Кто в 1791 году открыл биоэлектрические явления что положило начало электрофизиологии
ЛитЛайф
Жанры
Авторы
Книги
Серии
Форум
Сорокина Татьяна Сергеевна
Книга «История медицины»
Оглавление
Читать
Помогите нам сделать Литлайф лучше
Выдающимся достижением XVIII в. явилось открытие биоэлектрических явлений («животного электричества», 1791) итальянским анатомом и физиологом Луиджи Гальвани (Galvani, Luigi Aloisio, 1737-1798), что положило начало электрофизиологии.
К XIX в. было накоплено достаточно много физиологических знаний. Однако в науке продолжало господствовать, метафизическое мышление, которое, исчерпав свою прогрессивную роль, на данном этапе развития науки приводило к разработке идеалистических (например виталистических) концепций.
Против представлений об особой «жизненной силе» активно выступал один из основоположников экспериментальной медицины – французский физиолог Франсуа Мажанди (Magen-die, Francois, 1783-1855). Продолжая исследования И. Прохаски, он доказал раздельное существование чувствительных (задние корешки) и двигательных (передние корешки спинного мозга) нервных волокон (1822), что утверждало соответствие между структурой и функцией (закон Бэлла-Мажанди).
В России создание основ материалистического направления в физиологии связано с деятельностью Алексея Матвеевича Филомафитского (1807-1849) – основоположника московской физиологической школы. В 1833 г. он защитил докторскую диссертацию «О дыхании птиц», затем в течение двух лет работал в Германии в лаборатории И. Мюллера и в 1835 г. стал профессором Московского университета.
А. М. Филомафитский был одним из первых пропагандистов экспериментального метода в российской физиологии и медицине. Вместе с Н. И. Пироговым он разработал метод внутривенного наркоза; используя технику вивисекции, изучал вопросы физиологии дыхания, пищеварения, переливания крови («Трактат о переливании крови», 1848); создал аппараты для переливания крови, маску для эфирного наркоза и другие физиологические приборы. А. М. Филомафитский является автором первого российского учебника «Физиология, изданная для руководства своих слушателей» (1836).
Среди основоположников физиологии и экспериментальной медицины выдающееся место занимает немецкий естествоиспытатель Иоганнес Мюллер (Miiller, Johannes Peter, 1801-1858), член Прусской (1834) и иностранный член-корреспондент Петербургской (1832) академий наук. Ему принадлежат фундаментальные исследования и открытия в области физиологии, патологической анатомии, эмбриологии. В 1833 г. он сформулировал основные положения рефлекторной теории, которые нашли дальнейшее развитие в трудах И. М. Сеченова и И. П. Павлова.
И. Мюллер внес большой вклад в материалистическое познание природы. Он создал уникальную по количеству последователей и их вкладу в науку научную школу. К ней принадлежат Р. Вирхов, Г. Гельмгольц, Ф. Генле, Э. Дюбуа-Реймон, Э, Пфлюгер, Т. Шванн. В его лаборатории работали многие ученые России: А. М. Филомафитский, И. М. Сеченов и другие.
В середине XIX в. развитие физиологии было тесно связано с принципиальной важности открытиями и обобщениями в области физики, химии, биологии (см. табл. 10). На их основе были разработаны новые методы и приемы физиологического эксперимента.
В лаборатории выдающегося немецкого физиолога Карла Людвига (Ludwig, Karl F. W., 1816-1895) – создателя одной из крупнейших школ в истории физиологии – были сконструированы кимограф (1847) и ртутный манометр для записи кровяного давления, «кровяные часы» для измерения скорости кровотока, плетизмограф, определяющий кровенаполнение конечностей и другие приборы для физиологических экспериментов.
Основоположник нервно-мышечной физиологии немецкий физиолог Эмиль Дюбуа-Реймон (Du Bois-Reymond, Emile, 1818-1896), продолжая исследования, начатые Гальвани и Вольта, разработал новые методы электрофизиологического эксперимента и открыл законы раздражения и явления электротона (1848). Им сформулирована также молекулярная теория биопотенциалов.
