hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
تيم بيرنرز-لي نحو إنترنت تفاعلية
ولهذه الأسباب، فقد قام تيم بيرنرز لي قبل عامين، هو ومجموعة من رفاقه في معهد ماساشوسيتس للتكنولوجيا، بابتكار لغة جديدة جامعة لإنشاء مواقع إنترنت أطلقوا عليها اسم " كيرل Curl". وباستخدام هذه اللغة، وبريمج ملحق اسمه " سيرج Surge"، يمكن للمطورين إنشاء مواقع تفاعلية باستخدام لغة واحدة، إضافة إلى أن اللغة الجديدة تنقل عبء تحليل الشفرات البرمجية (البرمجيات النصية) من المزود إلى جهاز المستخدم، مستخدمة قوى المعالجة غير المستغلة على جهاز المستخدم. والنتيجة كما يراها الخبراء هي زيادة سرعة تنزيل الصفحات بعشرات الأضعاف. ويقول بوب باتي، أحد المدراء التنفيذيين في شركة كيرل والتي تتولى الآن تطوير اللغة ونشرها تجاريا، بأنه يمكن إنشاء مواقع تفاعلية كاملة بنفس كمية البيانات المستخدمة لإنشاء إعلان تفاعلي على الويب."
وقد قامت الشركة بالطرح الرسمي للتقنية في شهر آذار من عام 2001 ومنذ ذلك الحين قامت شركات عالمية مثل سيمنز، والشركة البريطانية للاتصالات، باعتماد التقنية لإنشاء مواقع تفاعلية.
تيم بيرنرز-لي الجوائز
حصل تيم بيرنرز-لي على الوسام الملكي عام 2000 "تقديرًا لابتكاره ـ ثم تطويره ـ للشبكة العنكبوتية العالمية، وتصميمه مسار المورد المنمط (يو آر إل)، ونظام عنونة يعطي كل صفحة ويب موقعًا متفردًا، وبروتوكولي HTTP وHTML".
تيم بيرنرز-لي الحياة الشخصية
تزوج بيرنرز لي من نانسي كارلسون، وهي مبرمجة كمبيوتر أمريكية، في عام 1990؛ والتي كانت تعمل أيضًا في سويسرا في منظمة الصحة العالمية. كان لديهم طفلان وتطلقا في عام 2011. في عام 2014، تزوج من روزماري ليث في المصلى الملكي، في قصر سانت جيمس في لندن. ليث هي رائد كندي في مجال الإنترنت والبنوك، ومديرة مؤسس لمؤسسة الشبكة العنكبوتية العالمية بيرنرز لي. يتعاون الزوجان أيضًا على رأس المال الاستثماري لدعم شركات الذكاء الاصطناعي.
تيم بيرنرز-لي الحياة الشخصية
نشأ بيرنرز لي في الكنيسة الأنجليكانية، لكنه في شبابه ابتعد عن الدين. بعد أن أصبح والدًا، أصبح أصبح على المذهب المسيحي التوحيدي، حيث قال: «مثل كثير من الناس، كان لدي دين تربيت عليه ورفضته عندما كنت مراهقًا... مثل كثيرين، عدت إلى الدين عندما أصبح لدينا أطفال». أراد هو وزوجته تعليم الروحانية لأطفالهم، وبعد الاستماع إلى قس توحيدي وزيارة كنيسة توحيدية عالمية، اختاروا ذلك. كما إنه عضو نشط في تلك الكنيسة، والتي يلتزم بها لأنه ينظر إليها على أنها إيمان متسامح وليبرالي. حيث قال: «أعتقد أن الكثير من فلسفة الحياة المرتبطة بالعديد من الأديان هي صوت أكثر بكثير من العقيدة التي تأتي معها. لذلك أنا أحترمها».
صاروخ
الصاروخ في نظام الديناميكا الهوائية هو جسم طائر خلال مائع يعمل على مبدأ الاندفاع عن طريق رد الفعل لاحتراقات تتم في غرفة الاحتراق كما هو مبين في الأسفل وهو مبدأ ذاتي، غير مرتبط بوجود هواء يحيط بالصاروخ ؛ أي أن الصاروخ أو الدفع الصاروخي يعمل أيضا في الفضاء الخالي من الهواء مثلا (حين لا يحتاج احتراق الوقود للهواء). وهو يتميز عن القذيفة في أن مرحلة التسارع لدى الصاروخ أطول وكذلك الحال بالنسبة للمدى.
ويختلف حجم الصاروخ من صواريخ الألعاب النارية مرورا بالصواريخ العسكرية إلى الصواريخ العملاقة كصاروخ زحل 5 الذي استعمل في استكشاف القمر خلال مشروع أبولو.
صاروخ نبذة تاريخية
تخضع معظم الصواريخ من الاحداث التاريخية السابقة الى مبدا دوستفسكي وقوانين الجاذبية. ومن ابرز صواريخ القرن التاسع عشر هو فاو 2 اول صاروخ الماني ضهر خلال الحرب العالمية الثانية ويعد من الصواريخ طويلة المدى المزودة بنظام توجيه ميكانيكي.
