فهرست بستن

دسته: زوم آی تی

کلیه اخبار فناوری اطلاعات IT شامل عکاسی، معماری، ابزارهای تازه، موبایل، اینترنت و شبکه، امنیت، نجوم، سیستم عامل های ویندوز، مک، لینوکس و غیره

تاثیر رژیم غذایی پر از چربی روی مغز

تاثیر رژیم غذایی پر از چربی روی مغز

در پژوهش‌های زیادی به ارتباط بین رژیم‌های غذایی ناسالم و چاقی پرداخته شده است اما کسی این موضوع را مورد بررسی قرار نداده که چگونه رژیم غذایی باعث تغییرات عصبی در مغز می‌شود. مطالعه‌ی جدید پژوهشگران دانشگاه ییل نشان می‌دهد که رژیم‌های غذایی سرشار از چربی موجب بی‌نظمی‌ در هیپوتالاموس مغز می‌شود. هیپوتالاموس هموستازی وزن بدن و متابولیسم را تنظیم می‌کند. در مطالعه‌ی اخیر این موضوع مورد بررسی قرار گرفته است که چگونه رژیم غذایی پرچرب به‌خصوص رژیم‌های غذایی شامل مقادیر زیادی از چربی و کربوهیدرات موجب التهاب هیپوتالاموس می‌شود. التهاب هیپوتالاموس، یک واکنش فیزیولوژیکی دربرابر چاقی و سوء‌تغذیه است. پژوهشگران نشان دادند که التهاب در هیپوتالاموس طی سه روز پس از مصرف رژیم غذایی پرچرب و حتی پیش از ظهور علائم ظاهری چاقی، اتفاق می‌افتد. دیانو، یکی از نویسندگان این مقاله می‌گوید:

ما از سرعت زیاد این تغییرات که حتی قبل از آغاز تغییر در وزن بدن رخ می‌دادند، تعجب کردیم و می‌خواستیم مکانیسم سلولی پشت‌صحنه‌ی این اتفاق را درک کنیم.

رژیم غذایی پرچربی

پژوهشگران التهاب هیپوتالاموس را در حیواناتی که تحت رژیم غذایی پرچرب قرار داشتند، مشاهده کردند و دریافتند که تغییراتی در ساختار فیزیکی سلول‌های میکروگلیا درحال رخ‌دادن است. این سلول‌ها در سیستم عصبی مرکزی به‌عنوان نخستین خط دفاعی عمل می‌کنند و موجب کاهش التهاب می‌شوند. پژوهشگران دریافتند که فعال‌سازی میکروگلیاها در اثر تعییراتی بود که در میتوکندری آن‌ها رخ می‌داد. میتوکندری‌ها به بدن برای کسب انرژی از غذایی که مصرف می‌کنیم، کمک می‌کنند. میتوکندری‌های حیواناتی که از رژیم غذایی پر از چربی استفاده می‌کردند، کوچک‌تر بود. تغییر اندازه‌ی میتوکندری‌ها ناشی از پروتئینی به نام UCP2 بود که مصرف انرژی میتوکندری را تنظیم می‌کند و روی کنترل انرژی و هموستازی گلوکز توسط هیپوتالاموس تأثیر می‌گذارد.

مقاله‌های مرتبط:

فعال‌شدن میکروگلیاها به‌واسطه‌ی UCP2، روی نورون‌های مغز تأثیر گذاشت و هنگام دریافت یک پاسخ التهابی در اثر رژیم غذایی پرچربی موجب تحریک حیوانات شد؛ به‌گونه‌ای که آن‌ها غذای بیشتری خوردند و چاق شدند. اگرچه، وقتی این مکانیسم ازطریق حذف پروتئین UCP2 از میکروگلیا مهار شد، حیواناتی که در معرض رژیم غذایی پرچرب قرار داشتند، کمتر غذا خوردند و دربرابر افزایش وزن مقاومت نشان دادند.

این مطالعه، نه‌تنها نشان می‌دهد که چگونه رژیم غذایی پرچرب روی جسم ما اثر می‌گذارد بلکه نشان می‌دهد که چگونه یک رژیم غذایی ناسالم می‌تواند ازنظر عصبی مصرف غذای ما را تغییر دهد. مکانیسم‌های عصبی خاصی وجود دارند که وقتی ما خود را در معرض انواع خاصی از غذاها قرار می‌دهیم، فعال می‌شوند. مکانیسم کشف‌شده در این مطالعه، شاید ازنظر تکاملی مهم باشد؛ اگرچه وقتی همواره غذای پر از چربی و کربوهیدرات در دسترس باشد، این مکانیسم مخرب است.

هدف دیرین دیانو، درک مکانیسم‌های فیزیولوژیکی است که میزان مصرف غذا را تنظیم می‌کنند. او همچنان پژوهش خود را در زمینه‌ی اینکه چگونه میکروگلیاهای فعال‌شده می‌توانند روی بیماری‌های مختلفی تأثیرگذار باشند، ادامه خواهد داد. یکی از این بیماری‌ها آلزایمر است که شیوع آن در افراد چاق بیشتر است.

Let’s block ads! (Why?)

ادامه مطلب

بدترین زمان روز از نظر بیمار شدن چه موقع است؟

بدترین زمان روز از نظر بیمار شدن چه موقع است؟

تأثیر ساعت‌ درونی بدن ما فراتر از زمان خواب است. این ساعت روی عملکرد سیستم ایمنی و بهبود ما نیز نقش مهمی دارد و شاید بتوانیم از این ساعت برای سالم‌تر نگه‌داشتن خود استفاده کنیم. نتایج پژوهش‌ها نشان می‌دهد که سرعت بهبودی پوستی که طی روز دچار جراحت یا سوختگی می‌شود، درمقایسه‌با پوستی که در طول شب آسیب می‌بیند، دوبرابر بیشتر است؛ البته این تنوع در پاسخ دربرابر آسیب و جراحت فراتر از پوست است.

