1.3 Учение о животном электричестве.

Некоторые ткани животного организма обладают электрическими свойствами, то есть обнаруживают при известных условиях электрические токи, которые могут быть легко определены с помощью электроизмерительных аппаратов. Эти токи наблюдаются, главным образом, в мышцах, нервах и железах, но и другие ткани животного организма и даже все тело животного представляют довольно резкие, хотя еще недостаточно изученные электрические явления. У некоторых рыб, а именно у «электрических рыб», существуют даже отдельные органы, производящие электрическую энергию. Наконец, у растений наблюдаются тоже весьма характерные электрические явления, находящиеся в связи с их жизнедеятельностью. Таким образом, так называемое животное электричество не есть исключительное свойство животного царства, но составляет общее свойство организованной материи. Собственно говоря, оно должно вернее называться органическим электричеством, под которым надо понимать совокупность явлений животного и растительного электричества. Исторический ход развития учения о животном электричестве составляет, собственно говоря, исторический обзор всей электрофизиологии и даже всей электрофизики. Уже с давних пор приписывали электричеству огромное значение в животной жизни и старались даже доказать совершенное тождество нервной силы с электрической. Особенно с точки зрения биологических и философских воззрений XVIII столетия такой взгляд казался совсем естественным и находил до известной степени оправдание в теории электрических разрядов у некоторых рыб. Гипотеза отождествления жизненной силы с электрической настолько поглощала тогда внимание всех современных ученых, что даже такие крупные умы, как Гальвани и Вольта, не могли освободиться от этой идеи, влияние которой и обнаруживается в толковании ими фактов первостепенной важности. Открытие лейденской банки не только не поколебало этого мистического учения, но даже в глазах некоторых тогдашних биологов стало еще одним доказательством в пользу электрической природы жизненных явлений. В начале XX столетия некоторые физиологи не теряют надежды путем анализа электрофизиологических явлений открыть тайну природы функции нерва, но как бы ни было велико в этом отношении увлечение этих физиологов, их теории и гипотезы строятся на солидной почве научно установленных фактов, а не на плодах воображения, как это делалось путем чисто спекулятивным в XVIII столетии. Вся электрофизиология того времени и сводится к двум фактам: электрические разряды рыб (скатов) и действие лейденской банки на сокращение мышц животного организма. На этих двух основных фактах и построены все теоретические воззрения на электрическую природу нервной функции. В конце ХVIII столетия Гальвани сделал замечательное открытие, которое пролило яркий свет на вопрос о животном электричестве и сделалось исходной точкой развития всего учения об электричестве. Гениальное открытие Гальвани составляет эпоху в науке и должно считаться началом научной электрофизиологии. Исходный опыт всех электрофизиологических наблюдений Гальвани, оказавшийся столь плодотворным для науки, заключается в следующем: изучая влияние атмосферного электричества на обнаженные задние конечности лягушки, подвешенные посредством металлических крючков к горизонтальной решетке балкона, Гальвани заметил, что мышцы конечностей вздрагивали всякий раз, когда нижние концы ног, раскачавшись от ветра, приходили в соприкосновение с решеткой. Устранив всякое влияние атмосферного электричества и убедившись в том, что оно совершенно непричастно в данном опыте, гениальный ум Гальвани заключил, что наблюдаемое им явление происходит от замыкания цели, состоящей из мышцы, нерва, металлического крючка и вертикальных стоек металлической решетки. Такая замкнутая цепь может произойти также от соединения лягушечьей лапки со стойкой решетки посредством металлической палочки, как это изображено на рис. 1

Рис. 1 – опыт Гальвани

Повторив этот опыт с прикладыванием металлических дуг к нервно-мышечному препарату и получая всегда мышечное сокращение, Гальвани прибегнул для объяснения этого замечательного явления к чистой гипотезе. Он представил себе мышцу как род лейденской банки, наружная поверхность которой заряжена одним электричеством, а внутренняя — противоположным. Нерв, будучи продолжением внутренней поверхности, составляет кондуктор лейденской банки. Понятно, что при таких условиях прикладывание металлической дуги к нерву и мышце вызывает разряд, который и возбуждает мышцу; отсюда сокращение её. Гальвани предполагал, что у всех животных электричество рождается в мозгу и распространяется отсюда по нервам к мышцам. Эта гипотеза, как бы она ни была невероятна, несомненно указывает на то, что Гальвани искал причину наблюдаемого им явления в " собственном животном электричестве" лягушки и в этом смысле старался истолковать результаты всех опытов, проделанных им впоследствии, с целью пополнить свой исходный опыт. Вольта, проверив опыты Гальвани, считал гипотезу последнего несостоятельной, отрицал существование всякого животного электричества и объяснял наблюдаемое при этих опытах явление как результат соприкосновения металла с животными тканями, или же как эффект соприкосновения двух разнородных металлов между собой. Эти-то опыты и послужили Вольта для открытия его знаменитого " столба" и стали исходной точкой физического учения о гальванизме, но никак не пошатнули веры Гальвани в существование собственной электрогенной силы в животном организме. В начале XIX столетия все внимание ученых было поглощено исследованием физических явлений гальванизма, так что учение о животном электричестве было совсем оставлено в стороне и возродилось только около 1825 г., когда Нобелю удалось устроить весьма чувствительный мультипликатор. С помощью этого аппарата Небелю с точностью определил присутствие токов в теле лягушки и их направление от мышц к нервам. Он назвал эти токи собственными токами лягушки. Вскоре после этого Маттеуччи доказал существование мышечного тока и своими интересными опытами проложил путь для замечательных изысканий Дюбуа-Реймона, составляющих эпоху в науке о животном электричестве. Если Гальвани считается родоначальником учения о животном электричестве, то Дюбуа-Реймон должен бесспорно считаться основателем всей современной электрофизиологии. Благодаря его замечательным исследованиям, исполненным по строго научному экспериментальному методу, не только уже раньше известные, но весьма запутанные явления были окончательно разъяснены, и наука обогатилась целым рядом новых фактов, проливших яркий свет на темные вопросы электрогенезиса в животном организме. Дальнейшие исследования других электрофизиологов составляют только дополнения к работам Дюбуа-Реймона и касаются фактов и теоретических взглядов, которые должны были измениться с развитием науки и с накоплением новых физиологических и физико-химических данных. Заслуга Дюбуа-Реймона заключается еще в том, что он усовершенствовал и изобрел новые электрофизиологические аппараты, основанные на физических началах и создал точные методы исследования, чем и дал возможность следующим поколениям продолжать начатая им изыскания. История электрофизиологии за последние 50 лет есть не что иное как изложение фактов, составляющих суть этой науки и тесно связанных с именем Дюбуа-Реймона и его последователей. Благодаря многочисленным работам, сделанным за этот период времени, электрофизиология составляет теперь чуть ли не самый обширный отдел физиологии и представляет громадный интерес не только с теоретической, общебиологической, но и с практической, медицинской точки зрения.