صاروخ الأسس العلمية
في أي نظام ما يساوي مضروب التسارع في الكتلة أي (مضروب المعدل الزمني لتغير السرعة في الكتلة) قوة الدفع الناتجة. فإذا حددنا النظام كما هو مبين في الصورة عند احتراق الوقود في المحرك الصاروخي بكثافة ودرجة حرارة عالية فإن جزيئات الغاز الناتجة عن الاحتراق تتحرك بسرعة شديدة وضغط عال متجهة إلى خارج الصاروخ، وعلى ذلك يتحرك الصاروخ في الاتجاه المعاكس لخروج الغاز طبقا قانون نيوتن الثالث الخاص برد الفعل، بحيث يكون مضروب وزنه في سرعته يساوي مضروب وزن الغاز في سرعته ولكن في الاتجاه العكسي (طبقا لقانون انحفاظ كمية الحركة). بالنسبة للصاروخ فوزنه متغير بسبب استهلاكه المستمر لما يحمله من وقود، ويجب أخذ ذلك في الاعتبار عند حساب المعادلة المذكورة أعلاه. إلى جانب الميكانيكا التي تصف حركة الصواريخ والقوى المؤثرة عليها فإن للديناميكا الحرارية والكيمياء دورين هامين في تطوير وقود الصواريخ خاصة وفي مجال الدفع الصاروخي.
صاروخ الأسس العلمية
تعود بداية الصواريخ إلى أوائل القرن الثالث عشر الميلادي، حيث استخدمها العرب في صد الصليبيين ونجد أول وصف تفصيلي للصواريخ بواسطة العالم العربي حسن الرماح، وفي الحروب الصليبية انتقلت تقنية الصواريخ إلى أوروبا. ومع قيام الحربين العالميتين اهتم الألمان اهتماماً بالصواريخ، وتحت اشراف عالم الصواريخ الألماني فرنر فون براون قاموا بتكوير وتصنيع صواريخ عدة منها صاروخ فاو-1 (V1) وفاو-2 (V2) الذان أطلقتهم ألمانيا بأعداد كبيرة على لندن وجوارها فقتلوا ما يزيد عن 6000 شخص.
صاروخ حساب دفع الصاروخ
يحرق المحرك الصاروخي جزءا صغيرا من الوقود الذي يحمله كل ثانية، بحيث يندفع الغاز المحترق الساخن خارج الصاروخ بسرعة عالية جدا. وهذا يعني أن لابد ان تكون نسبة الدفع إلى وزن الصاروخ كبيرة حتي يستطيع الصاروخ الإقلاع. وتبلغ هذه النسبة للصواريخ من 1:70 إلى 1:100، في حين تصل تلك النسبة إلى 1:10 فقط بالنسبة لمحرك الطائرة النفاثة.
وعادة ما تكون سرعة خروج الغاز المحترق  ثابتة في الفراغ. إلا أن السرعة الحقيقية للغاز تقل في وجود الضغط الجوي خصوصا على مستوي سطح الأرض. أما في الفضاء فتصبح سرعة اندفاع الغاز مساوية للسرعة الفعلية.
صاروخ نسبة الدفع إلى الوزن
تعتبر نسبة الدفع إلى الوزن للصاروخ مقياس لعجلة الصاروخ (تسارعه) معبرا عنها بعجلة الجاذبية الأرضية g. ونسبة الدفع إلى الوزن F/Wg هي قيمة مطلقة تعطي عجلة الصاروخ بالنسبة إلى g0، في حالة أقلاع الصاروخ في الفراغ من دون تأثير للجاذبية.
ولكن الصاروخ يقلع عادة من الأرض ويقع بذلك تحت تأثير الجاذبية الأرضية من جهة كما هو معرض إلى الضغط الجوي من جهة أخرى.
ولهذا فإن تعيين نسبة دفع الصاروخ إلى وزنه يستلزم أخذ الوزن الكلي للصاروخ على سطح الأرض في الحسبان. وهذا الوزن الكلي Wg يتكون من وزن الوقود ووزن الصاروخ نفسه. وتسمى هذه النسبة نسبة الدفع إلى الوزن على الأرض (Thrust-to-Earth-weight ratio).
ونسبة الدفع إلى الوزن على الأرض للصاروخ تعطي عجلة الصاروخ كنسبة مقارنة لعجلة الجاذبية الأرضية g0.
لهذا نجد أن نسبة الدفع إلى الوزن لمحرك الصاروخ تكون أكبر بالنسبة إلى وزن المحرك نفسه عن النسبة إلى وزن الصاروخ كله. وفائدة تعيين نسبة الدفع إلى وزن المحرك أنها تعطينا الحد الأقصى للعجلة (التسريع) التي يمكن أن يكتسبها صاروخ
معين نظريا على أساس كمية وقود محدودة الوزن وتصميم للهيكل مناسب.
