Мозг: биография. Извилистый путь к пониманию того, как работает наш разум, где хранится память и формируются мысли

3
Электричество. XVIII–XIX века

В начале апреля 1815 года вулкан Тамбора в Индонезии извергся с поразительной силой. Сто кубических километров каменных глыб были измельчены и выброшены высоко в небо, густые газы и микроскопические обломки циркулировали в атмосфере в течение нескольких месяцев подряд, и климат всей планеты сильно изменился. В Европе следующий год стал известен как «год без лета»: погибли посевы, распространились болезни, а в Швейцарии четверо британских туристов оказались запертыми на берегу Женевского озера: «Лето было сырым и холодным, беспрестанный дождь целыми днями не выпускал нас из дому» [1]. Чтобы скоротать время, они решили, что каждый из них напишет страшную историю. Среди путешественников была восемнадцатилетняя Мэри Шелли, и новелла, которую она написала, называлась «Франкенштейн, или Современный Прометей». Как позже объяснила Шелли, идея о том, что доктор Франкенштейн собирает части тела и оживляет их, возникла благодаря экспериментам, которые были проведены несколько лет тому назад. Тогда тела недавно казненных преступников подвергали воздействию электричеством, заставляя их мышцы дергаться в пародии на жизнь [2]. Интерес к электричеству рос на протяжении всего XVIII века, и к 1750-м годам публичные демонстрации феномена электричества стали в Европе обычным делом [3]. Эти демонстрации проводились «электриками», которые вырабатывали статическое электричество, натирая кусок стекла или янтаря шерстью или, еще лучше, с помощью изготовленной на заказ машины, в которой маховик с ручным управлением вращал стеклянный предмет против войлока или шерсти, генерируя электрический заряд. Результаты иногда были почти сверхъестественными – огни святого Эльма^[49] можно было вызвать в стеклянном шаре. А при исполнении трюка, известного под названием «Висящий мальчик», несчастного юношу подвешивали к потолку и заряжали статическим электричеством, растирая стеклянной трубкой. Легкие предметы вроде перьев и металлических опилок волшебным образом летали по воздуху и прилипали к нему.

Ключевым стал 1746 год, когда Питер ван Мушенбрук из Лейденского университета изобрел способ захвата и хранения электричества [4]. Шелковую нить пропускали между генератором и стеклянной банкой (первоначально ее наполняли водой), и сосуд накапливал электрический заряд (вскоре было обнаружено, что металлические накладки из фольги внутри и снаружи пустой емкости делали этот трюк еще эффектнее). Если бы провода, подключенные к внутренней и внешней стенкам банки, соприкоснулись одновременно, произошел бы мощный удар, поскольку банка бы мгновенно разрядилась (такие сосуды могут хранить более 30 000 вольт). Если бы кто-то еще держался за храбреца, соединявшего две части устройства, его также бы ударило током. Французский философ Жан-Антуан Нолле убедил 200 несчастных монахов взяться за руки цепью длиной более 400 метров и, к большому удовольствию зрителей, заставил подопытных невольно подпрыгнуть в воздух, когда сквозь них прошел заряд [5].

Электричество также использовалось для лечения различных видов паралича. Среди врачей, путешествовавших по Великобритании, предлагавших исцелять больных с помощью генераторных устройств и так называемых лейденских банок, были основатель методизма^[50] Джон Уэсли и будущий лидер Великой французской революции Жан-Поль Марат. Данный метод терапии оказался настолько успешным, что начиная с 1780-х годов в ряде европейских больниц были установлены упомянутые выше устройства [6].

Электричество использовалось для лечения различных видов паралича.

Вскоре стало ясно, что электричество может воздействовать на тело любого животного, даже мертвое. В 1753 году профессор Джованни Батиста Беккариа из Турина показал, что можно вызвать сильные сокращения «мышц бедра сильного петуха», если их стимулировать электрическими искрами [7]. В Болонье Марко Кальдани^[51] удалил задние ноги лягушки, а затем поднес к конечностям наэлектризованный стержень: «Мы всегда видели, как мышцы нижних конечностей совершают движение. Это происходит исключительно благодаря силе электричества» [8]. Джозеф Пристли также изучал воздействие электричества на лягушек и показал, что удар из лейденской банки может заставить легкие мертвого животного раздуваться. Объяснение Пристли, почему он прекратил эксперименты, показывает, что не все исследователи были бесчувственными и жестокими: «Я бы бил током жаб, змей, рыб и т. д. и различных других хладнокровных животных, но у меня не было возможности. Кроме того, человечность – слишком дорогая плата за философские открытия» [9].

