تاثیر زندگی مدرن بر استخوان‌های انسان

همه‌چیز با یک بز شروع شد. این حیوان بیچاره در بهار سال ۱۹۳۹ در هلند متولد شد و دورنمای خوبی نداشت. او در بخش اندام‌های حرکتی خود دچار ناهنجاری‌های متعددی بود، به‌طوری‌که راه رفتن روی چهار پا برایش غیرممکن شده بود. وقتی سه ماهش شد، این بز کوچک از سوی مؤسسه‌ای دامپزشکی پذیرفته و به علفزاری انتقال داده شد. آنجا بود که این حیوان روشی عجیب برای حرکت در اطراف اختراع کرد. او با کشیدن پاهای عقب خود به جلو، خود رابه حالت نیمه‌ایستاده روی پاهای عقبی قرار می‌داد و می‌پرید. نتیجه‌ی تنهایی، چیزی مثل پرش یک کانگورو بود. متاسفانه این بز شجاع، مدت کمی پس از تولد یک سالگیش در تصادفی مرد. اما یک شگفتی در اسکلت او نهان بود.

دانشمندان برای قرن‌ها تصور می‌کردند که استخوان‌های ما ثابت بوده و در یک مسیر پیش‌بینی‌پذیر و براساس دستورالعمل‌های به‌ارث‌رسیده از والدین ما رشد می‌کنند. ولی وقتی یک آناتومیست هلندی، اسکلت این بز را مورد بررسی قرار داد، دریافت که او در حال سازگاری بوده است. استخوان‌های لگن و پاهای او ضخیم‌تر از حالت مورد انتظار بود و استخوان‌هایی که در قسمت مچ پای او قرار گرفته بودند، دچار کشیدگی شده بودند. درنهایت انگشتان و لگن او به‌طور غیرعادی زاویه‌دار شده بود تا بتواند موقعیت ایستاده‌ی حیوان را امکان‌پذیر کنند. اسکلت بز مانند حیواناتی شده بود که می‌پرند.

امروزه این یک واقعیت ثابت‌شده است که استخوان‌ها به‌طور شگفت‌آوری انعطاف‌پذیر هستند. بقایای کاملا سفید استخوانی در موزه‌ها شاید به‌نظر محکم و بی‌جان برسند اما استخوان‌های زیر گوشت ما بسیار زنده هستند، آن‌ها درواقع صورتی‌رنگ و سرشار از رگ‌های خونی هستند و به‌طور مداوم تجزیه و بازسازی می‌شوند. بنابراین اگرچه اسکلت هر فردی براساس الگویی که در DNA او نهفته است، توسعه پیدا می‌کند، ولی در عین حال این اسکلت درجهتی طراحی می‌شود که بتواند با استرس‌های منحصر‌به‌فرد زندگی فرد کنار آید.

این یافته‌ها منجر به پیدایش یک شاخه‌ی علمی شناخته‌شده با عنوان بیوگرافی استخوانی شده است. در این حوزه، از اطلاعات هر اسکلت برای پی بردن به نحوه‌ی زندگی صاحبش استفاده می‌شود. این امر متکی بر این واقعیت است که داشتن توانایی‌های خاصی مانند راه رفتن روی دو پا نشانه‌های آشکاری روی اسکلت بر جای می‌گذارد.

نتایج مطالعات اخیر نشان داده است که برخی افرد دارای یک زائده‌ی استخوانی تیز در بخش پشتی جمجمه‌ی خود هستند. علاوه‌براین، آرواره‌های ما در حال کوچک‌تر شدن هستند و نیز نتایج یک مطالعه نشان می‌دهد که آرنج نوجوانان آلمانی باریک‌تر از همیشه شده است. همه‌ی این موارد نشان‌دهنده‌ی این موضوع هستند که زندگی مدرن روی استخوان‌های ما تاثیر می‌گذارد.

برای کسب بینشی درمورد عملکرد بیوگرافی استخوانی، داستان اسرارآمیز مردان قوی گوآم و جزایر ماریانا را درنظر بگیرید. این داستان با کشف اسکلت بزرگ یک مرد در سال ۱۹۲۴ در جزیره‌ای در تینیان آغاز شد که در فاصله‌ی ۲۵۶۰ کیلومتری شرق فیلیپین در اقیانوس آرام قرار دارد. طبق برآورد دانشمندان، این بقایا مربوط‌به قرن ۱۶ یا ۱۷ بود. جمجمه، استخوان‌های بازو، ترقوه و استخوان‌های بخش پایین پای او حاکی از این بود که او بسیار قدرتمند و به‌طور غیرعادی بلندقامت بوده است. این یافته به‌خوبی با افسانه‌های محلی درمورد مردان قوی باستانی که قادر بودند کارهای فیزیکی خارق‌العاده‌ای انجام دهند، سازگار بود. باستان‌شناسان او را تائوتائو تاگا (مرد تاگا) نامیدند. تاگا نام رئیس افسانه‌ای معروف جزیره بود که به‌خاطر قدرت فوق انسانی خود معروف بود.