صاروخ نسبة الدفع إلى الوزن
ولكي ينجح الإقلاع من على سطح الأرض لا بد أن تكون نسبة الدفع إلى الوزن أكبر من 1 (أي أكبر من g.). ويسهل الإقلاع كلما كانت تلك النسبة أكبر من g.
وهناك مسائل عديدة تؤثر على نسبة الدفع إلى الوزن وهي تتغير أثناء الإقلاع بحسب سرعة الصاروخ والارتفاع عن الأرض وكذلك تغير وزن الصاروخ بسبب استهلاك الوقود المستمر. وكذلك تؤثر العوامل الجوية على الإقلاع مثل درجة الحرارة، والضغط وكثافة الهواء. وبحسب نوع المحرك ووزن الصاروخ يعتمد اقلاعة أيضا على الجاذبية الأرضية في مكان الإقلاع وكذلك الموقع بالنسبة إلى خط العرض الجغرافي.
صاروخ مثال حسابي
تبلغ قوة دفع المحرك الصاروخي (RD-180) الروسي الصنع 3820 كيلو نيوتن (kN) عند سطح البحر، وتبلغ كتلته 5307 كجم. وباعتبار أن عجلة الجاذبية الأرضية تبلغ 9.807 متر/ثانية.ثانية، يمكن حساب نسبة الدفع إلى وزن المحرك عند مستوي البحر كالآتي:
أي أن نسبة دفع المحرك إلى وزنه تبلغ نحو 73، مع ملاحظة أن تلك النسبة تؤول إلى المحرك ذاته بدون أخذ وزن الوقود في الحسبان.
صاروخ الإستعمالات
التجسس واثبات القدرة: أطلق السوفييت سبوتنيك 1 في الرابع من أكتوبر عام 1957 م، ومنذ ذلك اليوم كانت بداية سباق الفضاء بين الاتحاد السوفيتي والولايات المتحدة الأمريكية، حيث أطلقت كلتا الدولتين أقماراً صناعية وسفن فضاء مأهولة وغير مأهولة على متن صواريخ ضخمة لإستكشاف الفضاء ودراسة خطط مستقبلية لبناء محطات فضائية مأهولة بالبشر. وجرت أبحاث سرية لتحقيق ذلك. واستـُخدمت الصواريخ لحمل أقماراً صناعية تُستخدَم بغرض التجسس، تحمل تلك الصواريخ مناظير ومستشعرات حرارية وأجهزة تنصت ذات قدرات هائلة قادرة على كشف مواقع المنشآت العسكرية ورصد تحركات القطع العسكرية علىَ سطح الأرض، وكل ذلك يتم من خلال أقمار صناعية تحلق في مدارات خارج الغلاف الجوي للأرض، وما زال هذا السباق مستمراً وتشارِك فيه دول عديدة مثل الصين وفرنسا واليابان وتايوان وإنجلترا، ولكن أصبح الهدف هو الاستفادة من الإستطلاع من الفضاء.
صاروخ الإستعمالات
الاستخدام العسكري: حيث تؤدي الصواريخ دوراً هاماً في الحروب الحديثة، فهي تهدد المدن، وتُعتبَر من وسائل الضغط على العدو لإملاء سياسات الدولة، وهي أيضاً العمود الفقري للدفاع جوي. كما توجد صواريخ مضادة للدبابات، والموجَّهة نحو أهداف أرضية أو بحرية أو حتىَ فضائية.
وتصنَّف الصواريخ في هذا المجال كالآتي: صواريخ (أرض-أرض) مثل صواريخ سكود الروسية وَ أرض-جو مثل صواريخ سام الروسية وَ باتريوت الأمريكية صواريخ وَ (أرض-سطح) - وهذا النوع من الصواريخ ينطلق من منصات أرضية، هناك أيضاً صواريخ جو-جو مثل صواريخ سايدويندر وَ (جو-سطح) وَ (جو-أرض) - وهذه الصواريخ تطلقها الطائرات، وهناك صواريخ (سطح-أرض) مثل صواريخ كروز ويمكن أن يطلقها الأسطول البحري، وأيضاً هناك صواريخ (سطح-جو) وَ (سطح-سطح) وهذه الصواريخ تطلقها السفن، وأيضاً تُطلَق الصواريخ من الغواصات أو نحو الغواصات، وغالباً تَحمِل الصواريخ التي تَطلَق من الغواصات رؤوساً نووية.
صاروخ أنواع الصواريخ حسب طريقة الدفع
هناك أربعة أنواع رئيسية من الصواريخ: 1- صواريخ الوقود الدافع الصلب 2- صواريخ الوقود الدافع السائل 3- الصواريخ الايونية 4- الصواريخ النووية.
صاروخ أنواع الصواريخ حسب طريقة الدفع
يحرق مادة صلبة تسمى الحبوب. يصمم المهندسون أغلب الحبوب بلب أجوف. ويحترق الدافع من اللب إلى الخارج. ويحجب الدافع غير المشتعل غلاف المحرك من حرارة الاحتراق.
