Фізіологи вивчають діяльність окремих органів і загалом усього організму людей і тварин. Завдяки розумінню закономірностей перебігу фізіологічних процесів можна передбачати їх зміни за різних умов життєдіяльності та навіть втручатися в їх перебіг. Фізіологія є теоретичною основою медицини, ветеринарії та психології. Одним із видатних фізіологів був Юліус Бернштейн. Працюючи над нервовими та м’язовими імпульсами, він дійшов важливих висновків, які лягли в основу багатьох нейронаукових експериментів. Докладніше про німецького вченого читайте далі на berlinname.
Наукова кар’єра
Юліус Бернштейн народився 18 грудня 1839 року в німецькій столиці в сім’ї засновника Конгрегації реформаторського юдаїзму (Берлін, 1845). Він вивчав медицину у Вроцлавському університеті під керівництвом фізіолога Рудольфа Гейденгайна та в Берлінському університеті імені Гумбольдта під наставництвом Еміля Дюбуа-Реймона (також фізіолог).
У 1864 році Бернштейн почав працювати у фізіологічному інституті Гайдельберзького університету імені Рупрехта-Карла, асистуючи фізіологу Герману фон Гельмгольцу. У 1872 році берлінець обійняв посаду професора фізіології в Галле-Віттенберзькому університеті імені Мартіна Лютера, де в 1881-му заснував інститут фізіології.
«Мембранна гіпотеза»
Юліус Бернштейн під час досліджень зосереджувався на галузях нейробіології та біофізики. Найбільше він прославився своєю «мембранною гіпотезою», що пояснює потенціал спокою нервів і м’язів. Річ у тім, що більшість клітин в організмі використовують заряджені частинки (іони) для створення заряду через клітинну мембрану. Фізіолог дійшов висновку про те, що нерви та м’язи оточені мембраною, у яку можуть вибірково проникати іони калію у стані спокою. Вони життєво необхідні для функціонування всіх живих клітин. Однак, як з’ясував дослідник, у стані збудження в мембрану можуть проникати й інші іони.
Науковець працював над «мембранною гіпотезою» у другій половині XIX століття та опублікував на цю тему два важливі томи – Untersuchungen zur Thermodynamik der bioelektrischen Ströme (1902) та Elektrobiologie, Die Lehre von den elektrischen Vorgängen im Organismus auf moderner Grundlagen dargestelt (1912). Його дослідження заклали основу для експериментів над нервовими імпульсами, а також передаванням інформації в нервовій системі.
Юліус Бернштейн дав найдавніше біофізичне пояснення потенціалу дії – короткочасних амплітудних змін мембранного потенціалу спокою, що виникають разом зі збудженням живої клітини. У такий спосіб фізіолог створив першу кількісну теорію в електрофізіології. Завдяки йому нейронауковці почали досліджувати мозок як один із найскладніших результатів біологічної еволюції. Теорію Бернштейна розвинули Алан Ллойд Годжкін та Ендрю Гакслі, які описали електричні механізми, що зумовлюють генерацію та передавання нервового сигналу у великому відростку низки великих нервових клітин організму кальмара. За це вони отримали Нобелівську премію в галузі фізіології або медицини 1963 року.
Юліусу Бернштейну також приписують винахід «диференційного реотома» – пристрою, що використовується для вимірювання швидкості біоелектричних імпульсів. Незабаром після виходу на пенсію науковець узагальнив свою електрофізіологічну роботу та розширив розроблені теоретичні концепції у книзі Elektrobiologie, яка стала класикою галузі. У кількох німецьких університетах були відкриті центри обчислювальної нейронауки, названі на честь видатного берлінця. Помер фізіолог 6 лютого 1917 року.