اگر می‌خواهید واکسن آنفلوآنزای فصلی را دریافت کنید، سعی کنید این کار را هنگام صبح انجام دهید؛ اگر تزریق را در ساعات ۹ تا ۱۱ صبح دریافت کنید، میزان تولید آنتی‌بادی‌های محافظ در بدن، نسبت‌به وضعیتی که تزریق را ۶ ساعت بعد دریافت کنید، دوبرابر بیشتر می‌شود. اگرچه در مورد عمل جراحی قلب، عکس آن صادق است؛ ماندگاری بیمارانی که بعد از ظهر تحت عمل جراحی قلب قرار گیرید، بیشتر است. درواقع به هر قسمت از بدن که توجه کنید، از مغز گرفته تا سیستم ایمنی، به‌نظر می‌رسد ریتم‌های ۲۴ ساعته‌ای که فعالیت سلول‌ها و بافت‌های بدن را کنترل می‌کنند (و به آن‌ها ریتم‌های شبانه‌روزی یا ساعت زیستی گفته می‌شود) روی بهبود بدن پس از آسیب یا عفونت تأثیر دارند. تامی مارتینو، مدیر مرکز پژوهش‌های قلب و عروق دانشگاه گلف که قصد دارد دانش نوظهور زمان‌بندی بیولوژیکی را در پزشکی انسان و حیوان به کار ببرد، می‌گوید:

مقاله‌های مرتبط:

ازنظر فیزیولوژیکی، شرایطی که ما حین روز داریم، با آنچه که هنگام شب داریم، تفاوت دارد.

از سرطان گرفته تا کاردیولوژی، آرتریت تا آلرژی‌ها، درک بهتر از این ریتم‌ها می‌تواند باعث شود که داروها و رژیم‌های درمانی در موثرترین زمان‌ و هنگامی که احتمال آسیب کمترین حد است، به بیماران ارائه شود. تقویت این ریتم‌ها ممکن است بیماران را قادر سازد که سریع‌تر بهبود یافته و علائم جسمی بیماری کاهش یابد. مارتینو می‌گوید:

عقیده‌ی شخصی من این است که پزشکی ساعت زیستی می‌تواند برای همیشه روش مدیریت سلامت انسان را تغییر دهد. این رویکرد با مقیاسی در حدواندازه‌های روش‌هایی مانند ژن‌درمانی، سلول‌های بنیادی و هوش مصنوعی یکی از امیدبخش‌ترین تکنولوژی‌های جدید برای کاهش بار بیماری‌ها در جهان است.

این ایده که فیزیولوژی ما از ساعتی به ساعت دیگر متغیر است، ایده‌ای باستانی است. بقراط، پزشک یونانی نوسانات ۲۴ ساعته‌ای را در شدت تب مشاهده کرد. در طب سنتی چینی نیز آمده است که اعضای مختلف بدن در برخی از ساعت‌ها در بهترین وضعیت خود هستند: ریه‌ها بین ۳ تا ۵ صبح، قلب بین ۱۱ صبح تا ۱ بعدازظهر و کلیه‌ها بین ۵ تا ۷ بعدازظهر. اخیرا نیز در مطالعات متعددی اثر ساعت درونی بدن بر بیماری‌ها و درمان مورد توجه قرار گرفته است. این ریتم‌ها با تغییر تمایلات، رفتار و بیوشیمی، ما را برای رویدادهای معمول موجود در محیط که به‌وسیله‌ی چرخه‌ی شبانه‌روزی نور و تاریکی کنترل می‌شوند، آماده می‌کنند.

زخم

درمورد مسئله‌ی بهبودی، دلیل جالبی وجود دارد که چرا سرعت بهبودی زخم‌هایی که طی روز اتفاق می‌افتد، بیشتر است. جان اونیل، زیست‌شناس ٰآزمایشگاه زیست‌شناسی مولکولی شورای پژوهش‌های پزشکی در کمبریج می‌گوید:

سلول‌های ما طوری تکامل پیدا کرده‌اند که بتوانند زخم‌ها را در زمان‌های بیولوژیکی که احتمال وقوع آن‌ها بیشتر است، به‌طور موثرتری ترمیم کنند. به‌عنوان یک انسان، بعید است که در میانه‌ی خواب شب دچار زخم بزرگی شوید، درحالی‌که احتمال زخمی‌شدن در طول روز بسیار بیشتر است.

پژوهش‌های اونیل نشان داده است که سلول‌هایی که فیبروبلاست نامیده می‌شوند، هنگام روز سریع‌تر به محل جراحت مهاجرت می‌کنند. این سلول‌ها با ایجاد کلاژن به ترمیم بافت آسیب‌دیده کمک می‌کنند. اونیل می‌گوید:

ما به‌طور پیوسته شاهد وجود تفاوت دوبرابری در سرعت ترمیم زخم‌ها به‌عنوان تابعی از زمان بیولوژیکی بودیم.

هنگامی که آن‌ها داده‌های پایگاه بین‌المللی جراحات سوختگی را تجزیه‌و‌تحلیل کردند، متوجه شدند به‌طور متوسط روند بهبودی افرادی که در طول شب دچار سوختگی می‌شوند، نسبت‌به کسانی که طی روز دچار سوختگی می‌شوند، ۱۱ روز طولانی‌تر است. راچل ادگار، ویروس‌شناس کالج سلطنتی لندن می‌گوید که سیستم ایمنی ما نیز در معرض ریتم‌های بیولوژیکی است که روی نحوه‌ی پاسخ آن دربرابر عفونت‌ها تأثیر می‌گذارد. شاید این موضوع در آغاز عجیب به‌نظر برسد که توانایی بدن ما ازنظر واکنش دربرابر پاتوژن‌ها براساس زمان روز متغیر است اما ممکن است این ویژگی به‌عنوان ابزاری برای محافظت از ما دربرابر فعالیت بیش از حد سیستم ایمنی تکامل یافته باشد. ادگار می‌گوید:

اگر شما دچار پاسخ التهابی بسیار بزرگی شوید، باید بتوانید آن را کنترل کنید؛ در غیر این صورت این امر می‌تواند آسیب‌های زیادی به‌همراه داشته باشد.

