روایت مغز: ترسیم جمجمه و فرو رفتگی های داخل آن

مقدمه

نام لئوناردو داوینچی برای همه آشناست. او تنها خالق شاهکارهایی جهانی مانند تابلو مونا لیزا و آخرین شام نیست. این مرد دوره رنسانس یک مهندس، موسیقی دان، سازنده موفق و متخصص علوم اعصاب بود. داوینچی تحقیقاتی زیادی درباره علوم اعصاب انجام داده است، طرح‌های پزشکی دقیقی را ترسیم کرده، به دنبال یافتن مکان روح انسان بوده و برای فهم کارکرد ذهن انسان کارهای بسیاری انجام داده است. پس از گذشت ۵۰۰ سال از مرگ وی، می‌توان به راحتی دید که چگونه این هنرمند و مهندس در حوزه درک فرآیندهای مغز انسان، گوی سبقت را از هم عصران خود ربوده است.

جاناتان پیسنر (Jonathan Pevsner)، استاد مؤسسه کندی کریگر (Kennedy Krieger) که چندین مقاله در مورد لئوناردو و سهم وی در پیشرفت علوم اعصاب منتشر کرده است، معتقد است که در مطالعات لئوناردو داوینچی در مورد مغز می‌توان تلاش او برای درک جهان هستی را دید. او به درک کلیت جهان علاقه‌مند بود و از آن جایی که مغز را جایگاه روح انسان و حواس او می‌پنداشت، به مطالعه مغز علاقه مند بود.

مطالعات فیزیولوژی حسی داوینچی او را به سمت ایجاد یک درک اساسی و پایه از نحوه تفسیر محرک‌های حسی مغز سوق داده و از این طریق ما را با نحوه عملکرد مغز آشنا می‌کند.

علاوه بر این در قرن ۱۵ میلادی، نقاشی یکی از هنرهای لیبرال محسوب نمی‌شد. او اعتقاد داشت که هنر نقاشی باید بسیار مورد توجه قرار بگیرد و نقاشی را برتر از سایر هنرها مانند مجسمه سازی، شعر یا موسیقی می‌دانست. علاقه او به کاوش در مورد مغز تا حدودی به هنر تخصصی او نیز باز می‌گردد؛ بدین گونه که مغز با دریافت اطلاعات و انجام پردازش‌های لازم پاسح‌های مناسب را می‌دهد و او نیز به عنوان یک هنرمند، سعی داشت تا اطلاعات دریافتی خود را در قالب نقاشی بیان کند.

لئوناردو داوینچی (Leonardo da Vinci)

لئوناردو داوینچی در دوران رنسانس، در سال ۱۴۵۲ در شهر وینچی (Vinci) در حومه فلورانس به دنیا آمد و در سال ۱۵۱۹ در کلوس لوس (Clos Lucé) در گذشت. بیشتر شهرت وی به خاطر نقاشی‌های مشهورش است، اما او یک دانشمند، ریاضی دان، مهندس، مخترع، آناتومیست، مجسمه ساز، معمار، گیاه شناس، موسیقی دان و نویسنده نیز بود. بسیاری معتفدند که لئوناردو داوینچی یکی از بزرگ‌ترین نقاشان و با استعدادترین افراد تمام دوران بوده است.

لئوناردو داوینچی توسط مجسمه ساز و نقاش ورووکیو (Verrocchio) آموزش دید تا به هنرمندی مشهور تبدیل شود. او بیشتر زندگی خود را صرف کار برای اشراف ثروتمند ایتالیایی کرد و سال‌های آخر زندگی خود را در خانه‌ی زیبایی که پادشاه فرانسه به او هدیه داده بود گذراند.

مونالیزا و شام آخر دو اثر معروف او هستند. دفترچه یادداشت او پر از نوشته‌ها و ترسیم‌های زیبای اوست که نشان از نبوغ سر شار لئوناردو دارد. بیشتر اختراعات او هرگز انجام نشده و در مرحله ایده پردازی باقی ماندند. طراحی اولیه هلیکوپتر، مخزن، ماشین حساب، چتر نجات، ربات، تلفن، نظریه‌های ابتدایی ی و انرژی خورشیدی از جمله طرح‌های انجام نشده وی هستند.

