Таким образом, в середине XVIII века складывается представление о возбудимости разных мышц, как о присущем им свойстве отвечать сокращением на непосредственное раздражение. Кроме того, для раздражения нервов, скелетных мышц или сердца исследователи начали широко использовались электрические разряды.
Одно из самых ранних утверждений, касающихся использования электричества, было сделано в 1743 году Иоганном Готтлибом Крюгером из Университета Галле: «Все вещи должны быть полезны, это факт. Поскольку и электричество должно приносить пользу, но мы видим, что оно не может быть применено в теологии или юриспруденции, очевидно, ничего не осталось, кроме медицины».
В том же 1743 году немецкий учёный Ганзен выдвинул гипотезу о том, что сигнал в нервах имеет электрическую природу. А в 1749, французский врач Дюфей защитил диссертацию на тему «Не является ли нервная жидкость электричеством?». Эту же идею поддержал в 1774 году английский учёный Пристли, прославившийся открытием кислорода. [6]
Идея явно носилась в воздухе.
«Животное электричество» Луиджи Гальвани
Итальянский профессор анатомии, учёный XVIII в. Луиджи Гальвани (Luigi Galvani, 17371798), как и все солидные учёные того времени очень интересовался влиянием электричества и на ткани животных. В то время существовала мода на занятия электричеством среди различных слоёв общества. Одновременно с исследованием электрических явлений росли надежды на их практическое использование, иногда, особенно вначале, самые фантастические. Например, когда обнаружилось, что при разряде лейденской банки через тело убитой лягушки мышцы последней вздрагивали, стали говорить о том, что с помощью электричества можно будет воскрешать мёртвых.
Очень популярным стало явление электризации. С её помощью «ускоряли» распускание цветов, прорастание семян; цыплята из наэлектризованных яиц якобы выводились быстрее, чем из обычных. Врачи электризовали и лекарства, и больных, а затем отчитывались о положительных результатах. Находилось немало людей, которые утверждали, что наэлектризованная вода хорошо лечит. Считалось, например, что парализованных больных надо для излечения заряжать положительно, а психически больных отрицательно.
Появилось множество людей, которые утверждали, что они обладают особенно сильным электрическим действием и поэтому могут излечивать больных. Подвергать себя электризации стало до того модным, что тот, кто не мог проникнуть в лаборатории учёных, «электризовался» у ярмарочных шарлатанов.
Суеверия, мистика тени научного знания, к сожалению, во все времена сопровождали научные открытия.
Идея о том, что по нервам распространяется «животное электричество», впервые была высказана Луиджи Гальвани в 1786 году.
Описаний того, как Гальвани обнаружил эффект есть несколько. Чезаре Ломброзо в своей книге «Гениальность и помешательство» писал, что открытию гальванизма мы обязаны нескольким лягушкам, из которых предполагалось приготовить целебный отвар для жены Гальвани. Итальянские экскурсоводы рассказываю другую версию событий, согласно которой жена Гальвани, войдя в кабинет мужа, заметила дёргающуюся на столе лягушачью лапку и обратила на это внимание профессора. Но эти версии событий скорее относятся к категории исторических анекдотов.
Сам Луиджи Гальвани описывал своё открытие (26 января 1781 года) так. Всё началось с того, писал он, что, препарировав лягушку, «я положил её без особой цели на стол, где стояла электрическая машина. Когда один из моих слушателей слегка коснулся нерва концом ножа, лапка содрогнулась как бы от сильной конвульсии. Другой из присутствовавших ассистентов заметил, что это случалось только в то время, когда из кондуктора машины извлекалась искра». Считается, что это первый документально подтверждённый эксперимент по нервно-мышечной электрической стимуляции.
Рисунок 5. Однажды разряд электрофорной машины в лаборатории Луиджи Гальвани случайно вызвал сокращение лапки только что отпрепарированной лягушки.
Впоследствии было замечено, что сокращение лапок наблюдается и во время гроз и даже просто при приближении грозового облака.