او درحال بررسی اثرات متقابل بین ریتم‌های شبانه‌روزی و عفونت‌های ویروسی نظیر هرپس (تب‌خال) بوده است. در یک مطالعه، او دریافت که سرعت تکثیر ویروس هرپس در موش‌هایی که در آغاز دوره‌ی استراحت عفونی شده بودند، درمقایسه‌با موش‌هایی که در آغاز دوره‌ی فعالیت عفونی شده بودند، ده برابر بیشتر است. این یافته‌ها نشان می‌دهد که این اثر ممکن است مربوط به چیزی فراتر از تغییر فعالیت سیستم ایمنی باشد. ریتم‌های روزانه‌ی خود سلول‌های عفونی نیز ممکن است روی گستره‌ی عفونت تأثیرگذار باشد. این شواهد با نتایج یک مطالعه‌ی انسانی اخیر سازگار است که نشان می‌داد اگر واکسن آنفلوآنزای فصلی هنگام صبح تزریق شود، پاسخ ایمنی حاصل از آن نسبت‌به تزریق بعدازظهر، قوی‌تر است. البته ادگار هشدار می‌دهد که حتی با این شرایط، پیشنهاد اینکه زمان مناسبی از روز برای بیمار شدن وجود دارد، بسیار ساده‌انگارانه است. او می‌گوید: «این زمان برای عوامل عفونت‌زای مختلف، متفاوت است.»

عفونت خون یا سپسیس یک پاسخ شدید و مرگبار در برابر یک عفونت است که می‌تواند به‌وسیله‌ی تزریق مولکول‌های موجود روی سطح باکتری آغاز شود. اگر این مولکول هنگام شب به موش‌ها تزریق شود، فقط ۲۰ درصد از آن‌ها زنده می‌مانند اما اگر این تزریق را طی دوره‌ی فعال خود دریافت کنند، بیش از ۹۰ درصد آن‌ها زنده باقی خواهند ماند. این یافته‌ها چشم‌اندازهای هیجان‌انگیزی را رو به درمان بیماری‌های عفونی باز می‌کنند. ادگار می‌گوید:

اگر ما بدانیم که یک ویروس در زمان خاصی به سلول‌های مجاور سرایت می‌کند، می‌توانیم درمان‌های ضدویروسی را زمانی انجام دهیم که بیشترین اثر را داشته باشند. انجام این کار می‌تواند از مقدار داروهای ضدویروسی مورد نیاز بکاهد.

دارو

تنها پاسخ ما دربرابر عفونت‌ها نیست که از این رویکرد سود می‌برد. به‌نظر می‌رسد که بیش از نیمی از داروهای ضروری سازمان جهانی بهداشت (۲۵۰ دارویی که در هر بیمارستانی در سرتاسر جهان یافت می‌شود)، مسیرهای مولکولی تنظیم‌شده با ساعات درونی سلولی را مورد هدف قرار می‌دهند. براین‌اساس، زمان مصرف دارو روی اثربخشی آن تأثیر دارد. این موارد شامل داروهای مسکن رایج آسپرین و ایبوپروفن و نیز داروهای کنترل فشار خون، زخم معده، آسم و سرطان است. در بسیاری از موارد، داروهای مورد نظر دارای نیمه‌عمر کوتاه‌تر از ۶ ساعت هستند. با توجه به این موضوع، اگر آن‌ها در زمان غیربهینه‌ای مصرف شوند، به‌اندازه‌ی کافی در سیستم باقی نمی‌مانند تا عملکرد بهینه‌ی خود را به نمایش بگذارند؛ برای مثال والزارتان که یک داروی کنترل فشار خون است، وقتی هنگام غروب مصرف شود، در‌مقایسه‌با اول صبح، تا ۶۰ درصد موثرتر است. مشخص شده است که میزان تأثیر آسپرین وقتی هنگام غروب مصرف شود، بیشتر است. برخی از قرص‌های آنتی‌هیستامین مورد استفاده برای آلرژی‌هایی مانند تب یونجه نیز اگر هنگام عصر مصرف شوند، تأثیر بیشتری دارند. یک مطالعه‌ی انسانی اخیرا نشان داده است که اگر پرتودرمانی بعد‌ازظهر انجام شود، نسبت‌به صبح تأثیر بیشتری دارد.

تعیین بهترین زمان مصرف داروها و رژیم‌های درمانی ازنظر تأثیر، آن‌گونه که به‌نظر می‌رسد، ساده نیست. اگر قرار باشد بهترین زمان مصرف دارو نیز تعیین شود، هزینه‌ی انجام آزمایش‌های بالینی افزایش پیدا می‌کند. از طرف دیگر، اطمینان از این موضوع که شرکت‌کنندگان داروهای خود را در زمان‌های تعیین‌شده مصرف کنند نیز دشوار است. به‌همین علت است که شرکت‌های دارویی هنوز کار زیادی در این رابطه انجام نداده‌اند.

ریتم شبانه روزی

ریتم‌های شبانه‌روزی همه‌ی افراد، مانند هم نیست. برخی از افراد تمام طول شب را می‌خوابند و برخی نیز جغدهای شب هستند. بخش قابل‌توجهی از افراد جامعه نیز شیفت شب کار می‌کنند. این امر می‌تواند روی ریتم‌های شبانه‌روزی و سلامتی تأثیر داشته باشد؛ در کنار اینکه، در حال حاضر هیچ آزمایش ساده و سریعی وجود ندارد که بتواند با دقت مشخص کند که عقربه‌های ساعت درونی یک فرد در یک زمان خاص در کجا قرار دارند.

خود بیمارستان‌ها نیز یک مشکل محسوب می‌شوند. بسیاری از ساختمان‌های بیمارستان‌های مدرن دارای پنجره‌های کوچک و نورپردازی داخلی ضعیفی هستند. این امر مشکل‌ساز است زیرا نور روز خیلی کم و نور مصنوعی زیاد هنگام شب موجب اختلال در ریتم‌های بیولوژیکی و خواب می‌شود. ریتم‌های شبانه‌روزی نابهنجار یا مسطح از ویژگی‌های مشترک بیماران بیمارستانی است. چیزی که به این مشکل می‌افزاید، آن است که داروهای خاصی نظیر مورفین‌ها نیز می‌توانند زمان‌بندی ساعت زیستی را تغییر دهند. در همین حین، خواب بیمار که ازنظر توانایی او برای بهبود اهمیت فراوانی دارد، ممکن است به‌وسیله‌ی درد، نگرانی یا صدا آشفته شود. این عوامل منجر به ایجاد سوالاتی در این‌باره می‌شود که این وضعیت تا چه حد روی بهبودی و بقای این بیماران تأثیر می‌گذارد.