مطالعات حوزه اناتومی و علوم اعصاب

اولین مواجهه لئوناردو با آناتومی در دوران آموزشی وی به عنوان یک هنرمند در استودیوی آندره دل ورووکیو (Andrea del Verrocchio) رخ داد. او در رساله نقاشی خود (Treatise on Painting) (که در قرن شانزدهم گرآوری و برای اولین بار در سال ۱۶۵۱ چاپ شد) در مورد لزوم یادگیری آناتومی این گونه می‌نوسید:

یادگیر آناتومی برای یک نقاش امری است ضروری تا بتواند در ترسیم ژست‌ها و هیئت فرد، در حالت برهنه قسمت‌های مختلف بدن را به خوبی تنظیم نماید. و این مستلزم آگاهی و ترسیم درست آناتومی سینوس‌ها، استخوان‌ها، عضلات و تاندون‌ها است.*
لئوناردو داوینچی

امروزه از او به عنوان کسی یاد می‌شود كه با دیدی مستقیم به طبیعت نگریسته و به کاوش آن می‌پرداخت. او در دانشگاه تحصیل نکرد و تنها در اوایل دهه ۴۰ سالگی خود تحصیل به زبان لاتین را شروع کرد.

برحسته‌ترین مطالعات آناتومیکی داوینچی در سال ۱۵۰۶ با کالبد شکافی یک مرد ۱۰۰ ساله آغاز شد. او در طرح‌ها و تشریح‌های قبلی خود از حیواناتی مانند گاو، اسب، خرس و پرندگان استفاده کرده بود. او اولین جمجمه انسانی خود را در سال ۱۴۸۹ به دست آورد و تا سال ۱۵۱۳ خودو ۳۰ جسد را بررسی کرده بود. دوست و راهنمای آناتومیست او، پروفسور ماراکانتونیو دلا تور (Marcantonio della Torre)، در سال ۱۵۱۱ در اثر طاعون درگذشت و ۲ سال بعد داوینچی پروژه بزرگ آناتومی خود را کنار گذاشت. طرح‌ها و یادداشت‌های شگفت انگیز او تا قرن‌ها منتشر نشده و کشف نشده بودند.

در سده ۱۴۰۰، هنگامی که لئوناردو تلاش‌های خود برای درک عملکرد مغز را آغاز کرد، بسیاری از مردم قبول نداشتند که مغز جایگاه روح انسان است. تحقیقات یونانیان باستان، که اندیشه‌ی آن‌ها تا قرن‌ها بر علم زمان خود اثر داشت، نتایج متناقضی را نشان می‌داد؛ برخی قلب را به عنوان جایگاه روح انسان می‌شناختند و برخی دیگر از نظریه مغز پشتیبانی می‌کردند.

نکته دیگری که باید پیش از بررسی مطالب او در نظر داشت این است که آناتومیست‌ها از جمله داوینچی نتوانستند بین اعصاب و تاندون‌ها تمایز قائل شوند و این سردرگمی تا قرن ۱۷ ادامه داشته است.

نقش طناب نخاعی

در طی مراحل اولیه علاقه لئوناردو به نوروآناتومی، او اولین دانشمندی بود که برای بررسی ساختار عصبی قورباغه‌ای را تشریح کرد. “زمانی که بصل النخاع طناب نخاعی سوراخ می‌شود قورباغه فوراً می‌میرد؛ در حالی که پیش از این بدون سر، قلب، روده یا ارگان‌های داخلی زنده می‌ماند. بنابراین پایه و اساس حرکت و زندگی در این قسمت نهفته است.”

او نام طناب نخاعی را قدرت تولیدی (generative power) نامید و دیدگاه افلاطون که مایع منی از نخاع ناشی می‌شود را پذیرفت، اگرچه بعداً این عقیده را رد کرد. براساس آزمایشات خود، او حس لامسه، حرکت، منشاء اعصاب را نیز به نخاع نسبت داد.