Гальвани продолжил исследования стимуляции подготовленной лягушачьей лапки атмосферным электричеством. Он подключил электрический проводник между стеной дома и нервом лягушачьей лапки. Затем он заземлил мышцу другим проводником, соединённым с водопроводом. Сокращения были получены при вспышке молнии.
Гальвани продолжил исследования стимуляции подготовленной лягушачьей лапки атмосферным электричеством. Он подключил электрический проводник между стеной дома и нервом лягушачьей лапки. Затем он заземлил мышцу другим проводником, соединённым с водопроводом. Сокращения были получены при вспышке молнии.
В сентябре 1786 года Гальвани пытался получить сокращения от атмосферного электричества в спокойную погоду. Он подвешивал препараты из лягушек к железным решёткам в своём саду с помощью медных крючков, вставленных в спинной мозг. Однажды Гальвани случайно прижал крюк к перилам, когда лапка также соприкасалась с ним. Заметив сокращения, он повторил эксперимент в закрытой комнате. Он положил лягушачью лапку на железную пластину и прижал медный крючок к пластине, и вновь произошло мышечное сокращение.
Рисунок 6. Опыт с лягушачьей лапкой.
Продолжая эти эксперименты, Гальвани обнаружил, что, всякий раз, когда нерв и мышца лягушки одновременно прикасались с биметаллической аркой из меди и цинка, происходило сокращение мышцы.
После долгих научных изысканий Гальвани предположил, что мышца является своеобразной батареей лейденских банок, непрерывно возбуждаемой действием мозга, электричество от которого передаётся по нервам. Он искренне верил в особые качества этого электричества по сравнению с открытым до него физиками. Именно так и была рождена теория «животного электричества», именно эта теория создала базу для возникновения в будущем электромедицины. Открытие Гальвани произвело сенсацию.
О том, что лягушачья лапка сокращается при раздражении её электричеством, знали и до Гальвани. В чём же заслуг последнего? В том, что он предположил и доказал наличие «животного» электричества. Гальвани считал, что мышцы сокращаются под влиянием «животного» электричества, которое рождается в нервах, а медная и цинковая проволоки это только замыкающие цепь проводники.
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.
Позднее он ставит новые опыты, в которых вообще не используются никакие металлы (даже препарирование лягушки производится стеклянными инструментами).
Не только лягушачья лапка подвергалась действию электричества. Итальянец Запотти добился стрекотания мёртвого кузнечика. Сам Гальвани заставлял дёргаться конечности свежезабитых овец и кроликов, а французский хирург Ларрей производил аналогичные опыты с только что ампутированной человеческой ногой.
В 1791 году в «Трактате о силах электричества при мышечном движении» было описано сделанное Гальвани знаменитое открытие. Сами явления, открытые Гальвани, долгое время в учебниках и научных статьях назывались «гальванизмом». Этот термин доныне сохраняется в названии некоторых аппаратов и процессов. На тот момент со времён опытов Шваммердама прошло без малого 100 лет, к чести Гальвани он ничего и никогда о нём не слышал.
Алессандро Вольта никакого «животного электричества» нет
Среди последователей болонского анатома оказался и Алессандро Вольта (Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Gerolamo Umberto Volta, 17451827).
Итальянский физик и химик Алессандро Вольта, заинтересовавшись опытами Гальвани, увидел совершенно новое явление создание потока электрических зарядов. Проверяя точку зрения Гальвани, Вольта проделал серию опытов и пришёл к выводу, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие цепи из разных проводников (двух металлов) в жидкости. В подтверждение своей правоты Вольта заменил лапку лягушки изобретённым им электрометром и повторил все действия.
В 1800 году А. Вольта впервые публично заявляет о своих открытиях на заседании Лондонского королевского общества. По его мнению, в проводнике второго класса (жидкий проводник) находящемся в середине и соприкасающемся с двумя проводниками первого класса из двух различных металлов возникает электрический ток того или иного направления.