История изучения биоэлектрических явлений

Первые данные о существовании биоэлектрических явлений («животного электричества») были получены в третьей четверти XVIII в. при изучении природы электрического разряда, наносимого некоторыми pыбами при защите и нападении.

Начало систематического изучения биоэлектрических явлений связывают с именем итальянского физика и анатома Луиджи Гальвани (Galvani L.). Л.Гальвани был первым, кто убедился в существовании "живого электричества". Это произошло в 1771 г. [ ]. По данным других источников — в 1780 г., но опубликованы результаты открытия были только в 1791 г. [ ]. Термин «животное электричество» тоже принадлежит Л.Гальвани.

Первый («балконный») опыт Л.Гальвани состоял в том, что препарат задних лапок лягушек на медном крючке был подвешен в грозу к железному балкону. Учёного интересовало влияние электрических грозовых разрядов на мышцы лягушки. Влияние молнии на мышцы лягушки он не заметил, но отметил другое — от ветра в дождь препарат задевал балконные перила, и в этот момент мышцы сокращались.

По Гальвани, это было результатом замыкания цепи тока, в результате чего "живое электричество'' вызывало сокращение. Л.Гальвани считал, что мышцы и нервы заряжены электричеством наподобие лейденской банки. И в этом он оказался в конце концов почти прав.

Однако итальянский физик Александро Вольта (Volta A.) не согласился с таким объяснением. Он считал, что результаты опыта Гальвани неибходимо трактовать по другому — источником электрического является "гальваническая пара" - железо-медь. Схема этого опыта, который Вы воспроизведёте на практических занятиях показан на рисунке.

В ответ Гальвани поставил второй опыт (опыт без металла), который доказывал идею автора: набрасывался нерв между поврежденной и неповрежденной поверхностями мышцы и в ответ - сокращение интактной мышцы .

C

Многолетний научный спор (1791-1797) между Л.Гальвани и А.Вольта о природе «животного электричества» завершился двумя крупными открытиями: были установлены факты, свидетельствующие о наличии электрических потенциалов в нервной и мышечной тканях, и открыт новый способ получения электрического тока при помощи разнородных металлов - coздан гальванический элемент («вольтов столб», 1800).

Однако первые прямые измерения потенциалов в живых тканях стали возможны только после изобретения гальванометров. Систематическое исследование потенциалов в мышцах и нервах в состоянии покоя и возбуждения было начато немецким физиологом Эмилем Дюбуа-Реймоном (du Bois-Reymond E.) в 1848 г.

Kачественно новый этап в изучении электрических явлений в живых тканях — 40—50-е годы XX века. С помощью внутриклеточных микроэлектродов удалось произвести прямую регистрацию электрических потенциалов клеточных мембран.