Здоровье, 1961 № 07 (79) - [2]
Исключительно важным этапом использования успехов техники в физиологии и медицине явилось постепенное внедрение электроники. Термином «электроника» обозначают такие области физики и техники, где применяются специальные сложные электрические приборы — электровакуумные и полупроводниковые, в которых основными или единственными носителями тока являются мельчайшие частицы атома; называются эти частицы электронами.
Один из таких приборов — электронная лампа — уже давно стал важнейшей частью усилителей, широко используемых для регистрации электрических явлений в живом организме. В 1922 году советские специалисты, работавшие в лаборатории академика В. Ф. Миткевича, начали применять ее, в частности для усиления токов действия нерва.
В поелейнее время в наших лабораториях появилось множество полупроводниковых приборов. Они широко используются для измерения температуры кожных покровов животного и человека, регистрации пульса, колебаний объема органа и т. д.
Незаменимым помощником экспериментатора стали телевизионные камеры, позволяющие вести наблюдение за теми или иными процессами, следить, например, за ходом хирургической операции.
Совершенно новым и многообещающим является дистанционная регистрация физиологических функций организма. В этом отношении поистине замечателен опыт передачи телевизионных изображений на огромные расстояния с советских кораблей-спутников. Ученые, находящиеся в наземной лаборатории, могли следить за состоянием основных жизненных функций животных.
Электрогастрограф записывает биотоки, идущие от желудка, по которым можно судить о его деятельности
Этот миниатюрный прибор — газоразрядный счетчик — служит для ранней диагностики опухолей пищевода и желудка
Беспримерный полет вокруг Земли Юрия Алексеевича Гагарина проходил под неослабным наблюдением ученых. Телевизионная система осуществляла передачу на Землю изображения космонавта. Это давало возможность вести наблюдение и контроль за его состоянием. Одна из телевизионных камер передавала изображение пилота анфас, другая — сбоку.
Нет ничего удивительного в том, что врач в лаборатории может следить за пульсом, частотой дыхания и электрокардиограммой спортсмена, участвующего в соревновании.
Одним из замечательных и многообещающих является электронный прибор, получивший название «телевизора мозга». Благодаря оригинальной конструкции, разработанной советскими учеными, оказалось возможным регистрировать на экране телевизора пространственный биоэлектрический процесс в мозгу, сердце и т. д. Существует прибор, позволяющий производить такую запись одновременно с четырехсот точек головного мозга.
Однако задача биофизики состоит не только в том, чтобы изучать биологические процессы лишь с помощью измерительной техники. Это далеко не исчерпывает существа отношений между биологией и физикой. Во всех приведенных примерах биология как бы только следовала за успехами физики, что, конечно, немало для развития науки. Вместе с тем одной из основных задач современной биофизики является изучение физических процессов в самом организме, возникающих, например, при сокращении мышцы, нервном возбуждении, действии света на сетчатку глаза, звука на орган слуха и т. д. Биология и здесь может гордиться заслуженным и большим успехом. Приведем некоторые примеры.
Одним из самых важных жизненных процессов является возбуждение нерва, составляющее основу деятельности нервной системы человека и животного. А, как мы знаем, нервная система регулирует все без исключения жизненные функции. Нервное возбуждение обеспечивает взаимодействие организма с внешней средой, приспособление к ее непрерывно меняющимся условиям. Вот почему такой жгучий интерес у ученых вызывает процесс возбуждения нерва.
Как мы уже говорили, обязательным спутником возбуждения, не отделимым от него, является электрический процесс. Именно электрической разницей потенциалов в настоящее время ученые объясняют передачу возбуждения по нервному проводнику.
Что же представляет собой нерв, если его рассматривать как электрический проводник?
Ответ на этот вопрос можно поручить, экспериментируя с некоторыми возбудимыми биологическими объектами. Например, включая клетку водоросли в цепь электрического тока, можно наблюдать, что живая система характеризуется не только величиной сопротивления току, но и обладает электрической емкостью. Именно электрическая емкость обусловливает сдвиг фаз тока и напряжение в цепи, в которую включена клетка водоросли. Близкие к этим явлениям физиологические свойства обнаруживает и нерв, включенный в электрическую цепь: он также оказывает сопротивление проходящему току и обладает определенной электрической емкостью.
Можно достаточно точно представить себе те физические явления в нерве, которые происходят при его возбуждении. Так, например, установлено, что Одновременно с возникновением тока действия происходит изменение электрических свойств нерва, уменьшается его сопротивление электрическому току.
Знание биофизических процессов, происходящих в нервной системе, очень важно для практической медицины. Это позволит изыскивать средства, восстанавливающие функции нервов, например после травм и т. д.
