٧٫١ أصل الوعي: ولادة الوعي الأدنى

الصفحة الرئيسية ／ ٧ متفرقات

أولًا المتطلبات الأربعة لحلقة الوعي الأدنى

نقدّم الوعي الأدنى على أنه حلقة قابلة للاختبار والنقض تضم أربعة أفعال تجري معًا هي الإحساس وحفظ الأثر القصير والاختيار وتحقيق المنفعة الذاتية. في الصورة الفيزيائية التي نعتمدها تؤدي الغشاء الخلوي والوسط السائل والبنية الداخلية والتوتّر السطحي أدوار الكتابة والتخزين والتحويل والتنفيذ.

• الإحساس كتابة الفارق الخارجي على الحد الفاصل.
  المعنى أن البنية تستجيب على نحو مختلف بحسب الشدة والاتجاه والنوع. الغشاء يعمل حدًا ذا اتجاهية ويعيد توزيع التوتّر والانحناء عند وصول الضوء أو المواد الكيميائية أو القص، فتغدو قنوات الغشاء أقرب إلى الفتح باحتمال يتغيّر مع الاتجاه، وهذا هو فعل الإحساس.
• حفظ الأثر القصير إبقاء ما حدث للتو حاضرًا زمنًا قصيرًا.
  بعد زوال المنبّه لا تعود المنظومة حالًا إلى الصفر، بل تحتفظ بتأخر يسمح للردّ التالي بأن يحمل أثر السابق. ينخفض توتّر الغشاء تدريجيًا، وتتعرض القنوات لطور خمود ثم تتعافى، كما تضمحل رسائل مثل أيونات الكالسيوم والنيوكليوتيدات الحلقية، فيبقى أثر مكتوب قصير.
• الاختيار تحويل الأثر إلى انحياز في الخطوة التالية.
  من بين استجابات ممكنة عديدة تميل المنظومة إلى خيار بعينه. يتحقق ذلك بتعديل فتح القنوات والتوتّر الجانبي وجُريانات السطح من نوع مارانغوني ونقطة عمل المضخّات الأيونية وتواتر ضرب الأسواط، فيتحول الأثر إلى فارق في احتمال الاختيار.
• تحقيق المنفعة الذاتية إحداث أثر يزيد البقاء أو العائد.
  ينشأ انحياز يقرب من الموارد ويبعد عن الأذى ويحافظ على الاتزان الداخلي، فتزداد احتمالات الاستمرار إحصائيًا.

قاعدة الحكم أن الأركان الأربعة جميعًا شرط لازم. الإحساس وحده أو الارتداد السلبي إلى التوازن لا يكفيان، ولا يسمى وعيًا أدنى إلا إذا اكتملت الحلقة إحساس ثم حفظ أثر ثم اختيار ثم منفعة ذاتية.

ثانيًا أحاديات الخلية في الطبيعة من الانجذاب للضوء إلى الانجذاب الكيميائي

تكشف كائنات أحادية عديدة سلوكًا انجذابيًا ثابتًا. تظهر طحالب مثل كلاميدوموناس ويوجلينا انجذابًا للضوء، وتُظهر بكتيريا وأميبات كثيرة انجذابًا للمحاليل الكيميائية. بوضع الظواهر في إطار الأركان الأربعة تتضح التفاصيل العملية.

1. الانجذاب للضوء ميدان ضوئي موجّه يتحول إلى فرق توتّر موجّه
   • الإحساس
     1. بروتينات ضوئية في الغشاء تحوّل شدة الضوء واتجاهه إلى تدرجات عبر الغشاء وتغيّرًا موضعيًا في التوتّر.
     2. بقعة عينية أو حبيبات صبغية تحت الغشاء تمنح قطبية هندسية تجعل الاستجابة غير متناظرة بحسب جهة الورود.
   • حفظ الأثر القصير
     1. القنوات الضوئية تمر بمرحلة خمود ثم تعافٍ على مقاييس زمنية معروفة.
     2. رسائل تالية مثل الكالسيوم والنيوكليوتيدات الحلقية وتدرجات البروتون تنحسر بثوابت زمنها.
     3. يعود الهيكل الخلوي والغشاء ببطء إلى هيئة التوازن، فينشأ تذكّر قصير.
   • الاختيار
     1. تُترجم البصمة إلى فعل عبر فروق في ضرب الأسواط واتجاه امتداد الأرجل الكاذبة وعمل المضخّات الأيونية وبوابات الأيض.
     2. حتى الخلايا غير المتحركة تحرّف اتجاه النمو عبر جُريانات السطح وتغيّر احتمال الالتصاق والانفصال.
   • المنفعة الذاتية
     1. التوجه إلى منطقة إضاءة ملائمة يحسّن الميزان الطاقي ويقلل الضرر، فتطول الحياة وتزداد فرصة الانقسام.
     2. الأنماط النافرة من الضوء تعكس الاتجاه وتبقى الفائدة قائمة.

فكرة محورية ليس في الانجذاب للضوء سرّ خفي، بل هو سلسلة مرئية ضوء ثم فرق توتّر ثم تنظيم فتح القنوات ثم تذكّر قصير ثم حركة أو بوابات منحازة.

