Физиологи изучают деятельность отдельных органов и всего организма людей и животных. Благодаря пониманию закономерностей протекания физиологических процессов можно предусматривать их изменения в различных условиях жизнедеятельности и даже вмешиваться в их протекание. Физиология – теоретическая основа медицины, ветеринарии и психологии. Одним из величайших физиологов был Юлиус Бернштейн. Работая над нервными и мышечными импульсами, он пришел к важным выводам, которые легли в основу многих нейронаучных экспериментов. Подробнее о немецком ученом читайте дальше на berlinname.
Научная карьера
Юлиус Бернштейн родился 18 декабря 1839 года в немецкой столице в семье основателя Конгрегации реформаторского иудаизма (Берлин, 1845). Он изучал медицину во Вроцлавском университете под руководством физиолога Рудольфа Гейденгайна и Берлинском университете имени Гумбольдта под наставничеством Эмиля Дюбуа-Реймона (также физиолог).
В 1864 году Бернштейн начал работу в физиологическом институте Гайдельбергского университета имени Рупрехта-Карла, ассистируя физиологу Герману фон Гельмгольцу. В 1872 году берлинец занял должность профессора физиологии в Галле-Виттенбергском университете имени Мартина Лютера, где в 1881-м основал институт физиологии.
«Мембранная гипотеза»
Юлиус Бернштейн в ходе исследований сосредотачивался на областях нейробиологии и биофизики. Больше всего он прославился своей «мембранной гипотезой», объясняющей потенциал покоя нервов и мышц. Дело в том, что большинство клеток в организме используют заряженные частицы (ионы) для создания заряда через клеточную мембрану. Физиолог пришел к выводу, что нервы и мышцы окружены мембраной, в которую могут избирательно проникать ионы калия в состоянии покоя. Они жизненно необходимы для работы всех живых клеток. Однако, как выяснил исследователь, в состоянии возбуждения в мембрану могут проникать и другие ионы.
Ученый работал над «мембранной гипотезой» во второй половине XIX века и опубликовал на эту тему два важных тома – Untersuchungen zur Thermodynamik der bioelektrischen Ströme (1902) и Elektrobiologie, Die Lehre von den elektrischen Vorg (1912). Его исследования заложили базу для экспериментов над нервными импульсами, а также передачей информации в нервной системе.
Юлиус Бернштейн дал древнейшее биофизическое объяснение потенциала действия – кратковременных амплитудных изменений мембранного потенциала покоя, возникающих вместе с возбуждением живой клетки. Таким образом, физиолог создал первую количественную теорию в электрофизиологии. Благодаря ему нейроученые начали исследовать мозг как один из самых сложных результатов биологической эволюции. Теорию Бернштейна развили Алан Ллойд Ходжкин и Эндрю Хаксли, описавшие электрические механизмы, обусловливающие генерацию и передачу нервного сигнала в большом отростке ряда больших нервных клеток организма кальмара. За это они получили Нобелевскую премию по физиологии или медицине 1963 года.
Юлиусу Бернштейну также приписывают изобретение «дифференциального реотома» – устройства, используемого для измерения скорости биоэлектрических импульсов. Вскоре после ухода на пенсию ученый обобщил свою электрофизиологическую работу и расширил разработанные теоретические концепции в книге Elektrobiologie, которая стала классикой отрасли. В нескольких германских университетах были открыты центры вычислительной нейронауки, названные в честь выдающегося берлинца. Умер физиолог 6 февраля 1917 года.