Луиджи гальвани обнаружил что живые ткани проводят электричество
Физиология возбудимых тканей в опытах
Учебное пособие представляет собой описание острых экспериментов на лягушках, иллюстрированное авторскими фотографиями, и содержит пояснение методик и результатов опытов, проводимых во время практических занятий, а также в обучающих видеофильмах, созданных на кафедре нормальной физиологии в 2014–2015 гг. Пособие предназначено для студентов медицинских вузов, изучающих физиологию возбудимых тканей, и преподавателей физиологии. Одобрено цикловой методической комиссией по медико-биологическим и медико-профилактическим дисциплинам ПСПбГМУ им. акад. И. П. Павлова 01.02.2016 г., протокол № 2.
Оглавление
Приведённый ознакомительный фрагмент книги Физиология возбудимых тканей в опытах предоставлен нашим книжным партнёром — компанией ЛитРес.
Опыт № 1, доказывающий существование мембранного потенциала (второй опыт Л. Гальвани)
Впервые опыт, который неопровержимо доказывает существование электричества в живых тканях, проведен итальянским врачом Луиджи Гальвани в конце XVIII в. Для проведения этого опыта из задней лапки лягушки подготавливают нервно-мышечный препарат, состоящий из икроножной мышцы, седалищного нерва и части позвоночника (рис. 1). На икроножной мышце делают надрез (рис. 2) и набрасывают на нее дистальный отрез седалищного нерва, при этом мышца сокращается. Нерв должен располагаться так, чтобы он касался и поврежденного, и неповрежденного участков мышцы (рис. 3). В опыте отсутствуют какие-либо источники тока, значит, живые ткани сами «производят» электричество.
Рис. 1. Препарат из задней лапки лягушки
Рис. 2. Надрез на мышце
Рис. 3. Нерв наброшен на мышцу (объяснение в тексте)
Этот опыт называют вторым опытом Гальвани, или опытом без металла, поскольку ему предшествовал первый вариант опыта, в котором сокращение происходит, когда лапки лягушки, подвешенные на медном крючке, прикасаются к железной пластинке. В этом случае цепь из разнородных металлов, разделенных раствором электролита, образует источник постоянного тока (гальванический элемент). Л. Гальвани потратил несколько лет, чтобы изменить опыт и доказать наличие «животного электричества». Естественно, научно объяснить это явление 200 лет назад было невозможно.
Луиджи Гальвани: биография, вклад, работы, признания
Содержание:
Луиджи гальвани (1737-1798) был ученым, занимавшимся изучением анатомии человека. Благодаря своим экспериментам с лягушками ему удалось обнаружить, что нервная система может реагировать на электрические раздражители, даже если лягушки были безжизненными.
Свою находку он назвал животным электричеством, хотя сегодня эта теория известна как гальванизм. Он оказал большое влияние на работу Алессандро Вольта, который копировал эксперименты Гальвани, хотя приходил к другим выводам.
Вольте приписывают создание гальванического элемента, работая над теориями Гальвани, поэтому этот элемент также часто называют гальваническим элементом. Это был тип батареи, который позволял существовать источнику электричества, способному работать постоянно.
Важность Луиджи Гальвани была очевидна, потому что он был одним из имен, которые чаще всего использовались для определения большого количества инструментов, процессов или теорий. Он оказал большое влияние в таких областях, как электричество, физика, а также инженерия.
Такие инструменты, как гальванометр, или такие методы, как гальванизация, были названы в честь итальянского врача и исследователя.
Из любопытства Гальвани был близок к тому, чтобы стать священником, но его любовь к науке привела его к тому, что он стал одним из самых важных врачей своего времени.
биография
Личная жизнь
Рождение Луиджи Гальвани произошло в Болонье 9 сентября 1737 года. Он родился в результате союза Доменико Гальвани и Барбары Фоски. Это была хорошо известная семья в старом Папском государстве, хотя для них не было характерно принадлежность к самым богатым или наиболее важным социальным классам того времени.
Отец Гальвани посвятил себя профессии ювелира, а его мать была четвертой женой отца ученого.
В возрасте 25 лет Гальвани завел собственную семью с Люсией Галеацци, единственной дочерью Доменико Галеацци, одного из учителей физики Гальвани во время учебы в университете.