صواريخ الوقود الدافع الصلب. تحرق مادة بلاستيكية أو مطاطية تسمى الحبوب. وتتكون الحبوب من الوقود والمؤكسد في الحالة الصلبة. على خلاف بعض أنواع الوقود السائل، فإن الوقود والمؤكسد للمادة الصلبة لا يشتعلان إذا تلامسا مع بعضهما. ويجب إشعال الوقود بإحدى طريقتين: يمكن إشعاله بحرق شحنة صغيرة من المسحوق الأسود وهو خليط من نترات البوتاسيوم، والفحم النباتي والكبريت. كذلك يمكن إشعال الوقود الصلب بالتفاعل الكيميائي لمركب كلور سائل يرش على الحبوب.
تتراوح درجة الحرارة في غرفة الاحتراق للوقود الصلب للصاروخ بين 1,600° و 3,300°م. يستعمل المهندسون في أغلب هذه الصواريخ الفولاذ القوي جدًا أو التيتانيوم لبناء حوائط الغرفة حتى تقاوم الضغط الذي ينشأ عن درجات الحرارة العليا. كذلك يستعملون الألياف الزجاجية أو مواد بلاستيكية خاصة.
صاروخ أنواع الصواريخ حسب طريقة الدفع
يحترق الوقود الصلب أسرع من الوقود السائل، لكنه ينتج قوة دفع أقل من التي تنتج من احتراق نفس الكمية من وقود سائل في نفس الوقت. يظل الوقود الصلب فعالاً لفترات طويلة من التخزين ولا يمثل خطورة تذكر حتى عند الإشعال. ولا يحتاج الوقود الصلب إلى أجهزة للضخ والمزج اللازمة للوقود السائل، لكنه من ناحية أخرى، صعب إيقافه وإعادة إشعاله. والمفترض أن تتوفر لرواد الفضاء القدرة على إيقاف وبدء عملية احتراق الوقود حتى يمكنهم التحكم في طيران سفنهم الفضائية. وهناك طريقة واحدة تستعمل لوقف الاحتراق وهي نسف مقطع الفوهة من الصاروخ. لكن هذه الطريقة تمنع إعادة الإشعال.
صاروخ أنواع الصواريخ حسب طريقة الدفع
تُستعمل صواريخ الوقود الصلب أساسًا في استخدامات الجيوش. ويجب أن تكون الصواريخ الحربية مستعدة للانطلاق في أي لحظة، ويمكن تخزين الوقود الصلب أفضل من أي وقود دافع آخر. وتوفر صواريخ الوقود الصلب الطاقة للصواريخ العابرة للقارات، بما في ذلك صاروخ مينوتيمان-2، وإم إكس، وكذلك للقذائف الصغيرة مثل هوك، وتالوس، وتِريرْ. وتُسْتَعْمَل صواريخ الوقود الصلب أداة إضافية لحمل الصواريخ مثل: صواريخ جاتو، وتستعمل كذلك بمثابة صواريخ صوتية. كما تستعمل صواريخ الوقود الصلب في عروض الألعاب النارية.
صاروخ أنواع الصواريخ حسب طريقة الدفع
يحمل الوقود والمؤكسد كلا في خزان منفصل. يدور الوقود خلال غلاف تبريد المحرك قبل دخوله غرفة الاحتراق. هذه الدورة ترفع درجة حرارة الوقود للاحتراق وتساعد على تبريد الصاروخ.
صواريخ الوقود الدافع السائل تحرق خليطًا من الوقود والمؤكْسِد في شكل سائل. وتحمل هذه الصواريخ الوقود والمؤكْسِد في صهريج منفصل. وتغذي شبكة من الأنابيب والصمامات عنصري الوقود داخل غرفة الاحتراق. وينبغي أن يمر الوقود أو المؤكسد حول الغرفة قبل المزج مع العناصر الأخرى. وهذا من شأنه أن يبرِّد غرفة الاحتراق ويسخِّن مسبقًا عناصر الوقود للاشتعال.
تتضمن طرق تغذية الوقود والمؤكْسد إلى غرفة الاحتراق استعمال إما مضخات أو غاز ذي ضغط عال. وأكثر الطرق المألوفة هي استعمال المضخات. ويشغل الغاز المنتَج باحتراق جزء صغير من الوقود المضخة التي تدفع الوقود والمؤكسد إلى غرفة الاحتراق. أما الطريقة الأخرى، فيدفع الغاز عالي الضغط الوقود والمؤكْسد إلى غرفة الاحتراق. ويمكن الحصول على مصدر الغاز ذي الضغط العالي من النيتروجين، أو بعض الغازات الأخرى المخزونة تحت الضغط العالي، أو من حرق كمية صغيرة من الوقود.
صاروخ أنواع الصواريخ حسب طريقة الدفع
بعض أنواع الوقود السائل التي تسمى ذاتية الاشتعال تشتعل عندما يتلامس الوقود والمؤكسد. لكن معظم أنواع الوقود السائل تحتاج إلى جهاز إشعال. ويمكن أن يشتعل الوقود السائل عن طريق شرارة كهربائية، أو حرق كمية صغيرة من مادة متفجرة صلبة داخل غرفة الاحتراق. يستمر الوقود السائل في الاحتراق ما دام سريان خليط الوقود والمؤكسد مستمرًا في الوصول إلى غرفة الاحتراق.
