كينيث ستيوارت كول

كان كينيث ستيوارت كول (10 يوليو 1900 - 18 أبريل 1984) عالم فيزياء حيوية أمريكيًا ، وصفه زملاؤه بأنه "رائد في تطبيق العلوم الفيزيائية على علم الأحياء". ^{[ 1 ]} وقد مُنح الميدالية الوطنية للعلوم عام 1967. ^{[ 2 ] [ 3 ]}

وُلد في 10 يوليو 1900 في إيثاكا، نيويورك ، لأبوين هما تشارلز نيلسون كول، مدرس اللغة اللاتينية في جامعة كورنيل ، ومابيل ستيوارت. كان لكينيث أخ أصغر يُدعى روبرت هـ. كول ، وظلّ على علاقة وثيقة به طوال حياته على الرغم من فارق السن الكبير بينهما؛ وقد شاركا في تأليف أربع أوراق بحثية نُشرت بين عامي 1936 و1942. ^{[ 4 ]}

في عام ١٩٠٢، انتقلت العائلة إلى أوبرلين، أوهايو ، عندما تولى والده منصبًا في كلية أوبرلين . أصبح والده لاحقًا عميدًا للكلية. كانت والدة كينيث عميدة، وتخرج كول من كلية أوبرلين عام ١٩٢٢، وحصل على درجة الدكتوراه في الفيزياء مع فلويد ك. ريختماير من جامعة كورنيل عام ١٩٢٦. أمضى فصول الصيف في العمل في مختبر جنرال إلكتريك في سكنيكتادي، نيويورك .

في عام 1932، تزوجت كول من إليزابيث إيفانز روبرتس، وهي محامية. وفي وقت لاحق، انصبّ عملها في الغالب على الحقوق المدنية، وفي عام 1957 انضمت إلى فريق عمل لجنة الولايات المتحدة للحقوق المدنية ^{[ 4 ].}

انضم كينيث إلى هيئة التدريس بجامعة كولومبيا في عام 1937 وبقي هناك حتى عام 1946. كما كان مرتبطًا بمستشفى بريسبيتيريان ، ومؤسسة غوغنهايم للدراسات المتقدمة في جامعة برينستون وجامعة شيكاغو .

من عام 1949 إلى عام 1954، شغل منصب المدير الفني لمعهد أبحاث الطب البحري في بيثيسدا، ميريلاند . وفي عام 1954، أصبح رئيسًا لمختبر الفيزياء الحيوية في المعهد الوطني للأمراض العصبية والعمى .

حقق إنجازاتٍ أدت إلى "نظرية الصوديوم" في نقل الإشارات العصبية، والتي نال بفضلها آلان إل. هودجكين وأندرو إف. هكسلي جائزة نوبل عام 1963. انتُخب كول زميلًا في الجمعية الفيزيائية الأمريكية عام 1931، ^{[ 5 ]} وعضوًا في الأكاديمية الوطنية للعلوم عام 1956، ^{[ 6 ]} وزميلًا في الأكاديمية الأمريكية للفنون والعلوم عام 1964. ^{[ 7 ]} مُنح الميدالية الوطنية للعلوم عام 1967، وجاء في حيثيات منح الجائزة: "نتيجةً لذلك، بتنا نعرف الكثير عن كيفية عمل الجهاز العصبي". في عام 1972، أصبح عضوًا في الجمعية الملكية بلندن . وتمنح الجمعية الفيزيائية الحيوية ميدالية كينيث إس. كول لعالمٍ يدرس أغشية الخلايا.

في عام 1980 أصبح أستاذاً مساعداً في قسم علوم الأعصاب في معهد سكريبس لعلوم المحيطات في سان دييغو . وكان لديه ابن اسمه روجر برالي كول، وابنة اسمها سارة روبرتس كول.