قلب

برخی از قوی‌ترین شواهد از بیماران مبتلا به بیماری‌های قلبی می‌آید. همچون سایر بافت‌های بدن، سیستم قلبی‌عروقی دارای یک ریتم شبانه‌روزی قوی است؛ سرعت ضربان قلب و فشار خون در هنگام خواب در کمترین حد خود است و با بیدار شدن سریعا افزایش پیدا می‌کند، پلاکت‌ها، اجزای خونی کوچکی که به لخته‌شدن خون کمک می‌کنند، طی روز چسبنده‌تر هستند. سطوح هورمون‌هایی مانند آدرنالین که رگ‌های خونی را منقبض کرده و موجب می‌شود قلب سریع‌تر بزند نیز طی روز بیشتر است. این تغییرات شبانه‌روزی روی زمان‌بندی حوادث قلبی جدی مانند حملات قلبی تأثیر می‌گذارد. مارتینو می‌گوید:

اگر افرادی را که به بخش اورژانس مراجعه می‌کنند، مورد نظارت قرار دهید، درمی‌یابید که احتمال بروز حمله‌ی قلبی حوالی ساعت ۶ صبح و ظهر درمقایسه‌با دیگر زمان‌های روز یا شب بیشتر است. زمان‌ ممکن است روی توانایی ما ازنظر بهبود پس از یک آسیب قلبی نیز اهمیت داشته باشد.

نتایج یک مطالعه‌ی اخیر نشان می‌داد که درمورد عمل جراحی تعویض دریچه قلب، احتمال بروز یک حادثه‌ی قلبی جدی تا ۵۰۰ روز پس از عمل در افرادی که بعدازظهر تحت این عمل جراحی قرار می‌گرفتند، درمقایسه‌با کسانی که صبح این عمل را انجام می‌دادند، تا ۵۰ درصد کمتر بود. دیگر مطالعات نشان داده‌اند، در میان بیمارانی که درحال بازیابی از یک حمله قلبی یا جراحی قلب هستند، افرادی که بیشتر در معرض نور روز قرار می‌گیرند، نرخ ماندگاری بالاتری دارند و زودتر از بیمارستان مرخص می‌شوند.

مطالعات حیوانی بینش‌هایی را درمورد علت این امر فراهم می‌کند. در یک مطالعه، مارتینو و همکاران موش‌هایی را که دچار حمله‌ی قلبی شده بودند، در معرض چرخه‌های طبیعی یا تاریک نور قرار دادند. آن‌ها تفاوت‌های قابل‌توجهی را در تعداد و انواع سلول‌های ایمنی که به کمک قلب آمده بودند، مقدار بافت زخمی و نرخ ماندگاری مشاهده کردند. احتمال مرگ در اثر جراحت قلبی در موش‌هایی که ریتم شبانه‌روزی آن‌ها دچار اختلال شده بود (همان‌طور که ممکن است طی مدت بستری در بیمارستان اتفاق افتد)، بیشتر بود. در مطالعات بیشتر نشان داده شد که نوع و مقدار سلول‌های سیستم ایمنی که وارد بافت‌های آسیب‌دیده‌ی قلب می‌شوند، بسته به زمانی از روز که در آن جراحت رخ داده باشد، متفاوت است. مارتینو می‌گوید:

در برخی از بخش‌های مراقبت‌های ویژه قلبی هنگام شب از شدت نور کاسته می‌شود که تاحدودی مفید است اما برخی از بیمارستان‌ها اصلا این کار را انجام نمی‌دهند. برای مثال، اگر افراد به بخش اورژانس مراجعه کنند و تختی خالی نباشد، شاید تمام شب را زیر چراغ‌های روشن یا حتی تمام طول شب را در راهرویی روشن سپری کنند. آشکار است که در این وضعیت، خواب و ریتم‌های شبانه‌روزی آن‌ها که طی چند روز اول برای بهبودی بسیار حیاتی است، به‌شدت دچار اختلال می‌شود.

یکی از راه‌های مؤثر برای سازگاری با ریتم‌های شبانه‌روزی بدن این است که زمان جراحی طوری برنامه‌ریزی شود که ازنظر بدن بهترین زمان ممکن باشد. برای جراحی قلب، زمان مورد نظر ممکن است هنگام عصر باشد اما برای دیگر رویه‌های پزشکی، این زمان ممکن است فرق داشته باشد؛ برای مثال، مطالعه‌ی اونیل درباره‌ی بهبودی زخم‌ها نشان می‌دهد که اگر جراحات در طول روز ایجاد شود، کلاژن بیشتری به کمک ترمیم بافت آسیب‌دیده می‌آید. او با تأکید بر این موضوع که کسی تابه‌حال این مسئله را مورد بررسی قرار نداده است، می‌گوید، حدس می‌زند درمورد جراحی زیبایی هرچه به شب نزدیک شویم، بهتر است زیرا در این وضعیت زمان بهبودی طولانی می‌شود و احتمالا زخم‌های کمتری برجای خواهند ماند.

بیمارستان گلوستروپ

راه‌حل دیگر، نصب سیستم‌های نوری انسان‌محوری است که ازنظر شدت نور و رنگ مطابق با ساعات شبانه‌روزی بدن انسان تغییر کند و شرایط محیط طبیعی را شبیه‌سازی کند. پزشکان بیمارستان گلوستروپ در کپنهاک، اثر چنین سیستمی را در بخش توان‌بخشی سکته مورد بررسی قرار داده‌اند. داده‌های فعلی آن‌ها نشان می‌دهد که ریتم‌های شبانه‌روزی بیماران در پاسخ به این سیستم‌های نوری تقویت می‌شود و این بیماران درمقایسه‌با بیمارانی که در بخش دارای نورپردازی معمولی به سر می‌برند، دچار افسردگی و اضطراب کمتری هستند. حتی ممکن است بتوان داروهایی را طراحی کرد که ریتم‌های شبانه‌روزی را در بیماران بیمارستانی تثبیت کنند یا اینکه آن‌ها را به حد تعلیق درآورند تا جراحی در زمان بهینه‌ی بهبودی انجام گیرد. پژوهشگران درحال آزمایش چنین مولکول‌هایی روی حیوانات هستند و نتایج امیدوارکننده‌ای حاصل شده است. مارتینو می‌گوید:

می‌توانم جهانی را تصور کنم که در آن برای درمان بیماری قلبی یک قرص «شبانه‌روزی» را یا در حضور یا در نبود نور می‌خوریم.