В 1749 году Дэвид Гартли связал растущее увлечение электричеством с отрывочными идеями Ньютона о функции нервов и предположил, что «электричество также различным образом связано с учением о вибрациях» [10]. Шесть лет спустя швейцарский мыслитель Шарль Бонне продвинулся еще на шаг, задавшись вопросом, имеют ли «животные духи природу, аналогичную природе света или электрической материи». Бонне, возможно, был первым, кто использовал слово, которое сейчас является фундаментальным для нашего понимания функционирования нервов, – «передача». «Являются ли нервы просто нитями, предназначенными для передачи материи, что так удивительно быстра?» – спросил ученый [11]. В 1760 году Бонне снова задумался о связи между электричеством и функцией нервов, предположив, что они содержат «жидкость, которая похожа на свет своей тонкостью и подвижностью». Бонне постарался дать понять, что у него нет никаких доказательств этого предположения:

«Мы не знаем природы животных духов: они еще более недоступны нашим чувствам и инструментам, чем сосуды, которые их фильтруют или производят. Только с помощью разума мы можем принять существование духов и заподозрить какую-то аналогию между ними и электрической жидкостью. Эта аналогия основана главным образом на некоторых свойствах данной жидкости. В частности, речь идет о скорости и свободе, с которыми она следует вдоль одной или нескольких нитей либо через толщу воды, даже подвижную» [12].

С конца 1750-х годов Болонья – место расположения старейшего в мире университета – стала ареной интенсивных споров о роли электричества в функционировании нервов. Марк Кальдани и Феличе Фонтана^[52] поддержали точку зрения Галлера о том, что раздражительность является лучшим объяснением. А другие защищали традиционное представление о «животных духах», но вслед за Бонне воображали, что «духи» являются формой электричества [13]. Невозможность решить вопрос свидетельствовала о том, что наука зашла в тупик: для достижения прогресса требовались доказательства иного рода.

* * *

На протяжении тысячелетий было известно, что некоторые рыбы производят странное электричество. В Европе люди знали о парализующем действии маленького существа – электрического ската, или торпеды^[53] («торпеда» происходит от латинского torpere, что означает «быть застывшим или парализованным»). Древние египтяне изображали африканского клариевого сома, обладающего аналогичной силой. А народы бассейна Амазонки хорошо знали о способности электрического угря парализовать животных [14]. Однако точная природа феномена, производимого этими рыбами, была неясна – те, кто исследовал электрический эффект, например Франческо Реди в XVII веке или Рене Антуан Реомюр в XVIII веке, считали, что он обусловлен быстрым движением рыбы.

На протяжении тысячелетий было известно, что некоторые рыбы производят электричество.

В 1757 году французский исследователь Мишель Адансон пришел к выводу, что воздействие тока от пресноводного сома из Сенегала было таким же, как и от лейденской банки [15]. Десятилетием позже натуралист Эдвард Бэнкрофт показал, что ток, производимый угрем из Гайаны (на самом деле это не угорь), может передаваться через леску и оттуда на цепь из дюжины человек, «точно так же, как от электрической машины». Дальнейшие исследования скатов, вдохновленные натуралистом Джоном Уолшем и проведенные с участием физика Генри Кавендиша и анатома Джона Хантера, показали, что органы, ответственные за создание тока, – большие структуры по бокам тела, между головой и грудными плавниками – могут функционировать как серия лейденских банок.

В 1775 году Уолшу в конце концов удалось получить искру от заряда, произведенного рыбой, продемонстрировав, что она способна генерировать электричество. Предположения о том, что «животные духи» могут иметь электрическую природу, породили серьезную проблему: «духи» были явно ограничены нервами, но электричество легко протекало по всему телу. Эксперименты со скатами выявили, что электричество может содержаться в определенном органе, – может, и нервы могли бы делать что-то подобное? [16] Французский физик Пьер Бертолон пришел к выводу, что у всех животных есть «собственное электричество», производимое трением, создаваемым движениями, такими как дыхание, кровообращение и т. д. [17]. Это электричество, утверждал ученый, стимулирует мышцы через нервы и является основой всех движений.

