Н. Е. Введенский не был харизматической личностью, как И. П. Павлов, но в науке был таким же первопроходцем. Он стремился докопаться до сути процессов, протекающих в нервно-мышечной ткани, измерить и оценить количественно и качественно изменения, которые в ней происходят под разными воздействиями. Он впервые применил технику телефонического выслушивания раздражаемой ткани. В век сложнейших электронных приборов и компьютерного моделирования такая техника представляется примитивной, если не сказать, пещерной, но тогда это был крупный прорыв. Впервые ученые смогли услышать то, что происходит в мышце, нервных волокнах и других живых тканях, когда на них воздействуют электрическим током, ядами, растворами кислоты или другими раздражителями. Оказалось, что из шумов в телефонной трубке можно извлекать очень важную информацию. Введенский научился понимать язык этих шумов как никто другой. Через 50 лет, когда оказалось возможным проверить его данные с помощью самопишущих осциллографов, не потребовалось вносить почти никаких поправок, о чем с восхищением писал Ухтомский.
Введенский развернул широкие исследования процессов возбуждения и торможения в нервной системе (пионером этого направления в русской науке был его учитель И. М. Сеченов). Он показал, как увеличение частоты и силы раздражений ведет к постепенному усилению рефлекторной реакции ткани (оптимум), а затем к постепенному же ослаблению (пессимум). Он установил закон лабильности, то есть относительной функциональной подвижности тканей, создал учение о парабиозе (состоянии между жизнью и смертью, когда ткань достигает такой степени утомления, что вообще перестает реагировать, но после отдыха как бы оживает). Процесс наступления парабиоза Введенский подразделил на ряд фаз: уравнительную фазу, когда реакция на сильное и слабое раздражения становится одинаковой; парадоксальную, когда реакция на слабое раздражение становится большей, чем на сильное; и, наконец, тормозную, когда наступает полное торможение рефлекторной реакции. Эти и другие понятия прочно вошли в науку.
Опыты проводились чаще на лягушках, реже на кошках и собаках, а когда не требовалось оперативного вмешательства – на себе и своих сотрудниках. Многие открытия и идеи Введенского опережали свое время. Так, он установил, что при повторном раздражении ткани тем же раздражителем и такой же силы ткань может реагировать иначе, чем прежде. Это навело на мысль, что для правильного понимания реакции ткани, органа и организма в целом надо учитывать их прежние состояния, то есть историю живой системы, ибо в ней ничто не исчезает бесследно. Такова одна из новаторских идей Введенского, глубоко воспринятая и развитая Ухтомским.
2.Алексей Алексеевич начал слушать лекции Введенского и приступил к работе в его лаборатории в 1902 году, студентом третьего курса, пройдя уже университетские курсы физики, химии, математики. Таково было требование, введенное еще Сеченовым: курс физиологии завершал естественнонаучную подготовку студента; приступать к ее изучению, студент должен был после того, как освоит основные законы неживой природы.
Сотрудники кафедры встретили Ухтомского с недоверием: князь-богослов и физиология представлялись несовместными. Но он хорошо вписался в коллектив лаборатории, а через пару лет занял в нем ведущее место, второе после Введенского. Это признали все сотрудники, включая таких, как Игорь Александрович Ветюков и Федор Евдокимович Тур, хотя они были старше и опытнее, да и работали с Введенским много лет.
Трудно было представить себе столь разных людей, как учитель и ученик. Малорослый, узкогрудый, сутуловатый профессор был почти незаметен рядом с высоким красавцем богатырского телосложения, с военной (с кадетских времен) выправкой. Тогда как Ухтомский был открыт, разговорчив, легко сходился с людьми, Введенский был молчалив, замкнут, недоверчив; к новому человеку присматривался с подозрением, задавал осторожные прощупывающие вопросы, так что тот чувствовал, что его придирчиво изучают.
Выступая с научными докладами на съездах и конференциях, Введенский умел увлекаться, говорить ярко и вдохновенно. Но читать рутинные лекции студентам он не любил. Читал скучно, немногословно, заменяя пространные объяснения демонстрацией опытов. В этом он тоже был прямой противоположностью Ухтомского, который на каждую лекцию шел как на праздник, читал увлеченно и мастерски, стремясь раскрыть перед слушателями суть явлений. Демонстрации опытов были для него лишь вспомогательным инструментом. Лекции его были трудны для понимания, но захватывающе интересны. К студентам он относился как к близким друзьям, хорошо знал их личные обстоятельства, готов был войти в их положение, горячо и деятельно отзывался на каждую личную просьбу.