توفي في 18 أبريل 1984 في لا جولا، كاليفورنيا . ^{[ 2 ]}

يمكن نمذجة النسيج كدائرة كهربائية ذات خصائص مقاومة وسعوية:

يتم تمثيل تشتته وامتصاصه بالصيغة التجريبية التالية:

${\displaystyle \epsilon ^{*}-\epsilon _{\infty }={\dfrac {\epsilon _{0}-\epsilon _{\infty }}{1+(i\omega \tau _{0})^{1-\alpha }}}}$

في هذه المعادلة${\displaystyle \epsilon ^{*}}$هو ثابت العزل الكهربائي المركب،${\displaystyle {\epsilon _{0}}}$و${\displaystyle \epsilon _{\infty }}$هي ثوابت العزل الكهربائي "الساكنة" و"ذات التردد اللانهائي"،${\displaystyle \omega =2\pi }$أضعاف التردد، و${\displaystyle \tau _{0}}$هو زمن استرخاء عام. المعامل${\displaystyle \alpha }$يمكن أن تأخذ قيمًا بين 0 و1، حيث تعطي القيمة الأولى نتيجة ديباي للمواد العازلة القطبية. يتطلب هذا التعبير أن يكون موضع ثابت العزل الكهربائي في المستوى المركب قوسًا دائريًا تقع نهايتاه على محور الأعداد الحقيقية ومركزه أسفل هذا المحور.

تجدر الإشارة إلى أن نموذج كول-كول هو نموذج تجريبي للبيانات المقاسة. وقد طُبِّق بنجاح على مجموعة واسعة من الأنسجة على مدى الستين عامًا الماضية، ولكنه لا يُقدِّم أي معلومات حول الأسباب الكامنة وراء الظواهر المقاسة.

تستخدم العديد من المراجع في الأدبيات صيغة من معادلة كول-كول مكتوبة بدلالة المعاوقة بدلاً من السماحية المركبة. ^{[ 8 ]} المعاوقة${\displaystyle Z}$يُعطى بواسطة:

${\displaystyle Z=R_{\infty }+{\frac {R_{0}-R_{\infty }}{1+({\tfrac {jf}{f_{c}}})^{1-\alpha }}}}$

أين${\displaystyle R_{0}}$و${\displaystyle R_{\infty }}$تمثل المقاومات عند التردد الصفري (أي التيار المستمر) واللانهاية، على التوالي.${\displaystyle f_{c}}$يُشار إليها غالبًا بالتردد المميز. يختلف التردد المميز عند إجراء التحليل بدلالة السماحية المركبة. يُمكن تفسير المعادلة أعلاه ببساطة من خلال دائرة كهربائية حيث توجد مقاومة${\displaystyle S}$موصل على التوالي مع مكثف${\displaystyle C}$ويتم وضع هذه المجموعة بالتوازي مع المقاومة${\displaystyle R}$في هذه الحالة${\displaystyle R_{0}=R}$و${\displaystyle R_{\infty }\ ={\tfrac {RS}{R+S}}}$يمكن إثبات ذلك${\displaystyle f_{c}}$يُعطى بواسطة${\displaystyle f_{c}={\tfrac {1}{2\pi C(R+S)}}}$.

في سلسلة من الأوراق البحثية في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين، درس تجريبياً الخصائص الكهربائية للأنسجة الحية، مثل نيتيلا، ^{[ 9 ]} وبيض الضفادع، ^{[ 10 ]} والأكثر شهرة، المحور العصبي العملاق للحبار . ^{[ 11 ] [ 12 ]}

يُستخدم الشكل 4 من ^{[ 11 ] أحيانًا كتمثيلات فنية للفيزياء الحيوية. كما ظهر أيضًا، بعد تدويره 90 درجة، في الشقق السويدية كفن حديث. [ 13 ]}

• إمكانية الفعل
• نظرية الكابلات
• التغصنات الشجرية

• كول، ك.س. (1928). " المقاومة الكهربائية لتعليق الكرات" . مجلة علم وظائف الأعضاء العامة . 12 : 29-36 . doi : 10.1085/jgp.12.1.29 . PMC 2323685. PMID 19872446 .  
• كول، ك.س. (1979). "معظمها أغشية". المراجعة السنوية لعلم وظائف الأعضاء . 41 : 1-23 . doi : 10.1146/annurev.ph.41.030179.000245 . PMID 373584 . 
• كول، ك.س.؛ كول، ر.هـ. (1941). "التشتت والامتصاص في المواد العازلة" . مجلة الفيزياء الكيميائية 9 : 341-351 .
• كول، ك.س.؛ بيكر، ر.ف. (1941). "المقاومة الطولية للمحور العصبي العملاق للحبار". مجلة علم وظائف الأعضاء العامة 24 : 771-788 .(حث الغشاء)

• السيرة الذاتية للأكاديمية الوطنية للعلوم