Техника лечит - Катона З.
Скачать (прямая ссылка):
Перечисленные примеры наглядно свидетельствуют о том, что медицинская электроника представляет мощное оружие в руках врача. Успехи в области электроники привлекли повышенный интерес людей к этой науке. Современного человека характеризует любознательность, тяга к знаниям; ему интересно прошлое и будущее, мир звезд и мир микрочастиц, космические полеты и возможности жизни на морском дне. Почему бы нам не обратить свое внимание и на ту кропотливую и благородную работу, которую врачи в содружестве с инженерами, физиками и математиками проводят в интересах охраны здоровья человечества?
ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И ЖИЗНЬ
Взаимосвязь между живым организмом и электрическими явлениями была установлена эмпирическим путем еще в те времена, когда о сущности электрических явлений люди не знали. Согласно дошедшим до нас записям, римский врач Скрибониус Ларгус (I век н. э.) лечил больных, страдающих постоянными головными болями, тем, что к голове больного привязывал рыбу, способную создавать электрические разряды. К этому же методу лечения прибегали Диоскуридий, Плиний и Гален. Правда, трудно сказать, от чего выздоравливали больные: то ли от самого довольно болезненного лечения, то ли из-за боязни электрического удара. Но древние врачи и не пытались найти тому объяснение.
Именно рыбы, создающие электрические разряды, послужили объектом тщательного изучения электрических явлений, возникающих в живом организме. Многие исследователи, в том числе знаменитый Александр Гумбольдт (1769—1859), изучали электрического угря (Electrophorus electricus), обитающего в реках и озерах Южной Америки; в теле этой рыбы периодически возникают мощные электрические разряды, превышающие порой по напряжению 800 В. Длина угря достигает 1,5— 2 м, а масса 15—20 кг. Около 6—8 кг общего веса рыбы составляют органы, в которых вырабатывается значительное электрическое напряжение, использующееся угрем для защиты и добычи пищи. Обитающий в Средиземном море пятнистый электрический скат (Torpedo torpedo) и африканский пресноводный электрический сом (Malapierurus electricus) также способны создавать значительное электрическое напряжение. Описание пят-
15
Рис. 3. Основные элементы нервной клетки.
нистого ската, сделанное итальянским врачом Франче-ско Реди, восходит к 1671 году.
Опыт изучения электрических рыб позволил ученым прийти к выводу о том, что некоторые живые существа обладают способностью создавать электрическое напряжение. Однако в те времена никому не приходила в голову мысль о том, что между человеческим организмом и электрическими явлениями также существует определенная взаимосвязь.
Систематическое изучение электрических явлений в живом организме началось в XVIII веке. В 80-е годы Луиджи Гальвани провел свои знаменитые опыты с лапкой лягушки; в ходе экспериментов он установи*!, что электрический ток вызывает раздражение нервов и мышц бедра лягушки. И хотя объяснения этого явления оказались ошибочными, опыты Гальвани послужили стимулом для дальнейших исследований. В середине XIX века путем точных измерений ученым удалось доказать, что в процессах жизнедеятельности живого организ-
16
Контактный электрод
измерительный прибор
Контактный электрод
Нервное или мышечное волокна
Рис. 4. Чувствительный измерительный прибор не обнаруживает разности потенциалов между двумя точками поверхности нервного волокна, находящегося в состоянии покоя.
ма всегда возникают токи, причем не только в организмах некоторых животных, но и в организме человека.
При соблюдении определенных условий из живого организма можно изъять периферические червы, связывающие органы чувств или поперечнополосатые мышцы с центральной нервной системой, и сохранить их жизнеспособность (рис. 3). Если к двум разным точкам изолированного нервного волокна подключить высокочувствительный прибор для измерения постоянного напряжения, то стрелка прибора не отклонится: это означает, что между двумя точками разность потенциалов отсутствует (рис. 4). Надрезав нервное волокно в одном месте, приложим к нему один из электродов таким образом, чтобы электрод соприкоснулся с внутренней поверхностью нерва. В данном случае прибор зарегистрирует разность потенциалов, причем так, как если бы в месте надреза был отрицательный, а на внешней поверхности нервного волокна— положительный заряд. Напряжение, показанное прибором, составит примерно 0,1 В. Поскольку оно возникло в результате надреза, т. е. повреждения нервного волокна, его иногда называют потенциалом повреждения, но чаще потенциалом покоя (рис. 5).
Подобное явление можно наблюдать и в следующем опыте. Возьмем сосуд и разделим его пополам полупроницаемой мембраной. Такая мембрана обладает свойством пропускать только ионы определенных размеров и заряда, оставаясь непроницаемой для других ионов, За-
17
0
w Измерительный
Контактный прибор
+ + 4- +Г"Н+ + + + +++ + +
Вжиолемиьш электрод
•+ + + +
НєрвНОе иЛ1/ МбПМеУНОе вОЛО/fHO
Рис. 5. Измерительный прибор регистрирует разность потенциалов между внешней и внутренней поверхностями клеточной мембраны, хотя нервное волокно находится в состоянии покоя.
