О дѣятельности Гальвани и дю-Буа-Реймона въ области животнаго электричества.[править]
Слѣдуя лестному для меня приглашенію почтенныхъ членовъ нашего Общества, я принялъ на себя обязанность представить вамъ сжатый очеркъ научныхъ заслугъ двухъ знаменитыхъ деятелей, память которыхъ мы нынѣ чествуемъ, — Гальвани, какъ родоначальника ученія о животномъ электричествѣ, и дю-Буа-Реймона, какъ главнаго двигателя въ этой области, поставившаго ученіе на строго научную почву и развившаго его почти до его современнаго состоянія.
Чтобы дѣятельность Гальвани стала понятной, нужно имѣть въ виду, что прежде чѣмъ онъ сталъ изучать явленія, наведшія его на мысль о животномъ электричествѣ, ему были извѣстны слѣдующіе два факта: дѣйствіе разрядовъ Лейденской банки черезъ тѣло животныхъ, вызывающее сокращеніе мышцъ, и рѣзкія электрическія явленія на одномъ изъ видовъ ската, водящемся въ водахъ Средиземнаго моря. Этихъ фактовъ онъ упорно держался во всѣхъ своихъ работахъ, потому что первый изъ нихъ давалъ, по его убѣжденію, общій ключъ ко всѣмъ открываемымъ имъ явленіямъ, а другой поддерживалъ въ немъ вѣру въ возможность присутствія электричества въ животныхъ вообще, разъ оно проявляется, и столь рѣзко, на рыбѣ.
Дѣятельность его началась, какъ извѣстно, слѣдующимъ наблюденіемъ. Желая изучить вліяніе атмосфернаго электричества на обнаженныя отъ кожи заднія конечности лягушки съ ихъ нервами, онъ подвѣсилъ на металлическихъ крючкахъ несколько такихъ препаратовъ къ горизонтальиой перекладинѣ металлической рѣшетки, окружавшей садовую террасу его дома, какъ это показываетъ въ миніатюрѣ наша рѣшетка. При зтомъ, неожиданно для себя, онъ замѣтилъ, что когда нижніе концы ногъ, раскачнувшись отъ вѣтра, касались вертикальныхъ стоекъ рѣшетки, мышцы ногъ вздрагивали. (Опытъ.) Убѣдившись, при повтореніи этихъ наблюденій въ комнатѣ, что атмосферное электричество тутъ не при чемъ, а все дѣло въ прикосновеніи сплошной металлической цѣпи однимъ концомъ къ мышцамъ ногъ, а другимъ къ ихъ нервамъ или спинному мозгу, Гальвани перешелъ къ опытамъ тождественнымъ по смыслу, но болѣе простымъ и удобнымъ по формѣ, именно къ такъ называем. наложенію металлическихъ дугъ однимъ концомъ на мышцы, а другимъ на ихъ нервы. (Опытъ). Наблюденіе въ его первоначальной формѣ было конечно счастливой случайностью; но въ томъ, что онъ вѣрно оцѣнилъ непосредственную причину явленія и съумѣлъ перейти отсюда къ формѣ опытовъ, допускавшихъ большое разнообразіе условій наблюденія, лежитъ несомнѣнная заслуга Гальвани. Разнообразіе же это заключалось въ томъ, что онъ дѣлалъ металлическія дуги то изъ одного и того же металла, то изъ двухъ разныхъ, употребляя для этого желѣзо, мѣдь, цинкъ и т. д. до золота включительно и производя опыты на лягушкахъ, черепахахъ, птицахъ и млекопитающихъ. Результатомъ всѣхъ согласныхъ, по его словамъ, опытовъ явилось слѣдующее объясненіе явленій.
Мышца представляетъ родъ Лейденской банки; ея наружная поверхность заряжена однимъ электричествомъ, а внутренняя, продолженіемъ которой служитъ нервъ, — противоположнымъ. Металлическая дуга, прикладываемая однимъ концомъ къ нерву, а другимъ къ наружной поверхности мышцы, играетъ роль разрядника, сообщающаго наружную и внутреннюю обкладки Лейденской банки. Черезъ дугу съ нерва на мышцу происходитъ разрядъ и возбуждаетъ послѣднюю. Главнымъ мѣсторожденіемъ электричества служитъ у животныхъ головной мозгъ, и отсюда, распространяясь по нервамъ, оно заряжаетъ мышцы, какъ Лейденскія банки.