وقتی گورهای دیگری کشف شد، این مسئله آشکار شد که اسکلت اولی غیرعادی نبوده است؛ درحقیقت تینیان و جزایر اطراف، منزلگاه نژادی از مردان فوق‌العاده قوی بوده‌اند. اما آن‌ها قدرت خود را از کجا آورده بودند؟

اگر در آینده همین تکنیک‌ها استفاده شود تا اطلاعاتی درمورد نحوه‌ی زندگی مردم در سال ۲۰۱۹ فراهم شود، دانشمندان تغییراتی را در اسکلت ما مشخص خواهند کرد که بازتاب‌دهنده‌ی سبک زندگی مدرن ما است. دیوید شاهار، دانشمند دانشگاه سان شاین کوست استرالیا می‌گوید:

من ۲۰ سال است که پزشک هستم و فقط طی دهه‌ی گذشته متوجه شده‌ام که بسیاری از بیماران من این زائده را روی جمجمه‌ی خود دارند.

این زائده‌ی میخ‌مانند که با نام «برجستگی بیرونی پس‌سری» نیز شناخته می‌شود، در بخش تحتانی پشت جمجمه و درست بالای گردن دیده می‌شود. اگر شما نیز آن را داشته باشید، احتمالا می‌توانید آن را با انگشتان خود حس کنید یا اگر بدون مو هستید، ممکن است این زائده در پشت جمجمه قابل دیدن باشد. تا همین اواخر تصور می‌شد که این زائده بسیار کمیاب باشد. در سال ۱۸۸۵ زمانی‌که این زائده برای نخستین بار مورد بررسی قرار گرفت، پیر بروکا، دانشمند مشهور فرانسوی درمورد نام‌گذاری آن نیز شاکی بود. او علاقه‌ای به آن نداشت زیرا در نمونه‌های بی‌شماری که بررسی کرده بود، اصلا چنین چیزی را ندیده بود.

اما شاهار احساس می‌کرد چیزی وجود دارد. او تصمیم گرفت این مسئله را بررسی کند. او همراه‌با همکارانش بیش از هزار تصویر اشعه ایکس جمجمه‌ی افراد ۱۸ تا ۸۶ سال را مورد بررسی قرار داد. آن‌ها هرگونه برجستگی را بررسی کردند و وضعیت قامت هرکدام از شرکت‌کنندگان را نیز درنظر گرفتند. چیزی که این دانشمندان پیدا کردند، قابل‌توجه بود. این برجستگی نسبت‌به انتظار آن‌ها فراوان‌تر بود و نیز در میان گروه سنی جوان‌تر فراوانی بالاتری داشت: از هر ۴ نفر در گروه سنی ۱۸ تا ۳۰ سال، یک نفر این زائده را داشت. علت چه می‌تواند باشد؟ آیا باید نگران باشیم؟

شاهار تصور می‌کند که فراوانی این برجستگی مربوط‌به تکنولوژی‌های مدرن به‌خصوص اعتیاد ما به تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها است. اینکه ما قوز کرده، گردنمان را دراز می‌کنیم و سر خود را به‌سمت جلو می‌گیریم، مشکل‌ساز است زیرا میانگین وزن سر حدود ۴/۵ کیلوگرم است. وقتی که ما به‌صورت عمودی می‌نشینیم، این شی سنگین با ظرافت روی ستون فقرات در حالت تعادل قرار می‌گیرد. اما وقتی خم می‌شویم تا با دقت مطالب موجود در رسانه‌های اجتماعی را ببینیم، گردن ما باید تقلا کند تا این وزنه را سر جای درست خود نگه دارد. پزشکان به درد حاصل از این موضوع «گردن پیامکی» یا «درد ناشی از کار با تلفن همراه و فرستادن پیامک» می‌گویند. شاهار فکر می‌کند که برجستگی‌ها به این خاطر شکل می‌گیرند که موقعیت خمیده، فشار اضافه‌ای در محل اتصال عضلات گردن به جمجمه اعمال می‌کند و بدن با ایجاد لایه‌های اضافی از استخوان دربرابر این فشار پاسخ می‌دهد. این امر به جمجمه کمک می‌کند که ازطریق پخش کردن وزن روی منطقه‌ی وسیع‌تری با این فشار اضافی مقابله کند.

