نمذجة العملية السيميائية في جهاز المناعة

يشير علماء الاجتماع إلى ضرورة دراسة نمذجة عملية سيميائية في جهاز المناعة والإغلاق السيميائي في الأنظمة الخلوية.

نمذجة العملية السيميائية في جهاز المناعة

أصبحت الإشارات في العقد الماضي مفهومًا مركزيًا في الفكر البيولوجي، وهذا يبدو تماماً طبيعي عندما يتم التفكير في علم الأحياء السيميائي كعلم إعلامي، كما يقترح علماء بيولوجيا الأنظمة الآن تم تصور علم الأحياء السيميائي بشكل متزايد باعتباره علم الاتصالات والمعلومات، على الرغم من إنه ليس من الواضح على الإطلاق ما هو المقصود بالمعلومات في علم الأحياء السيميائي، فمن الواضح الآن أن المعلومات البيولوجية تعمل في تراتبية متعددة المستويات، حيث تكون شبكات التفاعلات المعقدة بين المكونات هي القاعدة.

وبالتالي فإنه يتطلب فهم بنية وديناميكيات الكيانات والعمليات في الأنظمة الحية ذلك تقع في شبكات ومسارات إعلامية معقدة، علاوة على ذلك المعيشة يجب أن تتواصل الأنظمة مع بعضها البعض باستمرار، وأن تستجيب أيضًا للإشارات من البيئة بطرق منتظمة، ويُعتقد أن البيوسيميولوجيا لتشارلز بيرس يمكن أن تلعب دورًا مهمًا في هذه الموجة الجديدة للبحث البيولوجي، ومن خلال تقديم أدوات مفاهيمية ومنهجية جديدة لبناء نماذج للعمليات الإعلامية والتواصلية في النظم الحية، يمكن اعتبار مفهوم المعلومات مشكلة مفتوحة في علم الأحياء السيميائي، نظرًا لأن هذا العلم يفتقر إلى تفسير دلالي وعملي للمعلومات في النظم الحية.

ويُعتقد إنه من العدل طرح مشكلة مماثلة فيما يتعلق بالإشارة، لأنها قد تكون كذلك حاليًا يعتبر أكثر من مجرد استعارة، لأنه لا يكتسب معناها من نظرية واضحة كإطار عمل يشرح كيفية إنتاج الإشارات وتوصيلها ومعالجتها وتفسيرها بواسطة الأنظمة الحية، وصحيح أن هناك حسابات مفصلة للعديد من مسارات وشبكات الإشارات، بما في ذلك العديد من الجزيئات المشاركة في مسارات الإشارات داخل الخلايا، هذه الصورة المعقدة بشكل متزايد أدت لأحداث الإشارات في الأنظمة الخلوية إلى ظهور قواعد البيانات والمخططات الجدارية التي تظهر عدة مسارات وشبكات الإشارات داخل الخلايا في الخلايا المناعية.

ومع ذلك كما يتم الحصول عليه المزيد والمزيد من المعلومات حول مسارات الإشارات، فإن المرء يواجه خطرًا متزايدًا يتمثل في فقدان البصر والجوانب التنظيمية والوظيفية وكذلك السيميائية المشتركة في هذه المسارات، ولبناء فهم نظري سليم للإشارة يحتاج المرء إلى فهم كيف يمكن للجزيئات أن تعمل كإشارات، وبالتالي تعني شيئًا آخر للخلية غير مجرد الجزيئات الموجودة في حد ذاتها، وكيف يمكن أن تكون الجزيئات العلامات التي تشير إلى شيء آخر، على سبيل المثال خلية مصابة بالفيروس أو فريسة أو حالة داخلية لكائن حي.

ووجهة النظر هي أن النماذج السيميائية مطلوبة للجانب المرجعي لعملية التشوير للاستيعاب، وفي هذه الدراسة يتم مناقشة نموذجًا سيميائيًا لمسارات الإشارة المشاركة في تنشيط الخلايا البائية من أجل إثبات هذا الرأي.

الإغلاق السيميائي في الأنظمة الخلوية

الإغلاق السيميائي في الأنظمة الخلوية وضرورة إرسال الإشارات استنادًا إلى توصيف الأنظمة الحية كأجهزة قياس، ويجادل السير باتي عام 1982 في أنها بحاجة إلى المرجعية الذاتية، ويقترح أن النظام يجب أن يكون له وظيفة، وإذا كان مؤهلًا ليكون مقياسًا الجهاز، ويضيف أن المفهوم الأكثر بدائية للوظيفة يعني تحسين لياقة الكائن الحي، فعندما يعمل النظام الحي كجهاز قياس يقوم في نفس الوقت بإنشاء قطع معرفية تفصل نفسها كمراقب عن بيئته، ومن ثم كما يقول السير هوفماير فإن القياس والمراقب هما مفاهيم معرفية وعلى هذا النحو يفترضان مسبقًا على الأقل منظمة يمكنها بناء جهاز القياس واستخدام النتائج من أجل بقائه.

