دانشمندی که ریه هایش را قربانی علم کرد؛ داستان عجیب جان اسکات هالدین و گازهای سمی
به گزارش مجله تار و سه تار، شاید تا حالا تصور می کردید دانشمندانی که روی خودشان آزمایش می نمایند، صرفاً مربوط به فیلم های علمی-تخیلی یا قصه های قدیمی هستند؛ اما در این پست با هم می بینیم که چطور یک فیزیولوژیست سرشناس اسکاتلندی، برای کشف اسرار تنفس و نجات جان هزاران انسان، ریه های خودش و حتی اعضای خانواده اش را خادمانه در معرض مرگبارترین گازهای سمی قرار داد.
بسیاری جان اسکات هالدین (John Scott Haldane) را با دستاوردهای بزرگش در زیست شناسی، غواصی و ایمنی معادن می شناسند، اما کمتر کسی به جزئیات دیوانه وار و آزمودن گازهای سمی روی خودش پرداخته. در این مقاله می خواهیم ببینیم این دانشمند برجسته چطور با تنفس داوطلبانه گازهای کشنده ای مثل مونوکسید کربن و کلر، مسیر دانش پزشکی و ایمنی کارگران را تغییر داد؟ آیا واقعاً او فرزندانش را هم وارد این آزمایش های خطرناک می کرد؟ با من همراه باشید تا زندگی و آزمایش های باورنکردنی او را مرور کنیم.
???? لیست بخش های این نوشته (کلیک کنید)
- مردی که ریه هایش آزمایشگاه علم بود
- فرستادن قناری به اعماق تاریکی و نجات جان معدن کاران
- آزمایش های اتاقک گاز و همکاری اجباری خانواده
- داستان اولین ماسک های جنگی و مقابله با شیمیایی
- چرا جان اسکات هالدین خودش را سوژه آزمایش می کرد؟
- آیا آزمایش روی خود از نظر اخلاق پزشکی امروزی پذیرفته است؟
- تأثیر پژوهش های هالدین بر غواصی مدرن و بیماری کاهش فشار
مردی که ریه هایش آزمایشگاه علم بود
معمولاً وقتی صحبت از دانشمندانی می گردد که دست به آزمایش های خطرناک روی بدن خود زده اند، یاد داستان های عجیب یا شکست های تلخ می افتیم؛ افرادی که بدون دانش کافی خود را به بیماری های سخت مبتلا کردند یا جانشان را سر موضوعی بی اهمیت از دست دادند. اما جان اسکات هالدین داستانی کاملاً متفاوت دارد. او طی 76 سال زندگی پربارش آن قدر دستاورد علمی و کشفیات بزرگ بر جای گذاشت که آزمایش های بی پروا و استنشاق مداوم گازهای سمی به وسیله او، گاهی در پس سوابق درخشانش گم می گردد.
هالدین در خانواده ای ثروتمند و سرشناس در اسکاتلند متولد شد و مدارج علمی را در رشته فیزیولوژی (Physiology) طی کرد. نگاه او به علم کاملاً کاربردی و انسان محبت آمیز بود. او اعتقاد داشت هدف اصلی علم فیزیولوژی این است که اصولی کلی ارائه دهد تا بتوان رفتار بدن موجود زنده را در شرایط مختلف محیطی و غیرطبیعی پیش بینی کرد. تمام فعالیت های پژوهشی او نیز دقیقاً بر اساس همین باور شکل گرفت.
او برای درک بهتر مکانیسم تنفس و تأثیر گازهای مخرب بر خون، به جای استفاده از مدل های غیرواقعی، بدن خودش را به عنوان نخستین سوژه آزمایش انتخاب می کرد. این رویکرد بی پروای او باعث شد تا حوادث متعددی برایش پیش بیاید. نقل است که پس از یکی از همین آزمایش های تنفس گاز در آزمایشگاه دانشگاه آکسفورد (Oxford)، وقتی با حالتی نامتعادل و شبیه به افراد مست در خیابان قدم می زد، مامور پلیسی جلوی او را گرفت. هالدین با کمال آرامش به افسر پلیس شرح داد که مست نیست، بلکه فقط مقداری گاز سمی استنشاق نموده است!
فرستادن قناری به اعماق تاریکی و نجات جان معدن کاران
یکی از بزرگ ترین خدمات هالدین، آنالیز علت مرگ معدن کاران پس از انفجار در اعماق زمین بود. تا پیش از پژوهش های او، تصور می شد علت اصلی تلفات پس از انفجار معادن، ریزش آوار یا ضربه مستقیم موج انفجار است. اما هالدین با حضور مستقیم در اعماق تاریک معادن و فاضلاب های خطرناک، ثابت کرد که قاتل واقعی، گازی بی رنگ و بی بو به نام مونوکسید کربن (Carbon monoxide) است که پس از سوختن ناقص مواد در معدن پخش می گردد.