لئوناردو تحقیقات خود به چگونگی حرکت عضلات به وسیله اعصاب تعمیم داد. “غشاهای ماهیچه‌ای و عصبی تقریباً غیرقابل مشاهده‌اند* (quasi insensibile). با این که نخاع واسطه زندگی و مرگ انسان است اما جایگاه نیروی معنوی روح در senso comune است و حرکت انسان را باعث می‌شود.”

ترسیم‌های نفیس جمجمه

لئوناردو داوینچی مجموعه‌ای بدیع از طرح‌های جمجمه را با ظرافت استادانه‌ای ترسیم کرده است. هدف اصلی او یافتن مرکز هندسی مغز بود که به نظر وی این نقطه senso commune * بوده است. در حالی که این طرح‌ها از منظر هنری استثنایی محسوب می‌شوند، همچنین منعکس کننده سرشت مشاهده گرای وی و تلاش‌هایش در تفسیر بدن انسان با دانشی که در مورد ساختار و عملکرد مغز دارد، است.

در شکل زیر ما دو طرح از جمجمه را با رگ‌های سطح آن مشاهده می‌کنیم.+ این تصویر نشان دهنده‌ی نمایی از ورید ماگزیلاری و عبور آن از حفره تمپورال تحتانی و تبدیل شدن به دو شاخه اوربیتال تحتانی و زایگوماتیک است. در مقابل این برگه لیستی جذاب از مباحثی که لئوناردو تصمیم به مطالعه آن‌ها داشت، دیده می‌شود؛ مانند اخم کردن، عطسه کردن، خمیازه کشیدن، تشنگی (اشتیاق) و شهوت.

طرح‌های لئوناردو اغلب ترکیبی از مفاهیم متعارف و دانشمندانه با اکتشافات جدید است. در شکل بعدی نمای جانبی جمجمه نشان داده شده است. خطوط افقی و عمودی تقاطع نشان دهنده‌ی موقعیت senso comune، است؛ ناحیه‌ای بالاتر از حفره هیپوفیز، مربوط به بطن سوم. تقسیم بخش ماگزیلاری عصب تریژمینال، به اجزای بینایی، شنوایی و شاید اوربیتال تحتانی، در قسمت مرکزی مشاهده می‌شوند (اگرچه در واقعیت این تقسیم بندی انجام نمی‌شود). این طرح همچنین دقیق‌ترین نمای وریدهای مننژیال را نیز نشان می‌دهد.

از طرف دیگر، لئوناردو مجدداً نسبت‌های جمجمه را در رابطه با senso commune بررسی می‌کند. (شکل بعدی) او جمجمه را به صورت نیمه در محور ساژیتال و همچنین در سمت راست صورت از چانه تا سینوس فرونتال ترسیم کرده است. در نوشته‌های زیر جمجمه، او این گونه توضیح می‌دهد که حفره اوربیت و حفره استخوانی‌ای که از گونه، بینی و دهان حمایت می‌کند*، عمق برابری دارند و با ترسیم یک خط عمودی در یک محور و زیر senso commune قرار می‌گیرند. اندازه هر یک از این حفره‌ها به اندازه یک سوم صورت یک انسان است؛ یعنی از چانه تا محل رویش مو.

لئوناردو شکاف‌های اوربیتال فوقانی و تحتانی، سوراخ اوپتیک، سوراخ‌های اوربیتال فوقانی و تختانی را نیز در طرح‌های خود کشیده است. طرح‌های جمجمه‌ای او با تمرکز بر نسبت‌های ریاضی، همسو با طرح‌هایی است که او برای کلیساها طراحی کرده است؛ از جمله طرح لئوناردو برای گنبد* کلیسای جامع میلان.

در تصویر بعدی لئوناردو سمت چپ جمجمه را با نسخه دیگری در زیر آن ترسیم می‌کند تا نسبت‌ها را نیز نشان دهد. متن همراه با ترسیم پایین مربوط به نحوه تخلیه خلق اضافی سر است. او همچنین تصور ارسطویی مبنی بر این که اشک در قلب شکل می‌گیرد را نیز در طراحی‌های خود جای می‌دهد او در یادداشت‌های خود چنین می‌نویسد که مدخل سوراخ اوپتیک جایی است که قدرت بینایی به senso comune منتقل می‌شود و مدخل مجرای نازولاکریمال جایی است که اشک با گذر از کانال بینی*از قلب به سمت چشم‌ها روانه می‌شود. در تصویر سینوس ماگزیلاری نیز توصیف شده است؛ اگرچه معمولاً اعتبار نام گذاری آن به جراح انگلیسی، ناتانیل بالور (Nathaniel Highmore)، که این سینوس را در سال ۱۶۵۱ توصیف کرده متعلق است.