Люсия также была предана научному миру и помогала своему мужу во многих его работах и экспериментах. Он умер, когда ему было всего 47 лет, от астмы в 1788 году. У пары никогда не было детей.
Образование
Первым интересом Гальвани была религия. В подростковом возрасте итальянец был членом религиозного учреждения, хотя у него никогда не было поддержки родителей, чтобы стать священником.
Несколько уроков грамматики и письма вызвали интерес к философии. Хотя у родителей Гальвани не было много денег, им удалось отправить сына в институт. Гальвани поступил, но после нескольких первых уроков философии он решил сменить область обучения, чтобы посвятить себя медицине.
Таким образом, он стал студентом Болонского университета, который в то время был одним из самых важных институтов в области физики, химии и естествознания.
В 1759 году он окончательно получил медицинское образование, а спустя годы стал профессором своей альма-матер.
Вакансии
Гальвани начал работать врачом и хирургом в больницах города Болоньи, хотя работал и в частном порядке. У Гальвани было несколько академических ролей благодаря важности его тестя в университетском сообществе.
Гальвани отвечал за сохранение анатомических фигур. Он также стал профессором анатомии в Институте наук.
Он стал президентом Медицинского колледжа в Болонье и отвечал за выдачу лицензий, чтобы доктора того времени могли работать. Он также отвечал за контроль производства и сбыта лекарств. Именно на этом этапе начинается его интерес к теме движения мышц у людей.
В Институте наук он перестал преподавать анатомию, чтобы преподавать акушерство. Его уроки были практичными и были ориентированы не только на студентов-медиков, но и на женщин, которые помогали в родах в это время.
Наказание
Чуть более чем за год до его смерти, в 1797 году, была основана Цизальпинская республика. Все государственные служащие, находившиеся на территории республики, должны были присягнуть этому государству.
Гальвани не согласился с этим действием, поскольку оно противоречило его убеждениям. Наказанием властей было снятие ученого со всех его академических должностей в университетах. Это решение означало, что у врача больше не будет ни зарплаты, ни дома, ни пенсии по окончании карьеры.
Именно тогда Гальвани переехал в дом, принадлежавший его родителям, где продолжал жить его сводный брат Франческо. Власти республики пришли исправить свое решение, и в январе 1799 года врач вернется на свои должности, но Гальвани умер до того, как решение вступило в силу.
Взносы
Хотя Гальвани работал в разных областях, таких как акушерство, анатомия и хирургия, его самые важные эксперименты были связаны с обнаруженной им связью между электричеством и сетью нервов и мышц, присутствующих в теле лягушки.
Итальянец сумел благодаря своим экспериментам опровергнуть некоторые идеи, выдвинутые Декартом почти 200 лет назад. Французский философ стал называть нервы разновидностью трубок, по которым циркулирует жидкость.
Благодаря Гальвани стало возможным обнаружить и понять реальное функционирование нервной системы. Его можно сравнить с электрическим прибором, который имел очень эффективную работу.
Исследования и теории Гальвани имели некоторые ограничения, типичные для того времени, а именно то, что у итальянца не было достаточно продвинутых инструментов для измерения и установления уровня напряжения, проходящего через нервную систему.
Идеи Гальвани привели к созданию новой науки в области физиологии, которая получила название нейрофизиологии.
Итальянский также имел большое влияние, так что Алессандро Вольта смог изобрести гальваническую батарею, что было первым шагом к тому, чтобы позже была создана электрическая энергия.
В дополнение к влиянию, которое он оказал на Вольту, Гальвани открыл двери для новых и различных тестов на физиологию мышц и нервов.
Работы и публикации
Гальвани приписывают множество идей и исследований на протяжении всей своей карьеры. Его самая важная работа была связана с сокращением, которое лягушка испытывала на мышечном уровне, когда врач касался нервов, снимая кожу.
Это произошло во время работы с его женой и использования скальпеля, который ранее использовался в статических экспериментах.
Роль электричества в нервных импульсах
Гальвани подтвердил свои выводы дальнейшими экспериментами. Он характеризовался исчерпывающими исследованиями, поэтому только до 1791 года итальянец решил обнародовать свое открытие. Комментарий о влиянии электричества на движение мышц это была работа, в которой он представил свои идеи.