تُبنىَ أغلب خزانات الوقود السائل من الفولاذ أو الألومنيوم الرقيق عالي الصلابة. وأغلب غرف الاحتراق في هذه الصواريخ مصنوعة من الفولاذ أو النيكل.
يُنْتِج الوقود السائل عادةً قوة دفع أكبر من التي تُنتَج من احتراق نفس الكمية من الوقود الصلب في نفس الفترة الزمنية. كذلك فهو أسهل في بدء وإيقاف الاحتراق من الوقود الصلب. ويمكن التحكم في الاحتراق فقط بفتح أو غلق الصمامات. لكن يصعب التعامل مع الوقود السائل. فإذا خلطت عناصر الوقود دون إشعال، فإن الخليط سوف ينفجر بسهولة. كذلك يحتاج الوقود السائل إلى صواريخ أكثر تعقيدًا عما في حالة الوقود الصلب.
صاروخ أنواع الصواريخ حسب طريقة الدفع
يَستعمِل العلماء صواريخ الوقود السائل لأغلب السفن التي تُطلَق إلى الفضاء؛ فعلى سبيل المثال، وفرت صواريخ الوقود السائل الطاقة للمراحل الثلاث في إطلاق مركبة ساتورن - ف.
وهو نوع من الصواريخ الكهربائية. تحول ملفات التسخين الوقود مثل السيزيوم إلى بخار. تغير شبكة تأيين متسامتة من البلاتين الساخن أو التنجستن البخار إلى سيل من الجسيمات المشحونة كهربائيًا تسمى الأيونات.
الصواريخ الكهربائية تَستعمِل الطاقة الكهربائية لإنتاج قوة الدفع. هذه الصواريخ تحوي:
1) صواريخ القوس الكهربائي النفاث
2) صواريخ البلازما النفاثة
3) الصواريخ الأيونية.
ويمكن أن تعمل الصواريخ الكهربائية لفترة أكثر بكثير من أي نوع آخر، لكنها تنتج قوة دفع أقل.
لا يقدر الصاروخ الكهربائي على رفع سفينة فضاء خارج المجال الجوي للأرض، لكن يستطيع دفع مركبة خلال الفضاء. ويعكف العلماء على تطوير الصواريخ الكهربائية لرحلات فضاء طويلة في المستقبل.
صواريخ القوس الكهربائي النفاثة تُسخِّن وقودًا غازيًا بشرارة كهربائية تسمى القوس الكهربائي. هذه الشرارة يمكن أن تسخِّن الغاز إلى ثلاثة أو أربعة أضعاف درجة الحرارة المنتَجة بصواريخ الوقود السائل أو الصلب.
صواريخ البلازما النفاثة نوع من صواريخ القوس الكهربائي النفاثة. يُوَلَّد سريان الغاز المتفجر بوساطة قوس كهربائي يحتوي على جسيمات كهربائية مشحونة. ويُسمى خليط الغاز وهذه الجسيمات (بلازما). وتَستعمِل صواريخ البلازما النفاثة تيارًا كهربائيًا ومجالاً كهربائيًا لزيادة سرعة سريان البلازما من الصاروخ.
الصواريخ الأيونية تُنتِج قوة دفع بوساطة سريان جسيمات مشحونة كهربائياً تسمى الأيونات. يُسمى جزء من الصاروخ الشبكة الأيونية التي تنتج الأيونات كأنها غاز خاص يسير فوق سطح الشبكة. تزداد سرعة سريان الأيونات من الصاروخ بوساطة مجال كهربائيِّ.
يستعمل الحرارة من مفاعل نووي لتحويل الوقود السائل إلى غاز. يمر معظم الوقود خلال المفاعل. ويسخن بعض الوقود بوساطة فوهة الصاروخ ويمر خلال التوربين الذي يدير مضخة الوقود.
الصواريخ النووية. تُسخِّن الوقود بوساطة مفاعل نووي، وهو آلة تنتج الطاقة عن طريق انشطار الذرات. يصبح الوقود المراد تسخينه بسرعة غازًا متمددًا ساخنًا. وهذه الصواريخ تنتج طاقة تعادل ضعفي أو ثلاثة أضعاف ما تنتجه صواريخ الوقود الدّفعي الصلب أو السائل. ويعمل العلماء على تطوير الصواريخ النووية لرحلات الفضاء.
يُضَخ في الصواريخ النووية هيدروجين سائل إلى المفاعل خلال الجدار المحيط بمحرك الصاروخ. وتساعد عملية الضخ هذه على تبريد الصاروخ، وكذلك على تسخين الهيدروجين السائل. ويمر خلال المفاعل مئات من القنوات الضيقة. وعندما يمر الهيدروجين السائل خلال هذه القنوات، تقوم حرارة من المفاعل بتحويل الوقود إلى غاز متمدد في الحال. ويمر الغاز خلال فوهة العادم بسرعات قد تصل إلى 35,400 كم/ساعة.