Пьер Бертолон утверждал, что у всех животных есть «собственное электричество», которое производится трением от их движения.

Несколько лет спустя Луиджи Гальвани, врач из Болоньи, начал исследовать реакцию животных на электричество из лейденских банок, в основном изучая движение изолированных лягушачьих лапок, следуя работе Пристли и других ученых, проводивших эксперименты 30 годами ранее^[54]. В 1791 году Гальвани заметил острую чувствительность нервов к электричеству, когда случайно обнаружил, что даже заряженная атмосфера, возникающая в грозовые дни, может вызывать мышечные сокращения [18]. Самым сложным открытием Гальвани было наблюдение сокращений в отсутствие какого-либо внешнего источника электрического заряда. Более ста лет назад Сваммердам показал, что если потрогать скальпелем лягушачий нерв, то прикрепленная к нему мышца сократится, и этот эффект он приписал раздражению. Гальвани наблюдал сходный феномен, но выявил, что мышца лягушки сокращается, если ее поместить на железную пластину, а затем коснуться связанных с ней нервов другим металлом, таким как серебро. Он пришел к выводу, что в нерве есть какое-то врожденное электричество, которое передается через металлы в мышцу [19]. Данный эффект не ограничивался лягушками. В мае 1792 года Гальвани присутствовал на двойной ампутации, проведенной профессором Гаспаром Джентили в больнице святой Урсулы в Болонье. Сразу же по завершении операции Гальвани взял ампутированные конечности бедного пациента и «в присутствии вышеупомянутого профессора, других врачей и ученых мужей» заставил пальцы руки двигаться, а мышцы ноги сокращаться, просто коснувшись нерва кусочком фольги, а мышцы – кусочком серебра, а затем позволив металлам контактировать друг с другом [20].

Гальвани утверждал, что эти эксперименты доказали существование «животного электричества», которое «содержится в большинстве частей организма животных, но наиболее ярко проявляется в мышцах и нервах» и, собственно, является таким же феноменом, как у электрических скатов и других подобных рыб [21]. Животное электричество, согласно Гальвани, вырабатывается корой головного мозга, а затем извлекается из крови и поступает в нервы. В некотором смысле ничего особенного не изменилось – это было похоже на более ранние представления о порождении «животных духов».

Гальвани не мог сказать, каким образом электричество в нерве заставляет мышцу сокращаться, хотя и задавался вопросом, является ли причиной испарение или раздражение. Несмотря на проблемы с пониманием того, как происходят простейшие движения, ученый был готов размышлять о самом сложном из всех вопросов – связи между разумом и движением:

«Может быть, ум с его удивительной силой мог бы послать некий импульс либо в головной мозг, во что очень легко поверить, либо за его пределы, в какой угодно нерв, вследствие чего нервно-электрическая жидкость быстро потечет от соответствующей мышцы к той части нерва, к которой был устремлен импульс» [22].

Эксперимент Гальвани на лягушачьих лапках. Человек слева генерирует заряд статического электричества, растирая шерсть овцы

В 1793 году туринский врач Эусебио Валли с энтузиазмом поддержал и дополнил утверждения Гальвани, полагая, что старые «животные духи» были заменены новой идеей животного электричества [23]. Валли понял, что если нервы функционируют на основе электричества, то, подобно электрическому органу ската, они должны иметь какое-то особое строение, отличающееся от структур других тканей: «Мозг, спинной мозг и нервы обладают специфической конституцией, и именно от нее зависит вид вырабатываемого электричества».

Несколько месяцев спустя эдинбургский врач Ричард Фаулер указал на проблему: эффект животного электричества Гальвани, казалось, проявлялся только тогда, когда ткани соприкасались с двумя различными металлами [24].

Эта критика также лежала в основе работы Алессандро Вольты^[55] из Павийского университета, прояснившего, что простой контакт двух различных металлов генерирует слабый электрический заряд, который, в свою очередь, вызывает сокращение мышц лягушки. Он вкратце опроверг утверждение Гальвани об открытии врожденного электричества у животных – мышечное сокращение было просто реакцией на электрическую стимуляцию, порожденную контактом металлов [25].