Постепенно между учителем и учеником, при всей их несхожести, установились сердечные отношения. Ухтомский бывал в гостях в родной деревне Николая Евгеньевича, знал его родителей и трех братьев – Вячеслава, Александра и Константина. Был посвящен и во внутрисемейные отношения, обычно скрываемые от посторонних. К примеру, ему было известно, что Константин был любимчиком отца и особенно матери, из-за чего остальные три брата, очень дружные между собой, его недолюбливали. «А, вообще говоря, это крепкая северная семья, какими держалась и держится наша Северная Русь, – писал Ухтомский уже на закате собственной жизни. – Отпрыски древненовгородских колонизаторов, закладывавших свои починки по дремучим лесам на берегах Сухоны, Юса, Двины. <…> Суровый Север выработал крепких, упрямых и смелых людей, принесших немало нужных и честных людей нашей истории и нашему народу. Покойный отец наших четырех братьев Введенских – глубоко почитаемый всей округой и крестьянством, наставник по всему обиходу жизни. О нем и его семье и до сих пор идет добрая слава, докатившаяся с Сухоны и Шуи и до нашей Ярославщины»[135].
Страстью Введенского была экспериментальная работа в лаборатории. Здесь он мог проводить и часто проводил не только дни, но и ночи. У него был неистощимый запас идей для новых и новых опытов, и он щедро дарил их сотрудникам, заслужившим его доверие. Работе сотрудники должны были отдавать себя целиком, как и он сам. Однажды, когда в воскресный день Ухтомский пришел в лабораторию в середине дня, Введенский сердито спросил:
– Куда это вы шатаетесь?
Семьи у Николая Евгеньевича не было. В. Л. Меркулов знал, вероятно, от Ухтомского, что «Н. Е. Введенский имел какую-то трагическую страсть к замужней женщине, она не хотела развода, и он сублимировал чувство в научный поиск»[136].
Незадолго до смерти, оглядываясь на пройденный путь, Николай Евгеньевич сказал Ухтомскому:
– Ведь можно сказать, что я провел жизнь в обществе нервно-мышечного препарата.
3.Первая тема исследований Ухтомского состояла в изучении того, как потеря крови влияет на работу двигательной системы животного. Опыты проводились на кошках и сопровождались точными количественными измерениями. Ухтомский установил, что при потере крови в работе мышцы происходит последовательная смена парабиотических фаз. Это подтверждало взгляды Введенского. Работа была выполнена безукоризненно. Николай Евгеньевич дал добро на ее публикацию, и она появилась в немецком научном журнале. Ученый совет университета отметил ее премией. Так начался путь Ухтомского в науке.
С осени 1904 года студент Ухтомский стал ассистентом профессора Введенского, его обязанностью было готовить и проводить лекционные демонстрации.
Однажды он демонстрировал опыт, показывающий работу двигательного центра коры головного мозга. Но когда он ввел электрод в соответствующий участок мозга собаки, произошел конфуз. Двигательный аппарат животного не прореагировал, вместо этого произошла дефекация. Лапы задергались только после того, как процесс дефекации завершился. Что это? Техническая ошибка эксперимента?
Алексей Алексеевич двадцать раз повторил тот же опыт в лаборатории и убедился, что ошибки не было: если организм подготовлен к дефекации, то раздражение двигательного центра приводит к тому, что животное начинает испражняться, и только после завершения этого акта включается двигательный аппарат. Ухтомский попытался обсудить эти опыты с Введенским, но тот, сосредоточенный на исследованиях парабиоза, не обратил на них должного внимания. Работа не была опубликована. Однако Ухтомский чувствовал, что «здесь что-то есть», и продолжал экспериментировать в том же направлении.
В университете он проучился семь лет вместо обычных пяти, ибо первый год был отдан восточному факультету, а в течение почти всего турбулентного 1905 года занятий вообще не было. 26 мая 1906 года Ухтомский окончил курс с дипломом 1-й степени. Введенский зачислил его на должность лаборанта кафедры. Ему был 31 год, он был сложившимся человеком и вполне самостоятельным исследователем, со своим кругом научных интересов.
В университете он проучился семь лет вместо обычных пяти, ибо первый год был отдан восточному факультету, а в течение почти всего турбулентного 1905 года занятий вообще не было. 26 мая 1906 года Ухтомский окончил курс с дипломом 1-й степени. Введенский зачислил его на должность лаборанта кафедры. Ему был 31 год, он был сложившимся человеком и вполне самостоятельным исследователем, со своим кругом научных интересов.
