Искра жизни. Электричество в теле человека

Методика Фельдберга позволяла проводить высокочувствительный биоанализ, который не только показывал, что ацетилхолин действительно выделяется при стимулировании нерва, возбуждающего мышцу, но и давал возможность измерять количество нейромедиатора. Это достигалось путем пропускания раствора вокруг нерва во время его стимулирования, сбора этого раствора, нанесения его на мышцу пиявки и измерения силы сокращения мышцы. Секрет успеха опыта с пиявкой заключался в использовании химического вещества (физостигмина), которое предотвращало разрушение ацетилхолина эндогенными ферментами, продлевая его «бесконечно малое действие». Именно за доказательство того, что ацетилхолин служит медиатором в нервно-мышечных синапсах, Дейл был удостоен Нобелевской премии вместе с Лёви в 1936 г. В своей речи при вручении награды Дейл предположил, что химическая передача информации может происходить не только в нервно-мышечных синапсах, но и в центральной нервной системе. Его слова оказались пророческими.

Война химического и электрического начал

Если Дейл склонялся к химической передаче информации, то эпатажный австралийский нейрофизиолог Джон Кэрью Экклс был в равной мере уверен в том, что информация передается с помощью электрических сигналов, поскольку, на его взгляд, передача в синапсах между нейронами происходит слишком быстро, чтобы быть химической. Это спровоцировало долгий спор, получивший название «война химического и электрического начал» и сильно ожививший прежде степенные заседания Физиологического общества. Молодой, легко загорающийся, не допускающий возражений и чрезвычайно энергичный Экклс отстаивал свои взгляды крайне горячо. Дейл, представитель аристократии и к тому времени член Королевского общества и лауреат Нобелевской премии, сохранял авторитетное спокойствие. Как бы то ни было, но на деле столкновение Дейла и Экклса было мнимым. Хотя их публичная полемика казалась резкой, напряженной и, для некоторых сторонних наблюдателей, абсолютно враждебной, их личные отношения были далеки от неприязни – они обменивались дружескими письмами и делились результатами исследований до их публикации. К тому же научные разногласия заставляли их искать дополнительные факты в подтверждение своих взглядов.

Экклсу не давала покоя длительность процесса замедления ритма биения сердца при стимуляции блуждающего нерва. Поскольку в этом процессе, как было известно из работы Лёви, участвовал химический медиатор, он заключил, что значительно более быстрая передача информации в синапсах между нервом и скелетными мышцами не может быть химической, а значит, должна быть электрической. Его возмущало предположение Дейла и Фельдберга о том, что ацетилхолин служит медиатором в нервно-мышечных синапсах. К 1949 г., однако, у Экклса накопилось достаточно фактов, говорящих о том, что передача информации в нервно-мышечных синапсах действительно является химической.

Впрочем, он не спешил делать выводы о том, что происходит в синапсах между нейронами в спинном и головном мозге. По его мнению, там все же могла преобладать электрическая передача информации. Решающий эксперимент, который положил конец спору, Экклс вместе с коллегами Джеком Кумбсом и Лоренсом Броком поставил в одну из ночей в середине августа 1951 г. в Данидине, Новая Зеландия. По словам Экклса, на этот эксперимент его натолкнул разговор с философом Карлом Поппером, который утверждал, что в науке доказать нельзя ничего, можно лишь опровергнуть. Поэтому Экклс загорелся идеей продемонстрировать, что передача нервных импульсов в центральной нервной системе не является электрической, и – к его безмерному удивлению – ему это удалось. Прорыв произошел потому, что группа исследователей использовала тончайшие микропипетки, которые вводили в нейроны спинного мозга для регистрации электрических сигналов в постсинаптических клетках при стимулировании нерва. Кумбс, инженер-электрик, сконструировал и собрал специальный прибор для стимулирования нейронов и регистрации сигналов в них. Экклс выстроил эксперимент так, чтобы кривая потенциала на самописце шла вниз, если передача была химической, и вверх – если электрической. Кривая пошла вниз, и Экклс был потрясен – его гипотеза электрической передачи информации была опровергнута. Эта ночь оказалась драматической и по другим причинам. Жена Кумбса родила дочь, и роды принимал Брок (врач), в то время как Экклс экспериментировал до самого утра.