Ричард Фаулер объяснил, что эффект животного электричества проявляется тогда, когда ткани соприкасаются с двумя различными металлами.

Уязвленный критикой Вольты, Гальвани вместе со своим племянником Джованни Альдини провел эксперименты, проиллюстрировавшие, что растяжения мышц можно добиться, просто позволив нерву коснуться обнаженной мышцы без участия металла. Этот результат был подтвержден двумя годами позже Александром фон Гумбольдтом^[56] [26]. Вольта не был впечатлен, подчеркивая, что даже в этих случаях в процесс сокращения были вовлечены некоторые сторонние компоненты, такие как жидкости на внешней поверхности тканей [27]. Тело, утверждал ученый, оставалось совершенно пассивным, реагируя на внешний электрический стимул, который каким-то неизвестным образом порождался взаимодействием того, что он называл «гетерогенными веществами».

Рассуждения Алессандро Вольты были не так уж далеки от истины – теперь мы знаем, что результаты первоначальных биметаллических экспериментов Гальвани были вызваны различным сродством электронов у двух видов металлов, благодаря чему и генерировался электрический ток. А эксперименты Гальвани и Гумбольдта без металлов вызвали ток повреждения, при котором травмированная ткань имеет отрицательный заряд, а неповрежденная – положительный [28]. Но Гальвани был абсолютно прав, утверждая, что в телах животных присутствует некий вид электричества и что «нарушенное равновесие» лежит в основе электрического тока. Более глубокое объяснение, которое будет полностью осознано лишь спустя практически 150 лет, состояло в том, что в организме электрические заряды имеют химическую основу: нервные импульсы – электрохимические.

Не все были убеждены, что проводившиеся эксперименты что-то говорят о природе движения. В 1801 году английский физик Эразм Дарвин (дед Чарлза) писал: «Я не считаю убедительными эксперименты, недавно опубликованные Гальвани, Вольтой и другими и демонстрирующие сходство между духом жизни, что сокращает мышечные волокна, и электрической жидкостью» [29]. Вскоре Дарвин оказался в меньшинстве, поскольку новые эксперименты, казалось, решили поставленный вопрос.

Новые прозрения зиждились на поистине революционном открытии Вольты. Ученый решил сосредоточиться на одном из наиболее сильных аргументов, подверждающих, что животные обладают каким-то присущим только им электричеством, – на электрическом токе ската. Осенью 1799 года, следуя идеям английского химика и изобретателя Уильяма Николсона, Вольта начал выяснять, лежит ли повторяющаяся структура электрического органа ската в основе его способности генерировать электричество [30]. Чтобы проверить гипотезу, Вольта создал, согласно его собственному описанию, искусственный электрический орган, основанный на анатомии ската и состоящий из чередующихся дисков из цинка и меди, между которыми были проложены кусочки картона, пропитанные разбавленной кислотой. Это изобретение получило название «вольтов столб» или «свая» (pile), в честь кучи дисков, из которых оно было сделано, – термин сохранился во французском языке, но в английском мы теперь говорим «батарея»^[57].

Удивительно, но данное устройство генерировало непрерывный электрический ток за счет взаимодействия составных элементов. Спор Вольты с Гальвани привел к изобретению нового источника энергии. Об этом знаменательном открытии было объявлено миру в письме Королевскому обществу, написанном в марте 1800 года и опубликованном в июне того же года [31]. Наступила эра химического электричества, и вскоре физики и химики по всей Европе начали использовать батареи в своих исследованиях, завораживая публику демонстрациями новой формы энергии, как, например, делал это Гемфри Дэви^[58] на знаменитых лекциях в Лондоне. В 1812 году на одной из его эффектных демонстраций электричества присутствовала некая юная девушка. Звали ее Мэри Годвин, но она стала более известной под фамилией мужа – Шелли [32].

В письме к Королевскому обществу Вольта описал способность внешнего электричества стимулировать нервы в отсутствие какого-либо дополнительного заряда от мышц.

Исследователь рассказал, как подключение искусственного электрического органа к различным частям его головы вызывало вкус на языке, свет в глазах и звуки в ушах. Единственное чувство, которое он не мог искусственно стимулировать, было обоняние – посылание электрического тока через внутреннюю часть носа вызывало только покалывание^[59]. Примечательно, что Вольта не касался того, как на самом деле функционируют нервы. Он утверждал, что реакция на электричество всегда обусловлена внешним раздражителем, но не объяснял, как работают нервы в отсутствие такового. Гальвани считал, что в нормальном состоянии мозг каким-то образом высвобождает электрические заряды через нервы. Вольте нечего было этому противопоставить.