В. Л. Меркулов обратил внимание на обширное письмо Ухтомского своему университетскому другу и коллеге по кафедре Н. Л. Кузнецову – впоследствии крупному специалисту по физиологии насекомых. Письмо было написано в продолжение спора о следовых реакциях в нервной системе. Кузнецов не допускал мысли, что при реакции организма на раздражения важную роль играет не только его состояние в данный момент, но следы предыдущих состояний. Он назвал это глупостью. Ухтомского его слова задели – настолько, что, придя домой, он ни о чем другом не мог думать, все мысли вращались вокруг этого вопроса, и, наконец, он сел писать письмо, оканчивавшееся словами:
«Сейчас четверть 7-го утра. Прописал всю ночь и рад, что написал. Мне хочется, чтобы Вы меня поняли, то есть [поняли] то, что меня связывает, так сказать, с физиологией»[137].
Письмо датировано 23 ноября 1907 года. Оно показывает, что то, от чего отмахивался коллега Кузнецов, для Ухтомского составляло самое главное: он считал, что только ради этого вообще имело смысл заниматься наукой. Письмо обнаруживает обширную эрудицию автора: в нем мелькают имена А. Галлера и Г. Ф. Вольфа, Геккеля и Гиса, Ферворна и В. Оствальда, И. П. Павлова и Н. Е. Введенского. И в нем уже намечены руководящие идеи всей дальнейшей деятельности Ухтомского: для понимания поведения организма в среде обитания важнейшим фактором следует считать время, историю, то, что организмом уже пережито.
Введенский привлек Ухтомского к исследованиям так называемой реципрокной (то есть согласованной, сопряженной) иннервации мышц сгибательно-разгибательного аппарата конечностей. Сгибание-разгибание обеспечивается работой мышц-антагонистов: сокращение одной мышцы приводит к сгибанию, противоположной – к разгибанию. Чтобы этот процесс протекал гладко, работа мышц-антагонистов должна быть четко согласована: сокращение одной из них должно совпадать с расслаблением другой и наоборот. Согласованность обеспечивается центральной нервной системой, посылающей в мышцы сигналы возбуждения и торможения. Изучение механизма сгибания и разгибания позволяет проникнуть в систему взаимодействия возбуждения и торможения в нервной системе в целом.
Координация возбуждения-торможения, обеспечивающая ритмичную работу мышц-антагонистов, была исследована предшественниками Введенского и Ухтомского, в особенности детально – британским физиологом Чарльзом Шеррингтоном. Повторяя опыты Шеррингтона, Ухтомский, не забывал о странном поведении двигательного аппарата в его «неудавшемся» опыте 1904 года. Он пришел сначала к догадке, а потом и к четкому выводу, что там тоже имела место координация возбуждения и торможения, но под влиянием возбуждения, подготавливавшего акт дефекации, торможение захватывало весь двигательный аппарат, то есть и сгибание, и разгибание, поэтому он не включался. Из этого следовало, что тормозящие процессы динамичны, подвижны, они могут делать антагонистами или, напротив, синергистами такие органы, которые в «нормальных» условиях вроде бы никак не взаимодействуют. Это уже было нечто совершенно новое.
Впрочем, Алексей Алексеевич не торопился закрепить свой научный приоритет. Он вообще меньше всего заботился о том, что называется научной карьерой.
Он не изъявлял желания поехать заграницу, хотя стажировка в иностранных университетах была почти обязательным пропуском для работы в русской науке. Польза от таких стажировок была несомненной: они помогали расширить кругозор, познакомиться с передовыми идеями и методами работы, установить связи с коллегами. Согласно сложившейся традиции, только после возвращения из заграницы молодой ученый мог защитить диссертацию и претендовать на должность доцента, а затем и профессора. Такие поездки осуществлялись за государственный счет и были очень выгодны. Как свидетельствовал ученик И. П. Павлова Л. А. Орбели, получивший заграничную командировку в 1908 году, в качестве стипендии командируемым молодым ученым выдавался двойной оклад ординарного профессора. Причем, деньги выплачивались крупными суммами, золотом, за несколько месяцев вперед. Отчета в расходовании этих сумм не требовалось, нужно было только сообщать в казначейство о своих перемещениях, чтобы деньги приходили туда, где реально находился стипендиат.