Когда слухъ объ этихъ поразительныхъ по новизнѣ опытахъ дошелъ до Вольты, въ волшебныхъ рукахъ котораго они стали позднѣе исходнымъ пунктомъ физическаго ученія о гальванизмѣ, онъ принялся повторять опытъ Гальвани и скоро замѣтилъ очень рѣзкую разницу между результатами, прикладывается ли къ лягушечьему препарату дуга изъ однороднаго металла или изъ двухъ разныхъ. — Въ первомъ случаѣ сокращенія или вовсе не бываетъ, или оно бываетъ очень слабо, а во второмъ получается постоянно и рѣзко. (Опыты.) Отсюда онъ естественно вывелъ, что теорія мышцы, какъ Лейденской банки, а слѣдовательно и заряженность ея электричествомъ, несостоятельны; что дѣло здѣсь не въ животномъ, а скорѣе въ металлическомъ электричествѣ, родящемся изъ соприкосновенія двухъ разнородныхъ металловъ. Что же касается случаевъ, когда сокращенія получаются и при наложеніи такъ называемой однородной дуги, т.-е. изъ одного металла, то эта однородность можетъ быть лишь кажущейся — достаточно, чтобы концы ея имѣли различную твердость, полировку, температуру и т. п., чтобы быть въ дѣйствительности разнородными. Рядомъ съ этими опроверженіями Вольта сдѣлалъ адепту и родственнику Гальвани, Альдини, слѣдующій вызовъ: если хотите спасти животное электричество, бросьте металлическія дуги и найдите случай сокращенія безъ металловъ.
Трудно сказать, что сталось бы съ животнымъ электричествомъ, если бы Гальвани подчинился приговору Вольты относительно опытовъ съ металлическими дугами и потерялъ вѣру въ возможность животнаго электричества. Оно конечно было бы сдано на неопредѣленно долгое время въ архивъ, въ видѣ неудавшейся попытки.
По счастію вызовъ Вольты подѣйствовалъ и въ отвѣтъ получился новый рядъ опытовъ, между которыми одинъ представлялъ настоящій отвѣтъ на вызовъ Вольты. Вотъ этотъ опытъ.
Берется мышца съ отпрепарованнымъ по длинѣ нервомъ и нервъ набрасывается свободнымъ концомъ на поверхность мышцы; при этомъ мышца вздрагиваетъ. (Опытъ на экранѣ.) О металлическомъ электричествѣ здѣсь рѣчи уже быть не можетъ и легко убѣдиться также, что сокращеніе не зависитъ отъ какого-либо потрясенія или насилованія нерва. Явленіе это Гальвани объяснилъ по-старому — опять какъ разрядъ Лейденской банки при сообщеніи ея наружной и внутренней обкладки. Объяснилъ невѣрно, но цѣли достигъ — существованіе электричества въ мышцахъ животныхъ было въ сущности доказано.
На этомъ онъ и остановился, потому что идти дальше было въ то время невозможно. — Разработка явленій требовала очень чувствительнаго гальваноскопа; этотъ же могъ появиться лишь въ 20-хъ годахъ нашего столѣтія, послѣ знаменитаго открытія Эрстедта; а Гальвани умеръ въ концѣ 1798 г., не доживъ даже до устройства Вольтой его знаменитаго столба.
Потомство, какъ извѣстно, почтило заслуги Гальвани, окрестивъ его именемъ новое ученіе, вышедшее изъ рукъ Вольты. Было бы конечно справедливѣе назвать это ученіе вольтаизмомъ, а слово гальванизмъ закрѣпить за животнымъ электричествомъ; но этого не случилось потому, что послѣднее вскорѣ по смерти Гальвани заглохло, такъ какъ вниманіе ученаго міра надолго было приковано къ блистательнымъ открытіямъ Вольты.
Вопросъ возродился лишь 30 лѣтъ спустя, когда итальянскій физикъ Нобили устроилъ (1825) очень чувствительный гальванометръ съ астатической парой Ампера и большимъ числомъ оборотовъ въ мультипликаторѣ. Вспомнивъ изъ опытовъ Вольты крайнюю чувствительность лягушечьяго препарата къ электрическимъ токамъ вообще и въ частности къ его собственнымъ токамъ между нервомъ и мышцей (въ опытахъ сокращенія безъ металловъ), онъ сталъ сравнивать чувствительность своего инструмента съ животнымъ реоскопомъ, ради чего отвелъ къ гальванометру ноги и спинной мозгъ лягушечьяго препарата. — Получилось длительное отклоненіе стрѣлки, и всегда въ одномъ направленіи. Такимъ образомъ Нобили первый констатировалъ присутствіе токовъ въ тѣлѣ лягушки отъ мышцъ къ нервамъ и назвалъ ихъ «собственными токами лягушки». Замѣтивъ однако, что способность препарата отклонять стрѣлку переживаетъ его способность отвѣчать на собственный токъ мышечными сокращеніями, онъ заключилъ, что явленіе не стоитъ ни въ какой связи съ жизненными отправленіями нервовъ и мышцъ, и счелъ эти явленія искусственнымъ продуктомъ опыта — результатомъ быстрѣйшаго охлажденія нервовъ сравнительно съ мышцами.
