چرا بعضی ویروس‌ها قبل از اینکه سلول را بکشند، آن را به کارخانه تولید ویروس تبدیل می‌کنند؟

یک ویروس را اگر از بیرون نگاه کنی، تقریباً هیچ شباهتی به چیزی که ما «زنده» می‌نامیم ندارد.

نه غذا می‌خورد، نه خودش ATP تولید می‌کند، نه به‌تنهایی پروتئین می‌سازد و نه می‌تواند مستقل از سلول میزبان تکثیر شود.

اما همین ساختار ساده، وقتی وارد یک سلول می‌شود، می‌تواند یکی از پیچیده‌ترین سیستم‌های مولکولی روی زمین را به نفع خودش تغییر دهد.

ویروس ابتدا باید به سلول مناسب برسد.

برای این کار، پروتئین‌های سطحی آن به مولکول‌های خاصی روی سلول میزبان متصل می‌شوند. این مولکول‌ها را معمولاً گیرنده می‌نامیم.

این اتصال تصادفی نیست.

یک ویروس فقط می‌تواند سلول‌هایی را که مولکول‌های مناسب را روی سطحشان دارند، با کارایی مشخصی آلوده کند.

بعد از اتصال، ویروس یا ژنومش را وارد سلول می‌کند یا در برخی موارد، تمام ذره ویروسی وارد سلول می‌شود و در آنجا باز می‌شود.

حالا ویروس با یک مشکل اساسی مواجه است:

خودش دستگاه تولید پروتئین ندارد.

پس از چیزی استفاده می‌کند که از قبل آماده است:

سلول میزبان.

ریبوزوم‌های سلول شروع به ساخت پروتئین‌هایی می‌کنند که دستورشان در ژنوم ویروس قرار دارد.

مواد اولیه از خود سلول گرفته می‌شوند.

انرژی از خود سلول تأمین می‌شود.

غشاها و اندامک‌های سلول برای ساخت بعضی اجزای ویروس مورد استفاده قرار می‌گیرند.

و در نتیجه، سلولی که چند دقیقه قبل برای خودش زندگی می‌کرد، تبدیل می‌شود به یک کارخانه ویروس‌سازی.

اما این کارخانه نمی‌تواند برای همیشه فعال بماند.

ویروس باید بین چند کار تعادل برقرار کند.

اول باید از سیستم دفاعی سلول فرار کند.

دوم باید مواد اولیه کافی برای ساخت نسل جدید خودش فراهم کند.

سوم باید ژنوم خودش را تکثیر کند.

و در نهایت، ویروس‌های جدید باید از سلول خارج شوند و سلول‌های دیگری را آلوده کنند.

بعضی ویروس‌ها سلول را در این فرایند می‌کشند.

بعضی از سلول با جوانه‌زنی خارج می‌شوند و ممکن است مدتی سلول را زنده نگه دارند.

بعضی دیگر حتی ژنوم خودشان را وارد ژنوم میزبان می‌کنند و ممکن است برای مدت طولانی در آنجا باقی بمانند.

این تفاوت‌ها یک نتیجه مهم دارد:

عفونت ویروسی همیشه به معنای ترکیدن فوری سلول نیست.

گاهی ویروس و سلول برای مدت طولانی‌تری در یک رابطه پیچیده باقی می‌مانند.

و اینجا یکی از جذاب‌ترین جنبه‌های ویروس‌شناسی ظاهر می‌شود.

ویروس فقط از سلول استفاده نمی‌کند؛ می‌تواند رفتار سلول را تغییر دهد.

برای مثال، بعضی ویروس‌ها مسیرهای مرگ برنامه‌ریزی‌شده سلول را مهار می‌کنند تا سلول زودتر از زمانی که ویروس نیاز دارد نمیرد.

بعضی مسیرهای پاسخ ایمنی را سرکوب می‌کنند.

بعضی تولید پروتئین‌های سلول را به نفع پروتئین‌های ویروسی تغییر می‌دهند.

