Електричні властивості органів, тканин, клітин і мембран вивчає електрофізіологія. Електрофізіологи досліджують як функції окремих біомолекул, так і роботу цілих органів (серця, мозку тощо). Засновником сучасної електрофізіології вважається німець Еміль Дюбуа-Реймон. Докладніше про вченого, який досліджував електричну активність у нервах та м’язових волокнах, читайте далі на berlinname.
Освіта
Науковець народився 7 листопада 1818 року в Берліні в сім’ї гугенотського походження. Його мати походила з видатної родини торговців, науковців та митців. Батько ж був бідним іммігрантом, який приїхав до німецької столиці з франкомовного швейцарського кантону Невшатель.
Еміль Дюбуа-Реймон здобув освіту у Французькій гімназії, після якої вступив до Берлінського університету імені Гумбольдтів. Спершу він навчався під керівництвом відомого історика церкви Августа Неандера й захоплювався натурфілософією, геологією та фізикою. Згодом Дюбуа-Реймон змінив сферу зацікавлення на медицину. Він вивчав її з неабияким завзяттям, завдяки чому привернув увагу Йоганна Петера Мюллера – німецького натураліста, одного з основоположників сучасної фізіології, порівняльної анатомії та ембріології.
Наукова кар’єра
У 1840 році Мюллер призначив Еміля Дюбуа-Реймона своїм помічником із фізіології. Основною темою його досліджень стали електричні явища в організмах тварин. Дюбуа-Реймон досліджував електричних риб, тобто таких, що здатні генерувати електричні поля навколо себе з метою визначення наявності інших тварин поблизу. Зокрема, це потрібно для захисту від хижаків чи оглушення здобичі. Електричні риби водяться як в океанах, так і прісній воді. Електричні поля вони виробляють за допомогою електричного органу, що складається з електроцитів, модифікованих м’язових або нервових клітин.
Вивчаючи електропровідність вздовж нервових і м’язових волокон, дослідник виявив, що подразник, прикладений до електропозитивної поверхні нервової мембрани, спричиняє зниження електричного потенціалу в цій точці. Після цього «точка зниженого потенціалу», тобто імпульс, проходить по нерву як «хвиля відносного негативу». Берлінець продемонстрував, що таке явище «негативної варіації» також відбувається в поперечносмугастих м’язах і є основною причиною м’язового скорочення. Він висунув загальну концепцію, згідно з якою живу тканину, як-от м’яз, варто розглядати як таку, що складена з низки електричних молекул. Електрична поведінка м’яза є продуктом цих елементарних одиниць.
Згодом інші дослідники розвинули теорію Дюбуа-Реймона і з’ясували, що процес стимуляції нервів і м’язів набагато складніший. А втім, берлінець заклав основи для цих досліджень. Саме він вважається засновником сучасної електрофізіології. Водночас було й чимало критиків концепції Дюбуа-Реймона. Наприклад, фізіолог Лудімар Герман стверджував, що непошкоджена жива тканина, наприклад м’яз, не генерує електричний струм, якщо вона не зазнала травми.
Результати досліджень із біоелектрики Еміль Дюбуа-Реймон оприлюднив у наукових журналах, а також у своїй праці Untersuchungen über die thierische Elektrizität. У 1852 році, живучи на самоті й не маючи змоги обійняти посаду професора, він вирушив до Англії, де одружився з троюрідною сестрою. У подружжя народилося 10 нащадків, однак одна дитина померла в дитячому віці. У 1858 році Дюбуа-Реймон очолив кафедру фізіології в Берлінському університеті імені Гумбольдтів. Тут він проводив свої дослідження протягом багатьох років без належного пристосування. Лише в 1877 році прусський уряд задовольнив його прохання про сучасну фізіологічну лабораторію у виші. У 1851 році дослідник був прийнятий до Академії наук Берліна.
Берлінець вважається розробником низки приладів, які уможливили проведення електрофізіологічних досліджень. Наприклад, він створив електроди, що не поляризуються та за допомогою яких можна з’єднувати вимірювальні апарати й живу тканину. Він же винайшов генератор змінного струму та потенціометр, завдання яких – подавати градуальний струм на препарат. За допомогою цих приладів, а також сконструйованого гальванометра, дослідник вивчав струм у м’язах жаби, а згодом і людини.
Дюбуа-Реймон співпрацював із фізіологами Германом фон Гельмгольцом, Карлом Людвігом і Ернстом фон Брюке. Їхня робота виявилася надзвичайно важливою для німецької фізіології та біології загалом. Розроблена вченими університетська біофізична програма, спрямована на зведення фізіології до прикладної фізики та хімії, вплинула на психологічні теорії Зиґмунда Фрейда.
Ораторська діяльність
Еміль Дюбуа-Реймон прославився в Німеччині не лише своїми новаторськими дослідженнями, а й лекціями та провокаційними промовами. Його доповіді стосувалися науки, філософії, історії та літератури. Саме він представив Чарльза Дарвіна німецьким студентам, що спричинило дводенні дебати в прусському парламенті. Він же запитав у публіки напередодні франко-прусської війни, чи не втратила Франція своє право на існування, через що став об’єктом критики серед політиків. У 1877 році вчений представив нетиповий погляд на минуле, відповідно до якого наука – єдина діяльність, що посприяла хоча б якимось покращенням. Наука, за його словами, є головним знаряддям цивілізації, а історія науки – суттєва історія людства. Помер електрофізіолог у 1896 році в рідному Берліні.