أندرو هكسلي

كان السير أندرو فيلدينغ هكسلي (22 نوفمبر 1917 - 30 مايو 2012) عالمًا إنجليزيًا في علم وظائف الأعضاء والفيزياء الحيوية . ^{[ 1 ] [ 2 ]} وُلد في عائلة هكسلي المرموقة . بعد تخرجه من مدرسة وستمنستر في وسط لندن، التحق بكلية ترينيتي في كامبريدج بمنحة دراسية، ثم انضم إلى آلان هودجكين لدراسة النبضات العصبية. وقد حاز اكتشافهما لأساس انتشار النبضات العصبية (المعروف بجهد الفعل ) على جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء عام 1963. وقد توصلا إلى هذا الاكتشاف من خلال دراسة المحور العصبي العملاق لحبار المحيط الأطلسي . بعد اندلاع الحرب العالمية الثانية بفترة وجيزة ، جُنّد هكسلي في قيادة الدفاع الجوي البريطانية، ثم نُقل لاحقًا إلى الأميرالية. بعد الحرب، استأنف أبحاثه في جامعة كامبريدج ، حيث طوّر تقنية المجهر التداخلي التي تُناسب دراسة ألياف العضلات. 

في عام ١٩٥٢، انضم إليه عالم وظائف الأعضاء الألماني رولف نيدرجركه . واكتشفا معًا في عام ١٩٥٤ آلية انقباض العضلات، والمعروفة باسم " نظرية الخيوط المنزلقة "، والتي تُعدّ أساس فهمنا الحديث لميكانيكا العضلات. في عام ١٩٦٠، أصبح رئيسًا لقسم علم وظائف الأعضاء في جامعة كوليدج لندن . انتُخب زميلًا في الجمعية الملكية عام ١٩٥٥، ورئيسًا لها عام ١٩٨٠. ومنحته الجمعية الملكية ميدالية كوبلي عام ١٩٧٣ تقديرًا لمساهماته الجماعية في فهم النبضات العصبية وانقباض العضلات. منحته الملكة لقب فارس عام ١٩٧٤، وعُيّن في وسام الاستحقاق عام ١٩٨٣. وظل زميلًا في كلية ترينيتي، كامبريدج، حتى وفاته.

وُلد هكسلي في 16 براكنيل جاردنز، هامبستيد، لندن، إنجلترا، في 22 نوفمبر 1917. ^{[ 3 ]} كان الابن الأصغر للكاتب والمحرر ليونارد هكسلي من زوجة ليونارد هكسلي الثانية روزاليند بروس، وبالتالي الأخ غير الشقيق للكاتب ألدوس هكسلي وعالم الأحياء جوليان هكسلي ، وحفيد عالم الأحياء تي إتش هكسلي .

عندما كان أندرو وشقيقه ديفيد في الثانية عشرة من عمرهما تقريبًا، أهداهما والداهما مخرطة . وسرعان ما برع أندرو في تصميم وصنع وتجميع الأشياء الميكانيكية بمختلف أنواعها، بدءًا من شمعدانات خشبية وصولًا إلى محرك احتراق داخلي يعمل . وقد وظّف هذه المهارات العملية طوال مسيرته المهنية، فصنع معظم المعدات المتخصصة التي احتاج إليها في أبحاثه. وفي مطلع مراهقته أيضًا، ترسّخ لديه اهتمامه الدائم بالمجهر . ^{[ 4 ]}

تلقى تعليمه في مدرسة جامعة لندن ومدرسة وستمنستر في وسط لندن، حيث كان منحة دراسية من الملك . تخرج وحصل على منحة دراسية في كلية ترينيتي بجامعة كامبريدج لدراسة العلوم الطبيعية . كان ينوي أن يصبح مهندسًا، لكنه حوّل تخصصه إلى علم وظائف الأعضاء بعد أن درس هذا الموضوع كمادة اختيارية. ^{[ 5 ]}