علوم عصبية
العلوم العصبية هي دراسة علمية للجهاز العصبي، وفرع متداخل التخصصات لعلم الأحياء، يجمع بين الفسيولوجيا العصبية، والتشريح العصبي، والعلوم العصبية الجزيئية، والنماء العصبي، والعلوم العصبية الخلوية والحاسوبية، وعلم النفس لفهم الخصائص الأساسية والطارئة على العصبونات وشبكاتها الحيوية. وصف إريك كانديل فهم الأساس البيولوجي للتعلم والذاكرة والسلوك والإدراك والوعي بأنه «التحدي النهائي» لعلم الأحياء.
اتسع نطاق العلوم العصبية بمرور الوقت ليشمل مناهج مختلفة تستخدم لدراسة الجهاز العصبي بمقاييس مختلفة، وقد توسعت التقنيات المستخدمة من قبل علماء الأعصاب بشكل كبير، لتمد من الدراسات الجزيئية والخلوية للعصبون الواحد إلى التصوير العصبي للمهام الحسية والحركية في الدماغ.
علوم عصبية التاريخ
تعود أول دراسة للجهاز العصبي إلى القدماء المصريين، وقد سُجل ثقب الجمجمة (عملية جراحية تتضمن حفر أو كشط ثقب في الجمجمة لغرض علاج الصداع أو الاضطرابات النفسية أو تخفيف الضغط القحفي) لأول مرة خلال فترة العصر الحجري الحديث. وتشير المخطوطات التي يرجع تاريخها إلى عام 1700 قبل الميلاد إلى أن قدماء المصريين كان لديهم بعض المعرفة بأعراض تلف الدماغ.
اعتبرت أولى وجهات النظر المبكرة حول وظيفة الدماغ أنها «حشو قحفي» من نوع ما. وفي مصر وخلال أواخر المملكة الوسطى وما بعدها، أُزيلت الدماغ بانتظام استعدادًا للتحنيط، حيث كان يعتقد في ذلك الوقت أن القلب هو مقر الذكاء. ووفقا لهيرودوت، فقد كانت الخطوة الأولى في التحنيط هي «أخذ قطعة ملتوية من الحديد، واستعمالها في إخراج جزء من المخ من خلال المنخر، وتنظيف المتبقي في الجمجمة عن طريق الشطف بالأدوية.»
علوم عصبية التاريخ
لم تحدث معارضة للرؤية القائلة بأن القلب هو مصدر الوعي حتى مجئ الطبيب اليوناني أبقراط، حيث كان يعتقد أن الدماغ ليست وظيفته الإحساس فحسب (نظرًا لأن معظم الأعضاء الخاصة مثل العين والأذن واللسان الموجودين في الرأس قرب الدماغ)، ولكنه أيضا مقر الذكاء. كما تكهن أفلاطون أيضًا بأن الدماغ هو مقر الجزء العقلاني للروح. إلا أن أرسطو مع ذلك كان يعتقد أن القلب هو مركز الذكاء وأن الدماغ ينظم حرارة القلب. وقد قُبل هذا الرأي عمومًا حتى لاحظ الطبيب الروماني جالين (وهو من أتباع أبقراط وطبيب المصارعين الرومان) أن مرضاه فقدوا أهليتهم العقلية عندما أصيبوا بأضرار في أدمغتهم.
وصف علماء الإسلام كالزهراوي وابن رشد وابن سينا وابن زهر وابن ميمون في القرون الوسطى عدد من المشاكل الطبية المتعلقة الدماغ. وفي عصر النهضة في أوروبا قدم فيزاليوس (1514-1564) ورينيه ديكارت (1596-1650) وتوماس ويليس (1621-1675) ويان زفامردام (1637-1680) العديد من المساهمات في العلوم العصبية.
علوم عصبية التاريخ
مهدت أعمال لويجي جالفاني الرائدة في أواخر القرن الثامن عشر الطريق أمام دراسة الإثارة الكهربائية للعضلات والعصبونات. وفي النصف الأول من القرن التاسع عشر ابتكر جان بيير فلورنس طريقة تجريبية لإحداث آفات موضعية في مخ الحيوانات الحية ووصف آثار هذه الآفات على الحركة والإحساس والسلوك. وفي عام 1843 وضح إميل ريموند الطبيعة الكهربائية للإشارة العصبية، التي بدأت هيرمان فون هيلمهولتز في قياس سرعتها، وفي عام 1875 وجد ريتشارد كاتون ظواهر كهربائية في نصفي القشرة المخية للأرانب والقردة، ونشر أدولف بيك بعدها (عام 1890) ملاحظات مماثلة حول نشاط كهربائي تلقائي في دماغ الأرانب والكلاب.