Там он впервые заговорил о том, что он назвал «животным электричеством», и сослался на реакцию мускулов или нервов на протыкание металлическим предметом.
Для Гальвани появился новый тип электричества, отличный от естественного, существовавшего благодаря молнии или рыбе, известной как электрический угорь. Кроме того, существовало искусственное электричество, возникающее благодаря трению вещей; то есть статики.
В общем, Гальвани зашел так далеко, что подтвердил, что в нервной системе присутствует электрическая жидкость, и мозг играет важную роль в секретировании этого содержания.
Противоречие с Вольтой
Теории Гальвани были настолько поразительны, что вызвали интерес других ученых. Вольта был одним из самых восхищенных открытием врача и решил повторить проведенное исследование и почти сразу сумел указать на некоторые ошибки в подходах Гальвани.
Например, Вольта опровергал электричество животных, обнаружив, что мышцы не имеют отношения к процессу производства электричества, как считал Гальвани. Заявление вызвало спор между сторонниками животного электричества и теми, кто поддерживал идеи металлического электричества.
Из этих идей Вольта создал гальваническую батарею, изобретение, которое в конечном итоге поддержало заметки итальянского химика.
В конце концов, оба сыграли фундаментальную роль в понимании электрических выражений. Хотя два ученых устроили спор, чтобы защитить свои утверждения, Вольта даже зашел так далеко, что доказал свои гипотезы с помощью экспериментов над собой.
Разница между ними в том, что у Вольта в то время был необходимый аппарат для расчета электрического тока, благодаря тому, что его областью деятельности была физика.
Конец конфликта
Со временем у Гальвани не было выбора, кроме как признать, что Вольта был прав, опровергая его мысли. Это поражение сказалось на последних годах его жизни.
В настоящее время можно узнать, что на самом деле эти двое были правы в части своих предложений. Гальвани был прав, когда говорил об электрических токах в человеческом теле, и он был первым, кто это сделал, он только не смог интерпретировать результаты.
В то время Гальвани начал заниматься исключительно преподаванием в университете. В частности, он был ориентирован на практическое обучение в таких медицинских областях, как акушерство и хирургия.
В споре между двумя учеными также появилась публикация неизвестного автора, поддерживающая идеи Гальвани. Все эти факты имели большое значение для создания электрофизиологии как области исследования, в которой анализируются электрические характеристики различных клеток и тканей тела.
Пьесы
За свою профессиональную карьеру Гальвани сделал не так много публикаций. В 1761 г. опубликовал докторскую диссертацию. Затем он написал в Болонье в 1791 году: Обзоры силы мышц и движения электричества. Годом позже эта работа была дополнена некоторыми статьями и аннотациями итальянского физика Джованни Альдини.
Некоторые из его работ появились после его смерти в 1798 году. Например, Болонской академии наук было поручено собрать несколько рукописей Гальвани для последующей публикации в середине 19 века, а также выдержки из его уроков по анатомии.
В 30-х годах 20-го века работа о неопубликованных экспериментах Гальвани также была опубликована благодаря работе издателя Личинио Каппелли.
Награды и награды
Несмотря на все разногласия и ошибки, которые могли быть у некоторых из его экспериментов, Гальвани считался одной из самых важных фигур в научной области. Их вклад был отмечен разными действиями.
На Луне есть кратер, названный в его честь. Говорят, что работа Франкенштейн Это образец идей Гальвани, поскольку он касается реанимации, которая возможна благодаря использованию электричества.
Кроме того, Гальвани был одним из членов Достопочтенного Третьего Ордена, что продемонстрировало его склонность к религиозным вопросам. Сегодня они известны как францисканские третичи. Члены этого приказа не голосовали.
В 1766 году Сенат назначил его хранителем и хранителем тел в анатомическом музее.
Наиболее важные признания можно наблюдать по количеству терминов, которые были присуждены процессам, теориям или устройствам в честь Гальвани. Его имя часто использовали инженеры и физики, как и в области электричества.
В настоящее время для обозначения устройств используются следующие слова: гальванокаутер, гальваноскоп, гальванометр (название, которое придумал Андре-Мари Ампер.