Премникомъ Нобили былъ Маттеуччи, уже современникъ дю-Буа, но начавшій работать надъ токами лягушки на 3 года ранѣе его. Существеннаго въ эти три года было сдѣлано имъ слѣдующее:
Онъ наблюдалъ гальванометрически токи не только между мышцами и нервами, какъ дѣлалъ его предшественникъ, но между мышцами различныхъ частей тѣла — между голенью и бедромъ, между голенью и спиной и пр. Такимъ образомъ Маттеуччи доказалъ, что мысль Нобили о термоэлектрической природѣ лягушечьяго тока невѣрна. Равнымъ образомъ онъ показалъ несправедливость высказаннаго Доннэ мнѣнія, будто токи щелочно-кислотнаго происхожденія. Въ пріемѣ его отводить къ гальванометру различныя части животнаго тѣла уже заключался, по словамъ дю-Буа-Реймона, залогъ движенія впередъ; но дѣлалъ это Маттеуччи безъ всякой системы, поэтому и не могъ придти ни къ какому общему выводу. Кромѣ того, онъ работалъ съ мало чувствительнымъ для данныхъ явленій инструментомъ.
Произнося теперь имя знаменитаго берлинскаго профессора дю-Буа-Реймона, нельзя не сказать сразу, что онъ принадлежалъ къ числу тѣхъ избранниковъ, которые прокладываютъ пути въ темныя научныя области не для одного, а для нѣсколькихъ поколѣній, и къ числу тѣхъ ясныхъ мыслителей, которые содѣйствуютъ прогрессу знаній даже своими ошибками.
Онъ началъ работать въ 1841 г. и уже черезъ 7—8 лѣтъ, т.-е. 50 лѣтъ тому назадъ, появились два первые тома его обширнаго сочиненія «Untersuch, üb. thierische Elektricität». Какое дѣйствіе произвело это появленіе, можно судить по тому, что съ конца пятидесятыхъ годовъ и по сіе время едва ли найдется въ Германіи хоть одинъ физіологъ, который не испробовалъ бы своихъ силъ въ области, затронутой сочиненіемъ дю-Буа. Такъ силенъ былъ импульсъ, данный его работами.
Причину такого успѣха нужно искать въ характерѣ дю-Буа-Реймона, какъ научнаго дѣятеля, отразившемся на всѣхъ его работахъ. Онъ былъ страстнымъ, беззавѣтнымъ приверженцемъ физическаго направленія въ физіологіи и, будучи физикомъ по образованію, старался придать всему, что производилъ, физическую обдѣланность со стороны выполненія и даже теоретическую законченность. Не даромъ изданный имъ въ 70-хъ годахъ полный сводъ своихъ сочиненій онъ озаглавилъ «Gesammelte Abhandlungen über Muskel- und Nervenphysik».
Задачи, которымъ онъ посвятилъ всю свою жизнь, заключались въ рѣшеніи вопросовъ о физической природѣ процессовъ возбужденія въ нервахъ и мышцахъ, въ связи съ электрическими явленіями, какъ выразителями этихъ процессовъ.
Первымъ его дѣломъ было устроить несравненно болѣе чувствительный гальванометръ, чѣмъ у его предшественниковъ, что дало ему возможность открыть токи въ нервахъ. — Вторымъ дѣломъ было изучать явленія не на крупныхъ частяхъ животнаго тѣла, а на мышцахъ, нервахъ и нѣкоторыхъ другихъ тканяхъ въ отдѣльности. При этомъ онъ строго держался въ опытахъ слѣдующаго общаго плана: изучать электрическія явленія на нервахъ и мышцахъ сравнительно въ трехъ различныхъ состояніяхъ этихъ органовъ, именно: сравнивать живую ткань съ мертвой, живую недѣятельную съ дѣятельной. Смыслъ этого плана заключался въ слѣдующемъ: если электрическія явленія въ мертвыхъ органахъ отсутствуютъ, а въ живыхъ они есть, то они составляютъ атрибутъ жизни; если при переходѣ живой мышцы и живого нерва изъ покоя въ дѣятельность картина электрическихъ явленій мѣняется, то электрическія свойства органовъ принимаютъ прямое участіе въ актахъ возбужденія. Установивъ опредѣленную законность явленій на цѣльныхъ живыхъ мышцахъ и крупныхъ нервахъ при покоѣ ихъ, онъ начинаетъ дробить эти органы на части и изучаетъ явленія на возможно малыхъ отрѣзкахъ, доступныхъ опыту. Несравненно труднѣе было выполненіе второй половины его плана. Ему приходилось найти такую форму искусственнаго раздраженія нервовъ и мышцъ, которая приближалась бы наиболѣе къ естественному возбужденію этихъ органовъ. Съ этой цѣлью онъ перепробовалъ всѣ наличныя для того времени формы электрическаго раздраженія и въ каждомъ отдѣльномъ случаѣ наблюдалъ параллельно физіологическій эффектъ и картину электрическихъ явленій. Когда наконецъ была найдена имъ форма (индукціонные токи вертящагося направленія), оказавшаяся наиболѣе дѣйствительной въ дѣлѣ возбужденія и дававшая вмѣстѣ съ тѣмъ наиболѣе чистые эффекты на гальванометрѣ, онъ сравнилъ послѣдніе съ соотвѣтственными эффектами стрихниннаго столбняка, т.-е. сравнилъ искусственное возбужденіе нервовъ и мышцъ съ возбужденіями, идущими при стрихнинной отравѣ изъ нервныхъ центровъ. Покончивъ съ опытами на вырѣзанныхъ изъ тѣла нервахъ и мышцахъ, онъ старается доказать опытно присутствіе мышечныхъ токовъ на непораненной лягушкѣ и заканчиваетъ ихъ блистательнымъ опытомъ отклоненія стрѣлки подъ вліяніемъ волевого сокращенія мышцъ человѣка.