بعد التحاقه بجامعة كامبريدج عام ١٩٣٥، تخرج هكسلي بدرجة البكالوريوس عام ١٩٣٨. وفي عام ١٩٣٩، عاد آلان لويد هودجكين من الولايات المتحدة الأمريكية ليحصل على زمالة في كلية ترينيتي، وأصبح هكسلي أحد طلابه في الدراسات العليا. كان هودجكين مهتمًا بانتقال الإشارات الكهربائية عبر الألياف العصبية. فبدأ في كامبريدج عام ١٩٣٥ بإجراء قياسات أولية على العصب الوركي للضفادع ، مما يشير إلى أن النظرة السائدة للعصب باعتباره بطارية بسيطة ومطولة كانت خاطئة. دعا هودجكين هكسلي للانضمام إليه في البحث في هذه المشكلة. كان العمل مليئًا بالتحديات التجريبية. تمثلت إحدى المشكلات الرئيسية في أن صغر حجم معظم الخلايا العصبية جعل دراستها باستخدام تقنيات ذلك الوقت أمرًا بالغ الصعوبة. تغلبوا على هذه المشكلة بالعمل في مختبر جمعية الأحياء البحرية في بليموث باستخدام المحور العصبي العملاق لحبار الشاطئ ذي الزعانف الطويلة ( Doryteuthis (المعروف سابقًا باسم Loligo) pealeii )، الذي يمتلك أكبر الخلايا العصبية المعروفة. ^{[ 6 ]} كانت التجارب لا تزال بالغة الصعوبة، إذ لا تدوم النبضات العصبية إلا بضعة أجزاء من الألف من الثانية، وخلال هذه الفترة كان عليهم قياس تغير الجهد الكهربائي عند نقاط مختلفة على طول العصب. وباستخدام معدات من تصميمهم وتصنيعهم في الغالب، بما في ذلك أحد التطبيقات الأولى لتقنية الفيزيولوجيا الكهربائية المعروفة باسم تثبيت الجهد ، تمكنوا من تسجيل التيارات الأيونية. وفي عام 1939، نشروا معًا ورقة بحثية قصيرة في مجلة Nature ، تناولت العمل الذي أُنجز في بليموث، وأعلنوا فيها عن إنجازهم في تسجيل كمونات الفعل من داخل الألياف العصبية. ^{[ 7 ]}

ثم اندلعت الحرب العالمية الثانية ، فتوقفت أبحاثهم. انضم هكسلي إلى قيادة الدفاع الجوي البريطانية، حيث عمل على التحكم الراداري في مدافع الدفاع الجوي. لاحقًا، نُقل إلى الأميرالية للعمل على المدفعية البحرية، وانضم إلى فريق بقيادة باتريك بلاكيت . في هذه الأثناء، كان هودجكين يعمل على تطوير الرادار في وزارة الطيران. عندما واجه مشكلة تتعلق بنوع جديد من أجهزة التصويب، تواصل مع هكسلي طلبًا للمشورة. رسم هكسلي بعض الرسومات التخطيطية، واستعار مخرطة، وصنع الأجزاء اللازمة.

انتُخب هكسلي زميلًا باحثًا في كلية ترينيتي، كامبريدج، عام ١٩٤١. وفي عام ١٩٤٦، مع انتهاء الحرب، تمكن من استئناف عمله مع هودجكين لفهم كيفية نقل الأعصاب للإشارات. وخلال ست سنوات، واصلا عملهما في بليموث، وتمكنا من حل المشكلة باستخدام معدات صنعاها بأنفسهما. كان الحل هو أن النبضات العصبية، أو كمونات الفعل، لا تنتقل عبر لب الليف العصبي، بل على طول غشائه الخارجي على شكل موجات متتالية من أيونات الصوديوم تنتشر إلى الداخل مع نبضة صاعدة، وأيونات البوتاسيوم تنتشر إلى الخارج مع حافة هابطة للنبضة. في عام ١٩٥٢، نشرا نظريتهما حول كيفية انتقال كمونات الفعل في ورقة بحثية مشتركة، وصفا فيها أيضًا أحد أقدم النماذج الحاسوبية في الكيمياء الحيوية. ^{[ ٨ ]} يشكل هذا النموذج أساس معظم النماذج المستخدمة في علم الأحياء العصبي خلال العقود الأربعة التالية. ^{[ ٩ ]}

في عام ١٩٥٢، وبعد إتمامه أبحاثه حول كمونات الفعل، كان هكسلي يُدرّس علم وظائف الأعضاء في جامعة كامبريدج، وانصبّ اهتمامه على مشكلة أخرى معقدة لم تُحل بعد: كيف تنقبض العضلات؟ ولإحراز تقدم في فهم وظيفة العضلات، كانت هناك حاجة إلى طرق جديدة لمراقبة سلوك شبكة الخيوط أثناء الانقباض. قبل الحرب، كان يعمل على تصميم أولي للمجهر التداخلي ، والذي اعتقد حينها أنه تصميم أصلي، على الرغم من أنه تبيّن أنه جُرّب قبل ٥٠ عامًا وتُرك دون استخدام. ومع ذلك، تمكّن من جعل المجهر التداخلي يعمل وتطبيقه على مشكلة انقباض العضلات بفعالية كبيرة. استطاع رؤية انقباض العضلات بدقة أكبر من المجاهر التقليدية، وتمييز أنواع الألياف بسهولة أكبر. بحلول عام ١٩٥٣، وبمساعدة رولف نيدرجيرك ، بدأ في اكتشاف خصائص حركة العضلات. في ذلك الوقت تقريبًا، توصّل هيو هكسلي وجين هانسون إلى ملاحظة مماثلة. نُشرت أوراقهم البحثية، التي كتبها باحثون في أزواج، في عدد 22 مايو 1954 من مجلة Nature . ^{[ 10 ] [ 11 ]} وبذلك، قدّم هؤلاء الأربعة ما يُعرف بنظرية الخيوط المنزلقة لانقباضات العضلات. ^{[ 12 ]} قام هكسلي بتجميع نتائجه، بالإضافة إلى أعمال زملائه، في وصفٍ مُفصّل لبنية العضلات وكيفية حدوث انقباضها وتوليدها للقوة، ونشره عام 1957. ^{[ 13 ]} وفي عام 1966، قدّم فريقه برهانًا على صحة النظرية، التي لا تزال تُشكّل أساس الفهم الحديث لفيزيولوجيا العضلات. ^{[ 14 ]}