سیستم بطن‌های مغزی

این عقیده که بطن‌های مغزی وظیفه اصلی عملکرد مغز را بر عهده دارند، حداقل به قرن چهارم پیش از میلاد مربوط می‌شود. درواقع بر طبق این عقیده، روح در سر ساکن است اما از آن جایی که غیر مادی است، محل آن نه در بافت اطراف مغز بلکه در حفره‌هاست. (یعنی بطن‌های پر از مایع). در آن زمان تصور می‌شد که مغز سه بطن دارد. یک بطن قدامی، که جایگاه فانتزی‌ها و تخیلات انسان است و senso comune نام دارد، یک بطن ثانویه که وظیفه شناخت را بر عهده دارد، و یک بطن خلفی که محل حافظه است. نظرات داوینچی درمورد سیستم بطنی نیز احتمالاً براساس همین عقیده بوده است اما با این حال، رویکرد او به دو دلیل قابل توجه بود.

۱.او اصطلاح imprensiva را برای توصیف ساختار قدامی بطن مغز استفاده کرد که درواقع واسطه‌ای میان اندام‌های حسی و senso comune است. و بطن سوم را نیز مانند تعاریف پیشین جایگاه حافظه دانست. او تنها آناتومیستی که تاکنون از این اصطلاح استفاده کرده است. به این جمله وی دقت کنید:

senso comune جایگاه روح است، حافظه نمایش دهنده‌ی آن است و imprensiva مرجع موثق آن.
لئوناردو داوینچی

۲. دومین ویژگی بارز رویکرد لئوناردو این است که او عملکرد بطن را با نگاه مکانیکی توصیف کرد. مطالعات وی در حوزه فیزیک و مهندسی باعث شده تا او چهار قانون فیزیکی طبیعت یعنی حرکت، وزن، نیرو و ضربه را توصیف نماید. او معتقد بود كه این چهار نیروی طبیعی به صورت هرمی رفتار می‌كنند؛ به این معنی که همه این نیروها می‌توانند از صفر تا بی نهایت با درجه‌های برابری تقویت شده یا كاهش یابند. لئوناردو داوینچی قوانین فیزیکی خود را هم در مقیاس ماکروسکوپی برای زمین و هم در مقیاس میکروسکوپی برای بدن انسان اعمال کرد.

بینایی

در مطالعات فیزیولوژی حسی، داوینچی به مطالعه بینایی علاقه زیادی داشت زیرا بینایی را پنجره‌ای به سمت روح می‌دانست که به وسیله آن می‌توان senso comune را به کامل‌ترین و باشکوه‌ترین خالت ممکن دید. او بخش بزرگی از یادداشت‌های خود را به مطالعه نور و فیزیولوژی چشم اختصاص داد. به گفته وی ،تصویر مجازی براساس اندازه تصویر هرمی که از جسم به چشم می‌رسد، وضوح بیشتری دارد. بنابراین مشاهده اجسام نزدیک نسبت به اجسام دور آسان‌تر است. هنگامی که یک محرک بینایی به چشم برسد، باعث انتقال ایمپالس‌های عصبی(sentimento) به عصب بینایی با قدرت ضربه‌ای می‌رسد تا زمانی که پیام به imprensiva برسد. imprensiva پیام این محرک را دریافت کرده و با ادغام ورودی‌های حسی دیگر اطلاعات را به senso comune انتقال می‌دهد.