بعضی حتی ساختار داخلی سلول را بازآرایی می‌کنند تا محیط مناسبی برای تکثیر ژنوم ویروسی ایجاد شود.

در واقع، ویروس ممکن است بدون داشتن یک سیستم عصبی یا حتی یک سلول، بتواند شبکه‌ای از تصمیمات مولکولی را در سلول میزبان تحمیل کند.

اما اینجا یک نکته تکاملی بسیار مهم وجود دارد.

ویروس لزوماً «نمی‌خواهد» سلول را بکشد.

اگر سلول بیش از حد سریع بمیرد، ممکن است ویروس فرصت کافی برای تکثیر و انتقال پیدا نکند.

اگر سلول بیش از حد زنده بماند اما ویروس نتواند از آن خارج شود، باز هم انتقال محدود می‌شود.

بنابراین در طول فرگشت، میان ویروس و میزبان نوعی کشمکش دائمی شکل گرفته است.

میزبان دائماً راه‌هایی برای شناسایی و حذف ویروس تکامل می‌دهد.

ویروس هم دائماً راه‌هایی برای فرار پیدا می‌کند.

سلول پروتئین‌های ضدویروسی می‌سازد.

ویروس پروتئین‌هایی می‌سازد که همان مسیرها را مختل کنند.

سیستم ایمنی حافظه ایجاد می‌کند.

ویروس‌های جدید با تغییرات ژنتیکی از بخشی از این دفاع‌ها فرار می‌کنند.

این مسابقه میلیون‌ها سال است ادامه دارد.

و عجیب‌ترین قسمت ماجرا این است که تمام این جنگ، در مقیاسی اتفاق می‌افتد که حتی با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست.

یک سلول انسانی چند ده میکرومتر قطر دارد.

اما درون همین فضای بسیار کوچک، ژنوم ویروس می‌تواند شبکه‌ای از واکنش‌های مولکولی را راه بیندازد که در نهایت میلیون‌ها نسخه از ویروس تولید کند.

پس شاید بهتر باشد ویروس را فقط یک «ذره بیماری‌زا» نبینیم.

ویروس چیزی شبیه یک برنامه مولکولی است که وقتی وارد محیط مناسب شود، از ماشین‌آلات یک سلول استفاده می‌کند تا خودش را کپی کند.

و یکی از عجیب‌ترین مرزهای زیست‌شناسی همین‌جاست:

یک موجود غیرسلولی، برای مدتی کوتاه می‌تواند اختیار یک سلول زنده را در دست بگیرد؛ نه با زور، بلکه با چند رشته اطلاعات ژنتیکی که می‌دانند چگونه ماشین‌آلات سلول را به کار بیندازند.

@Discourseees

از فیزیک کوانتوم تا ناپدید شدن زمان | کتاب «هفت درس کوتاه درباره‌ی فیزیک» نوشته‌ی «کارلو روولی»(→)

منبع: ketabify

• صوتی

@Discourseees

غشای سلولی: راز دروازه حیات

این ویدیو ساختار و عملکرد غشای سلولی را به زبانی ساده توضیح می‌دهد.
می‌آموزیم که غشا چگونه حیات سلول را با کنترل تردد مواد و حفظ نظم درونی، مدیریت می‌کند.
مفاهیم کلیدی مانند مدل موزائیک سیال و نفوذپذیری انتخابی را به کمک تصاویر گویا مرور می‌کنیم.

@Discourseees

📘 کتاب Seeing the Mind از Stanislas Dehaene که از سرشناس‌ترین نوروساینتیست‌های شناختی جهان است.

این کتاب یک درسنامه‌ی مقدماتی نیست. درواقع اثری بصری است که در قالب ده‌ها موضوع کوتاه و با تکیه بر نمودارها و تصاویر علمی به‌عنوان بار اصلی محتوا، نشان میدهد ذهن چگونه در مغز مطالعه میشود: ادراک، توجه، زبان، خواندن و آگاهی.