في عام 1953، عمل هكسلي في وودز هول ، ماساتشوستس ، كباحث في برنامج لالور. وألقى محاضرات هيرتر في كلية الطب بجامعة جونز هوبكنز عام 1959 ومحاضرات جيسوب في جامعة كولومبيا عام 1964. وفي عام 1961، حاضر في علم وظائف الأعصاب في جامعة كييف كجزء من برنامج تبادل بين أساتذة بريطانيين وروس.

كان محررًا لمجلة علم وظائف الأعضاء من عام 1950 إلى عام 1957، وكذلك لمجلة البيولوجيا الجزيئية . وفي عام 1955، انتُخب زميلًا في الجمعية الملكية ، وعمل في مجلس الجمعية الملكية من عام 1960 إلى عام 1962. ^{[ 15 ]}

شغل هكسلي مناصب في الكليات والجامعات في كامبريدج حتى عام 1960، حين أصبح رئيسًا لقسم علم وظائف الأعضاء في جامعة كوليدج لندن . وإلى جانب مهامه الإدارية والتدريسية، واصل العمل بنشاط على انقباض العضلات، وقدم أيضًا إسهامات نظرية في أعمال أخرى بالقسم، مثل تلك المتعلقة بعواكس الحيوانات . ^{[ 16 ]} وفي عام 1963، مُنح جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء مناصفةً لمساهمته في اكتشافات تتعلق بالآليات الأيونية للخلايا العصبية. ^{[ 5 ]} وفي عام 1969، عُيّن أستاذًا باحثًا في الجمعية الملكية، وشغل هذا المنصب في قسم علم وظائف الأعضاء بجامعة كوليدج لندن.

في عام ١٩٨٠، انتُخب هكسلي رئيسًا للجمعية الملكية، وهو المنصب الذي شغله حتى عام ١٩٨٥. وفي خطابه الرئاسي عام ١٩٨١، اختار الدفاع عن التفسير الدارويني للتطور ، كما فعل سلفه، تي إتش هكسلي، عام ١٨٦٠. وبينما كان تي إتش هكسلي يتحدى أساقفة عصره، كان السير أندرو يُعارض النظريات الجديدة لفترات التغير المتسارع. وفي عام ١٩٨٣، دافع عن قرار الجمعية بانتخاب مارغريت تاتشر زميلةً فيها، استنادًا إلى دعمها للعلم، حتى بعد أن وقّع ٤٤ زميلًا رسالة احتجاج.

في عام ١٩٨٤، انتُخب رئيسًا لكلية ترينيتي، خلفًا لزميله السير آلان هودجكين الذي تعاون معه لسنوات طويلة. وقد خالف تعيينه التقليد المتبع بتناوب منصب رئيس ترينيتي بين عالم وعالم فنون. وظل رئيسًا للكلية حتى عام ١٩٩٠، وكان يُحب أن يُذكّر مُحاوريه بأن كلية ترينيتي تضم عددًا من الحائزين على جائزة نوبل يفوق عدد الحائزين عليها في فرنسا بأكملها. واستمر حتى وفاته زميلًا في كلية ترينيتي، كامبريدج ، حيث درّس علم وظائف الأعضاء والعلوم الطبيعية والطب. ^{[ ١٧ ]} كما كان زميلًا في إمبريال كوليدج لندن عام ١٩٨٠. ^{[ ١٨ ]}

انطلاقًا من عمله التجريبي مع هودجكين، طوّر هكسلي مجموعة من المعادلات التفاضلية التي قدمت تفسيرًا رياضيًا للنبضات العصبية - "جهد الفعل". شكّل هذا العمل الأساس لجميع الأبحاث الحالية حول قنوات الغشاء الحساسة للجهد، المسؤولة عن وظائف الجهاز العصبي للحيوانات. وبشكل منفصل تمامًا، طوّر المعادلات الرياضية لعمل "الجسور العرضية" للميوسين التي تولد قوى الانزلاق بين خيوط الأكتين والميوسين، مما يؤدي إلى انقباض العضلات الهيكلية. قدّمت هذه المعادلات نموذجًا جديدًا كليًا لفهم انقباض العضلات ، والذي تم توسيعه ليشمل فهم جميع الحركات تقريبًا التي تنتجها الخلايا فوق مستوى البكتيريا. بالتعاون مع عالم وظائف الأعضاء السويسري روبرت ستامبفلي، أثبت وجود التوصيل القفزي في الألياف العصبية المغلفة بالميالين .

