Я познаю мир. Тайны человека - Сергеев Б. Ф. (читать полную версию книги .txt) 📗
Он занимался опытами с электричеством до конца своей жизни. И дальнейшие исследования окончательно убедили его в самой тесной связи жизни и электричества, в зависимости всех жизненных проявлений организма от электрической силы. Он убедился, что электричество берется не из атмосферы. Но где же оно возникает: между медью и железом, как предполагал Вольта, или в самой лягушке? Гальвани не мог поверить, что явление, так тесно связанное с жизнью, могло само по себе возникать в неодушевленных предметах. В конце концов он сумел доказать, что электричество действительно может возникать в организме.
Форма опыта была проста. Нерв одной лягушачьей лапки отрезали и сгибали в дугу. Нерв второй лапки отделяли вместе с мышцей и накладывали на первый так, чтобы касаться его в двух местах: у места перерезки и где–нибудь в неповрежденной части. В момент соприкосновений нервов мышца сокращалась. Существование животного электричества было доказано.
В десятках лабораторий эти опыты повторили. Ими занимались биологи, физики, математики, врачи. Из удобного объекта для биологических опытов лягушка в руках физиков очень скоро превратилась в удобный источник тока и в наичувствительнейший измерительный прибор. Неудивительно, что, получив такой универсальный прибор, имея постоянно дело с живым электричеством, физики привыкли именно его считать истинным, а возникновение электричества в цепи разнородных металлов воспринимали как явление парадоксальное. Недаром Вольта, создав гальваническую батарею, назвал ее искусственным электрическим органом.
Шифр и словарь
Если в Петербурге выйти на набережную Невы и встать лицом к Зимнему дворцу, то в самой правой части здания над крышей и затейливой балюстрадой можно увидеть небольшую башенку, по виду нечто среднее между звонницей маленькой часовни и наблюдательной будкой поста противовоздушной обороны, каких немало построили в городе в годы войны. Во времена Пушкина она называлась телеграфным домиком. В те годы по всей стране была размещена сеть наблюдательных постов. Сообщение с невиданной по тем временам скоростью передавалось от наблюдателя к наблюдателю вспышками солнечных зайчиков или небольших прожекторов. Солнечному телеграфу потребовалось немногим больше 4 часов, чтобы принести в столицу Российской империи весть из ..Варшавы о начавшемся польском восстании.
Сообщения светотелеграфа были зашифрованы с помощью различных комбинаций световых вспышек. С аналогичной задачей – необходимостью придумать шифр или алфавит для своих сообщений – столкнулись нервные клетки. Клетки–информаторы – узкие специалисты. Каждая чувствительная клетка реагирует на что–то одно: чувствительные клетки глаза реагируют на свет, слуховые клетки – на звук, вернее, на колебания барабанной перепонки, вкусовые клетки – на химический состав пищи и других веществ, оказавшихся во рту. Мало того, и вкусовая, и слуховая клетки реагируют не на все звуки и не на все виды пищи. Поэтому нервной клетке, получающей информацию непосредственно от чувствительной, нет необходимости объяснять, о чем ей сообщают. Если она получила сигнал от вкусовой клетки, настроенной на восприятие сладкого, значит, во рту оказалось что–то сладковатое, а если от клетки, чувствительной к соленому, – значит, во рту что–то соленое. Если нервная клетка получила сигнал от слуховой клетки, настроенной на восприятие самых высоких звуков, ей ясно, что где–то возник звук с частотой 20 килогерц (20.000 колебаний в секунду). Таким образом, чувствительная клетка сообщает в мозг только о том, что она возбуждена, так как обнаружила то, на восприятие чего она настроена, а он, зная, кто направил ему информацию, прекрасно понимает, что могло вызвать возбуждение данной чувствительной клетки.
Снабжая мозг информацией, чувствительные и нервные клетки передают ее с помощью совершенно одинаковых нервных импульсов. О силе раздражителей, возбудивших чувствительную клетку, мозг судит по их частоте. Чем сильнее раздражитель, тем чаще чувствительная клетка производит нервные импульсы.
Рецепторные клетки пальцев рук способны почувствовать прикосновение, если сила давления на них не меньше, чем 0,5 грамма. Поэтому, пока давление не превышает 0,5 грамма, нервная клетка импульсов не генерирует, но стоит ему возрасти до 0,6 грамма, начинает производить 1–3 импульса в 1 секунду.
При увеличении давления до 4– граммов частота импульсации чувствительной клетки достигнет 14–15 импульсов за 1 секунду. Наконец, при давлении, равном 13 граммам, число импульсов нервной клетки возрастет до 30–40 за 1 секунду.
Чувствительные клетки многих органов чувств производят нервные импульсы, даже когда не испытывают никаких воздействий. Если чувствительная клетка, настроенная на восприятие горького, посылает в мозг всего 3–5 импульсов в секунду, это означает, что она бодрствует, находится в нормальном рабочем состоянии, но ничего горького не ощущает.
От некоторых чувствительных клеток, например от воспринимающих температуру, поток информации ни на секунду не прерывается. Они, как и термометр, висящий за стеклом вашего окна, должны реагировать не только на повышение температуры, но и на ее падение.
Посредник
Когда ученые поняли, как функционирует нервная клетка, перед ними возникла задача выяснить, как им удается понять друг друга.
Если бы отростки нервных клеток касались друг друга, можно было бы считать, что биоэлектрический импульс, дойдя до места, где отросток одной нервной клетки соприкасается с отростком или телом другой нервной клетки, легко распространится на них. Теперь ученым известно, что такой путь перехода возбуждения с одной нервной клетки на другую действительно существует у примитивных животных. Однако у человека дело обстоит, значительно сложней.
Выведать механизм общения нервных клеток, как ни странно, помогли американский индейцы. Захват и разграбление великих индейских империй, осуществленный жадными до наживы конкистадорами Эрнаном Кортесом и Франсиско Писарро, протекал бы значительно быстрей, если бы у индейцев не было их страшного смертоносного оружия – отравленных ядом стрел. Крохотной царапины, сделанной отравленной стрелой, оказывалось достаточно, чтобы убить человека или лошадь.
Стрельный яд, которым пользовались индейцы, называется кураре. Его лолучают из коры, корней и молодых побегов ядовитых тропических растений. Им и смазывались наконечники боевых стрел. Через некоторое время сироп твердел, и стрела была готова к употреблению.
Действие яда сказывалось быстро. Сначала наступал паралич шейной мускулатуры, потом отказывали конечности. Несколькими минутами позже прекращалась' работа дыхательной мускулатуры, и раненый умирал от удушья.
Первым над загадкой яда задумался выдающийся французский физиолог Клод Бернар. Он был удивлен, обнаружив, что у только что погибших от кураре животных раздражение нервов электрическим током не вызывает сокращения мышц.
Это казалось чрезвычайно странным, так как обычно мышца, иссеченная вместе с нервом из тела убитого животного, длительное время способна отвечать сокращением на его раздражение.
Тщательно изучив это явление, ученый с удивлением убедился в том, что у отравленного ядом кураре животного мышцы не теряли способности сокращаться, а нервы – проводить возбуждение, то есть передавать распоряжения нервных клеток. Почему же нервный импульс, добежав до вполне полноценной, способной к сокращению мышцы, тем не менее, не вызывает ее сокращения? Это могло означать только одно: распоряжения нервных клеток, посылаемые мышцам, почему–то до них не доходят, видимо, застревая в синапсе, в месте, где нервное волокно касается мышцы.
