Same Fractal Geometry, Different Canvas: Pollock's Paintings and Golgi-Stained Neural Tissue Compared
تُثبت هذه الدراسة كمياً أن لوحات جاكسون بولوك والأنسجة العصبية المصبوغة بصبغة غولجي تشتركان في بُعد كسري وبنية تفرع متعددة المقاييس، مما يشير إلى وجود تناظر هيكلي مدفوع بالقيود الهندسية بدلاً من عملية توليدية مشتركة.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي لبحث مسبق لم يخضع لمراجعة الأقران. وهو ليس نصيحة طبية. لا تتخذ أي قرارات تتعلق بصحتك بناءً على هذا المحتوى. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل أنك تنظر إلى لوحة لجاكسون بولوك، وهي عبارة عن دوامة فوضوية من الطلاء المنسكب والمتطاير، ثم تنظر إلى صورة مجهرية لدماغ فأر. للوهلة الأولى، يبدو أنهما ينتميان إلى عالمين مختلفين تمامًا؛ أحدهما تحفة فنية تجريدية، والآخر خريطة بيولوجية للجهاز العصبي. ومع ذلك، إذا أمعنت النظر، يبرز تشابه غريب. فكلا الصورتين مليئتان بشبكات كثيفة ومتفرعة تنتشر بالتساوي عبر السطح، وتفتقر إلى مركز واحد أو نقطة تركيز. تبدوان وكأنهما صُنعتا بيد واحدة، رغم أن إحداهما أبدعها فنان في منتصف القرن العشرين، والأخرى ناتجة عن النمو الطبيعي للخلايا العصبية داخل جسم فأر حي.
هذا التشابه البصري ليس مجرد خدعة للعين؛ بل يمس سؤالاً عميقاً في العلم حول كيفية تشكل الأشكال المعقدة. لقد عرف العلماء منذ زمن طويل أن أشياء كثيرة في الطبيعة، من الحواف المتعرجة للسواحل إلى تفرع الأشجار، تتبع قاعدة رياضية تسمى الهندسة الكسيرية (الفركتلية). وببساًط، الكسيرية هي نمط يبدو متشابهًا تقريبًا بغض النظر عن مدى التكبير أو التصغير. فالغصن الصغير يبدو كنسخة مصغرة من الشجرة بأكملها. وقد اكتشف الباحثون أيضًا أن دماغ الفأر مليء بهذه الأنماط الكسيرية، لا سيما في الطريقة التي تنمو بها الخلايا العصبية، أو "النيورونات"، بأذرعها الطويلة الشبيهة بالأشجار التي تسمى "الزوائد الشجرية" لتتصل ببعضها البعض. وبالمثل، لاحظ نقاد الفن والفيزيائيون أن لوحات "التنقيط" الشهيرة لبولوك تمتلك أيضًا هذه الخاصية الكسيرية ذاتية التشابه. ولكن حتى الآن، لم يقم أحد باختبار ما إذا كان هذان الشيئان المختلفان تمامًا — اللوحة الفوضوية لفنان حركي وأنسجة بيولوجية لدماغ فأر — يتشاركان بالفعل في نفس البصمة الرياضية بشكل دقيق.
لقد شرع فريق من الباحثين في الإجابة على هذا السؤال من خلال التعامل مع المقارنة كتجربة علمية بدلاً من كونها نقدًا فنيًا. فقد جمعوا مجموعة محددة مكونة من اثنتي عشرة لوحة لجاكسون بولوك من أواخر الأربعينيات وأوائل الخمسينيات، مع ضمان أنها صور عالية الجودة تمثل اللوحات الأصلية بدقة. ومن الجانب البيولوجي، قاموا بتحضير واحد وأربعين عينة من أنسجة دماغ الفئران. ولجعل الخلايا العصبية مرئية، استخدموا تقنية مختبرية كلاسيكية تسمى "صبغة جولجي"، والتي تعمل مثل تسليط ضوء عشوائي، حيث تلون نسبة ضئيلة فقط من الخلايا بالكامل، مما يجعل أشكالها المتفرعة المعقدة تبرز بوضوح مقابل خلفية فارغة. ثم طبق الباحثون طريقة عد دقيقة على كلتا مجموعتي الصور؛ حيث وضعوا شبكة من المربعات ذات الأحجام المتفاوتة فوق الصور وعدّوا عدد المربعات التي تحتوي على جزء من النمط. ومن خلال مراقبة كيف يتغير هذا العدد مع صغر حجم المربعات، استطاعوا حساب رقم واحد يصف تعقيد الشكل، وهو ما يُعرف بـ "البعد الكسيري".