Путемъ всѣхъ своихъ опытовъ дю-Буа приходитъ къ слѣдующимъ выводамъ:
Электрическія явленія въ нервахъ и мышцахъ при покоѣ этихъ органовъ представляютъ продуктъ ихъ живой организаціи. Такъ какъ картина явленій повторяется безъ измѣненія на самыхъ малыхъ дробныхъ частяхъ нерва и мышцы, слѣдовательно, электровозбудителями должны быть частицы этихъ органовъ; такъ какъ, далѣе, картина электрическихъ явленій мѣняется при переходѣ нервовъ и мышцъ изъ покоя въ дѣятельность, слѣдовательно, электро-молекулярная организація нервовъ и мышцъ лежитъ въ основѣ ихъ физіологической дѣятельности.
Затѣмъ начинается теоретическое истолкованіе явленій — подыскиваніе такой физической схемы, которая обнимала бы собою всю картину явленій какъ при покоѣ органовъ, такъ и при переходѣ ихъ изъ покоя въ дѣятельность. Плодомъ исканій въ этомъ направленіи явилась знаменитая исторически электро-молекулярная схема дю-Буа. Периполярному расположенію частицъ соотвѣтствуютъ явленія при покоѣ; диполярному — явленія электротока, вызываемыя дѣйствіемъ батарейныхъ токовъ; быстрому переходу изъ одного состоянія въ другое и вообще вращательнымъ колебаніемъ частицъ — явленія отрицательнаго колебанія тока, сопутствующія актамъ возбужденія какъ искусственнаго, такъ и естественнаго.
Все это было сдѣлано дю-Буа-Реймономъ въ первыя десять лѣтъ работы, когда онъ стоялъ на избранномъ имъ пути одинъ. Притомъ все это появилось сразу, въ формѣ легко доступной повтореніямъ, и оказалось съ фактической стороны вѣрнымъ отъ начала до конца. Такимъ же оно остается и по сіе время.
Чтобы не утомить вниманіе слушателей, о послѣдующей дѣятельности дю-Буа я говорить не буду, тѣмъ болѣе, что она была посвящена главнымъ образомъ усовершенствованію техники опытовъ и не внесла ничего существенно новаго въ его воззрѣнія на электрическія явленія въ нервахъ и мышцахъ. Движеніе впередъ выпало на долю его учениковъ, между которыми кенигсбергскій профессоръ Людимаръ Германнъ конечно долженъ быть поставленъ на первое мѣсто.
Но что же дала намъ въ концѣ-концовъ дѣтельность дю-Буа-Реймона? Онъ оставилъ намъ въ наслѣдство не только путь и способы, но даже самый матеріалъ для изученія нервовъ, потому что факты, открытые имъ, разрабатываются и по сіе время. Ему мы обязаны далѣе единственнымъ объективнымъ признакомъ возбужденнаго состоянія нервовъ; и ему же принадлежитъ главная доля въ общемъ отдѣлѣ нервной физіологіи. Это лицевая сторона его заслугъ; но за ними стоитъ, я полагаю, крупный итогъ; и я едва ли ошибусь, если опредѣлю его такъ: мы вообще еще очень далеки отъ пониманія того состоянія частей животнаго тѣла, которое называется «живымъ», но въ нервахъ и мышцахъ, благодаря дю-Буа-Реймону, мы стоимъ къ этой тайнѣ нѣсколько ближе, чѣмъ въ другихъ органахъ и тканяхъ нашего тѣла.