Александр Волошин - Нейротон. Занимательные истории о нервном импульсе

Британский философ науки Гилберт Райл критикуя идеи мыслителей XVII и XVIII веков (в частности, Декарта) о том, что человеческая природа есть механизм с «духом» внутри, называл эту концепцию души «призраком в машине».

Дэвид Гартли ( David Hartley, 1705—1757 ) – английский мыслитель, один из основоположников психологической теории, которая известна как ассоцианизм.

В основу своей теории Гартли положил идею об опытном характере знания, а также принципы механики Ньютона. Вообще, понимание человеческого организма, принципов его работы, в том числе и работы нервной системы по аналогии с законами механики, открытыми в то время, было характе́рной приметой психологии XVIII в. Не избежал этого увлечения и Гартли, который стремился объяснить поведение человека исходя из физических принципов.

Учение Гартли, изложенное им в книге «Размышления о человеке, его строении, его долге и упованиях» (1749), базируется на идее вибрации, так как он считал, что вибрация внешнего эфира вызывает соответствующую вибрацию органов чувств, мышц и мозга. Проанализировав структуру психики человека, Гартли выделил в ней два круга – большой и малый. Большой круг проходит от органов чувств через мозг к мышцам, т. е. является фактически рефлекто́рной дугой, определяющей поведение человека. Таким образом, Гартли, по сути, создал свою, вторую после Декарта, теорию рефлекса, которая объясняла с помощью законов механики активность человека. По мнению Гартли, внешние воздействия, вызывая вибрацию органов чувств, запускают рефлекс. Вибрация органов чувств приводит к вибрации соответствующих частей мозга, а эта вибрация, в свою очередь, вызывает работу определённых мышц, стимулируя их сокращение и движение тела.

Если большой круг регулирует поведение, то малый круг вибрации, расположенный в белом веществе мозга, является основой психической жизни, процессов познания и обучения. Гартли считал, что вибрация участков мозга в большом круге вызывает ответную вибрацию в белом веществе мозга. Исчезая в большом круге, эта вибрация оставляет следы в малом круге. Эти следы, по его мнению, служат основой памяти человека. Они могут быть более или менее сильными в зависимости от силы и значимости того явления, которое оставило этот след. Большое значение имела идея Гартли о том, что от силы этих следов зависит степень их осознанности человеком, причём слабые следы, подчёркивал он, вообще не осознаются. Таким образом, он расширил сферу душевной жизни, включив в неё не только сознание, но и бессознательные процессы, и создал первую материалистическую теорию бессознательного. Почти через сто лет идеи Гартли о силе следов и её связи с возможностью их осознания разработал известный психолог Иоганн-Фридрих Гербарт ( 1776—1841 ) в своей знаменитой теории о динамике представлений. [4]

В XVII в. начинают бурно развиваться науки. К этому времени Иоганн Кеплер ( Johannes Kepler, 1571—1630 ) даёт математическое обоснование открытий Коперника и завершает революционный переход от птолемеевой геоцентрической к гелиоцентрической теории строения Солнечной системы. Галилео Галилей (1564—1642) обосновывает ошибочность разделения физики земной и небесной. Англичанин Исаак Ньютон (1642—1727) сводит воедино законы гравитации, силы, управляющие орбитальным движением планет и движением предметов на поверхности земли. Уильям Гарвей (1578—1657) доказывает, что кровь циркулирует в теле, описывает большой и малый круги кровообращения с помощью механистических понятий. Роберт Бойль (1627—1691) становится основоположником научной химии и способствует переходу от алхимии к химии как естественно-научной дисциплине.

Начало Нового времени – период развития механики, время, когда инженерные открытия начинают серьёзно влиять на реальную жизнь людей. Примером такого уникального влияния становится изобретение механических часов, которые пришли на смену солнечным, песочным, водяным и другим предшественникам механических. Часы изменили мироощущение человека и позволили ему стать менее зависимым от суточного ритма освещённости. Значение механических часов в культуре Европы заметно по количеству метафор, которые используются для объяснения (и понимания) того, как работает человеческое тело и как соотносятся телесное и психическое.

В истории этот период получил название «научной революции».

Несмотря на продолжающиеся горячие дебаты по поводу дуализма Рене Декарта к началу XVII века большинство учёных помещали разум в мозг человека. Несколько смелых исследователей даже взялись за поиски анатомического Эльдорадо: вместилища души внутри мозга.

На смену теориям, связывавшим важные свойства нервной системы с потоками жидкостей, ненадолго пришли теории «баллонистов»; согласно этим теориям, нервы представляют собой полые трубки, по которым проходят потоки газов, возбуждающих мышцы. Как можно было опровергнуть подобное представление? Учёные стали препарировать животных под водой. Поскольку газовых пузырьков, которые выходи́ли бы из сокращающихся мышц, не наблюдалось, теория была признана ошибочной.

Концепция жизненных жидкостей вскоре уступила место иному представлению, которое выдвинул физик Исаак Ньютон. Он предположил, что передачу воздействия осуществляет вибрирующая «эфирная среда», постулированные свойства которой, как выяснилось позднее, присущи и «биологическому электричеству».

Первые тщательно документированные научные эксперименты в области нервно-мышечной физиологии были проведены голландцем Яном Шваммердамом ( Jan Swammerdam, 1637—1680 ). В то время ещё считалось, что сокращение мышц вызывают потоки «животных духов» или «нервной жидкости» текущей по нерву к мышце.

В 1664 году Шваммердам провёл эксперименты по изучению изменений объёма мышц во время сокращения (Рис. 4). Он поместил мышцу лягушки (b) в стеклянный сосуд (a). Когда сокращение мышцы было инициировано стимуляцией её двигательного нерва, капля воды (е) в узкой трубке, выступающей из сосуда, не двигалась, указывая на то, что мышца не расширялась. Таким образом, сокращение не могло быть следствием притока нервной жидкости. В своих экспериментах Шваммердам стимулировал двигательный нерв механически, зажимая его. По мнению исследователя, в этом эксперименте стимуляция достигалась путём натягивания нерва проволокой (с), сделанной из серебра, к петле (d), сделанной из меди.

Это сейчас мы знаем, что согласно принципам электрохимии, разнородные металлы в этом эксперименте, внедрённые в электролит, обеспечиваемый тканью, могли явиться источником электрического напряжения и связанного с ним тока. Шваммердам же, скорее всего, не понимал, что нервномышечное возбуждение – это электрический феномен. С другой стороны, некоторые авторы и ныне интерпретируют вышеупомянутую стимуляцию как результат механического растяжения нерва.