Вольта создал искусственный электрический орган, основанный на анатомии ската и состоящий из чередующихся дисков из цинка и меди.

* * *

Хотя Вольта дожил до 1827 года, в дальнейшем он не внес никакого вклада в изучение животного электричества. Однако по иронии судьбы именно изобретенная им батарея привела к популяризации идей Гальвани о важности электричества в организме. Это произошло благодаря работе племянника и последователя Гальвани – Джованни Альдини. В начале XVIII века Альдини провел серию ужасных экспериментов^[60] в различных европейских городах, во время которых использовал батареи Вольты, чтобы показать силу электричества, вызывающего движение в телах животных и, что наиболее драматично, в мертвых человеческих телах [33]. Наиболее известный из этих опытов произошел в Лондоне в январе 1803 года, когда Альдини экспериментировал с телом Джорджа Форстера, часом ранее повешенного за то, что утопил свою жену и ребенка в канале [34]. Перед небольшой аудиторией физиков в Королевском колледже хирургов Альдини поместил электроды на голову трупа, отчего левый глаз Форстера открылся, а лицо исказила гримаса [35] Согласно краткому сообщению, появившемуся в The Times, «далее правая рука [трупа] поднялась и сжалась, а ноги и бедра были приведены в движение. Неосведомленной части зрителей казалось, что несчастный находится на пороге возвращения к жизни» [36].

Эксперименты Альдини, которые он проводил по всей Европе, поразили закаленных медиков-наблюдателей, потому что непрерывный ток от батареи был способен производить жуткое, похожее на жизнь скоординированное поведение – очень отличающееся от коротких спазмов, вызванных одиночными ударами из лейденских банок. Это наводило на мысль, что электричество – нечто большее, чем просто раздражитель, и что оно на самом деле является неврогенным источником сложного поведения [37]. Собственные рассказы Альдини об экспериментах часто гротескны и неприятны. Вот два наболее приемлемых примера из возможных. Его исследования на животных показали, что воздействие тока на голову мертвого быка вызывало «такое сильное волнение во всех его конечностях, что некоторые из зрителей были сильно встревожены и сочли благоразумным отойти на некоторое расстояние». А пускание тока через обезглавленное тело коровы приводило к сильным сокращениям диафрагмы и выбросу фекалий [38]. После эксперимента во Франции Парижский национальный институт сообщил:

«Когда отрубили голову собаке, Альдини подверг ее действию сильного тока, отчего начались ужасные конвульсии. Рот открылся, зубы заскрежетали, глаза выкатились из орбит, и, если бы воображение не сдерживалось разумом и логическими размышлениями, можно было бы почти поверить, что животное вернулось к жизни и находится в состоянии агонии».

Не все эксперименты Альдини были столь жуткими или бессердечными. К примеру, он использовал электрическую стимуляцию, чтобы заставить цикаду петь, а светлячка светиться.

И с озарением, которому не суждено было принести плодов еще почти 200 лет, он даже задался вопросом, можно ли будет использовать этот метод, чтобы «получить более точные знания об организации насекомых». Альдини также использовал батарейки для проведения какой-то новаторской терапии. Он описал случай Луиса Лансарини, двадцатисемилетнего фермера, страдавшего «глубокой меланхолией». После серии ударов током – сначала в лицо, потом в череп – симптомы Лансарини постепенно отступили. Альдини следил за пациентом в течение нескольких месяцев и сообщил, что «у него хорошее здоровье и он может заниматься обычной работой» [39].

Эксперименты Альдини с использованием электричества на человеческих телах

Хотя самому Альдини было далеко до Франкенштейна, некоторые исследователи подошли довольно близко. Немецкий врач Карл Август Вайнхольд сделал ряд экстравагантных наблюдений, которые могли бы быть взяты со страниц шедевра Мэри Шелли, включая утверждение, что биметаллическое электричество действительно может возвращать к жизни [40]. Впечатлительному читателю лучше пропустить следующий абзац.

Ученый Альдини использовал электрическую стимуляцию, чтобы заставить цикаду петь, а светлячка светиться.