علوم عصبية التاريخ
أصبحت دراسات الدماغ أكثر تطوراً بعد اختراع المجهر وتطوير كاميلو جولجي إجراءات الصبغ أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر، حيث استخدم ملح كرومات الفضة للكشف عن الهياكل المعقدة للعصبونات الفردية. وقد استخدم سانتياغو رامون واي كاجال طريقته وأدى ذلك إلى تكوين مبدأ العصبية، وهي فرضية تقول أن العصبونات هي الوحدة الوظيفية للدماغ. وقد اشترك كل من جولجي ورامون عام 1906 في جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء عن ملاحظاتهم الواسعة وأوصافهم وتصنيفاتهم للعصبونات في كافة أنحاء الدماغ.
علوم عصبية التاريخ
بالتوازي مع هذا البحث، فقد اقترحت أعمال بول بروكا حول المرضى المصابين بأضرار في الدماغ أن هناك مناطق معينة في الدماغ مسؤولة عن وظائف معينة، وكانت النتائج التي توصل إليها بروكا في ذلك الوقت هي بمثابة تأكيد لنظرية فرانز جوزيف غال بأن اللغة لها مكان محدد وأن بعض الوظائف النفسية (مثل المعرفة) لها مناطق محددة في القشرة المخية. ودُعمت فرضية التخصص الوظيفي بملاحظات أجراها جون هيغلز جاكسون حول مرضى الصرع، والذي استنتج بشكل صحيح تنظيم القشرة الحركية من خلال مراقبة تطور النوبات عبر الجسم. بعدها قام كارل فيرنيك بتطوير نظرية تخصص تركيبات محددة في الدماغ بفهم وإنتاج اللغة. ولا تزال الأبحاث الحديثة المستعينة بتقنيات التصوير العصبي تستخدم التعاريف التشريحية خريطة التهندس الخلوي لبرودمان (بالإشارة إلى دراسة العضيات الخلوية) تُواصل إظهار أن مناطق مميزة من القشرة يتم تنشيطها لتنفيذ مهام محددة.
علوم عصبية التاريخ
خلال القرن العشرين بدأ الاعتراف بالعلوم العصبية كمجال أكاديمي متميز بحد ذاته، وليس مجرد مجموع دراسات على الجهاز العصبي ضمن تخصصات أخرى. وقد أشاد إريك كانديل والمتعاونين معه بالدور الحاسم الذي لعبه كل من ديفيد ريوخ وفرانسيس أو شميت وستيفن كوفلر في تأسيس هذا المجال. فقد أنشأ ريوخ تكاملا للبحوث التشريحية والفسيولوجية الأساسية مع الطب النفسي السريري في مؤسسة والتر ريد العسكرية للبحوث، والمتكونة في عقد 1950. وخلال نفس الفترة أنشأ شميت برنامجًا لأبحاث العلوم العصبية في قسم الأحياء بمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، وجمع بين البيولوجيا والكيمياء والفيزياء والرياضيات. وتأسس أول قسم مستقل للعلوم العصبية (والذي سُمي آنذاك بعلم النفس البيولوجي) عام 1964 في جامعة كاليفورنيا على يد جيمس ماكجو. وتبعه قسم علم الأحياء العصبي في كلية الطب بجامعة هارفارد، التي أسسها ستيفن كوفلر في عام 1966.
ازداد الفهم الدقيقي والجزيئي لوظيفة العصبونات والجهاز العصبي خلال القرن العشرين. فمثلا قدم آلن لويد هودجكين وأندرو هكسلي عام 1952 نموذجًا رياضيًا لنقل الإشارات الكهربائية في عصبونات المحاور العملاقة في السبيط، والتي أطلقوا عليها "جهد الفعل"، وكيفية إطلاقها وانتشارها، والمعروفة باسم نموذج هودجكين هكسلي. وفي عام 1961 و1962 قام ريتشارد وناجومو بتبسيط نموذج هودجكين هكسلي. وفي عام 1962 شكل برنارد كاتس النقل العصبي عبر المسافة الموجودة بين العصبونات (والمعروفة باسم المشابك العصبية). وابتداءً من عام 1966 بحث إريك كاندل ومعاونوه التغيرات الكيميائية الحيوية في العصبونات المرتبطة بالتعلم وتخزين الذاكرة في نوع من الحيوانات البحرية. وفي عام 1981 قامت كاثرين موريس وهارولد ليكار بدمج هذه النماذج في نموذج موريس ليكار. وقد أدى مثل هذا العمل الكمي المتزايد إلى العديد من نماذج العصبونات الحيوية.[بحاجة لمصدر]
شُكل خلال القرن العشرين العديد من منظمات العلوم العصبية البارزة من أجل توفير منتدى لجميع علماء الأعصاب وذلك نتيجة الاهتمام المتزايد بالجهاز العصبي، فمثلا تأسست المنظمة الدولية لأبحاث الدماغ عام 1960، والجمعية الدولية للكيمياء العصبية عام 1963، وجمعية الدماغ والسلوك الأوروبية عام 1968، وجمعية العلوم العصبية عام 1969. وقد أدى تطبيق نتائج البحوث العصبية في الآونة الأخيرة أيضا إلى ظهور تخصصات تطبيقة مثل الاقتصاد العصبي، علم الأعصاب التعليمي، الأخلاقيات العصبية، والقانون العصبي.