نور، خواب و زمان‌بندی؛ مواردی هستند که ما به آن‌ها چندان توجهی نمی‌کنیم ولی همین سه عامل بسیار اساسی، توانایی تغییر مراقبت‌های بهداشتی را دارند.

Let’s block ads! (Why?)

ادامه مطلب

بیوگرافی رابرت نویس، مخترع مدار مجتمع و هم‌بنیان‌گذار اینتل

بیوگرافی رابرت نویس، مخترع مدار مجتمع و هم‌بنیان‌گذار اینتل

رابرت نورتون نویس (Robert Norton Noyce)، فیزیک‌دان آمریکایی و بنیان‌گذار دو شرکت مهم در تاریخ دنیای پردازش بود. او که به شهردار سیلیکون‌ولی معروف بود، ابتدا فیرچایلد سمی‌کانداکتر را در سال ۱۹۵۷ و سپس اینتل را در سال ۱۹۶۸ تأسیس کرد. او به‌عنوان مخترع مدارمجتمع یا ریزپردازنده هم شناخته می‌شود. درواقع نویس را می‌توان پیش‌گام دورانی دانست که انقلاب کامپیوترهای شخصی را به‌همراه داشت و به‌نوعی باعث نام‌گذاری سیلیکون‌ولی شد.

همکاران و دوستان رابرت به او لقب «رابرت سریع» را داده بودند. تام وولف، یکی از نویسنده‌هایی که بیوگرافی نویس را نوشت، رابرت را دارای اثر هاله‌ای معرفی می‌کند. او اعتقاد دارد نویس با چهره‌ای جدی، ظاهری ورزشکار و ذهنیتی خلاق، آگاهی کاملی از روش و برنامه‌های کاری خود داشت. او با همان اثر هاله‌ای دیگران را نیز مجاب به پیروی از رویکرد خود می‌کرد.

شهردار سیلیکون‌ولی لقبی است که به‌خاطر حضور و فعالیت نویس در این منطقه به او داده می‌شود. او در تأسیس دو شرکت از مهم‌ترین شرکت‌های دنیای سیلیکون نقش داشت و سال‌ها پیش از شکل‌گیری نام سیلیکون‌ولی، در آن منطقه فعالیت می‌کرد. نویس از معدود دانشمندان منطقه بود که با پس‌زمینه‌ای کاملا علمی، پایه‌های محکم انقلاب فناوری را بنا کرد.

رابرت نویس / Robert Noyce

تولد و تحصیل

رابرت نویس در ۱۲ دسامبر سال ۱۹۲۷ در برلینگتون آیووا متولد شد. او کودکی خود را در شهرهای متعدد ایالت آیووا گذراند و بیش از همه در شهر کوچک گرینل سکونت داشت. رابرت فرزند سوم خانواده بود و برادرانش دونالد و گریلورد نام داشتند. پدرش رالف بروستر نویس، فارغ‌التحصیل مدرسه‌ی علوم دینی شیکاگو و کشیش کلیسایی در آیووا بود. مادر رابرت، هریت می نورتون نام داشت و در کالج اوبرلین با رالف آشنا شده بود.

رابرت نویس / Robert Noyce

کودکی رابرت نویس

رابرت از کودکی علاقه‌ی زیادی به کارهای خلاقانه و ساخت کاردستی داشت. او در ۱۲ سالگی به کمک برادرش، گریلورد، یک هواپیما ساخت که آن را از روی اصطبل‌های کالش گرینل به پرواز در می‌آوردند. اختراع بعدی او یک رادیو بود که خودش آن را به‌صورت کامل از ابتدا ساخت. سپس رابرت به‌کمک یک پروانه و موتور ماشین لباسشویی قدیمی، یک سورتمه‌ی موتوردار ساخت. مجله‌ی Popular Science از نشریه‌های مورد علاقه‌ی رابرت در کودکی و نوجوانی بود. او با استفاده از تصاویر همین مجله، دفترچه‌ای شبیه به راهنما برای ساخت کشتی، تخت‌خواب، تیزکننده‌ی تیغه‌ی اسکیت، زیلوفون و بسیاری قطعات و تجهیزهای دیگر ساخته بود.

برادران رابرت دانشجویان سخت‌کوش و با استعدادی بودند. آن‌ها رتبه‌ها و نمره‌های خوبی در کالج گرینل کسب کردند که اعتماد به نفس رابرت را نیز در دانشگاه افزایش می‌داد. او پس از دونالد و گریلورد از گرینل فارغ‌التحصیل شد. رابرت از همان سال‌های نوجوانی به دنیای کسب‌وکار وارد شد تا به‌مرور استقلال مالی را بیاموزد. تحویل روزنامه، کار در گل‌فروشی و استخدام در اداره‌ی پست از تجربه‌های متعدد او در جوانی بودند. دانشمند سال‌های بعد سیلیکون‌ولی، حتی قراردادی سالانه با همسایه‌ها داشت تا عملیات برف‌روبی را برای آن‌ها انجام دهد.

پروفسور گرانت گیل، یکی از اساتید رابرت در دانشگاه بود. او فیزیک تدریس می‌کرد و شرکت در کلاس‌هایش، بهانه‌ای برای علاقه‌مند شدن رابرت به فیزیک شد. گیل دو عدد از اولین ترانزیستورهای ساخته‌شده در بل لبز را در اختیار داشت. نمایش همین ترانزیستورها در کلاس دانشگاه، نویس را بیش‌ازپیش به مفهوم فیزیک و پردازش جذب کرد.

رابرت نویس / Robert Noyce

دوران دانشگاه رابرت نویس بدون چالش و مشکل نبود. او به‌خاطر برخی رفتارهای خارج از قانون در سال آخر از دانشگاه و حتی شهر گرینل اخراج شد و تصمیم گرفت تا در یک شرکت بیمه در منهتن مشغول به کار شود. البته جوان آمریکایی پس از یک سال مجددا به زادگاهش بازگشت و در دو رشته‌ی ریاضی و فیزیک از دانشگاه گرینل فارغ‌التحصیل شد. او پس از فارغ‌التحصیلی تصمیم به عضویت در نیروی هوایی ارتش گرفت، اما به‌خاطر کوررنگی از آن مسیر دور شد. رابرت همان زمان تصمیم گرفت تا به‌صورت کامل از فعالیت‌های نظامی دور شود. درنهایت، استادش گیل به او پیشنهاد داد تا برای ادامه‌ی تحصیل در MIT در مقطع دکترا اقدام کند که نویس پیشنهاد را پذیرفت.