او برای سنجش دقیق تأثیر این گاز، شخصاً مقادیر مختلفی از مونوکسید کربن را تنفس کرد و به صورت لحظه به لحظه، علائم بالینی خود و مقدار اشباع شدن هموگلوبین (Hemoglobin) خونش را یادداشت نمود. او طی این فرایند، روشی ساده برای مقدار گیری مقدار گاز در خون ابداع کرد که فهم بشر را از نحوه ترکیب اکسیژن و گازهای سمی با گلبول های قرمز به شدت ارتقا داد.
نتیجه این فداکاری ها ابداع ابزارهای تنفسی اولیه و معرفی ایده معروف قناری در معدن زغال سنگ بود. هالدین متوجه شد حیوانات کوچک به علت سوخت وساز سریع تر، بسیار زودتر از انسان ها به گازهای سمی واکنش نشان می دهند. بنابراین پیشنهاد کرد معدن کاران قناری یا موش با خود به اعماق زمین ببرند تا اگر گاز کشنده ای نشت کرد، با افتادن یا مرگ پرنده، فرصت کافی برای فرار داشته باشند.
آزمایش های اتاقک گاز و همکاری اجباری خانواده
هالدین در آزمایشگاه خود محفظه و اتاقک هواآبندی ساخته بود که فشار و ترکیب گازهای درون آن را تغییر می داد. او ساعت ها درون این محفظه می نشست و واکنش بدنش را ثبت می کرد. اما این شرایط خطرناک فقط محدود به خودش نبود. در روزگاری که خبری از کمیته های اخلاق در پژوهش های پزشکی و منشورهای حمایتی از سوژه های انسانی نبود، او اعضای خانواده اش را نیز در این مسیر به کار می گرفت.
او بدون هیچ تردیدی پسر جوانش، جک هالدین (J.B.S. Haldane) را که بعدها خود به یکی از زیست شناسان برجسته دنیا تبدیل شد، در معرض دوزهای خطرناکی از گاز کلر (Chlorine) و سایر گازهای آزاردهنده قرار می داد تا تأثیر آن را بر بدن افراد جوان تر بسنجد. دختر کوچکش نئومی (Naomi) نیز خاطره جالبی از آن دوران دارد. او تعریف می نماید که روزی دوست 6 ساله اش را به خانه دعوت کرد و دم در به او گفت: بیا داخل، پدرم به خونت احتیاج دارد! دوست کوچکش از شدت ترس جیغ کشید و پا به فرار گذاشت.
هالدین برای تکمیل تحقیقاتش، فقط به محفظه آزمایشگاه بسنده نکرد. او گروهی تحقیقاتی را به ارتفاعات پایکس پیک (Pikes Peak) در کلرادو (Colorado) برد که حدود 4300 متر از سطح دریا ارتفاع دارد. هدف او آنالیز نحوه ترشح اکسیژن در ریه ها و تطبیق بدن با جو رقیق و کم فشار بود؛ موانعی سخت که او با سرسختی تمام پشت سر گذاشت.
داستان اولین ماسک های جنگی و مقابله با شیمیایی
با آغاز جنگ دنیای اول، تهدید نوظهوری به نام سلاح های شیمیایی در جبهه ها شکل گرفت. استفاده از گازهای خفه نماینده و تاول زا مانند کلر، فسژن (Phosgene) و گاز خردل (Mustard gas) سربازان زیادی را با مرگ های بسیار دردناک روبرو می کرد. دولت بریتانیا که در برابر این بحران غافلگیر شده بود، بلافاصله دست به دامن جان اسکات هالدین شد.
هالدین سریعاً دست به کار شد و با استفاده از همان تجربه سال ها استنشاق گازهای مختلف، شیوه های خنثی سازی شیمیایی این مواد را پیدا کرد. او شخصاً به خطوط مقدم جنگ در فرانسه رفت، در معرض نمونه های گاز جمع آوری شده از میدان نبرد نهاده شد تا نوع دقیق ترکیب شیمیایی آن ها را تشخیص دهد. این فداکاری ها منجر به طراحی و فراوری انبوه نخستین ماسک های گاز کارآمد برای سربازان شد که جان ده ها هزار نفر را در برابر حملات شیمیایی نجات داد.
او ثابت کرد با عبور دادن هوا از روی لایه های آغشته به مواد شیمیایی خنثی نماینده، می توان کشنده ترین ترکیبات آلی و معدنی را بی خطر کرد. این دستاورد، پایه و اساس ساخت ماسک های تنفسی مدرنی شد که امروزه در صنایع، امداد و نجات و نیروهای نظامی استفاده می شوند.