علوم عصبية العلوم العصبية الحديثة
زادت الدراسة العلمية للجهاز العصبي بشكل كبير خلال النصف الثاني من القرن العشرين، ويرجع ذلك بشكل رئيسي إلى التقدم في البيولوجيا الجزيئية، الفيزيولوجيا الكهربية، والعلوم العصبية الحاسوبية. وقد سمح ذلك لعلماء الأعصاب بدراسة الجهاز العصبي من جميع جوانبه: كيفية تنظيمه، كيف يعمل، كيف يتطور، كيف يتعطل، وكيف يمكن تغييره، وأصبح الفهم التفصيلي للعمليات المعقدة التي تحدث داخل العصبون الواحد أمرا ممكنا، فالعصبونات هي خلايا متخصصة لغرض التوصيل، وهي قادرة على التواصل مع العصبونات وأنواع من الخلايا الأخرى عبر نقاط اتصال متخصصة تسمى نقاط التشابك العصبي، والتي تُمكن من نقل الإشارات الكهربائية أو الكهروكيميائية من خلية إلى أخرى. وينبثق من العديد من العصبونات خيوط رفيعة طويلة من سيتوبلازم المحور العصبي تسمى محاور عصبية، والتي قد تمتد إلى أجزاء الجسم البعيدة وتكون قادرة على حمل الإشارات الكهربائية بسرعة، والتي تؤثر على نشاط العصبونات الأخرى أو العضلات أو الغدد. ويتولد الجهاز العصبي من مجموعة العصبونات المرتبطة ببعضها البعض.
علوم عصبية العلوم العصبية الحديثة
يُقسم الجهاز العصبي في الفقاريات إلى قسمين، الجهاز العصبي المركزي (المتكون من الدماغ والحبل الشوكي)، والجهاز العصبي المحيطي، ويُعتبر الجهاز العصبي في العديد من الأنواع (ومن بينها الفقاريات) أكثر أجهزة الجسم تعقيدًا، ويوجد معظم التعقيد في الدماغ. يحتوي الدماغ البشري وحده على حوالي مائة مليار عصبون ومائة تريليون مشبك عصبي؛ وتألف الدماغ البشري من الآلاف من الهياكل الأساسية التي يمكن تمييزها، والتي تتصل ببعضها البعض عبر شبكات عصبية. ويُمثل بشكل أساسي في الدماغ على الأقل جين من بين كل ثلاثة جينات (التي تصل إلى 20.000 جين يُشكلون الجينوم البشري). وبسبب لدونة الدماغ البشري، فإن بنية المشابك العصبية ووظائفها الناتجة تتغير طوال فترة الحياة. وبالتالي يزداد تحدي فهم كل هذه التعقيدات الهائلة.
علوم عصبية العلوم العصبية الحديثة
تمت دراسة الجهاز العصبي على مستويات متعددة تراوحت من المستويات الجزيئية والخلوية إلى الأنظمة والمستويات المعرفية، وعلى المستوى الجزيئي تشمل الأسئلة الأساسية التي يتم تتناولها العلوم العصبية الجزيئية الآليات التي تعبر بها العصبونات عن الإشارات الجزيئية وتستجيب لها، وكيف تشكل المحاور أنماط اتصال معقدة، وفي هذا المستوى تُستخدم أدوات علم الأحياء الجزيئي وعلم الوراثة لفهم كيفية تطور العصبونات وكيف تؤثر التغيرات الوراثية على الوظائف البيولوجية، وكذلك يُمثل علم التشكل والهوية الجزيئية والخصائص الفسيولوجية للعصبونات وكيفية ارتباطها بأنواع مختلفة من السلوك أيضًا مواضيع ذات أهمية كبيرة.
علوم عصبية العلوم العصبية الحديثة
تشمل الأسئلة الأساسية التي تتناولها العلوم العصبية الخلوية كل من آليات الطريقة الفسيولوجية والكهروكيميائية التي يعالج بها العصبون الإشارات العصبية، وتتضمن هذه الأسئلة كيفية معالجة الزوائد العصبية للإشارات (والزوائد العصبية هي بروزات رقيقة من جسم العصبون، وتتكون من الزوائد الشجرية المتخصصة في تلقي الإشارات من المشبك العصبي، والمحاور العصبية المتخصصة في توصيل الإشارات المُسماة جهد الفعل)، وكذلك كيفية معالجة جسم العصبون (الجزء المحتوي على النواة) للإشارات، وكيف يتم استخدام الناقلات العصبية والإشارات الكهربائية لمعالجة المعلومات في العصبونات. ويتجه مجال رئيسي آخر للعلوم العصبية نحو التحقيق في تطور الجهاز العصبي.
تهتم النمذجة العصبية الحاسوبية بتطوير نماذج عصبية ديناميكية لنمذجة وظائف المخ فيما يتعلق بالجينات والتفاعلات الديناميكية بينها.[بحاجة لمصدر]