تحصیل در MIT هزینه‌ی بالایی داشت و خانواده‌ی نویس توانایی پرداخت هزینه‌ها را نداشتند. به‌‌هرحال او تلاش بسیاری انجام داد تا دپارتمان فیزیک دانشگاه را نسبت به علاقه و مهارت خود جذب کند و درنهایت موفق به دریافت بورسیه‌ی تحقیقاتی شد. بورسیه‌ی او نه‌تنها هزینه‌های تحصیل را پوشش داد، بلکه ماهانه ۱۲۲/۵ دلار نیز به رابرت پرداخت می‌کرد.

اولین تجربه‌ی کاری همراه‌با تحقیق رابرت نویس در سال ۱۹۵۳ محقق شد. او در حال کار روی تز پایان‌نامه‌ی خود بود که با موضوع اندازه‌گیری حضور الکترون‌ها در سطح کوارتز و منیزیم اکسید انجام می‌شد. در همین حین، دانش و مهارت‌های نویس مدیران بل لبز را به او علاقه‌مند کرد و پیشنهاد تحقیق در این مؤسسه با حقوق ۷،۵۰۰ دلاری به او رسید. IBM نیز پیشنهادی مشابه و البته با حقوق ۷،۳۰۰ دلار به او پیشنهاد داد. رابرت هر دو پیشنهاد را رد کرد و به شرکت Philco پیوست.

رابرت نویس / Robert Noyce

فیلکو شرکتی حاضر در فیلادلفیا بود که در حوزه‌ی ساخت رادیو و تلویزیون فعالیت می‌کرد. آن‌ها حقوق ۶،۹۰۰ دلار به رابرت پیشنهاد داده بودند. او دو سال در فیلکو به ساخت ترانزیستور مشغول بود تا اینکه در سال ۱۹۵۶ با پیشنهادی از سوی یکی از مخترعان ترانزیستور یعنی ویلیام شاکلی روبه‌رو شد. او از نویس می‌خواست تا در شرکتش به‌نام شاکلی سمی‌کانداکتر در کالیفرنیا مشغول به کار شود.

ورود به دنیای ترانزیستوری

نویس همیشه آرزو داشت تا با شاکلی معروف کار کند. او به‌سرعت پیشنهاد مخترع ترانزیستور را پذیرفت و به پالو آلتو کالیفرنیا رفت. نویس به‌قدری از پیشنهاد شاکلی شگفت‌زده بود که حتی پیش از مصاحبه‌ی استخدامی، خانه‌ای در پالو آلتو اجاره کرد. او در شرکت جدید علاوه بر استعدادهای بی‌شمار فنی، توانایی‌های مدیریتی و رهبری تیم خود را به نمایش گذاشت. در تابستان سال ۱۹۵۶، نویس دستاورد مهمی در تحقیقات نظری خود به‌ دست آورد؛ او مفهوم Tunneling را در مکانیک کوانتومی بررسی کرد و به این نتیجه رسید که این مفهوم با یک اتصال ساده‌ی مثبت-منفی قابل نمایش خواهد بود. مفهوم مذکور تا آن زمان تنها به‌صورت نظری مطرح شده بود.

رابرت نویس / Robert Noyce

دفتر شرکت شاکلی

کار در کنار شاکلی بهترین فرصت نویس برای ورود به دنیای ترانزیستور بود

شاکلی اولین فردی بود که نتیجه‌ی آزمایش‌های نویس را مشاهده کرد و البته بازخورد مثبتی نسبت به آن‌ها نداشت. او ارزش زیادی برای تحقیق رابرت قائل نشد و درنتیجه تحقیقات متوقف شدند. در ژانویه‌ی سال ۱۹۵۸ و ۱۷ ماه پس از ارائه‌ی نتایج آزمایش از سوی نویس، دانشمندی ژاپنی به‌نام لئو ایزاکی، مقاله‌ای در مجله‌ی مشهور Physical Review منتشر کرد که همان مفاهیم نویس را به‌نام دیود مقاومت منفی شرح می‌داد.

مقاله‌ی ایزاکی بازخوردهای بسیار قوی در دنیای الکترونیک داشت. نویس از نتایج انتشار مقاله‌ی دانشمند ژاپنی و همچنین اشتباه خود در عدم پیگیری تحقیقات اولیه، بسیار سرخورده شد. او بعدها به دوستش گوردون مور گفته بود: «اگر تنها یک قدم بیشتر پیش می‌رفتم، قطعا به نتیجه می‌رسیدم.» لئو ایزاکی درنهایت در سال ۱۹۷۳ جایزه‌ی نوبل فیزیک را به‌خاطر همان دستاورد دیود مقاومت منفی به‌صورت مشترک دریافت کرد.

ویلیام شاکلی

ویلیام شاکلی

مقاله‌های مرتبط:

دیدگاه‌های علمی نویس و شاکلی پس از گذشت مدتی با هم تداخل و چالش پیدا کرد. دراین‌میان هفت نفر از محققان جوان شرکت شاکلی (ازجمله گوردون مور) تصمیم به ترک شرکت گرفتند. آن‌ها به‌دنبال مدیری برای کسب‌وکار جدید خود بودند و همگی روی نویس به توافق رسیدند. او رهبری فنی با اعتمادبه‌نفس بالا بود که نیازهای گروه جوان را در بخش مدیریت برطرف می‌کرد. درنهایت نویس به عضو هشتم گروه تبدیل شد و شرکت شاکلی را در سال ۱۹۵۷ ترک کرد.