Кроме того, в различных областях исследований упоминается итальянский язык, например, гальванизм, гальванохирургия или гальванотерапия. Гальваника, пожалуй, один из наиболее часто используемых терминов. Это относится к электричеству и его процессам в организме человека.
Ссылки
5 социальных классов феодализма и их характеристики
30 видов грибов (съедобные, токсичные и психоактивные)
2.1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЛУИДЖИ ГАЛЬВАНИ
2.1. ИССЛЕДОВАНИЯ ЛУИДЖИ ГАЛЬВАНИ
В течение многих столетий вплоть до последней четверти XVIII в. ученым были известны только явления статического электричества. Промышленный переворот в XVIII в. дал мощный толчок развитию различных отраслей науки, в том числе науки об электричестве. Как уже отмечалось в гл. 1, в изучении электрических явлений были достигнуты определенные успехи, ими начинают все более интересоваться не только физики, но и естествоиспытатели, в особенности врачи, пытавшиеся (и небезуспешно!) применять электричество для лечебных целей.
Отдельные ученые высказывали предположения, что если «вся природа электрическая», то и в организмах человека и животных по жилам и мускулам должна протекать эта таинственная материя. Одним из подтверждений указанных воззрений были электрические рыбы, известные еще с древних времен. Так возникло представление о новом виде электричества, названном «животным».
И не случайно исследованием мышечных движений лягушек занялся в 1773 г. профессор анатомии Болонского университета Луиджи Гальвани (1737–1798 гг.). Первые электрофизиологические опыты Л. Гальвани над лягушками относятся к 1770 г. Спустя 11 лет он опубликовал результаты своих исследований в знаменитом «Трактате о силах электричества при мышечном движении», получившем широкую известность [1.6; 1.12].
Во время одного из экспериментов, когда препарированная лягушка лежала на столе, на котором находилась электростатическая машина, Л. Гальвани заметил, что если прикоснуться скальпелем (или любым проводником) к бедренному нерву лягушки в момент, когда из кондуктора машины извлекается искра, то мышцы лягушки судорожно сокращаются. Естественно было предположить, что и атмосферное электричество должно действовать аналогично. И, действительно, при возникновении молнии мышцы лягушки сокращались. Желая выяснить, какие явления будут наблюдаться при ясной погоде, Л. Гальвани прикрепил медный крючок к железным перилам балкона. Прижимая другой конец крючка к перилам, он снова наблюдал сокращение мышц. Подозревая, что состояние атмосферы не действует на лягушку, он повторил эксперимент в своей домашней лаборатории: положив препарированную лягушку на металлическую обшивку стола и прижав медный крючок, продетый через спинной мозг лягушки, к столу, он снова увидел сильные сокращения. Однако после замены одного из металлов непроводником сокращений не происходило. Но сокращения были «энергичнее и продолжительнее», если лягушка лежала не на железном листе, а на серебряной пластине.
Л. Гальвани сделал правильное предположение о том, что сокращение мышц вызывается действием электрических сил, что мышцы и нервы образуют как бы две обкладки лейденской банки. Но нужно было решить очень важный вопрос: как и где во всех этих опытах возникает электричество? Ни железная пластинка, ни медный крючок, соприкасавшиеся с телом лягушки, не могли, по представлениям физиков того времени, служить источником электричества, так как на металлы смотрели только как на проводники, считая, что они могут становиться «электрическими» лишь через прикосновение к другим, наэлектризованным телам; тогда оставалось предположить, что таким источником является сама лягушка. Все это создавало почву для представлений о существовании особого — «животного» электричества; такую мысль и высказал Л. Гальвани для объяснения наблюдавшихся им фактов. Этому предположению Л. Гальвани придал форму теории, изложенной в упомянутом «Трактате о силах электричества при мышечном движении». Тело животного являлось, согласно взглядам Л. Гальвани, своеобразной лейденской банкой, способной на непрерывное повторное действие.