برای دانشجو یا علاقه‌مند نوروساینس، علوم شناختی، روان‌شناسی یا پزشکی که پایه‌ای اولیه دارد و قبل از ورود جدی به مقالات، یک نقشه‌ی ذهنی تصویری از منطق کلی حوزه میخواهد مناسب است.

توجه شود که بعضی موضوعات مفاهیم نظری سنگینی دارند که فشرده ارائه شده‌اند. این کتاب برای ساختن دید کلی عالی است اما جایگزین کتاب درسی یا منابع تخصصی روش‌های تصویربرداری و تحلیل داده نمیشود.

@Discourseees

نوروفلسفه چیست و چگونه آغاز شد؟

در این مقاله پاتریشیا چرچلند( بنیان‌گذار رشته نوروفلسفه) خاستگاه و منطق نوروفلسفه را شرح میدهد و استدلال‌های فلسفی مبنی بر اصولا توضیح ناپذیربودن آگاهی از راه عصب‌شناسی را نقد میکند.

@Discourseees

مستند ریشه همه شرارت ها

قسمت اول

کاری از پروفسور ریچارد داوکینز

قسمت های : (۲)(۳)(۴)(۵)

@Discourseees

اهمیت تفکر انتقادی

• دکتر علی نیّری

@Discourseees

فرگشت و شواهد آن در 5 دقیقه

در این ویدیوی کوتاه، مبانی نظریه تکامل و شش مورد از قوی‌ترین شواهد آن توضیح داده می‌شود.
@Discourseees

آیا واقعاً من تصمیم می‌گیرم آب بخورم؟

پارت(۱)

فرض کن یک لیوان آب روبه‌رویت گذاشته‌اند.

هنوز تشنه نیستی. به لیوان نگاه می‌کنی و با خودت می‌گویی: آب بخورم یا نه؟

چند ثانیه بعد تصمیم می‌گیری لیوان را برداری.

در نگاه اول، ماجرا کاملاً ساده به نظر می‌رسد: من دو انتخاب داشتم، آزادانه فکر کردم و یکی را انتخاب کردم.

اما اگر بخواهیم همین اتفاق به ظاهر ساده را از داخل مغز بازسازی کنیم، مسئله خیلی عجیب‌تر می‌شود.

تصمیم تو برای آب خوردن از هیچ‌جا ظاهر نشده است. مغزت پیش از اینکه دستت حرکت کند، باید مجموعه‌ای از اطلاعات را پردازش کرده باشد: وضعیت آب بدن، غلظت خون، اسمولاریته، فعالیت نورون‌های حساس به وضعیت مایعات بدن، میزان تشنگی، تجربه‌های قبلی، دمای محیط، طعم آب، اینکه الان مشغول چه کاری هستی، اینکه آب خوردن برایت چقدر پاداش‌دهنده است، و حتی اینکه چه چیزی همین چند لحظه قبل توجهت را به لیوان جلب کرده است.

بخش بزرگی از این پردازش‌ها حتی وارد آگاهی تو نمی‌شوند.

مثلاً وقتی بدن آب از دست می‌دهد، افزایش اسمولاریته پلاسما و کاهش حجم مایع بدن توسط سامانه‌های مختلف حس می‌شود. این اطلاعات به مدارهای عصبی مرتبط با تشنگی می‌رسند و فعالیت شبکه‌هایی در هیپوتالاموس و اندام‌های پیرامون آن را تغییر می‌دهند. نتیجه می‌تواند ایجاد احساس تشنگی و افزایش انگیزه برای نوشیدن باشد.

یعنی قبل از اینکه جمله‌ی من تشنه‌ام را در ذهن داشته باشی، بدنت از وضعیت خودش اطلاعاتی تولید کرده و مغزت بر اساس آن تغییر کرده است.

حالا فرض کنیم اصلاً تشنه نیستی.

