Мир под напряжением. История электричества: опасности для здоровья, о которых мы ничего не знали

Все эти эксперименты со статическим электричеством, слабыми электрическими батареями и атмосферными полями могут привести к мысли, что для воздействия на растения не нужен слишком уж сильный ток. Но вплоть до конца XIX в. экспериментам не хватало точности, а аккуратные измерения были недоступны.

И мы снова возвращаемся к Джагадишу Чандеру Босу.

В 1859 г. Эдуард Пфлюгер сформулировал простую модель воздействия электрического тока на нервы животных. Если два электрода присоединить к нерву, а потом внезапно подать ток, отрицательный электрод (катод) моментально стимулирует часть нерва, расположенную неподалеку от него, а положительный электрод (анод) оказывает притупляющий эффект. Как только ток прекращается, происходит прямо противоположное. Катод, заявил Пфлюгер, повышает возбудимость при подаче тока и снижает ее при прекращении, а анод – наоборот. Пока ток течет и не меняется, он якобы вообще не влияет на нервную активность. В закон Пфлюгера, сформулированный полтора столетия назад, очень многие верят и до сих пор – и именно на нем основаны современные правила электробезопасности, которые защищают от удара током при замыкании или размыкании тока, но ничего не делают со слабыми токами, которые постоянно протекают через тело: считается, что они не оказывают никакого воздействия.

К сожалению, закон Пфлюгера неверен, и первым его опроверг именно Бос. Одна из проблем закона Пфлюгера состоит в том, что он основан на экспериментах со сравнительно сильными электрическими токами, порядка одного миллиампера (тысячной части ампера). Но, как продемонстрировал Бос, он неверен даже при таких токах[109]. Экспериментируя на себе, точно так же, как и Гумбольдт век назад, Бос приложил электродвижущую силу в 2 вольта к ране на коже, и, к его удивлению, катод и при замыкании цепи, и все то время, что ток продолжал идти, значительно усиливал боль. Анод и при замыкании цепи, и все время подачи тока ослаблял ее. Но вот при более низком напряжении (1/3 вольта) случилось прямо противоположное: катод ослаблял боль, а анод усугублял ее.

После эксперимента на своем теле Бос, будучи ботаником, решил провести подобный опыт на растении. Он взял двадцатисантиметровый кусок нерва папоротника и приложил к его концам электродвижущую силу всего в одну десятую вольта. По нерву прошел ток примерно в три десятимиллионных ампера – примерно в тысячу раз меньше, чем диапазон токов, о которых вообще хотя бы задумывается большинство современных физиологов и разработчиков правил безопасности. Опять-таки, даже при таком слабом токе Бос обнаружил явление, полностью противоположное закону Пфлюгера: анод стимулировал нерв, а катод делал его менее чувствительным. Очевидно, электричество в зависимости от силы тока может оказывать прямо противоположное действие и на растения, и на животных.

Бос по-прежнему остался недоволен: в определенных обстоятельствах эффекты не укладывались ни в одну, ни в другую закономерность. Может быть, предположил Бос, модель Пфлюгера не просто неверна, но еще и слишком упрощена? Он выдвинул гипотезу, что ток меняет не только порог реакции нерва, но и его электропроводность. Бос поставил под сомнение общепринятую истину, что работа нервов – это простая реакция «работает или не работает», основанная только на химикатах в водном растворе.

Последующие эксперименты великолепным образом подтвердили его подозрения. Вопреки существующим теориям работы нервов – существующим даже сейчас, в XXI в., – постоянно подаваемый ток, даже самый малый, значительно меняет проводимость нервов животных и растений, которые тестировал Бос. Если ток протекал в том же направлении, что и нервные импульсы, то скорость импульсов замедлялась, и у животных ослабевала мышечная реакция на стимулирование. Если же ток протекал в противоположном направлении, то нервные импульсы передавались быстрее, и мышцы реагировали энергичнее. Манипулируя силой и направлением тока, Бос обнаружил, что может управлять проводимостью нервов растений и животных, как ему заблагорассудится: делать нервы более или менее чувствительными к стимуляции или даже полностью блокируя проводимость. А после отключения тока наблюдался эффект отскока. Если ток уменьшал проводимость, то нерв становился сверхчувствительным и оставался таковым еще какое-то время. В одном эксперименте краткая подача тока в 3 микроампера – 3 миллионных доли ампера – сделала нерв сверхчувствительным на 40 секунд.

Невероятно малый ток: для растений – один микроампер, для животных – треть микроампера, – оказался достаточным, чтобы замедлить или ускорить нервные импульсы примерно на 20 %[110]. Примерно такой ток проходит по вашей ладони, если вы касаетесь обоих концов одновольтовой батарейки, или по вашему телу, если вы спите под электроодеялом. Этот ток намного меньше, чем тот, что индуцируется в вашей голове, когда вы говорите по мобильному телефону. И, как мы увидим ниже, для влияния на рост достаточно даже еще более малого тока, чем для воздействия на активность нервов.