НЕЙРОТОН,   ОГЛАВЛЕНИЕ       

Теория электромоторных молекул

Спустя несколько десятилетий вернулся к идее Гальвани швейцарский физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон (Du Bois-Reymond, 1818–1896).

Его научная деятельность началась с того, что в 1841 году Иоганн Мюллер дал ему, тогда 22-летнему студенту третьего курса, тему для самостоятельной работы — повторить опыты Маттеуччи, который к этому времени стал уже академиком. Дюбуа увлёкся этой темой и всю свою научную жизнь посвятил электрофизиологии. [6]

Обдумывая полученное от Мюллера задание, Дюбуа понял, что «повторить» опыты Маттеучи не так-то просто: в те времена каждый учёный имел приборы собственной конструкции, и сопоставлять их показания было практически невозможно. Поэтому Дюбуа, выполняя задание, одновременно поставил своей задачей разработать такое оборудование, которое позволило бы в разных лабораториях получать сравнимые результаты. В итоге он создал комплекс приборов, обслуживающий все основные моменты исследований: раздражение мышц и нервов, отведение возникающих в них биопотенциалов и их регистрацию.

Одна из проблем исследователей тех лет была в том, что они располагали только гальваническими источниками постоянного тока, а для экспериментов нужны были электрические импульсы. Созданный молодым учёным прибор для раздражения, который назывался «санный аппарат Дюбуа-Раймона», позволял строго дозировать раздражающее воздействие. Он представлял собой две катушки с большим числом витков; одна катушка могла выдвигаться из другой, скользя по специальным полозьям. К внутренней — первичной — катушке присоединили источник тока — гальванический элемент с известным напряжением. В цепь был включён прерыватель тока — молоточек Нефа, такой, какой позже использовали в электрическом звонке. Во вторичной катушке возникал индукционный ток; этим индукционным током раздражали нерв или мышцу. Если одну из катушек выдвигали далеко из другой, то раздражающий ток был слабее; степень выдвижения катушек отмечалась на специальной линейке. И если в статьях по биологии было написано: «Сила раздражения была равна 12 см», все понимали это однозначно. Индукционные катушки использовались в биологических лабораториях ещё в 50-х годах XX века, только тогда их вытеснили электронные генераторы тока так называемые электростимуляторы.

Санный аппарат Дюбуа-Раймона
Рисунок 9. Санный аппарат Дюбуа-Раймона
Другое техническое препятствие то, что все гальванометры Дюбуа были сильно инерционными и не позволяли регистрировать кратковременные импульсные токи, он разрешить не смог (но это сделали его ученики).

Усовершенствование, введённое Дюбуа для отведения биопотенциалов, было очень существенным: он понял, что биопотенциалы нельзя отводить просто медными проволочками, так как в месте соприкосновения металла с тканью возникают потенциалы, вполне сравнимые с теми, которые предполагается измерить. Разработанные Дюбуа специальные электроды (их называют неполяризующимися) не создавали такой разности потенциалов.

Все эти, казалось бы, технические и потому второстепенные нововведения на самом деле сыграли немаловажную роль в том, что исследования Дюбуа-Реймона, начатые им на студенческой скамье, стали выдающимся достижением науки того времени. Более того, они оказали существенное влияние и на уровень всех проводимых в то время работ по электробиологии, так как Дюбуа-Реймон широко пропагандировал и даже дарил свои приборы.

Собственные исследования Дюбуа-Реймона шли в двух основных направлениях: во-первых, он изучал токи, генерируемые живыми тканями (тут он продолжал линию Гальвани — Маттеучи), во-вторых, он изучал законы действия электрического тока как раздражителя нервов и мышц (здесь он продолжал тему, начатую Фонтана и Вольта).

В 1843 году он открыл ток повреждения в нерве. (Это был первый случай, когда электричество объективно зарегистрировали в нервах, гальванометры Маттеучи были для этого недостаточно чувствительными.)

В 1849 году он показал, что и мозг, так же как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами.

Результаты своих исследований Дюбуа-Реймон изложил в трёх больших томах «Исследования по животному электричеству» (1848, 1849, 1869 гг.). Разумеется, в этих томах не все данные были получены лично Дюбуа. Но именно он был тем человеком, который привёл все све́дения о «животном электричестве» в систему, провёл колоссальную работу по их уточнению и восполнению недостающих деталей. Он описал, при каких условиях, где, на каких объектах можно наблюдать биопотенциалы, привёл их характеристики и т. д., словом, как это принято говорить дал полную феноменологическую картину.

Кроме того, он предложил первое теоретическое объяснение потенциала повреждения. По Дюбуа-Реймону вдоль мышц и нервов якобы тянутся цепочки особых «электромоторных» молекул. Каждая такая молекула представляет собой как бы два гальванических элемента, соединённых положительными полюсами, так что наружу выходят только отрицательные полюса. Где бы ни разрезать мышцу, на разрезе обнажатся отрицательные полюса, чем и объясняется потенциал повреждения.

Здесь чётко видно, как биологическая теория строится на основании аналогии с современной ей физической теорией: последним словом о магнетизме была тогда теория Ампера о том, что свойства постоянных магнитов объясняются тем, что каждая молекула является маленьким магнитиком.

Дюбуа-Реймон придумал, как теперь сказали бы, демонстрационную модель для проверки своей гипотезы. Он взял много маленьких гальванических элементов «медь — цинк», соединил их попарно положительными полюсами, укрепил на деревянной доске и, погрузив всю систему в раствор соли, стал проводить на этой «искусственной мышце» такие же эксперименты, которые он проводил на мышце живой. Обнаружилось, что распределение токов в такой модели действительно было сходно с распределением токов у реальной мышцы.

Благодаря такой оригинальной демонстрации, и авторитету Дюбуа-Реймона, теория электромоторных молекул, несмотря на её фантастичность (и ошибочность), была общепризнанной почти четверть века с момента её выдвижения Дюбуа в 1846 г. [6]

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23   24   24(1)   25   26   27   28   29   30   100   150  

  Скачать всего за 90 ₽ !  

Купить на Озоне

LiveLib — социальная сеть читателей книг