لیوان آب را می‌بینی.

اطلاعات بصری وارد شبکیه می‌شود، به مسیرهای بینایی می‌رود و در شبکه‌های مغزی پردازش می‌شود. مغز تشخیص می‌دهد که این یک لیوان آب است. سپس ارزش احتمالی آن را با وضعیت فعلی بدن و هدف‌های فعلی‌ات مقایسه می‌کند.

اگر قرار باشد لیوان را برداری، فرمان حرکتی باید از شبکه‌های تصمیم‌گیری و حرکتی عبور کند، فعالیت نورون‌های حرکتی تغییر کند و در نهایت عضلات دستت منقبض شوند.

و اینجا یک سؤال بسیار ناخوشایند مطرح می‌شود:

در کدام نقطه دقیقاً تو وارد این زنجیره شدی و تصمیم را گرفتی؟

اگر بگویی:

همان لحظه‌ای که آگاهانه تصمیم گرفتم آب بخورم.

مشکل اینجاست که آن تصمیم آگاهانه خودش یک رویداد مغزی است.

یعنی تصمیم من چیزی خارج از مغز نیست که بعداً به مغز دستور بدهد چه کار کند. خودِ تصمیم، بخشی از فعالیت مغز است.

نورون‌های مغز باید در یک وضعیت فیزیکی مشخص قرار داشته باشند تا یک تصمیم خاص شکل بگیرد. این وضعیت از ژن‌ها، رشد مغز، تجربه‌های قبلی، یادگیری، هورمون‌ها، وضعیت متابولیکی بدن، خواب، استرس، محیط، محرک‌های حسی و فعالیت قبلی شبکه‌های عصبی تأثیر می‌گیرد.

بنابراین اگر در یک لحظه خاص تصمیم بگیری آب بخوری، تصمیم تو حاصل وضعیتی است که مغز و بدن تو در همان لحظه دارند.

حالا یک آزمایش ذهنی انجام بده.

همان صحنه را دقیقاً به عقب برگردان.

همان لیوان.

همان بدن.

همان مغز.

همان سطح آب بدن.

همان خاطرات.

همان محیط.

همان نور.

همان صداها.

همان وضعیت شبکه‌های عصبی.

همه‌چیز دقیقاً یکسان باشد.

حالا دوباره از تو می‌پرسم:

آب بخوری یا نخوری؟

اگر تمام شرایط واقعاً کاملاً یکسان باشند، اگر تصمیم تو نتیجه‌ی همان وضعیت فیزیکی مغز باشد، چه چیزی باید باعث شود این بار برخلاف بار قبل انتخاب کنی؟

@Discourseees

پارت دوم:

اگر بگویی خودم می‌توانستم جور دیگری انتخاب کنم، باید توضیح بدهی این خودم دقیقاً چیست و چگونه بدون اینکه تحت تأثیر هیچ‌یک از شرایط قبلی باشد، یک انتخاب متفاوت تولید می‌کند.

اگر انتخاب متفاوتی تولید کند، خودش باید علتی داشته باشد.

و اگر آن علت هم به وضعیت قبلی مغز و بدن مربوط باشد، دوباره به همان زنجیره برمی‌گردیم.

اینجاست که مفهوم اختیار شروع می‌کند به فرو ریختن.

البته این حرف به این معنی نیست که مغز قبل از آگاهی همیشه تصمیم را گرفته و آگاهی صرفاً یک تماشاگر بی‌خاصیت است. آزمایش‌های معروف لیبت و پژوهش‌های بعدی درباره فعالیت‌های عصبی پیش از تصمیم‌گیری نشان داده‌اند که برخی تغییرات عصبی می‌توانند پیش از گزارش آگاهانه‌ی تصمیم ظاهر شوند، اما تفسیر این یافته‌ها به‌عنوان تایید قطعی نبود اراده آزاد بیش از حد ساده‌انگارانه است. درباره اینکه این فعالیت‌های اولیه دقیقاً چه چیزی را نشان می‌دهند، هنوز بحث علمی و فلسفی جدی وجود دارد.

