لويجي جلفاني.. من تشريح الضفادع إلى اكتشافات علمية ثورية

يعد العالم الإيطالي لويجي جلفاني رائد علم الكهرباء الحيوانية، وأبو علم الأعصاب الحديثة، فقد اشتهر بتجاربه المثيرة مع الضفادع، وأدت إحدى تلك التجارب إلى اكتشافه فيما يعُرف باسم الكهرباء الحيوانية، وهو نوع من الكهرباء ينتج بواسطة الأنسجة الحية، تعرف في هذا المقال على إنجازاته، ودور اكتشافه في تطور العلوم.

من هو لويجي جلفاني؟

هو طبيب وعالم أحياء وفيزيائي وفيلسوف إيطالي، ولد في 9 سبتمبر عام 1773 في بولونيا، بالولايات البابوية، وهي دولة كنسية كانت موجودة قبل توحيد إيطاليا، وهو من اكتشف الكهرباء الحيوانية، وكانت له دراسات مبكرة للكهرباء الحيوية.

أشهر أعماله هو اكتشافه لتأثير الكهرباء على العضلات، والذي أطلق عليه اسم "التأثير الجلفاني". خلال تجاربه، لاحظ جلفاني أن عضلات أرجل الضفادع تتقلص عندما تتعرض لشحنة كهربائية. كان لهذا الاكتشاف تأثير كبير على تطوير علم الكهرباء الحيوية، وأسهم في فهم العمليات الكهربائية في الجسم.

كما أن تجاربه ألهمت العلماء الآخرين، مثل أليساندرو فولتا، الذي طوّر بطارية الفولتية التي تُعَدُّ أول بطارية كهربائية كيميائية في العالم.

لويجي جلفاني يُعتَبَر من الرواد الذين مهدوا الطريق لدراسة الكهرباء في الكائنات الحية وتأثيراتها على وظائف الجسم.

نشأته وتعليمه

ولد لويجي جلفاني في بولونيا، ولا يزال منزله موجودًا حتى الآن. والده كان صائغًا. درس جلفاني الطب تنفيذًا لرغبة والده، والتحق بجامعة بولونيا، وتخرج فيها عام 1759، وقد حصل على درجة الدكتوراه عام 1762، وكانت أطروحته حول تكوين العظام وتطورها.

بعد الحصول على الدكتوراه، تم تعيينه محاضرا في علم التشريح في جامعة بولونيا، وأستاذ التوليد في معهد الآداب والعلوم المنفصل. بداية من أبحاثه في الدكتوراه، كان جالفاني يجري أبحاثًا في علم التشريح المقارن، مثل نية الكلية، والأذن الوسطة، وغيرها، وكان يميل نحو علم وظائف الأعضاء.

اتجه جلفاني بعدها للاهتمام بمجال الكهرباء الحيوانية، وخاصة بعدم احصل على الآلات والمعدات المناسبة التي تساعده على إجراء أبحاثه في التحفيز العضلي بالسوائل الكهربائية، ومنذ أوائل ثمانينيات القرن الثامن عشر، نُسب إليه العديد من الملاحظات البارعة.

زوجة لويجي جلفاني

تزوج لويجي جلفاني من لوسيا، وهي ابنة البروفيسور جاليتسي من أكاديمية بولونيا للعلوم، ولم تنجب له أطفال، وتوفيت عن عمر 47 عامًا في عام 1790.

أهم اكتشافاته في مجال الكهرباء الحيوانية

بدأ لويجي جلفاني أبحاثه في الكهرباء الحيوية منذ بداية الثمانينات من القرن الثامن عشر، واكتشف العديد من الملاحظات المهمة، فمثلًا خلال إجرائه بحثًا على حيوان الضفدع، حدث تقلص  عضلي في الضفدع، بعدما لمس أعصابه بمقص.

اكتشف جلفاني مرة أخرى أن أرجل الضفدع المسلوخة تتحرك وتنشط عندما يلامس مشرط العصب القطني أعصابه، ومن خلال المزيد من التجارب تأكد أن الارتعاش الذي يحدث للضفدع مرتبطًا بالعمل الكهربائي.

استخدم جلفاني بعد ذلك معدات تساعده، فقد استخدم الآلة الكهروستاتيكية من أجل وخز أعصاب الضفدع، عن طريق الضغط على خطاف نحاسي في الحبل الشوكي للضفدع، وتعليقه على درابزين من الحديد، واكتشف أن الرعشة يمكن أن تحدث أيضًا مع اتصال معدني فقط بين عضلات الساق والأعصاب المؤدية إليها.