مطالعات نوروآناتومی دیگر

تصویرگری بطن‌ها

پس از ترسیم نقاشی شام آخر، لئوناردو داوینچی در حدود سال ۱۵۰۶، مطالعات آناتومیک خود را از سر گرفت. او از تخصص خود به عنوان مجسمه سازی برای شبیه سازی شکل بطن‌های مغزی استفاده كرد. او دو سوراخ پنجره مانند بر روی شاخ‌های بطن‌ها بزرگ‌تر و یک سوراخ بر روی بطن منسوب به حافظه ایجاد کرده و موم ذوب شده را به وسیله یک سرنگ وارد مجراها نمود.* پس از خشک شدن موم، مغز را جدا کرده و شکل بطن‌ها را با دقت مشاهده کرد. تکنیک استفاده از مواد سفت شونده برای تعیین ساختار درونی، تا زمانی فردریک رویز (Fredrik Ruysch) در زیست شناسی استفاده نشد.

در مطالعات مستقل دیگر، او همچنین مدل‌های شیشه‌ای از آئورت و کست‌هایی از بطن‌های قلبی را برای بررسی عملکرد آن‌ها ساخت.

طرح‌های او واضحاً سوراخ بین بطنی مونرو را نشان می‌دهد. در تصویر زیر، جمجمه، مغز و اعصاب کرانیال را نشان می‌دهد. با توجه به این طرح و نقاشی‌های دیگر، احتمالاً او برای نخستین بار تصاویری از کیاسمای بینایی را ترسیم نموده است. همچنین در نزدیکی سینوس فرونتال برجسته، او نام charoncholi (caruncles) را آورده است که به معنی نوک سینه است و احتمالاً به بولب‌های بویایی اشاره دارد. کلمه reversivi در متن نیز نشان دهنده اعصاب واگ است.

حس بویایی

او اولین کسی بود که عصب بویایی را به عنوان یکی از اعصاب جمجمه‌ای تعریف کرد؛ اگرچه بعدها آناتومیست‌ها این عصب را حذف کرده و در کارهای خود اشاره‌ای به آن نکردند. او احتمالاً اولین کسی بود که یک آزمایش روان شناختی بویایی را تنظیم کرده و انجام داد کرد.

وی با در نظر گرفتن مکانیسم بویایی اظهار داشت که بولب‌های بویایی شیر به دلیل اندازه بزرگ آن‌ها برای مطالعه مناسب‌تر هستند. در قرون وسطي، اصل استفاده از سيستم‌هاي آزمايشي سودمند و مطالعه تطبيقي آن، برخلاف عصر حاضر امري غير معمول تلقی می‌شد. او حس بویایی را مانند موسیقی توصیف کرد است؛ قیاسی که امروزه معمولاً توسط عطر سازان استفاده می‌شود.

سخن پایانی

داوینچی به عنوان یک هنرمند، مجسمه ساز و مهندس نه تنها علاقه داشت تا نحوه ساخته شدن بدن و کارکرد آن را بداند، بلکه می‌خواست تا منشا احساسات چگونه بیان آن‌ها نیز کشف کند. تشریح‌های دقیق و طراحی‌های او از عضلات، اعصاب و عروق بیانگر نبوغ مهندسی اوست. او تلاش کرد تا از مفاهیم باستانی عملکردهای بدن گذر کرده اگرچه کار‌های تجربیش او را در نهایت به همان نقطه رساند.

وی دریافت که خلق* فرد ناشی از سه بطن مغزی نیست، نه قلب و نه کبد مرکز اصلی سیستم خون بدن نیستند و او اولین کسی بود که آترواسکلروز و سیروز کبدی را توصیف کرد. وی تقریباً سینوس کرونری را ۲۰۰ سال پیش از والسالوا و ایده گردش خون را ۱۲۰ سال پیش از هاروی، توصیف نمود.

ارزیابی دستاوردهای لئوناردو داوینچی در هر زمینه‌ای، چالش‌های خاص خود را می‌طلبد. یادداشت‌های بازمانده از وی تا حدود زیادی نظم درستی ندارند و به صورت شیوه مخصوص وی یعنی معکوس (mirror-writing) و با املائی (ارتوگرافی*) عجیب نوشته شده‌اند. آثار تشریحی او برای اولین بار در سال‌های ۱۸۹۸تا ۱۹۸۸ منتشر شدند. بنابراین لئوناردو تأثیرات جزئی در تاریخ آناتومی در دوره رنسانس داشت. این که او چرا هرگز مطالب خود را منتشر نکرد، هنوز به صورت یک راز باقی مانده است.