البته این موقعیت‌های بد در قرن ۲۱ اختراع نشدند بلکه انسان همیشه چیزی پیدا کرده است که روی آن خم شود. اما سؤال این‌جا است که چرا وقتی با کتاب سروکار داشتیم، چنین برجستگی ایجاد نشد؟ یکی از احتمالات، زمانی است که در حال حاضر صرف کار با تلفن‌های خود می‌کنیم، در‌مقایسه‌با زمانی‌که در گذشته یک فرد صرف مطالعه‌ی کتاب می‌کرده است. برای مثال، در سال ۱۹۷۳ قبل از اینکه دستگاه‌های اولیه‌ی دستی اختراع شوند، متوسط زمانی‌که یک فرد آمریکایی صرف مطالعه می‌کرد، حدود ۲ ساعت در روز بود. درمقابل، مردم امروزی حدود دوبرابر این زمان را صرف کار با تلفن‌های خود می‌کنند. درواقع بزرگ‌ترین شگفتی برای شاهار، اندازه‌ی برجستگی بود.

قبل از شاهار، آخرین مطالعه‌ی مرتبط با این موضوع، سال ۲۰۱۲ در یک آزمایشگاه استخوان‌شناسی در هند انجام شده بود. این آزمایشگاه به‌صورت تخصصی روی استخوان‌ها کار می‌کند. همان‌طور که انتظار می‌رود، در این آزمایشگاه جمجمه‌های زیادی مورد بررسی قرار می‌گرفتند اما پزشکان تنها یک زائده پیدا کردند. اندازه‌ی این زائده ۸ میلی‌متر بود در حالی‌که اندازه‌ی بزرگ‌ترین زائده در مطالعه‌ی شاهار ۳۰ میلی‌متر بود.

جالب اینکه، مردان قدرتمند جزایر ماریانا نیز دارای زائده‌هایی روی جمجمه‌ای خود بودند. تصور می‌شود که علت توسعه‌ی این زائده‌ها نیز موضوع مشابهی باشد. این مردان اشیاء سنگینی را روی پل بین شانه‌های خود حمل می‌کردند و برای حمایت از گردن و عضلات شانه‌ی قوی آن‌ها چنین زائده‌هایی تشکیل شده بود.

شاهار می‌گوید ممکن است که برجستگی‌های مدرن هرگز از بین نروند. آن‌ها به‌تدریج بزرگ و بزرگ‌تر می‌شوند. تصور کنید اگر شما استالاکتیت‌ها و استالاگمیت‌هایی داشته باشید؛ اگر کسی به آن‌ها کاری نداشته باشد، آن‌ها همچنان به رشد خود ادامه می‌دهند مگر اینکه قوز کردن موجب بروز مشکلی برای قسمت دیگری از بدن شود.

دومین ایده این بود که شاید کودکان از تغذیه‌ی ضعیف در رنج بودند اما در کشور آلمان چنین مشکلی وجود ندارد. سومین ایده این بود که نسل جوانان امروزی، تنبل و بی‌تحرک هستند. شفر برای پی بردن به‌علت این امر، یک مطالعه‌ی جدید انجام داد که در آن از کودکان خواسته شد تا پرسش‌نامه‌هایی را درمورد عادات روزانه‌ی خود پر و نیز از یک گام‌شمار استفاده کنند. پژوهشگران دریافتند که ارتباطی قوی بین میزان تنومندی استخوان‌های کودکان و مقدار راهی که آن‌ها می‌رفتند، وجود دارد. ما این موضوع را به‌خوبی می‌دانیم که وقتی از عضلات خود استفاده می‌کنیم، به افزایش توده‌ی استخوانی حمایت‌کننده از عضلات کمک می‌کنیم. شفر می‌گوید:

اگر شما بارها و بارها از آن‌ها استفاده کنید، آن‌ها بافت‌های استخوانی بیشتری خواهند ساخت که با سنجه‌های تراکم بیشتر و ابعاد بیشتر استخوان مشخص می‌شود.

به‌نظر می‌رسد که اسکلت‌های در حال کوچک‌تر شدن کودکان، یک سازگاری مستقیم به زندگی مدرن باشد؛ براین‌اساس رشد استخوان‌هایی که به آن‌ها نیازی نداریم، مفهومی ندارد. اما در این داده‌ها یک چیز عجیب هم وجود داشت: راه رفتن تنها نوع ورزشی بود که در این زمینه تاثیر داشت. شفر فکر می‌کند علت آن است که زمانی‌که به دیگر فعالیت‌های جسمی اختصاص داده می‌شود، بسیار کمتر است.

هرچند کسی این مطلب را مورد بررسی قرار نداده که آیا چنین ارتباطی را می‌توان در افراد بالغ نیز مشاهده کرد یا خیر؛ اما احتمالا همین قوانین درمورد آن‌ها نیز درست است: اگر در هفته، یکی دوبار به باشگاه بروید، بدون راه رفتن در مسیرهای طولانی، فایده‌ای نخواهد داشت. تکامل انسان به ما می‌گوید که می‌توانیم حدود ۳۰ کیلومتر در روز راه برویم.