Опыты Л. Гальвани вызвали большой интерес. Среди физиологов стала еще больше, чем ранее, укрепляться мысль об электричестве как удивительном новом средстве для исцеления. Что касается физиков, то их взгляды на явления, наблюдавшиеся Л. Гальвани, разошлись. Одни соглашались с Л. Гальвани и считали, что «гальваническое», или «животное», электричество имеет совершенно иную природу, чем электричество трения; другие отождествляли оба вида электричества; наконец, третья группа физиков оспаривала вообще существование «животного» электричества. К этой группе принадлежал профессор физики в Павийском университете Алессандро Вольта.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
Читайте также
Фрагмент тренинга по курсу «Междисциплинарные исследования»
Фрагмент тренинга по курсу «Междисциплинарные исследования» Д. Гаврилов (читает). «Вода оказывает серьёзное влияние на качество нефтепродуктов. Присутствие пластовой воды в нефти существенно удорожает её транспортировку по трубопроводам и переработку. Возрастание
Парадокс вероятности (обсуждение на семинаре «Междисциплинарные исследования»)
Парадокс вероятности (обсуждение на семинаре «Междисциплинарные исследования») С. Ёлкин. Если представить мысленный эксперимент с бросанием точки на плоскость, то исходным постулатом является то, что вероятность попасть в какую-либо конкретную точку плоскости равна
Обсуждение на семинаре «Междисциплинарные исследования»
Обсуждение на семинаре «Междисциплинарные исследования» С. Ёлкин. Я согласен с Ж. Жубером… интуитивно. Но ни разу не проверял истинность его утверждения! Давайте разделимся на два лагеря: защитников его утверждения и противников. И возьмем, какую-нибудь аксиому, ну
4.4. Попытка исследования ионной кинетики в ударно-сжатых газах: неожиданно получился плохой МГД-генератор
4.4. Попытка исследования ионной кинетики в ударно-сжатых газах: неожиданно получился плохой МГД-генератор Идея заключалась вот в чем: известно, что в сильных ударных волнах происходит ионизация газа, более того, там существуют свободные электроны, потому что газ
Исследования
Исследования НАСА регулярно посылает беспилотные автоматические станции в тех случаях, когда отправка космонавтов-исследователей не представляется возможной. Главная причина такого решения проста – экономика. Гораздо дешевле послать в космос «невозвращаемого»
6.2. Научные исследования и развитие
6.2. Научные исследования и развитие Вплоть до начала Второй мировой войны правительство США играло очень незначительную роль в финансировании научно-технических исследований. Основное финансирование научных разработок осуществлялось частными фондами, корпорациями и
8.3.5.5. Основные и побочные исследования
8.3.5.5. Основные и побочные исследования Сотрудничество корпораций с высшими учебными заведениями может заключаться и в выполнении последними небольших исследований по конкретным вопросам, а также в регулярных отчислениях фирм в обмен на участие в проводимых
15. Теплотехнические исследования мартеновских печей
15. Теплотехнические исследования мартеновских печей В ходе поисков новых способов отопления мартеновских печей мазутом проводили теплотехнические исследования и изучали поведение серы в рабочем пространстве печи. Исследовали газомазутную печь, печи, отапливаемые
4.10. РАСЧЕТЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ
4.10. РАСЧЕТЫ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ Этот раздел ТЭ развивался по мере создания собственной промышленной базы в СССР, поскольку в XIX в. расчетам полей были посвящены лишь единичные работы, например, Н.А. Булгакова в 1897 г. «О распределении заряда на поверхности проводников». В
Малыш Луиджи и его турбонаддув Fiat 500 0.9 TwinAir Lounge
Малыш Луиджи и его турбонаддув Fiat 500 0.9 TwinAir Lounge На прошлой неделе я в основном игрался с новым McLaren MP4-12C, и надо сказать, что с технической, математической, общепринятой, повседневной точки зрения он очень даже впечатляет. Проще говоря, эта машина была создана с одной,
«Луиджи Сеттембрини»
«Луиджи Сеттембрини» За время участия Италии во Второй Мировой войне подводная лодка «Луиджи Сеттембрини» («Luigi Settembrini») использовалась как подводный рейдер, а также в качестве транспортной субмарины для доставки предметов снабжения итальянским войскам в Северной
Луиджи Гальвани и рождение электробиологии
В 1762 г. в возрасте 25 лет Гальвани начал преподавать медицину в Болонском университете, через год стал профессором, а в 1775 г.— заведующим кафедрой практической анатомии. Он был прекрасным лектором, и его лекции пользовались большим успехом у студентов. Много работал он и как хирург. Медицинская практика и преподавательская работа отнимали много времени, но Гальвани как истинный сын своей эпохи не бросал и чисто научную работу: и описательную, и особенно экспериментальную, С 1780 г. Гальвани начал работу по физиологии нервов и мышц, которая принесла ему всемирную славу и множество неприятностей.