В книге 1817 года, озаглавленной «Опыты над жизнью и ее основными силами» (Versuche über das Leben und seine Grundkräfte), Вайнхольд писал, что разнородные металлы могут действовать как искусственный мозг. Он утверждал, что удалил мозг у живого котенка, а затем вставил в пустой череп смесь цинка и серебра. Животное начало шевелиться и в течение двадцати минут «поднимало голову, открывало глаза, с остекленевшим выражением смотрело прямо перед собой, пыталось ползти, несколько раз падало, снова вставало с явным усилием, ковыляло, а потом упало в изнеможении» [41]. В стиле Франкенштейна Вайнхольд пришел к выводу, что продемонстрировал собственную способность «создать полноценную физическую жизнь» [42]. Но к подобным заявлениям стоит относиться с известной долей иронии. Несколько десятилетий спустя молодой немецкий врач Макс Нейбургер назвал работу Вайнхольда «весьма причудливой» и предположил, что эксперименты «иллюстрируют его фантазию и наблюдения» [43]. Причина презрения Нейбургера была проста: притязания Вайнхольда находились за гранью возможного.

Несмотря на – и, откровенно говоря, из-за – такие эффектные, но сомнительные доказательства, идея о том, что электричество лежит в основе работы мозга, прижилась в научном сознании. Многие мыслители соглашались с немецким химиком и физиком Иоганном Риттером, в 1805 году пришедшим к выводу, что животные духи и животное электричество, что наблюдал Гальвани, функционально идентичны [44]. Широкая публика вскоре подхватила эти веяния, поскольку практические демонстрации гальванизма стали формой развлечения. 28 сентября 1804 года The Times объявила о лекции некоего мистера Харди, которая должна была состояться в лондонском Лицейском театре и которая, как обещали, будет включать «захватывающие действия разных конечностей препарированных животных: ползание, лягание, дерганье. Функции обоняния, кусания, жевания, глотания, питья и других произвольных движений будут вызываться в голове овцы, быка или другого крупного животного еще долгое время после отделения от тела».

Значение упомянутых выше открытий для объяснения функций нервов и мозга стало доступно массовому читателю в издании «Британской энциклопедии»^[61] 1827 года. Врач Питер Марк Роже – впоследствии автор «Тезауруса»^[62] – объяснил, что функция нервов имеет «большее сходство с передачей электрической энергии по проводам, чем с любым другим фактом, с которым мы знакомы в природе» [45]. Подобные представления активно распространялись в том числе благодаря набирающему обороты движению самосовершенствования, которое процветало в Соединенном Королевстве в XIX веке. В 1832 году молодая женщина по имени Элиза Шарплз^[63], скандально вступившая в «моральный брак» с радикальным памфлетистом Робертом Карлайлом^[64], прочитала серию лекций в его лондонском театре «Ротонда Блэкфрайерз», для которых переодевалась в различных античных и мифологических персонажей [46]. В «Седьмой беседе дамы в Ротонде», прочитанной в марте 1832 года, Шарплз объяснила аудитории, что мозг – это просто «электрический столб, заставляющий биться сердце и объясняющий все явления тела» [47].

Вероятно, самым сильным признаком того, что обычный человек знал о существовании связи между мозгом, разумом и электричеством, стало его появление в «Остатках естественной истории сотворения мира» (Vestiges of the Natural History of Creation), известной научно-популярной работе середины XIX века [48]. Эта книга, опубликованная анонимно в 1844 году, была написана шотландским писателем и геологом Робертом Чемберсом и стала международным бестселлером.

Если мозг – это батарея, то мысль может быть просто электричеством.

В разделе, посвященном мозгу, смело подчеркивается «абсолютное тождество мозга с гальванической батареей», хотя в качестве доказательства было использовано мошенническое описание Вайнхольдом его экспериментов на котенке [49]. Если мозг – это батарея, то мысль может быть просто электричеством, предположил автор «Остатков», и «если умственное действие электрическое», то его скорость можно измерить. Самые последние расчеты скорости света показали, что она равна 299 792 458 ± 1,2 м/с, и можно было предположить, что электричество, а следовательно, и умственные действия, движутся с такой же скоростью [50].