Немецкий физик, математик и физиолог Герман Гельмгольц (Helmholtz, Herman, 1821-1894), заложивший основы физиологии возбудимых тканей, сделал крупные открытия в области физиологической акустики и физиологии зрения, изучал процессы сокращения мышц (явление тетануса, 1854) и впервые измерил скорость проведения возбуждения по нерву лягушки (1850) (см. табл. 10).
Выдающийся французский физиолог Клод Бернар (Bernard, Claude, 1813-1878) детально изучил физиологические механизмы сокоотделения и значение переваривающих свойств слюны, желудочного сока и секрета поджелудочной железы для здорового и больного организма, заложив, таким образом, основы экспериментальной патологии. Он создал теорию сахарного мочеизнурения (высшая премия Французской академии наук, 1853), занимался исследованием нервной регуляции кровообращения, выдвинул концепцию о значении постоянства внутренней среды организма (основы учения о гомеостазе).
Таким образом, во второй половине XIX в. были сделаны большие успехи в изучении функций отдельных органов и систем, в исследовании некоторых наиболее простых механизмов регуляции и деятельности сердца (Э. Вебер, И. Ф. Цион, И. П. Павлов), сосудов (А. П. Вальтер, К. Бернар, К. Людвиг, И. Ф. Цион, Ф, В. Овсянников), дыхания (Н. А. Миславский), скелетных мышц (Ф. Мажанди, И. М. Сеченов, Н. Е. Введенский) и других органов и систем. Но все эти знания оставались разрозненными, они не объединялись теоретическими обобщениями о взаимной связи различных функций организма между собой. Это был период накопления информации, и потому превалировал анализ явлений (аналитическая физиология) однако уже намечалась и тенденция к синтезу, которая проявлялась в стремлении к изучению функций центральной нервной системы и в первую очередь рефлексов.
Выдающийся вклад в развитие рефлекторной теории, которая является одной из основных теоретических концепций физиологии и медицины, внес великий русский ученый, выдающийся представитель российской физиологической школы и основоположник научной психологии Иван Михайлович Сеченов (1829-1905).
В 1856 г. он закончил медицинский факультет Московского университета и был направлен за границу, где проходил подготовку к профессорскому званию в лабораториях И. Мюллера, Э. Дюбуа-Реймона, К. Людвига, К. Бернара. По возвращении в Россию в 1860 г. И. М. Сеченов защитил докторскую диссертацию «Материалы для будущей физиологии алкогольного опьянения».
Его работы по физиологии дыхания и крови, газообмену, растворению газов в жидкостях и обмену энергии заложили основы будущей авиационной и космической физиологии. Одна ко особое значение имеют его труды в области физиологии центральной нервной системы и нервно-мышечной физиологии.
Во времена И. М. Сеченова представления о работе мозга являлись весьма ограниченными. В середине XIX в. еще не было учения о нейроне как структурной единице нервной системы. Оно было создано лишь в 1884 г. испанским гистологом, лауреатом Нобелевской, премии (1906) С. Рамон-и-Кахалем (Ramon-y-Cajal, Santjago, 1852-1934). Не существовало и понятия о синапсе, которое было введено в 1897 г. английским физиологом Ч. Шеррингтоном (Sherrington, Charles Scott, 1857-1952), сформулировавшем принципы нейронной организации рефлекторной дуги. Ученые того времени не распространяли рефлекторные принципы на деятельность головного мозга.
И. М. Сеченов первым выдвинул идею о рефлекторной основе психической деятельности и убедительно доказал, что «все акты сознательной и бессознательной жизни по способу происхождения суть рефлексы».
Открытое им центральное (сеченовское) торможение (1863) впервые продемонстрировало, что наряду с процессом возбуждения существует другой активный процесс – торможение, без которого немыслима интегративная деятельность центральной нервной системы.