2. الانجذاب الكيميائي تدرج كيميائي يتحول إلى لا تناظر في التوتّر والبوابات
   • الإحساس مستقبلات أو قنوات تستجيب لفروق المادة الرابطة فتُحدث لا تناظرًا في توتّر الغشاء وتدرجاته الكهروكيميائية.
   • حفظ الأثر القصير تكيف المستقبلات وخمودها، وتناقص سلاسل الإشارة، وارتداد منظومة الغشاء والهيكل الخلوي، كل ذلك يوفّر تذكّرًا قصيرًا.
   • الاختيار انقلاب اتجاه دوران الأسواط وتغيّر احتمال الالتصاق وامتداد غير متناظر للأرجل الكاذبة تجسّد جميعًا فعل الاختيار.
   • المنفعة الذاتية ينشأ انحياز نحو مناطق المغذيات وبعيدًا عن السمّيات، فتعلو فرص البقاء والتكاثر.

لماذا لا يعني وجود الضوء وجود الوعي الضوء اضطراب في التوتّر وقد يعيد كتابة توتّر الغشاء، لكن الوعي الأدنى القائم على الانجذاب للضوء يحتاج ثلاث لوازم إضافية هي سلسلة تحويل تجعل الضوء فرقًا في التوتّر، وقطبية هندسية تحول الاتجاه إلى فرق في الاستجابة، وتذكّر قصير مع مُنفِّذات حركية أو بوابات تحول الأثر إلى اختيار. إذا اكتملت الثلاثة أمكن ظهور الوعي الأدنى، وإذا غاب واحد بقي الإحساس السلبي أو الاستقرار فقط.

ثالثًا نموذج أدنى قابل للاختبار حويصلة دهنية بقنوات ميكانيكية الحس

1. كيفية التعرّف إلى أبسط شكل من الوعي للمعمل وللتفكير
   • الإحساس تحت منبّهات متساوية السعة ومختلفة الاتجاه تظهر فروق اتجاهية في فتح القنوات وفي مؤشرات توتّر الغشاء وفي متجهات الهجرة الميكروية.
   • حفظ الأثر القصير في بروتوكول نبضتين تعتمد الاستجابة الثانية على الأولى، وتتضاءل هذه الاعتمادية كلما طال الفصل بين النبضتين.
   • الاختيار بعد الكتابة يظهر انحياز ذو دلالة في الاختيار عند تعدد المداخل المتساوية السعة.
   • المنفعة الذاتية في بيئة مجهرية تجمع الموارد والمثبّطات يزيد الانحياز من احتمال البقاء أو تماسّ الموارد.

اكتمال الأركان الأربعة يعني انغلاق الحلقة، وركنان أو ثلاثة لا تكفي.

2. البنية حويصلة دهنية مغلقة تتناثر على غشائها قنوات ميكانيكية الحس بكثافة منخفضة، وهي ثقوب قريبة من العتبة تنفتح بسهولة أكبر حين يرتفع التوتّر موضعيًا أو يظهر قص موجّه.
3. دورة تشغيل واحدة للحلقة عمليًا
   • الإحساس اضطراب خارجي موجّه مثل ضغط التناضح أو القص أو التسخين الموضعي أو شدّ موضعي يسببه الضوء يرفع التوتّر في جهة أكثر من أخرى فتغدو القنوات هناك أسهل فتحًا.
   • حفظ الأثر القصير بعد الفتح تمر القنوات بخمود ويتراخى التوتّر والانحناء مع الزمن، فتنتقل العتبة مؤقتًا في الجهة التي فتحت للتو ويبقى أثر قصير.
   • الاختيار فروق الجريان عبر القنوات وجُريانات السطح تحرّف هجرة الحويصلة على نحو ميكروي أو تضبط تشكيل البوابات الداخلية.
   • المنفعة الذاتية غالبًا ما تقود هذه الانحيازات الحويصلة إلى مناطق تناضحية ألطف وأكثر غذاءً أو تبعدها عن مناطق الضرر، فيتحسن الاحتفاظ بالمحتوى وترتفع فرص البقاء.

هذا النموذج لا يحتاج إلى عصبونات ولا إلى أيض معقد. يكفي وجود حد فاصل هو الغشاء وبوابات هي القنوات وتذكّر قصير هو الخمود والتراخي ومنفّذات هي جُريانات السطح أو إعادة توزيع المجاري مع هجرة ميكروية كي تكتمل الأركان الأربعة، وهو جسر عملي ينتقل بالمنظومة من الصفر إلى الواحد.

خلاصة

١ الوعي الأدنى حلقة فيزيائية من أربعة أفعال إحساس ثم حفظ أثر ثم اختيار ثم منفعة ذاتية.
٢ الغشاء الخلوي حد وبوّابة معًا، فالوسط السائل ينقل والإطار البنيوي يشكّل والمادة تتوفر والتوتّر يحدّد الاتجاه والمقياس الزمني.
٣ الانجذاب للضوء والانجذاب الكيميائي يشتركان في الحلقة نفسها، إذ تُكتب الفوارق الخارجية في توتّر الغشاء وبواباته ثم تحملها الذاكرة القصيرة إلى الخطوة التالية فتترجمها المنفّذات إلى اختيار.
٤ إذا أغلِقت الخطوات الأربع بلغت الخلية الواحدة معيار الوعي الأبسط، ولا تُعد العصبونات شرطًا.
٥ ببناء مزيد من البوابات وإطالة الذاكرة وتوسيع الاقترانات تنشأ أشكال أعلى من الوعي بالصورة الفيزيائية نفسها بعد تنظيمها على مقاييس أكبر.