أكدت النتائج أن التشابه البصري كان حقيقيًا، لكنها كشفت أيضًا عن اختلاف دقيق ومهم. فقد وقعت كل من اللوحات وأنسجة الدماغ ضمن نطاق تعقيد متشابه جدًا، حيث تراوحت الأرقام بين 1.7 و1.8. وهذا يضعها في منطقة ما بين الخط المستقيم البسيط والشكل المصمت المملوء بالكامل، وهي منطقة تشير إلى وسيلة فعالة للغاية للانتشار ضمن مساحة محدودة. ومع ذلك، لم تكن المجموعتان متطابقتين؛ إذ أظهرت عينات أنسجة الدماغ انزياحًا طفيفًا ولكن ثابت في تعقيدها اعتمادًا على مدى قرب الرؤية. فعندما نظر الباحثون إلى الأنسجة من خلال عدسة ذات قوة تكبير منخفضة، كان رقم التعقيد أعلى قليًا مما كان عليه عند النظر إلى نفس النوع من الأنسجة من خلال عدسة ذات قوة تكبير أعلى. وكان هذا الفرق أكبر من الفرق بين أنسجة الدماغ واللوحات. بعبارة أخرى، فإن الطريقة التي يتغير بها هندس الدماغ عند التكبير أكثر تميزًا من الفرق بين الدماغ والفن.
يشير هذا الاكتشاف إلى أنه بينما تشترك لوحات بولوك والشبكات العصبية للدماغ في لغة هندسية مشتركة، إلا أنهما ليسا شيئًا واحدًا. وقد أكد الباحثون بحذر أن هذا لا يعني أن بولوك كان يقلد الدماغ، ولا أن الدماغ يقوم بالرسم؛ بل يشير الأمر إلى مبدأ مشترك من الكفاءة. فسواء كان الأمر يتعلق بسائل يقطر على لوحة أو خلية عصبية تنمو لجمع الإشارات، يبدو أن العمليتين تحلان المشكلة الفيزيائية نفسها: كيفية تغطية مساحة ما بأكبر قدر ممكن من الشمولية دون إهدار للطاقة أو حدوث تشابك. فالأنماط المتفرعة الناشئة هي على الأرجح الحل الأكثر كفاءة الذي يمكن للطبيعة والفيزياء إيجادهما لملء مساحة محددة.
كما كشفت الدراسة عن طبقة ثانية من التعقيد في كل من الفن والبيولوجيا. فعندما حلل الباحثون الأنماط عند مستويات مختلفة، وجدوا أن التعقيد لم يكن موحدًا. ففي اللوحات، بدا أن النمط عند المقياس الواسع مدفوع بحركات جسم الفنان الواسعة، بينما كان النمط عند المقياس الدقيق مدفوعًا بفيزياء الطلاء نفسه أثناء هبوطه وجفافه. ومن المثير للدهشة أن أنسجة الدماغ أظهرت بنية مشابهة مكونة من جزأين؛ ففي المقياس الواسع، بدا أن النمط يعكس كيفية توزيع الخلايا العصبية المصبوغة عبر النسيج، بينما في المقياس الدقيق، عكس النمط التفرع المعقد للخلايا العصبية الفردية. وهذا يشير إلى أن كلا النظامين يُبنيان على مراحل، حيث تشكل قوى مختلفة الصورة الكبيرة والتفاصيل الصغيرة.
في الختام، يجسد هذا العمل الفجوة بين الفن والبيولوجيا من خلال إظهار إمكانية قياسهما بنفس المسطرة. فقد وجد الباحثون أن أسلوب بولوك "الشامل" (all-over)، حيث يتم تشجيع العين على التجول دون العثور على مركز، يحاكي الطريقة التي تملأ بها الخلايا العصبية الدماغ دون وجود منطقة مميزة واحدة. يخلق كلا النظامين شبكة كثيفة ومنتظمة، معقدة رياضيًا ولكنها متوازنة بصريًا. وبينما تؤكد الدراسة أن هذين العالمين يتشاركان في تشابه هيكلي، إلا أنها توضح أيضًا أنهما يظلان عمليتين متمايزتين. فالدماغ ينمو وفقًا لقواعد البيولوجيا والبقاء، بينما اللوحة هي نتيجة للإيماءة البشرية وديناميكيات السوائل. ومع ذلك، في شكلها النهائي، يصل كلاهما إلى وجهة هندسية متشابهة بشكل ملحوظ، مما يثبت أن المسارات المختلفة يمكن أن تؤدي إلى الشكل نفسه.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.