Итак, понятно, почему врач Гальвани ставил эксперименты и почему у него на столе был препарат лягушки. Но причем тут электрическая Луиджи Гальвани машина?
Электричество в это время рассматривали как «электрический флюид», как особую электрическую жидкость. Эта гипотеза возникла после тогол как Грей открыл, что электричество может «перетекать» от одного тела к другому, если их соединить металлической проволокой или другими проводниками.
Эта гипотеза, конечно, была навеяна представлениями, господствовавшими тогда в других разделах физики. Свойствами невесомой жидкости — эфира — объясняли волновое распространение света; теплоту тоже считали невесомой жидкостью. Гипотеза о сущности электричества была подвергнута экспериментальной проверке.
Наэлектризованные тела тщательно взвешивали и не могли обнаружить прибавки в весе. Таким образом, представления о невесомости электрического заряда было результатом не только умозрительных рассуждений, но и следствием недостаточной точности измерений.
Когда выяснилось, что электрический заряд нельзя измерять взвешиванием, физики начали изобретать принципиально новые приборы. Эти приборы — разного рода электроскопы и электрометры — появляются в середине XVIII века. В 1746 г. появляется электрометр Элликота,. в 1747 г.— электроскоп Нолле, того самого аббата, который демонстрировал королю в Версале разряд лейденской банки. Один из первых электрометров был сконструирован Рихманом.
Сначала считали, что электрическая жидкость — один из сортов «теплорода», Это обстоятельство обосновывали тем, что при трении тела и нагреваются, и электризуются, а также тем, что электрическая искра может зажигать разные предметы. Наконец было показано, что проводники электричества хорошо проводят тепло, а изоляторы — плохо. Однако в конце концов установилось представление, что электрическая невесомая жидкость отличается от теплорода.
Во-первых, было показано, что тела, наэлектризованные прикосновением, не нагреваются.
Во-вторых, Грей показал, что сплошные и полые тела электризуются совершенно одинаково, а нагреваются по-разному, и сделал вывод, что «теплород» распространяется по всему объему тела, а электрическая жидкость распространяется по поверхности.
Таким образом, представление об электричестве как о невесомой жидкости было экспериментально хорошо обосновано на уровне возможностей физики XVIII века и хорошо вписывалось в общую идеологию физики того времени.
Мы уже говорили, что в это время самые разные явления — даже землетрясения — пытались объяснить электричеством, не был исключением и «нервный механизм». В 1743 г. немецкий ученый Ганзен выдвинул гипотезу о том, что сигнал в нервах имеет электрическую природу. В 1749 г» французский врач Дюфей защитил диссертацию на тему «Не является ли нервная жидкость электричеством?». Эту же идею поддержал в 1774 г. английский ученый Пристли, прославившийся открытием кислорода. Идея явно носилась в воздухе.
В связи с этими идеями два направления экспериментальных исследований — изучение электричества и изучение процессов в нервах и мышцах — соприкоснулись между собой. Появилась надежда установить, что процессы в нервах — процессы электрической природы. Кроме того, электрические разряды широко использовались в это время для раздражения нервов, скелетных мышц или сердца (лейденскую банку в этих целях использовали, напримерг Д. Бернулли и тот же Ф. Фонтана, о котором мы уже говорили).
Теперь нам не должно казаться странным и случайным, что на столе у врача Гальвани, который был учеником Фонтана и занимался экспериментальным изучением работы мышц и нервов, оказалась электрическая машина. Дело не в том, что он отдавал дань моде. Машина была нужна потому, что он, как теперь бы сказали, работал не просто на переднем крае науки, а на стыке двух наук: физиологии и науки об электричестве.
26 сентября 1786 г.
После всего сказанного становится непонятным другое: что привлекло внимание помощника Гальвани, почему сокращение мышцы при электрическом разряде показалось Гальвани столь замечательным. Ведь то, что электричество действует как раздражитель на нервы и мышцы, было широко известным фактом.