شگفتی پنهان استخوان‌های ما شاید برای صدها سال در حال اتفاق افتادن بوده باشد ولی ما تازه متوجه آن شده‌ایم. نورین ون کرامون تابادل از دانشگاه ایالتی نیویورک در سال ۲۰۱۱ جمجمه‌ها را مورد مطالعه قرار داد. او که یک انسان‌شناس است، می‌خواست بداند آیا براساس شکل جمجمه می‌توان مشخص کرد که یک فرد اهل کجا بوده یا خیر. او در تلاش برای یافتن پاسخ، جمجمه‌های موجود در موزه‌های سرتاسر جهان را مورد بررسی قرار داد و اندازه‌گیری‌های دقیقی به دست آورد. واقعا می‌شد از روی شکل جمجمه مشخص کرد که فرد اهل کجا است اما بخشی از جمجمه وجود داشت که این قضیه در مورد آن صادق نبود: آرواره‌.

به‌نظر می‌رسید که شکل آرواره بیش از آنکه به‌وسیله‌ی ژنتیک تعیین شود، تحت‌تاثیر محیط رشد فرد قرار می‌گیرد: اینکه او در یک جامعه‌ی شکارچی-جمع‌آوری‌کننده یا در محیطی متکی به کشاورزی پرورش یافته است. کرامون فکر می‌کند که این امر ارتباطی با میزان جویدن فرد در هنگام رشد دارد. او می‌گوید:

اگر درمورد ارتودنسی فکر کنید، بدیهی است دلیل انجام این کار روی نوجوانان این است که استخوان‌های آن‌ها هنوز در حال رشد است. استخوان‌ها در این سن انعطاف‌پذیر هستند و دربرابر فشارهای مختلف پاسخ خواهند داد.

در جوامع مدرن وابسته به کشاورزی که در آن غذا نرم و دلپذیر است، ما می‌توانیم غذا را بدون نیاز به خرد کردن چندانی بخوریم. جویدن کمتر موجب ضعیف‌تر شدن عضلات می‌شود و معنای آن ضعیف ماندن آرواره‌ها است. ایده‌ی دیگر، مربوط‌به تغذیه با شیر مادر است. سنی که در آن مادران فرزندان خود را از شیر می‌گیرند، تنوع قابل توجهی دارد و زمان آغاز جویدن غذاهای جامد در کودکان را تعیین می‌کند.

کرامون می‌گوید تاثیری که جویدن می‌تواند روی بخش تحتانی صورت داشته باشد، به‌راحتی به‌وسیله‌ی چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست. اما تاثیر آن روی دندان‌ها قابل مشاهده است. مسئله‌ی اصلی این جا است که مخصوصا در جوامع پس از دوران صنعتی احتمال بروز مشکلات دندانی نظیر دندان‌های کج یا ازدحام دندانی بیشتر است. او می‌گوید:

مطالعات نشان می‌دهند که داشتن رژیم غذایی سخت‌تر (ازلحاظ بافت) به‌ویژه در دوران کودکی می‌تواند به جبران برخی از نامتوازنی‌ها بین نحوه‌ی رشد و توسعه‌ی دندان‌ها و فشاری که به آن‌ها وارد می‌شود، کمک کند.

و در اینجا یک نکته‌ی غیرمنتظره وجود دارد. به‌نظر می‌رسد که تغییر آرواره‌ها و دندان‌های ما حداقل یک اثر جانبی خوشایند در زمینه‌ی چگونگی صحبت کردن ما داشته باشند. نتایج یک مطالعه نشان داده است که وقتی انسان کشاورزی را در دوران نوسنگی کشف کرد (حدود ۱۲ هزار سال پیش)، تغییرات حاصل از تغییر رژیم غذایی روی دندان‌های نیش او موجب شد که بتواند آواهای جدیدی را تلفظ کند (مانند f و v). این امر موجب تغییر چشمگیر زبان مکالمه‌ی انسان‌ها شد. در گذشته دندان‌های نیش پایینی به‌وسیله‌ی دندان‌های نیش بالایی پوشانده نمی‌شد بلکه این دندان‌ها باهم برخورد داشتند. در چنین حالتی تلفظ آواهای مذکور ممکن نبود.

باستان‌شناسان آینده، وقتی اسکلت‌های ما را مورد بررسی قرار می‌دهند، درباره‌ی آن چه خواهند گفت؟ این وضعیت می‌تواند نشان‌دهنده‌ی رژیم غذایی ناسالم، سطوح عجیبی از بی‌تحرکی و وابستگی بیمارگونه به تکنولوژی باشد. اصلا شاید بهتر باشد که استخوان‌های ما سوزانده شود!