چرا جان اسکات هالدین خودش را سوژه آزمایش می کرد؟
شاید برای مخاطب امروز این پرسش پیش بیاید که چرا دانشمندی با این سطح از دانش و اعتبار، به جای استفاده از حیوانات یا روش های جایگزین، بدنش را در معرض چنین خطراتی قرار می داد؟ پاسخ در فلسفه علمی خاص هالدین نهفته است. در اوایل قرن بیستم، تجهیزات مقدار گیری دقیق آزمایشگاهی بسیار محدود بود و ابزارهای دیجیتال امروزی برای ثبت لحظه ای علائم حیاتی وجود نداشت.
هالدین معتقد بود که حس های درونی یک انسان مطلع و پرورش یافته، دقیق ترین ابزار برای ثبت نشانه اولیه مسمومیت، سردرد، سرگیجه و تغییرات شناختی است. یک حیوان نمی توانست به دانشمند بگوید که در چه سطحی از اشباع مونوکسید کربن، دید چشمانش تار می گردد یا در چه فشاری دچار سوزش ریه می گردد. به همین علت، او تنها راه دستیابی به داده های دقیق علمی را تجربه مستقیم و گزارش لحظه ای احساسات بالینی می دانست.
علاوه بر این، روحیه ایثارگری و تعهد اخلاقی او نسبت به قشر محروم جامعه، مانند کارگران معادن و سربازان، باعث می شد که او پذیرش خطر برای خودش را اخلاقی تر از به خطر انداختن جان دیگران بداند.
آیا آزمایش روی خود از نظر اخلاق پزشکی امروزی پذیرفته است؟
امروزه با تدوین پروتکل های سخت گیرانه اخلاق پزشکی و شکل گیری کمیته های آنالیز سازمانی (IRB)، انجام هرگونه آزمایش بر روی انسان بدون کسب رضایت مطلعانه و سنجش دقیق نسبت سود به زیان کاملاً ممنوع است. بعلاوه خودآزمایی (Self-experimentation) به شیوه ای که هالدین انجام می داد، فارغ از ارزش های علمی آن، به علت عدم وجود ناظر مستقل و امکان بروز خطای شناختی غیرمجاز تلقی می گردد.
در زمان هالدین هیچ چارچوب قانونی برای منع آزمایش روی خود یا حتی اعضای خانواده وجود نداشت. اگرچه روش های او امروزه با معیارهای اخلاقی مدرن مطابقت ندارد، اما دانشمندان تاریخ علم بر این باورند که بدون بی پروایی و شجاعت افرادی مانند هالدین، بسیاری از کشفیات حیات بخش در حوزه فیزیولوژی تنفس با دهه ها تأخیر روبرو می شد.
در واقع، اقدامات او مرزهای بین ایثار علمی و بی احتیاطی را کم رنگ کرد، اما دستاوردهای ملموس او در کاهش تلفات انسانی، باعث شده تا تاریخ از او نه به عنوان یک فرد ماجراجو، بلکه به عنوان قهرمانی در حوزه سلامت یاد کند.
تأثیر پژوهش های هالدین بر غواصی مدرن و بیماری کاهش فشار
دستاوردهای هالدین به زمین و آسمان محدود نشد؛ او نگاهش را به اعماق دریا نیز معطوف کرد. یکی از مسائل بزرگ غواصان در اوایل قرن بیستم، ابتلا به بیماری کاهش فشار یا بیماری برداشت فشار (Decompression sickness) بود که به نام بندز (The Bends) نیز شناخته می گردد. غواصانی که از اعماق آب به سرعت به سطح می آمدند، دچار دردهای شدید مفصلی، فلج و حتی مرگ می شدند.
هالدین با آنالیز انحلال پذیری گاز نیتروژن در خون و بافت های بدن زیر فشار آب، متوجه شد که بالا آمدن ناگهانی باعث تشکیل حباب های نیتروژن در رگ ها می گردد. او نخستین جداول برداشت فشار مرحله ای را تدوین کرد که به غواصان آموزش می داد چگونه در عمق های معین توقف نمایند تا گاز نیتروژن به آرامی از بدنش خارج گردد.
این جداول و الگوریتم های محاسباتی هالدین، تا به امروز اساس غواصی تجاری، نظامی و تفریحی در سراسر دنیا است و تا کنون جان هزاران غواص را در اعماق اقیانوس ها نجات داده است.
جمع بندی نهایی
جان اسکات هالدین نمادی از تعهد بی حدومرز به دانش و سلامت انسان ها بود. او با قربانی کردن سلامت شخصی و تنفس داوطلبانه کشنده ترین گازها، بستر علمی جدیدی در فیزیولوژی تنفس، ایمنی معادن، صنعت غواصی و تجهیزات دفاعی فراهم کرد. اگرچه شیوه های بی پروای او در آزمایش روی خود و فرزندانش با معیارهای اخلاقی امروز همخوانی ندارد، اما دستاوردهای نجات بخش او نشان می دهد که گاهی پیشرفت های بزرگ بشری، مدیون شجاعت و ایثار افرادی است که حاضرتد مرزهای خطر را تا نهایت آن بپیمایند.
منبع: یک پزشک