Классическим обобщением исследований И. М. Сеченова явился его труд «Рефлексы головного мозга» (1863), который И. П. Павлов назвал «гениальным взмахом русской научной мысли» (рис. 127). Суть его лаконично выражена в первоначальных названиях, измененных по требованию цензуры: «Попытка свести способ происхождения психических явлений на физиологические основы» и «Попытка ввести физиологические основы в психические процессы». Эта научная работа была написана И. М. Сеченовым по заказу редактора журнала «Современник» поэта Н. А. Некрасова. Перед И. М. Сеченовым была поставлена задача: дать анализ современного состояния естествознания. Прогрессивные естественнонаучные взгляды автора, подтвержденные описанием физиологических опытов, заставили цензуру признать это сочинение опасным: его публикация в журнале «Современник» была запрещена. Однако в этом же 1863 году работа И. М. Сеченова была опубликована в «Медицинском вестнике», затем вышла отдельным изданием и получила огромный резонанс в общественной и научной жизни России.
Кто в 1791 году открыл биоэлектрические явления что положило начало электрофизиологии
Часть 1. Первобытное общество
В наши дни, когда во всем мире на первый план выходит приоритет общечеловеческих ценностей, подготовка врачей во всех странах мира немыслима без широкого гуманитарного образования и развития исторического мышления, без плодотворного научного сотрудничества между народами различных государств.
Преподавание всемирной истории медицины закладывает основы этих понятий, вводит студентов в мир их будущей профессии, повышает уровень общей и профессиональной культуры, воспитывает чувство профессиональной врачебной этики.
Медицина как область человеческой деятельности и культуры по сути своей глубоко интернациональна: все народы мира в большей или меньшей степени внесли и продолжают вносить свой вклад в ее развитие, в становление современной медицины и международного сотрудничества в области здравоохранения. История медицины – яркое свидетельство все возрастающего единства развивающегося человеческого общества. Ее изучение неизбежно приводит к пониманию глобальности общечеловеческих проблем и задач в области медицины и охраны здоровья населения, а в итоге – к осознанию собственной ответственности за судьбы нашей планеты, к поискам путей и средств их решения.
Как область науки история медицины изучает закономерности развития и историю врачевания, медицинских знаний и деятельности народов мира на протяжении всей истории человечества (с древнейших времен до современности) в неразрывной связи с историей, философией, естествознанием, культурой, составной частью которой она является.
Как учебная дисциплина история медицины – самостоятельный предмет, который изучается на кафедрах (курсах) истории медицины высших медицинских учебных заведений в нашей стране и многих зарубежных странах. Небольшая продолжительность этого курса не позволяет вместить в него огромный фактический материал по истории отдельных медицинских специальностей, да это и не входит в его задачи, – ведь еще древние греки знали, что «ученик – это не сосуд, который нужно наполнить, а факел, который нужно зажечь».
Преподавание на кафедре (курсе) истории медицины призвано раскрыть общие закономерности всемирно-исторического процесса становления и развития врачевания и медицины с древнейших времен до современности, продемонстрировать достижения каждой новой эпохи в области медицины в контексте поступательного развития духовной культуры человечества, показать взаимодействие и единство национальных и интернациональных факторов в формировании медицинской науки и практики в различных регионах земного шара, познакомить студентов с историей врачебной этики в различных странах мира.
Завершив изучение всемирной истории медицины на кафедре (курсе) истории медицины, студенты продолжают ее освоение в течение всей студенческой жизни на всех медико-биологических и клинических кафедрах медицинского факультета. Овладевая каждым предметом, они знакомятся также с историческим развитием и основными достижениями данной науки (развитие основных концепций и теорий, жизнь и деятельность выдающихся врачей и ученых-медиков, научные достижения их школ, история важнейших открытий и т. д.). Эти знания должны преподноситься на высоком профессиональном уровне специалистами соответствующих медико-биологических и клинических кафедр, так как именно они могут дать профессиональную интерпретацию и оценку научных достижений и открытий в их области как в прошлой, так и современной истории, определить их место в развитии данной специальности. Понятно, что на младших курсах (где изучается всемирная история медицины) студенты еще не имеют достаточных историко-медицинских и профессиональных знаний, а следовательно, и реальной почвы для понимания и оценки исторического развития отдельных медицинских специальностей. Вот почему изучение развития медицинской науки и практики на современном этапе в задачи (и программу) преподавания дисциплины «история медицины» не входит и в данном учебнике не освещается.