Командировки, конечно, давались не всем подряд, нужно было пройти конкурс, получить рекомендацию научного руководителя и ученого совета. Но особых трудностей в получении рекомендаций у Ухтомского не было. Однако желания поехать «для усовершенствования» заграницу у него тоже не было: за движением мировой науки он следил по публикациям в научных журналах на основных языках и считал это вполне достаточным.
Он годами не публиковал своих научных работ. Тем не менее, его научная репутация каким-то непостижимым образом росла и становилась все более прочной.
8 мая 1911 года Ухтомский защитил диссертацию на степень магистра естествознания под названием «О зависимости кортикальных двигательных эффектов от побочных центральных влияний». Если вспомнить, что синонимом термина кортикальный является прилагательное корковый, то название не покажется слишком мудреным. Речь шла о том, как посторонние воздействия влияют на двигательный центр коры головного мозга и, через него, на двигательный аппарат животного. Ключевым и, безусловно, новаторским здесь было слово побочных.
Обычно ученые – думаю, не ошибусь, если скажу, что это относится к любой экспериментальной науке, – исследуя некое явление или процесс, делают все возможное, чтобы исключить побочные влияния или предельно их ослабить: они снижают чистоту эксперимента и затемняют картину. Чтобы избавиться от посторонних влияний, экспериментаторы порой проявляют чудеса изобретательности, часто для этого требуются большие затраты. Ивану Петровичу Павлову для чистоты опытов по выработке условных рефлексов на звук потребовалось возвести звуконепроницаемую «башню молчания», что заняло несколько лет и стоило очень дорого. Проект был осуществлен только благодаря необыкновенной щедрости принца Ольденбугского. Проводя эксперименты в «башне молчания», Павлов мог исключить воздействие на подопытных животных посторонних, не контролируемых звуков.
Ухтомский же сосредоточил внимание именно на посторонних воздействиях.
Ему удалось установить, что центры высшей нервной деятельности, ответственные за отдельные функции организма, во-первых, не зафиксированы анатомически в строго определенных участках мозга, – они могут «плавать». И, во-вторых, и это было особенно важно, Ухтомский показал, что центры нервной системы не изолированы от других центров; они взаимодействуют, усиливая или, напротив, подавляя, тормозя друг друга. Как отметил В. Л. Меркулов, «Алексей Алексеевич в этой диссертации вплотную подошел к формулировке принципа доминанты как своеобразного «функционального органа», состоящего из обширного числа нервных центров, вступивших между собой во временное сотрудничество»[138].
Но до формулировки принципа доминанты оставалось еще одиннадцать лет!
Был один аспект в его диссертации, о котором не упомянул В. Л. Меркулов, но о нем стоит сказать.
Н. Е. Введенский стремился доказать, что все случаи торможения в нервной системе в конечном счете сводятся к парабиозу. Такая тенденциозность вызывала недовольство и даже чувство протеста у его учеников и сотрудников. Они видели в этом догматизм стареющего ученого, утрату им восприимчивости к новому. Это недовольство нашло отражение и в диссертации Ухтомского. Выступая на его защите, Введенский обратился к диссертанту со следующими словами:
– Читая вашу книгу, я все время чувствовал, что она имеет в виду какого-то врага: и я понял, что враг этот – я[139].
Однако, в официальном отзыве он написал (совместно с профессором гистологии А. С. Догелем):
«Диссертация кн. Ухтомского представляет очень богатый и разнообразный, тщательно установленный и продуманный материал, внося, таким образом, новый и существенный вклад в литературу по физиологии так называемых психо-моторных центров и для анализа функциональных взаимоотношений между частями центральной нервной системы»[140].
Такова была культура взаимоотношений в среде бескорыстных искателей истины. В то время это было нормой в науке, но позднее, увы, становилось все более редким исключением. Как написал мне однажды В. Л. Меркулов, «проблема возникновения феодального хозяйства в науке – родилась в советское время». Поясняя свою мысль, он продолжал: «Старое поколение русских натуралистов – И. М. Сеченов, А. М. Бутлеров, Д. И. Менделеев, И. П. Павлов, К. А. Тимирязев, братья Ковалевские, Н. А. Северцов, Ф. В. Овсянников, братья Данилевские и иные любили науку по старомодному! А плановое хозяйство диктует а) дутые обещания, чтобы выбить под них деньги, 2) рекламу тематики, з) страх конкуренции и систему мер по удалению талантов куда угодно дальше!»[141]