Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Хоть Дюбуа-Реймон и счел гротескный опыт Маттеуччи ненаучным (“никто другой глубже меня не может почувствовать, насколько этот эксперимент оставляет желать лучшего в отношении четкости и ясности”), продолжение этой работы Дюбуа-Реймоном в последующие два десятилетия наконец-то позволило воскресить давно умершую сферу биоэлектричества и вновь возвести ее в ранг легитимной области научных изысканий. Дюбуа-Реймон был чрезвычайно амбициозен и настойчив в своем завоевании научного авторитета, и пятьдесят пять лет пребывания в Университете Берлина стали для него попыткой закрепить за собой место в истории и прибрать себе роль Гальвани в качестве первооткрывателя животного электричества.
Он был наследником Гальвани во многих аспектах. Он прославился своим крайне требовательным и внимательным отношением к научной работе. Его изощрения в попытках добиться более точной характеристики и измерения тока в нервах могут показаться маниакальными. Он потратил годы проб и ошибок на сборку особого гальванометра собственной конструкции, добиваясь такой чувствительности, чтобы измерять ток не в телеграфных линиях, а в нервах и мышцах лягушки. Он собрал столько лягушек, что его берлинская квартира превратилась в “лягушачий питомник”[94]. Чтобы использовать мышечные и нервные волокна лягушек и исключить любое случайное влияние внешнего электричества, он раскусывал волокна зубами, избегая прикосновения каких-либо металлических инструментов. Он почти ослеп из-за непрерывного контакта с раздражителями, содержащимися в лягушачьей коже. Популяция лягушек в Берлине, как и в Италии несколькими десятилетиями ранее, пошла на спад. Но его упорство, подпитываемое желанием уточнить эксперименты Гальвани и присвоить себе первенство в этой области, все же было вознаграждено.
С помощью своего нового гальванометра Дюбуа-Реймон собственными глазами мог наблюдать отклонение показаний прибора при мышечном сокращении. Стрелка гальванометра отклонялась каждый раз, когда через измеряемый участок проходил ток. Гальвани мог замечать пробегающий по мышце электрический импульс лишь косвенным образом по сокращению лягушачьей лапки (так что лягушку можно считать первым в мире гальванометром), а Дюбуа-Реймон регистрировал животное электричество при возбуждении мышцы напрямую. Восьмидесятилетний Гумбольдт радостно участвовал в этих экспериментах в качестве подопытного животного: хотя теперь он был уже достаточно известной персоной, чтобы “обедать за одним столом с королем”, он засучивал рукав и сгибал руку, пока не отклонялась стрелка на гальванометре Дюбуа-Реймона[95].
Хотя большинство исследователей восприняли эти первые эксперименты скептически (общество все еще не готово было согласиться, что мысли и намерения могут производить измеряемое электричество[96]), к концу XIX века Дюбуа-Реймон и его коллеги с успехом добились признания изучения биоэлектричества в качестве одного из подразделов нейробиологии. Идея о протекании электричества по нервам и мышцам постепенно приближалась по статусу к общепринятой. Оставалось, впрочем, несколько нерешенных вопросов. Как оно течет? И почему это электричество намного слабее, чем электричество в телеграфных проводах?
Но теперь появилась возможность его измерять. Дюбуа-Реймон и его коллега Герман фон Гельмгольц назвали электрический импульс, посылаемый нервом для активации мышцы, “током действия”. Вскоре и другие ученые присоединились к попыткам более точно охарактеризовать это явление, и, хотя по поводу многих деталей разгорались бурные споры, само существование электричества в нервной системе признали все. Дюбуа-Реймон доказал, что в человеческом теле есть электричество. С его помощью функционируют нервы. Дюбуа-Реймон стал гордостью фон Гумбольдта и отобрал лавры этого открытия у Гальвани[97]. “Я преуспел в полноценном возрождении к жизни столетней мечты физиков и физиологов об идентификации электричества в качестве нервного вещества”, – писал он[98].
В то же самое время, когда Дюбуа-Реймон восстановил правомерность исследований в области биологического электричества, были достигнуты успехи в построении карты мозга и нервной системы. Как уже случалось в прошлом, новые инструменты поставили под сомнение старую теорию, и возникли новые сомнения. Как один электрический импульс может отвечать за гигантское разнообразие движений и ощущений? В этот период развития науки нервную систему считали широкой неразрывной сетью связанных нитей. Наиболее подходящим сравнением было сравнение с водопроводной системой. Ученые видели не соединение отдельных клеток, а набор трубок. Только протекал по ним уже не животный дух, а электричество.
С появлением более точных приборов, таких как чувствительные гальванометры и батарейка Вольты, а также благодаря упорству Гумбольдта, Дюбуа-Реймона и Гельмгольца в применении строгого научного метода наконец была решена тысячелетняя загадка животного духа. Этим животным духом, который проводил сигналы от мозга к конечностям и передавал обратно ощущения об окружающем мире, было электричество. Животный дух был на деле животным электричеством. Теперь его стали называть по-новому – “нервной проводимостью”. Но смысл остался тот же; просто место философии было занято наукой. Гальвани был наконец отмщен.
Часть 2
Биоэлектричество и электром
“Полное понимание жизни придет только после установления ее вычислительных механизмов”.
Пол Дэвис, “Демон в машине”
В ходе столетних споров о существовании нервных импульсов и об их природе скептики имели немало оснований сомневаться, что в нервной системе животных протекает настоящее электричество. Изучение необычных способностей электрических рыб и угрей позволило найти источник их электричества: гигантский орган, специализирующийся на накоплении электрического заряда для его выброса в одном мощном парализующем ударе. Но ни один анатом пока так и не обнаружил ничего подобного в человеческом теле. А если такого источника тока нет, то что же посылает электрический сигнал по нервам? В результате возникло стойкое подозрение, что электричество – лишь неловкая метафора для какого-то загадочного механизма проведения нервного сигнала.
Ситуация изменилась в последние годы XX века, когда такой источник был найден[99]. Новые технологии, способствовавшие этому открытию, привели к радикальным изменениям в таких дисциплинах, как электрофизиология и нейробиология. Далее последовали достижения столь значительные и многочисленные, что историки науки Марко Брезадола и Марко Пикколино сравнивают их с тем, что происходило “в квантовой механике во времена Макса Планка”[100].
Глава 3
Электром и биоэлектрический код: как понять электрический язык тела
В конце XIX века, после тысячелетнего пребывания в эфирной сфере философских