Дело в том, что до наблюдений Гальвани это раздражающее действие наблюдали только при непосредственном контакте заряженного тела с мышцей или нервом. Здесь же такой контакт отсутствовал.
Столкнувшись с новым незнакомым явлением, Гальвани как истинный сын своего века начинает тщательно и всесторонне исследовать это явление. Он ставит самые разнообразные опыты. Например, показывает, что эффект наблюдается и тогда, когда лапка лягушки помещена под колокол насоса в безвоздушное пространство, когда вместо электрической машины разряжается лейденская банка.
И даже тогда, когда лягушачья лапка включается в цепь между громоотводом и землей, она сокращается в тот момент, когда проскакивает молния.
Но как ни были интересны эти опыты, никаких принципиально новых сведений об электрических явлениях в живых организмах они не давали: была обнаружена еще одна форма раздражающего действия электричества, Но ведь и физики знали, что тела можно электризовать без прикосновения, на расстоянии.
В 1786 г. Гальвани начинает новую серию опытов, решив изучить действие на мышцы лягушки «спокойного» атмосферного электричества. (К этому времени было показано, что электричество есть в атмосфере и в отсутствие грозы.) Поняв, что лапка лягушки является в некотором смысле очень чувствительным электрометром, он решил попробовать обнаружить с ее помощью это атмосферное электричество. Повесив препарат на решетке своего балкона, Гальвани долго ждал результатов, но лапка не сокращалась ни при какой погоде.
И вот 26 сентября 1786 г. лапка, наконец, сократилась. Но это произошло не тогда, когда изменилась погода, а при совершенно других обстоятельствах: лапка лягушки была подвешена к железной решетке балкона при помощи медного крючка и свисающим концом случайно коснулась решетки, Гальвани проверяет: оказывается всякий раз, как образуется цепь «железо — медь — лапка», тут же происходит сокращение мышц лапки независимо от погоды. Гальвани переносит опыты в помещение, использует разные пары металлов и регулярно наблюдает сокращение мышц лапки лягушки.
Это уже что-то соврешенно новое, никаких источников электричества поблизости нет (нет ни машины, ни грозы), а лапка лягушки сокращается.
Гальвани ставит красивый опыт в духе своего времени, когда эффектные публичные демонстрации были очень популярны. Лапка подвешивается на медном крючке, соединенном с серебряной шкатулкой, стоящей так, что нижняя часть лапки касается шкатулки. Лапка сокращается и отдергивается от шкатулки, от этого цепь размыкается, тогда лапка вновь опускается, вновь касается шкатулки, вновь поднимается и т. д. Возникает, как говорит Гальвани, нечто вроде электрического маятника. (На самом деле эта система совершенно аналогична прерывателю тока в электрическом звонке, но ни тока, ни звонка в то время еще не было.)
Как же объяснить эти наблюдения? Со времен Джильберта было известно, что металл нельзя наэлектризовать трением. Гальвани, как и другие ученые его времени, считал, что электричество не может возникать в металлах, они могут играть только роль проводников. Отсюда Гальвани заключает, что источником электричества в этих опытах являются сами ткани лягушки, а металлы только замыкают цепь.
Но зачем в этой цепи нужны два разных металла? Гальвани исследует этот вопрос и обнаруживает, что можно обойтись и просто кусочком медной проволоки, При использовании одного металла сокращение возникает не всегда, оно бывает слабее, но это уже мелкая деталь. Сокращение мышц наблюдается визуально, сила сокращения не измеряется. Важно, что два металла не обязательны, а значит и несущественны,— рассуждает Гальвани.
Гальвани работал с нервно-мышечным препаратом: задней лапкой лягушки с отпрепарованным нервом и сохраненным кусочком спинного мозга. В первом же удачном опыте, когда лапка висела на балконе, медный крючок был пропущен через кусочек позвоночника, а кончик лапки коснулся железной решетки, Гальвани решает, что это и есть самые лучшие условия, и не пробует другие.