لم يعلن جلفاني نتائج اكتشافاته فورًا، بل أخّرها قليلًا حتى عام 1791، في مقال علمي، خلص فيه أن الأنسجة الحيوانية تحتوي على قوة حيوية فطرية، وأطلق عليها اسم "الكهرباء الحيوانية"، والتي تنشط الأعصاب والعضلات عندما يتم تمديدها بواسطة مجسات معدني.

رأى جلفاني أن هذه القوة هي شكل أشكال الكهرباء الطبيعية، مثل كهرباء البرق، أو ثعبان البحر الكهربائي، واعتبر أن الدماغ هو أهم عضو يفرز السائل الكهربائي في جسم الحيوان، والأعصاب هي التي توصل السائل إلى العصب والعضلات، وأدى هذا السائل الكهربائي إلى تحفيز الألياف العضلية في جسم في الحيوان.

بعد الاكتشافات التي توصل إليها لويجي جلفاني، استمر في عمله كمدرس وطبيب توليد وجراحة، وقد كان يعالج الأغنياء والفقراء على حد سواء، وفي عام 1794 توصل إلى أن التقلص العضلي يمكن أن يحدث دون الحاجة إلى أي معدن، حيث يمكن للعضلة أن تنقبض عن طريق لمس العضلة المكشوفة بعصب آخر، وأثبت لأول مرة وجود القوى الكهربية الحيوية داخل الأنسجة الحية.

خلافه مع العالم فولتا

تلقى اكتشافه قبولًا كبيرًا منا لعلماء في عصره، إلا أنه واجه انتقادًا حادًا من العالم أليساندرو فولتا، أستاذ الفيزياء في جامعة بافيا آنذاك، حيث لم يقتنع بهذا الاكتشاف، ورأى أن أرجل الضفدع لا تستخدم ككاشف للإشارة الكهربائية، وأن الكهرباء تنتج بسبب الاتصال بمعادن مختلفة.

وصف فولتا كذلك الكهرباء المولدة في جسد الضفدع بأنها "كهرباء معدنية"، وقال إن العضلات تشبه عمل المكشاف الكهربائي عندما تتقلص وترتعش، ورفض بشكل قاطع فكرة "السائل الكهربائي الحيواني".

وأجرى فولتا اختبارًا ليؤكد نظريته، حيث استخدم معدنين مختلفين متلامسين في عضلة، وأدى ذلك إلى ارتعاش العضلة، واختلفت الرعشة باختلاف المعدنين، ليؤكد أن الضفدع يستجيب للاختلاف في المعدن ونوع وكتلته وتركيبته كذلك.

ورغم الخلاف بينهما علميًا، لم يكن هناك عداوة شخصية، بل وصف فولتا اكتشاف جلفاني بأنه "أحد أجمل الاكتشافات وأكثرها إثارة للدهشة، وبعد تأكيد هذه النظرية تم تغيير مصطلح التيار الكهربائي الحيواني إلى تيار كهربائي ناتج عن تفاعل كيميائي.

وبعد مرور عدة سنوات، توصل العلماء أن كلاً من لويجي جلفاني وفولتا كانا على حق جزئيًا وعلى خطأ جزئيًا. فقد كان جلفاني محقًا في نسب الانقباضات العضلية إلى المحفز الكهربائي، ولكنه أخطأ في وصفها بأنها "كهرباء حيوانية".

أما فولتا، فقد كان محقًا في إنكاره لوجود "الكهرباء الحيوانية"، ولكنه أخطأ في الإشارة إلى أن كل تأثير كهروفيزيولوجي يتطلب معدنين مختلفين كمصدر للتيار.

وكان لجلفاني دور كبير في تقديم الحافز لفولتا لاكتشاف مصدر للكهرباء ذات التيار الثابت، وأدى هذا الاكتشاف في النهاية إلى اكتشاف الطاقة الكهربائية، كما فتح الطريق أمام أبحاث جديدة في فسيولوجيا العضلات والأعصاب.

السنوات الأخيرة من حياته ووفاته

في السنوات الأخيرة من حياته، رفض لويجي جلفاني أداء قسم الولاء للجمهورية الجديدة التي أسسها نابوليون، وأدى ذلك إلى منعه من التدريس، وحرمانه من راتبه، وقد حزن كثيرًا بسبب ما حدث له، ورفض المساعدة، وانتقل إلى المنزل الذي كان يعيش فيه شقيقه.

تمكن جلفاني العودة إلى منصبه سريعًا بعد انهيار دولة نابليون، لكنه توفي عن عمر 61 عامًا، في وقت كان فيه العالم على أعتاب ثورة كهربائية كبرى.