وهذا هو ما أطلقه السير باتي على مبدأ الإغلاق السيميائي أو الدلالي، وهي خاصية حيوية تؤكد على البعد الذاتي للمعيشة ويقبلها العديد من الباحثين كشرط ضروري للتمييز بين الأنظمة الحية وغير الحية، ولكن كيف يمكن إضفاء الشرعية على خاصية الإغلاق الدلالية وكيف ترتبط بمفهوم الإشارة؟ في الواقع لا يمكن لخاصية الإغلاق الدلالي والقطع الدلالي الناتج أن يبررا الأصل وتطور الحياة، فإن الإغلاق الدلالي يعني الفصل بين النظام وبيئته، والمشكلة أن هذا الفصل يجب أن ينشأ من الداخل النظام، بدلاً من أن يفترضه مراقب، لذلك قرر اتباع موقف لا قطع.

والذي يرى ظهور الحياة كتجسيد لميول أكثر عمومية تميز العالم، ومن ثم فقد جادل لصالح عملية تشكيل عدم التناسق من خلال إغلاق الغشاء كمفتاح لنظرية أصل الحياة، أو الموضوع لأي نظام حي، وفي الواقع لا يمكن تطوير خاصية الإغلاق الدلالية بدون غشاء مغلق يفصل العالم إلى جزأين غير متكافئين: جزء داخلي وآخر خارجي، كما يقول السير هوفماير لا ينبغي لأحد أن ينسى أن عدم التناسق بين الكائن الحي والبيئة هو عدم تناسق بينهما فالأغشية مستبعدة من الخارج وداخلها مستبعد، وفي البداية هذا التباين له طبيعة مكانية أو طوبولوجية.

ومن ثم فإن الإغلاق من خلال تشكيل الغشاء والذي يحدث في بعض الأحيان يشار إليه باسم الإغلاق الطوبولوجي، ويعمل كطريقة لتقليل أو تصفية تنوع البيئة من خلال الإشارة إلى مساحة خارجية معينة يمكن استيعابها داخليًا، وأيضًا كمؤشر على الجزء الداخلي من النظام الذي يمكن تلخيصه، ويكون امتدادًا للنظام في البيئة، ومن هذا المنظور ينبغي للمرء أن ينظر لأصل التفاعل بين النظام وبيئته ولا ينفصل عن أصل كليهما النظام المعني والبيئة، لذلك قد يُعتبر بأمان أن سبب العيش تم اختيار الأنظمة لاستخدام الإشارات ويكمن في الحدث الذي حدث في لحظة معينة من تطورها وحصلت على غشاء يفصل وسطه الداخلي عن البيئة الخارجية.

والسؤال المهم الذي يجب الإجابة عليه في هذه المرحلة هو ما الفرق بين طريقة الأنظمة مغلقة بأغشية، وتظهر خاصية الإغلاق الدلالي وتتفاعل مع بيئاتها، والطريقة التي تتفاعل بها الأنظمة الأخرى غير المراقبة مع ظروفها، فلماذا لا يمكن نمذجة كل هذه التفاعلات، بغض النظر عما إذا كان يتم التحدث عن أنظمة حية أم لا كمجرد تفاعلات فيزيائية مفهومة بدون باقي من خلال نمذجة الأحداث الجزيئية التي تشكل عملية تأشير، والوضع يبدو إنه أكثر تعقيدًا، فما هو إغلاق النظام من خلال غشاء شبه منفذ يسمح للنظام بتطوير منظمة ديناميكية مغلقة.

حيث توجد قيود على دعمها وتكتسب البنية طبيعة إعلامية ضمن سياق مرجعي ذاتي وعودي، ويجادل السير مورينو أن هذه العملية الديناميكية تؤدي إلى الإغلاق الدلالي للنظام الحي بمعنى ما يفسر استقلاله الجزئي عن الرقابة البيئية الخارجية، ومن ثم في هذه الحالة لا ينبغي الحديث عن مجرد تفاعل على أساس الخصائص الفيزيائية، بل على التواصل بين النظام وبيئته، ونظرًا لأن عدم التماثل بين النظام وبيئته أمر حيوي لتصبح في السابق كيانًا حيًا وحسابات غشاء للحفاظ على هذا التباين، إذن التفاعل كله يحدث من خلال الأغشية.

وعلى وجه الخصوص فإن الاتصال المذكور مثل كل اتصال بين الأنظمة الحية، ليس فقط إعلاميًا ولكن أيضًا تفسيري البعد، الذي ينشأ من حلقات المرجع الآخر حيث أصبح ممكنًا من خلال الطوبولوجي والإغلاق من خلال تشكيل الغشاء في المرجع الذاتي، ويدعو علماء الاجتماع لتشكيل رابط التغذية الراجعة هذا إلى إغلاق سيميائي، كما يجادل بأن هذه خطوة حاسمة بالنسبة للنظام لفهم بيئتها فهو مهم حقًا للنظام نفسه، وبالتالي يجب اعتبار الغشاء بمثابة واجهة ديناميكية بين نظام حي وبيئته، ويشير إلى إنه العملية الرئيسية في هذه الواجهة.