* * *

Несмотря на растущее единодушие относительно связи между нервной деятельностью и электричеством, экспериментальные доказательства этой точки зрения были удивительно слабыми. Хотя роль электричества в нервном действии и мышечном сокращении исследовалась уже полвека, никто так и не показал, что электрический ток – это единственное, что проходит по нерву, и не смог объяснить, как он может быть проведен. Французский врач Франсуа-Ахилл Лонже писал в 1842 году: «Нет прямых доказательств в поддержку гипотезы о наличии электрического тока в нервах» [51].

Трудности на пути к решающим выводам были описаны в работе итальянского физиолога Карло Маттеуччи, результаты экспериментов которого заставили его неоднократно менять свое мнение о том, существует ли связь между электричеством и нервной деятельностью.

В 1838 году Маттеуччи изучал мышечное сокращение с помощью гальванометра, который измеряет силу и направление электрического тока, и обнаружил, что работа мышцы всегда связана с электрическим потоком [52]. В течение четырех лет, столкнувшись с некоторыми неоднозначными данными, ученый изменил свое мнение, утверждая, что электричество не является причиной сокращения; последнее производится чем-то, называемым нервной силой [53].

К концу десятилетия новые экспериментальные сведения заставили Маттеуччи еще раз изменить взгляды: теперь он полагал, что «причиной этих сокращений, очевидно, является электрический феномен» [54]. Такие резкие «развороты» одного из ведущих исследователей мало способствовали уверенности в каком-либо объяснении.

Прорыв произошел в результате работы, вдохновленной одним из величайших ученых XIX века Иоганном Мюллером из Берлинского университета [55]. Естествоиспытатель особенно интересовался природой нервной деятельности и ее связями с разумом и восприятием. В свои двадцать с небольшим он заметил, что если стимулировать определенный вид нерва (скажем, нервы в сетчатке, нажимая на глазное яблоко), то стимул воспринимается не с точки зрения его физической природы (в данном случае давления), а с точки зрения чувства, которое нерв обычно передает (зрения). Мюллер назвал этот эффект «законом специфической энергии органов чувств». Он предположил, что каждый периферический нерв несет определенный вид энергии в зависимости от органа чувств, с которым связан.

Одна из причин, по которой Мюллер занял эту позицию, заключалась в том, что он не признавал идею о передаче по нервам электричества. Напротив, исследователь считал, что в организмах действует некий жизненный принцип, который поддерживает их функционирование и участвует в работе ума и порождении поведения.

Ученый Мюллер предположил, что каждый периферический нерв несет определенный вид энергии.

Подобный виталистический взгляд был типичен для европейского романтизма начала XIX века и явился одной из причин, поспособствовавших созданию «Франкенштейна» Мэри Шелли. Для Мюллера все разговоры об электричестве в организмах были просто метафорой:

«Поэтому говорить об электрическом токе в нервах – значит употреблять такое же символическое выражение, как если бы мы сравнивали действие нервного начала со светом или магнетизмом. О природе нервного начала мы так же мало знаем, как о природе света и электричества. Но с его свойствами мы знакомы почти так же хорошо, как со свойствами света и других невесомых веществ» [56].

Мюллер не только не был уверен в природе нервной деятельности, но и полагал, что высокая скорость не позволяет полностью понять ее: «Мы, вероятно, никогда не достигнем способности измерять скорость нервной деятельности, ибо у нас нет возможности сравнить ее распространение в огромном пространстве, как это было в случае со светом».

Научная карьера Мюллера была относительно коротка. Он умер в 1858 году, очевидно, совершив самоубийство в возрасте пятидесяти семи лет. Но Мюллер привлек на свое поприще замечательное количество блестящих студентов и исследователей, включая некоторых из величайших деятелей науки XIX века. Среди них были Герман фон Гельмгольц^[65] и Эрнст Геккель^[66], а также Рудольф Вирхов^[67] и Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон^[68] [57]. Эти молодые люди, зараженные Мюллером пристрастием к применению методов и взглядов физики для изучения физиологии, стали частью давней академической традиции – студент пытается доказать неправоту своего учителя. Они отвергли витализм Мюллера в пользу последовательно материалистического подхода. Как выразились Эмиль Генрих Дюбуа-Реймон и Эрнст Брюкке в манифесте 1842 года: «В организме не действуют никакие силы, кроме сил, общих для физики и химии» [58].