هشت مهندسی که شرکت شاکلی را ترک کرده بودند، فیرچایلد سمی‌کانداکتر را تأسیس کردند. شرمن فیرچایلد، بزرگ‌ترین سهام‌دار IBM سرمایه‌ی اولیه‌ی شرکت را تأمین کرده بود. درواقع آن‌ هشت نفر نه به شخصی فیرچالید، بلکه به شرکت Fairchild Camera and Instrument پیشنهاد تأسیس کسب‌وکاری جدید داده بودند. درنهایت شرکت در سانتا کلارا کار خود را شروع کرد.

مدیریت کل شرکت فیرچایلد، اولین پیشنهاد مهندسان جوان به رابرت نویس بود. منتهی او فعالیت در بخش تحقیق و توسعه را ترجیح می‌داد. شرکت جدید در ابتدای فعالیت موفقیت‌های مناسبی را تجربه کرد. در آن سال‌ها اکثر بازیگران جدید دنیای نیمه‌هادی با شکست روبه‌رو می‌شدند و فیرچایلد یک استثنا بود.

فیرچایلد

مرکز تولید فیرچایلد سمی‌کانداکتر

فعالیت در فیرچایلد را می‌توان دوران طلایی تحقیقات و دستاوردهای علمی رابرت نویس دانست. هفت عدد از ۱۷ پتنت او در ۱۸ ماه اولیه تأسیس فیرچایلد ثبت شد. از مهم‌ترین آن‌ها نیز می‌توان به پتنت مدار مجتمع (Integrated Circuit) اشاره کرد. در سال ۱۹۵۸، جین هورنی، یکی از بنیان‌گذارهای فیرچایلد طرحی برای اضافه کردن یک لایه اکسید سیلیکون روی ترانزیستور ارائه کرد که به‌عنوان عایقی برای گردوخاک و دیگر آلودگی‌ها محسوب می‌شد.

مهم‌ترین دستاوردهای نویس در فیرچایلد رقم خوردند

نویس با توجه به طرح هورنی توانست اختراع انقلابی خود را ثبت کند. در آن زمان شرکت فیرچالید ترانزیستور و دیگر قطعات الکترونیکی را روی ویفرهای سیلیکونی تولید می‌کرد. سپس قطعات از ویفر سیلیکونی جدا شده و قطعات اضافه با سیم به هم متصل می‌شدند. با افزایش اتصال‌ها لحیم‌کاری در فضای کوچک قطعات برای مهندسان و تکنیسن‌ها دشوار می‌شد. نویس نتیجه گرفت که جداکردن ویفر سیلیکونی فرایندی اضافه در تولید قطعات است. سپس متوجه شد که می‌توان کل یک مدار را با تمامی ترانزیستورها، مقاومت‌ها و قطعات دیگر روی یک ویفر سیلیکونی ساخت. به‌بیان دیگر، او مدار مجتمع یا IC را اختراع کرده بود.

جک کلبی، دیگر دانشمند الکترونیک محسوب می‌شد که هم‌زمان با نویس موفق به توسعه‌ی روش تولید مدار مجتمع شده بود. او در تگزاس اینسترومنتس کار می‌کرد و پتنت‌های متعددی هم در این حوزه به نام خود ثبت کرد. به‌هرحال نویس دید بلندمدت‌تری نسبت به کلبی داشت. هر دو نفر به‌صورت مستقل به‌عنوان مخترعان مدار مجتمع شناخته می‌شوند، اما نویس با ارائه‌ی روش پیاده‌سازی سیم‌‌های اتصال روی خود سیلیکون پایه، توانست پتنتی مهم‌تر را برای شرکتش به‌همراه بیاورد. به‌هرحال هر دوی این دانشمندان با ثبت پتنت‌های مرتبط با IC، ثروتمند شدند.

رابرت نویس / Robert Noyce

مدار مجتمع جک کلبی

نویس در سال ۱۹۵۹ با وجود انجام وظایف مدیریتی متعدد، درنهایت به مدیر کل فیرچایلد هم تبدیل شد. او مدیری غیرمعمول به‌نظر می‌رسید و اتمسفری راحت‌تر را در شرکت ترجیح می‌داد. رابرت نویس به‌عنوان مدیر کل، ارتباط نزدیکی با کارمندان داشت. او نظرات متعدد را می‌شنید و حتی از زندگی شخصی افراد زیردستش اطلاع کسب می‌کرد.

سال ۱۹۶۸ فیرچالید به یکی از غول‌های دنیای نیمه‌هادی تبدیل شده بود. آن‌ها ده هزار کارمند داشتند و ۸۰ درصد از نیاز بازار دنیای کامپیوتر در حوزه‌ی مدارهای مجتمع را تأمین می‌کردند. به‌هرحال شرایط داخلی شرکت مناسب نبود و نویس به‌همراه دوست قدیمی‌اش، مور، تصمیم به ترک فیرچایلد و تأسیس شرکت اختصاصی خود گرفتند. مهارت‌های نویس تا آن زمان به‌‌اندازه‌ی کافی به بلوغ رسیده بود. او فردی با خلاقیت و مهارت فنی بالا محسوب می‌شد و خصوصا برای مدیریت تیم تحقیق و توسعه عالی بود. درمقابل، توانایی نویس برای مدیریت کل یک شرکت بزرگ و چندوجهی کافی نبود.

رابرت نویس / Robert Noyce

مدار مجتمع نویس

تولد غولی به‌نام اینتل

مقاله‌های مرتبط:

نویس و مور در ژوئیه سال ۱۹۶۸ شرکت خود را به‌صورت رسمی به‌نام NM Electronics تأسیس کردند که به‌سرعت به اینتل تغییرنام داد. اندرو گروو، مهندس دیگر فیرچایلد بود که به نویس و مورد ملحق شد. اینتل در سال ۱۹۷۱ اولین ریزپردازنده‌ی جهان را معرفی کرد که فرایندهای ذخیره‌سازی و پردازش اطلاعات را به‌صورت هم‌زمان روی یک تراشه‌ی سیلیکونی پیاده کرده بود. اینتل به‌سرعت به پیش‌گام تولید تراشه‌های ریزپردازنده در جهان تبدیل شد.