Предлагаемый вашему вниманию учебник составлен на основе «Программы по истории медицины для студентов медицинских институтов», утвержденной Министерством здравоохранения СССР (1988). Вместе с тем он отражает опыт преподавания истории медицины в Российском университете дружбы народов, где обучаются студенты более чем из 100 стран Азии, Африки, Америки, Европы и различных регионов нашей страны. Этот опыт закреплен в созданных в стенах Университета учебных и методических пособиях: «Программа по истории медицины для студентов медицинского факультета Университета дружбы народов» (1987), «История медицины: Краткий курс лекций» (1988), «Атласы истории медицины» (1981-1987), которые широко используются в преподавании истории медицины в различных вузах нашей страны и некоторых зарубежных университетах.
В наши дни, когда любая студенческая аудитория является многонациональной, а культура народов земного шара все чаще ощущается как единое целое – как достояние всего человечества, преподавание истории медицины не может ограничиваться рамками одной страны или одного народа в отрыве от всемирной истории культуры и медицины. В связи с этим данный учебник имеет три принципиальных отличия от предыдущих:
– в его основу положена новая периодизация всемирной истории медицины, разработанная автором в 1987 г. (схемы 1 и 2) и основанная на принятой в современной исторической науке периодизации и хронологии всемирной истории (табл. 1);
– история отечественной медицины излагается в контексте всемирной, что, во-первых, соответствует концепции исторического развития медицины как единого всемирно-исторического процесса, а во-вторых, позволяет продемонстрировать достижения отечественной медицины как составной части всемирной истории и культуры;
– история медицины излагается в связи с новейшими достижениями других наук (всемирной истории, археологии, палеопатологии, этнографии идо.).
В учебник введен обширный новый научный материал, ибо, как отмечал Н. И. Пирогов, «учебное без научного, как бы ни была привлекательна его внешность, только блестит». Некоторые темы («Врачевание в Шумере», «Медицина в средневековом Китае», «Медицина, народов Американского континента до и после конкисты», «Нобелевские премии в области медицины и физиологии и смежных с ними наук», «Становление международного сотрудничества в области здравоохранения» и др.) впервые включены как в учебник, так и в преподавание истории медицины в нашей стране. Другие разделы существенно переработаны. Изменены устаревшие представления, не соответствовавшие современному уровню науки. Материалы учебника обобщены в авторских, схемах и таблицах.
Учебник содержит 160 иллюстраций, которые позволяют студентам лучше усвоить учебный материал и в то же время знакомят их с культурным наследием человечества – экспозициями музеев и фондами библиотек, произведениями живописи, ваяния и зодчества, имеющими непосредственное отношение к истории медицины.
Автор выражает искреннюю признательность коллегам и товарищам по Alma Mater – Университету дружбы народов – за поддержку, оказанную в процессе работы над рукописью, а также студентам медицинского факультета Университета, увлеченность которых предметом истории медицины постоянно способствовала созданию серии «Атласов истории медицины» и данного учебника.