Во всех его опытах один конец металлической дуги касается спинного мозга или нерва, а второй — поверхности лапки. Гальвани развивает такую схему: мышца лапки — заряженная лейденская банка; нерв — провод, соединенный с внутренней обкладкой банки; когда металлический проводник касается мышцы (наружной обкладки) и нерва (внутренней), мышца разряжается через нерв и это вызывает сокращение.
Еще четыре года уходят у Гальвани на всестороннее исследование открытого явления и, наконец, в 1791 г. появляется работа, подводящая итог десятилетнего труда,— упомянутый «Трактат о силах электричества при мышечном движении».
Гальвани считает свое открытие очень важным для человечества. Дело в том, что, как мы уже говорили, в это время возникали самые разнообразные эмпирические попытки использовать электричество для лечения болезней, причем эти попытки не имели никакой теоретической базы. Гальвани был прежде всего врач и хотел лечить людей. Он сам пишет в конце своего трактата, что в дальнейшем все свои усилия направит на разработку нового направления в медицине — электромедицину.
Но он был не только врач, но и ученый. Он понимал, что для разработки такого направления очень важно было показать, что электрические явления не есть что-то чуждое живым организмам, что электричество тесно связано с жизнедеятельностью, что «животное электричество» по своей природе ничем не отличается от электричества, вырабатываемого электрической машиной. Не случайно Гальвани после опытов на лягушках ставит опыты на теплокровных, показывая, что те же явления можно получить и на нервно-мышечных препаратах птиц и млекопитающих.
Следовательно, электрические явления присущи всем животным, а значит и человеку! Гальвани даже позволяет себе высказать соображение о причине некоторых болезней (например, он высказывает гипотезу, что паралич может быть связан с нарушением изоляции нервов, и действительно, сейчас известны болезни, вызванные этой причиной; или что эпилепсия может быть связана с сильным электрическим разрядом в мозгу, что тоже оказалось в принципе верным) и о возможном лечебном применении электричества.
Выдвигая свое утверждение о существовании «животного электричества», Гальвани опирался также на изучение электрических рыб: в этом случае их способность вырабатывать электричество была доказана. Электрический скат был известен с далекой древности, а электрический угорь был описан в XVII веке после открытия Америки. Но этих рыб тогда, естественно, не называли электрическими, так как не знали, что их действие на человека и животных как-то связано с электричеством.
Однако после открытия лейденской банки, разряд которой вызывал тот же эффект, что и прикосновение к электрическому скату, французский ботаник М. Адансон выдвинул предположение, что разряд электрических рыб и разряд лейденской банки имеют одну и ту же природу.
Проверни эту гипотезу, английский ученый Дж. Уолш показал, что разряд электрического ската передается через проводники, но не передается через изоляторы и осуществляет разряд рыбы через цепь из нескольких лиц (вспомните опыт аббата Нолле!), т. е. получил доводы в пользу электрической природы этого разряда. Накцнец, Уолш наблюдал разряд ската через наклеенную на стекло полоску фольги с тонким разрезом; при каждом разряде в месте разреза проскакивала искра. В 1776 г. Г. Кавендиш, прикрепив проводники к спине и брюху ската, с помощью бузинного электроскопа измерил создаваемый им заряд.
С электрическими скатами работал и Гальвани, один из видов этих рыб даже носит его имя: Торпедо Гальвани. Если скаты могут вырабатывать электричество, то почему же его не могут вырабатывать любые мышцы? И Гальвани подчеркивает в своем «Трактате. » сходство электричества, возникающего при трении, атмосферного электричества, электричества скатов и открытого им «животного электричества».
Очень интересно, что, несмотря на достаточно убедительные данные о том, что действие ската связано с электрическим разрядом, находилось много людей, которые считали, что «животное электричество» должно отличаться от обычного электричества, должно иметь какие-то признаки своего особого происхождения.
На такой точке зрения стоял, в частности, Дж. Пристли, а более чем полвека спустя — Г, Деви. Это обстоятельство побудило М. Фарадея предпринять в 1837—1839 гг. серию специальных работ, в которых он показал, что электричество от трения, электричество от гальванических элементов, в это время уже известных, и электричество рыб ничем не отличаются друг от друга. Огромный авторитет Фарадея способствовал общему признанию тождества «животного» и обычного электричества.
Беркинблит М. Б., Глаголева Е. Г. «Электричество в живых организмах»