نویس تا سال ۱۹۷۵ به‌عنوان مدیر کل اینتل مشغول به کار بود. سپس به‌عنوان رئیس هیئت‌مدیره انتخاب شد و تا سال ۱۹۷۸ در آن شغل باقی ماند. مقصد بعدی نویس پس از ترک اینتل، Semiconductor Industry Association بود که در آنجا هم به‌عنوان رئیس هیئت‌مدیره مشغول به کار شد. بنیاد SIA به‌صورت متمرکز بر چالش‌های اقتصادی صنعت نیمه‌هادی آمریکا تأسیس شد. هدف اصلی آن‌ها، تحلیل و پیشبرد سیاست‌های راهبردی صنعت و از همه مهم‌تر، آمادگی برای رقابت با فعالان خارجی بود.

رابرت نویس / Robert Noyce

هشت مهندسی که فیرچایلد را تأسیس کردند

نویس در نقش رئیس هیئت‌مدیره‌ی SIA، نقش مهمی در ارتباط صنعت نیمه‌هادی با دولت داشت. او Sematech را به‌عنوان کنسرسیوم مشترک صنعت و دولت تأسیس کرد که با وجود تداخل‌های گاه و بی‌گاه در اهداف سازمان‌های تشکیل‌دهنده، متمرکز بر حفظ صنعت نیمه‌هادی به‌عنوان صنعتی داخلی در آمریکا بود. او تا زمان مرگ به‌عنوان مدیرعامل Sematech فعالیت می‌کرد.

زندگی شخصی و مرگ

رابرت نویس در سال ۱۹۵۳ با الیزابت باتملی ازدواج کرد. آن‌ها در لوس‌آلتوس کالیفرنیا ساکن شدند و ثمره‌ی ازدواجشان چهار فرزند به‌نام‌های ویلیا، پندرد، پریسیلا و مارگارت بود. الیزابت عاشق منطقه‌ی نیوانگلند بود و به‌همین دلیل، آن‌ها زمینی ۲۰ هکتاری را در برمن‌ماین به‌عنوان اقامت‌گاه تابستانی خریداری کردند که الیزابت و فرزندان، تعطیلات تابستانی را در آنجا می‌گذراندند. رابرت در دوران استراحت تابستانی به بازدید کودکان و همسرش می‌رفت، اما فعالیت در اینتل را هیچ‌گاه متوقف نمی‌کرد. درنهایت رابرت و الیزابت در سال ۱۹۷۴ از یکدیگر جدا شدند.

رابرت نویس / Robert Noyce

مهندسان فیرچایلد

نویس در نوامبر ۱۹۷۴ با آن اشملتز باورز ازدواج کرد. باورز فارف‌التحصیل دانشگاه کورنل بوده و مدرک دکترای خود را نیز از دانشگاه سانتا کلارا دریافت کرده بود. او به‌مدت ۲۰ سال در هیئت معتمدان دانشگاه سانتا کلارا حضور داشت. همسر دوم نویس، اولین مدیر واحد منابع انسانی در اینتل بود و بعدها به‌عنوان اولین معاون ارشد منابع انسانی در اپل مشغول به کار شد. او عضو هیئت‌مدیره و هیئت معتمدان بنیاد خیریه‌ی نویس بود. این بنیاد در سال ۱۹۹۰ توسط خانواده‌ی نویس راه‌اندازی شده و با هدف بهبود آموزش عمومی و ریاضیات فعالیت می‌‌کرد که در سال ۲۰۱۵، فعالیت‌هایش متوقف شد.

رابرت نویس / Robert Noyce

بنیان‌گذاران اینتل

مخترع ریزپردازنده در زندگی همیشه فردی فعال بود. تفریح او شامل خواندن کتاب‌های همینگوی، پرواز با هواپیمای شخصی، موج‌سواری و فعالیت‌های مشابه می‌شد. رابرت نویس اعتقاد داشت، دنیای میکروالکترونیک روز‌به‌روز پیچیده‌تر خواهد شد و دنیایی غرق در فناوری انتظار بشر را می‌کشد؛ به‌همین دلیل او عقیده داشت که تحصیلات رایگان باید در اختیار همه‌ی افراد جامعه قرار بگیرد.

رابرت نویش در سوم ژوئن سال ۱۹۹۰ در خانه‌ی خود دچار حمله‌ی قلبی شد. او چند روز بعد در مرکز پزشکی ستون در آستین تگزاس از دنیا رفت.

رابرت نویس / Robert Noyce

در کنار گوردون مور روبه‌روی ساختمان اینتل

جوایز و افتخارها

همان‌طور که گفته شد، رابرت نویس یکی از مخترعان مدار مجتمع محسوب می‌شود. پتنت ۲،۹۸۱،۸۷۷ در آمریکا به‌خاطر همین اختراع به‌نام رابرت نویس ثبت شد. البته جک کلبی هم از مخترعان IC بود که افتخار اختراع مدار مجتمع را به‌صورت مشترک با نویس یدک می‌کشد. به‌هرحال نویس به‌خاطر همین دستاورد و تأثیر جهانی آن، از سه رئیس‌جمهور آمریکا مدال و نشان افتخار دریافت کرد.

رونالد ریگان در سال ۱۹۸۷ مدال افتخار ملی فناوری را به نویس اهدا کرد. دو سال بعد، او به تالار افتخار کسب‌وکار آمریکا راه یافت و رئیس‌جمهور بعدی آمریکا، جورج اچ دبلیو بوش در مراسم اهدای جایزه حضور داشت. در سال ۱۹۹۰، نویس به‌همراه کلبی و جان باردین مخترع ترانزیستور، مدال افتخار دستاورد یک عمر فعالیت علمی را در جشن دوسالانه‌ی پتنت آمریکا دریافت کرد.

در سال ۱۹۶۶، مدال استوارت بالانتین مؤسسه‌ی فرانکلین به رابرت نویس اهدا شد. جایزه‌ی بعدی، مدال افتخار مؤسسه‌ی IEEE در سال ۱۹۷۸ بود که به‌خاطر «نقش اساسی در معرفی مدار مجتمع سیلیکونی به‌عنوان سنگ بنایی در الکترونیک مدرن» به او اهدا شد. پس از آن مدال ملی علوم در سال ۱۹۷۹ به نویس رسید. از افتخارهای دیگر می‌توان به عضویت در آکادمی هنر و علوم آمریکا در سال ۱۹۸۰ و جایزه‌ی چارلز استارک درپر آکادمی ملی مهندسی در سال ۱۹۸۹ اشاره کرد. 

Let’s block ads! (Why?)

ادامه مطلب