Автор сердечно благодарит:
– рецензентов учебника П. Е. Заблудовского и В. В. Куприянова, плодотворное влияние которых на этот труд ощущалось в течение многих лет;
– коллег-специалистов в области истории науки и смежных дисциплин, которые приняли участие в обсуждении материалов рукописи и способствовали ее совершенствованию: К. Я. Арона, А. В. Белолапоткову, Д. Д. Бенедиктова, А. А. Вигасина, F. Guerra (Мадрид), А. А. Грандо, Э. Д. Грибанова, B. И. Гуляева, О. В. Гринину, Е. И. Данилишину, В. Г. Джангиряна, И. М. Дьяконова, Н. С. Елманову, X. И. Идельчик, А. А. Искендерова, А. И. Кардаш, В. Г. Кацуру, J. Kollesch (Берлин), М. В. Коркину, М. С. Лебедькову, Ю. П. Лисицина, Г. Л. Микиртичан, Т. А. Михайловскую, R. Nabielek (Берлин), C. В. Нечаева, G. E. Pentogalos (Фессалоники), Л. В. Пономаренко, П. И. Пучкова, Т. Н. Савельеву, Т. В. Степугину, В. А. Фролова, G. Harig (Берлин), О. Е. Чернецкого, С. А. Чеснокову, P. Schneck (Берлин), Ю. Ф. Шульца, В. А. Якобсона; – а также Т. А. Бажан, Э. Г. Базарона, Л. Г. Зарубинскую, В. И. Исхакова, Б. П. Крыштопу, М. К. Кузьмина, И. В. Лебедеву, Г. И. Мендрину, М. Я. Поддужную, Е. П. Попушоя, Л. Г. Розенфельд, Г. Н. Троянского, Н. А. Фролову, М. С. Шенгелия, учебно-методические публикации которых были использованы в работе над рукописью.
Электрофизиология
Предметом изучения в электрофизиологии является также активность нервных и других элементов, их констелляций, отдельных органов и целостного организма при действии на них постоянного или переменного тока. В настоящее время собственно электрофизиология является одновременно методической базой многих разделов физиологии и психологии, а также медицины и биофизики.
Содержание
История [ ]
Начало электрофизиологии обычно связывают со знаменитыми опытами итальянского врача, анатома и физиолога Луиджи Гальвани. В 1791 году Гальвани опубликовал «Трактат о силах электричества при мышечном движении». В этом трактате были описаны ряд опытов, в том числе и знаменитый «балконный» опыт Гальвани — препараты были присоединены к громоотводу. Во время грозы происходило сокращение. Тогда Гальвани предположил, что разряды атмосферного электричества будут раздражать лапки и без подключения к громоотводу. Для проверки этого предположения он подвесил несколько препаратов к железным перилам балкона своего дома с помощью медных крюков. Как только ветер начинал раскачивать лапки, и они касались перил балкона, мышцы энергично сокращались. В дальнейшем Гальвани продемонстрировал, что сокращение лапок возможно без металла — он накидывал нерв одной лягушки на мышцу другой, при этом происходило сокращение этой мышцы.
Дальнейшее развитие электрофизиологии связанно с Карло Маттеучи который в 1830—1840 годах показал, что в мышце всегда может быть отмечен электрический ток, который течет от ее неповрежденной поверхности к поперечному разрезу.
В середине 19 века основы электрофизиологии были заложенны классическими работами Э. Дюбуа-Реймона который показал связь между электрическим током и нервным импульсом. Дальнейшее развитие электрофизиологии тесно связанно с нейрофизиологией. В 1875 году независимо друг от друга английский хирург и физиолог Ричард Кэтон и русский физиолог В. Я. Данилевский показали, что мозг является генератором электрической активности, то есть были открыты биотоки мозга. В 1888 немецкий физиолог Ю. Бернштейн предложил т. н. дифференциальный реотом для изучения токов действия в живых тканях, которым определил скрытый период, время нарастания и спада потенциала действия, После изобретения капиллярного электрометра, применяемого для измерения малых эдс, такие исследования были повторены более точно французским учёным Э. Ж. Мареем (1875) на сердце и А. Ф. Самойловым (1908) на скелетной мышце. Н. Е. Введенский (1884) применил телефон для прослушивания потенциалов действия. Важную роль в развитии Э. сыграл советский физиолог В. Ю. Чаговец, впервые применивший в 1896 теорию электролитической диссоциации для объяснения механизма появления электрических потенциалов в живых тканях. Бернштейн сформулировал в 1902 основные положения мембранной теории возбуждения, развитые позднее английскими учёными П. Бойлом и Э. Конуэем (1941), А. Ходжкином, Б. Кацем и А. Хаксли (1949).
