنین پالس الکتریکی کوچکی بدن موجود زنده قابل تشخیص باشد، واضح است که میلیونها اتفاق مشابه در بدن میدانهای قابل ملاحظه و کاملتری را ایجاد خواهند کرد.

پاوال گولیایف از دانشگاه لنینگراد، الکترود بسیار حساسی با مقاومت زیاد تهیه کرده است که در اندازه گیری شدت میدان،حتی از دستگاه بور هم موثرتر است، به صورت یک ردیاب میدان میدان مغناطیسی عمل میکند. دستگاه گولیایف میتواند میدان حاصل از عصب تحریک شده سیاتیک پای یک قورباغه را در فاصله سی سانتی تشخیص دهد، و نیز موفق گردیده نقشه میدان بدن انسان را در فاصله ای محدود از بدن نشان دهد.

با عبور هر پالس الکتریکی از یک رشته عصبی ، میدان حاصل به مدت کسری از یک ثانیه ظاهر میشود، اما در صورت ادامه تحریک، جریان پیوسته الکتریکی، یک میدان ساکن ایجاد میکند که عمر آن به زمان تحریک بستگی دارد.اگر تحریک به اندازه کافی قوی باشد، میتواند یک ماهیچه را مستقیما تحت تاثیر قرار دهد و واکنش انعکاسی ایجاد کند. برای مثال اگر فردی پا بر روی خاری بگذارد، فقط یک بیستم ثانیه طول میکشد تا پالس عصبی به نخاع رسیده و از آنجا به ماهیچه فرمان عقب کشیدن پا القا شود. اما بیشتر تحریکات در مغز تجزیه و تحلیل میشوند و سپس دربارشان تصمیمی اتخاذ میگردد و این امر زمان لازم را چهار برابر میکند.

برای زرافه یک سوم ثانیه طول میکشد تا پالسهای عصبی فاصله 5 متر بین پا تا مغز آنرا طی کند. آنگاه مغز باید تحریک را مورد ملاحظه قرار دهد، آنرا به عنوان یک تحریک دردناک تثبیت کند و پیامی برای عکس العمل مناسب بفرستد. تا زمانیکه این دستور به مرحله اجرا در آید، و در طول زمانیکه دستور در راه است ، مغز مرتبا به ماهیچه های مربوط پیام میفرستد و در نتیجه میدانی ایجاد میشود که یه مراتب قویتر از میدان تحریک اولیه است.گولیایف و دیگران نشان داده اند که این میدان القایی بیشترین شدت را دارد و در دورترین فاصله از بدن قابل تشخیص است.

گرفته شده از کتاب هامیوپاتی به ترجمه دکتر محمود بهار


منبع :farsiphysics.persianblog.ir


کلمات کلیدی: فیزیک آزمایشگاهی