فاز كلٌّ من هكسلي وآلان هودجكين وجون إيكلز بجائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء عام 1963 "لاكتشافاتهم المتعلقة بالآليات الأيونية المشاركة في الإثارة والتثبيط في الأجزاء الطرفية والمركزية من غشاء الخلية العصبية". وقد نال هكسلي وهودجكين الجائزة لأبحاثهما التجريبية والرياضية حول عملية كمون الفعل العصبي، وهي النبضات الكهربائية التي تُمكّن الجهاز العصبي المركزي من تنسيق نشاط الكائن الحي . ^{[ 4 ]} وكان إيكلز قد حقق اكتشافات مهمة في مجال النقل المشبكي .

انتُخب هكسلي زميلًا في الجمعية الملكية (FRS) عام 1955 ، وحصل على ميدالية كوبلي عام 1973 "تقديرًا لدراساته المتميزة حول آليات النبض العصبي وتفعيل الانقباض العضلي". ^{[ 19 ]} انتُخب هكسلي عضوًا في الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1961. ^{[ 20 ]} منحته الملكة إليزابيث الثانية لقب فارس في 12 نوفمبر 1974. انتُخب عضوًا في الجمعية الفلسفية الأمريكية عام 1975، وفي الأكاديمية الوطنية للعلوم بالولايات المتحدة عام 1979. ^{[ 21 ] [ 22 ]} عُيّن في وسام الاستحقاق في 11 نوفمبر 1983. في الفترة 1976-1977، شغل منصب رئيس الجمعية البريطانية للعلوم ، ومن عام 1980 إلى عام 1985 شغل منصب رئيس الجمعية الملكية . في عام 1986، تم انتخابه زميلاً فخرياً في الأكاديمية الملكية للهندسة، والتي كانت تُعرف آنذاك باسم زمالة الهندسة. ^{[ 23 ]}

تُعرض لوحة هكسلي التي رسمها ديفيد بول في مجموعة كلية ترينيتي. ^{[ 24 ]}

في عام 1947، تزوج هكسلي من جوسلين "ريتشيندا" جاميل (ني بيس)، ابنة عالم الوراثة مايكل بيس (ابن إدوارد ر. بيس ) وزوجته هيلين بوين ويدجوود، الابنة الكبرى للورد ويدجوود الأول (انظر أيضًا عائلة داروين-ويدجوود ). أنجبا ابنًا واحدًا وخمس بنات: جانيت راشيل هكسلي (مواليد 20 أبريل 1948)، ستيوارت ليونارد هكسلي (مواليد 19 ديسمبر 1949)، كاميلا روزاليند هكسلي (مواليد 12 مارس 1952)، إليانور بروس هكسلي (مواليد 21 فبراير 1959)، هنريتا كاثرين هكسلي (مواليد 25 ديسمبر 1960)، وكلير مارجوري بيس هكسلي (مواليد 4 نوفمبر 1962).

• هكسلي، أ.ف.، 1980. تأملات حول العضلات. محاضرات شيرينغتون الرابعة عشرة. ليفربول.

ذُكر اسم هكسلي في الحلقة السادسة من الموسم الحادي عشر من مسلسل آرتشر بعنوان "الموعد المزدوج" .

• نموذج هودجكين-هكسلي
• عائلة هكسلي
• قائمة رؤساء الجمعية الملكية

• أندرو هكسلي على موقع Nobelprize.org
• صور شخصية لأندرو هكسلي في المعرض الوطني للصور الشخصية، لندن
• هكسلي، أندرو. "أندرو هكسلي" (مقابلة). أجرى المقابلة ماكفارلين، آلان؛ هاريسون، سارة.
• «عالم فيزياء يكتشف مفتاح علم الدماغ» . صحيفة سيدني مورنينغ هيرالد . صحيفة نيويورك تايمز . 5 يونيو 2012.
• واتس، جيف (30 يونيو 2012). "أندرو فيلدينغ هكسلي" . مجلة لانسيت . 379 (9835): 2422. doi : 10.1016/s0140-6736(12)61056-3 . ISSN 0140-6736 . PMID 22764376 .