В начале 20 в. для электрофизиологических исследований был использован струнный гальванометр, позволивший в значительной мере преодолеть инерционность др. регистрирующих приборов; с его помощью В. Эйнтховен и Самойлов получили подробные характеристики электрических процессов в различных живых тканях. Неискажённая регистрация любых форм биоэлектрических потенциалов стала возможной лишь с введением в практику электрофизиологии (30—40-е гг.20 в.) электронных усилителей и осциллографов (Г. Бишоп, Дж. Эрлангер и Г. Гассер, США), составляющих основу электрофизиологической техники. Использование электронной техники позволило осуществить отведение электрических потенциалов не только от поверхности живых тканей, но и из глубины при помощи погружаемых электродов (регистрация электрической активности отдельных клеток и внутриклеточное отведение). Позднее в электрофизиологии стала широко использоваться также электронно-вычислительная техника, позволяющая выделять очень слабые электрические сигналы на фоне шумов, проводить автоматическую статистическую обработку большого количества электрофизиологических данных, моделировать электрофизиологические процессы и т. д.
Разделы электрофизиологии [ ]
Электрофизиологический метод регистрации электрических потенциалов, возникающих во время активных физиологических функций во всех без исключения живых тканях, — наиболее удобный и точный метод исследования этих процессов, измерения их временных характеристик и пространственного распределения, так как электрические потенциалы лежат в основе механизма генерации таких процессов, как возбуждение, торможение, секреция. В настоящие время в исследовательской работе и клинической практике широко применяются основные электрофизиологические методы изучения биопотенциалов:
Широчайшее применение ЭВМ при анализе данных приводит к выделению компьютерной электрофизиологии
См.также [ ]
Литература [ ]
de:Elektrophysiologie en:Electrophysiology fr:Électrophysiologie he:אלקטרופיזיולוגיה id:Elektrofisiologi ko:전기생리학 lt:Elektrofiziologija pt:Neurofisiologia simple:Electrophysiology zh:电生理学
История изучения биоэлектрических явлений
План лекции
Мотивационная характеристика темы лекции.
ЭЛЕKТРИЧЕСKИЕ ЯВЛЕНИЯ В ВОЗБУДИМЫХ ТKАНЯХ
Сегодня мы и рассмотрим, что лежит в основе электрических процессов передачи информации.
Изучение электрических потенциалов, сопровождающих процессы возбуждения и торможения в живых тканях, имеет большое значение, как для понимания природы этих процессов, так и для выявления характера нарушений деятельности возбудимых клеток при различных видах патологии.
В современной клинике особенно широкое распространение получили методы регистрации электрических потенциалов сердца (электрокардиография), мозга (электроэнцефалография) и мышц (электромиография[Б1] ).
Мотивационная характеристика темы лекции. 1
История изучения биоэлектрических явлений. 1
Понятие «мембранный потенциал». 1
Мембранный потенциал покоя. 2
Регистрация потенциала покоя. 2
Изменения потенциала покоя. 3
Механизм формирования (электрогенез) потенциала покоя 4
Понятие «мембранный потенциал»
Что такое «мембранный потенциал»? Мембранный потенциал (МП) – это [Б25] разность потенциалов, существующую между цитоплазмой (φвн) и окружающим клетку наружным раствором[Б26] (φнар).
При измерении мембранного потенциала активный электрод располагают внутри клетки, пассивный – снаружи.
В электрофизиологии принято задавать потенциал окружающей клетку среды (наружной поверхности мембраны) и придавать ему значение «0 мВ».
Решите следующие задачи:
Мембранный потенциал равен –90. Чему он был бы равен потенциал наружной поверхности мембраны, если бы за нулевой потенциал мы бы приняли потенциал внутренней поверхности мембраны? Конечно +90.