مسئله عمیق‌تر از آزمایش لیبت است.

حتی اگر هیچ آزمایشی هم وجود نداشت، یک سؤال فلسفی همچنان باقی می‌ماند:

اگر مغز تو بخشی از جهان فیزیکی است و وضعیت آن در هر لحظه از وضعیت قبلی خودش، بدن و محیط تأثیر می‌گیرد، تصمیم‌های تو از کجا می‌آیند؟

اگر پاسخ این باشد که از خودم، سؤال بعدی این است:

خودم یعنی چه؟

تو نمی‌توانی ویژگی‌های ژنتیکی‌ات را انتخاب کنی.

نمی‌توانی انتخاب کنی در چه خانواده‌ای متولد شوی.

نمی‌توانی انتخاب کنی چه مغزی در دوران کودکی برایت ساخته شود.

نمی‌توانی بسیاری از تجربه‌هایی را که شخصیتت را شکل داده‌اند، از قبل انتخاب کنی.

حتی بسیاری از ترجیحاتت را هم انتخاب نکرده‌ای.

تو یک روز ناگهان تصمیم نگرفتی که از یک غذای خاص خوشت بیاید. مغزت در طول زندگی یاد گرفت که آن غذا برایت خوشایند است.

تو تصمیم نگرفتی چه چیزی برایت جذاب باشد.

تصمیم نگرفتی چه چیزی بترساندت.

تصمیم نگرفتی چه خاطره‌ای در چه شرایطی فعال شود.

و حتی وقتی بین دو گزینه فکر می‌کنی، خودِ دلایل موافق و مخالفی که در ذهنت ظاهر می‌شوند، چیزهایی هستند که انتخاب نکرده‌ای.

اما اینجا یک نکته بسیار مهم وجود دارد.

از نبود اختیار مطلق نباید نتیجه گرفت که انتخاب‌های ما توهم‌اند یا هیچ تفاوتی میان تصمیم گرفتن و مجبور شدن وجود ندارد.

اگر تشنه باشی و آب بخوری، این رفتار واقعاً نتیجه‌ی وضعیت مغز و بدن توست.

اگر کسی را مجبور کنند آب بخوری، باز هم مغز و بدن تو درگیر اجرای آن رفتار هستند، اما ساختار علّی رفتار متفاوت است.

در یک حالت، میل به نوشیدن، ارزیابی پیامدها، خاطرات، اهداف و تصمیم‌گیری درون خود سامانه شکل گرفته است.

در حالت دیگر، تهدید بیرونی مستقیماً رفتار را تحمیل کرده است.

بنابراین شاید چیزی که باید کنار بگذاریم نه مفهوم انتخاب، بلکه تصویر سنتی ما از انتخاب به‌عنوان یک علت بی‌علت باشد.

تو واقعاً انتخاب می‌کنی.

اما این انتخاب لزوماً از یک خودِ مستقل از علل سرچشمه نمی‌گیرد.

انتخاب تو خودش یکی از رویدادهای علّی جهان است.

و وقتی دستت را به سمت لیوان آب می‌بری، لازم نیست یک منِ غیرمادی پشت پرده وجود داشته باشد که به مغز فرمان بدهد.

همان مغز، همان بدن، همان تاریخچه، همان وضعیت فیزیولوژیک و همان فرایندهای عصبی، چیزی را تولید می‌کنند که تو از درون آن را من تصمیم گرفتم تجربه می‌کنی.

تو تصمیم را تجربه می‌کنی؛
اما خودِ تصمیم هم بخشی از طبیعت است.

و من انتخاب کردم نه نقطه‌ای خارج از زنجیره‌ی علّی جهان، بلکه نامی است که مغز به یکی از پیچیده‌ترین فرایندهای درون خودش می‌دهد.

@Discourseees