Луїджі Гальвані - основоположник електрофізіології та електромедицини

Цього дня виповнюється 282 роки від дня народження Луїджі Гальвані (італ. Luigi Galvani) – італійського лікаря, анатома, фізіолога і фізика, одного із засновників електрофізіології та вчення про електрику, основоположника експериментальної електрофізіології. Він першим дослідив електричні явища при м'язовому скороченні («тваринну електрику»). Виявив виникнення різниці потенціалів при контакті різних видів металу і електроліту. Гальвані вперше відкрив те, що м'язи мертвої жаби скорочуються, якщо поєднати їх з нервами. Видатний фізик Алессандро Вольта на честь Гальвані назвав електричні явища в біологічних об'єктах гальванізмом. Надалі ім'я Гальвані отримали гальванічні явища, гальванічний елемент, гальванопластика тощо.

БІОГРАФІЯ

Луїджі Гальвані народився 9 вересня 1737 в Болоньї від Домініко і його четвертої дружини Барбари Фоскі. Батьки Луїджі були аристократами, але вони мали достатньо коштів, щоб дати освіту одному з дітей. Луїджі Гальвані хотів отримати церковну, релігійну освіту. В ту епоху це було багато в чому престижно і він 15 років навчався в релігійному інституті, а саме в молитовні Padri Filippini (Oratorio dei Padri Filippini). Надалі він збирався прийняти релігійні обітниці, але батьки переконали його не робити цього і продовжити свою освіту далі. У 1759 закінчив Болонський університет за спеціальністю богослов'я, і тільки після захисту дисертації зацікавився медициною (відбулося під впливом його тестя - відомого лікаря і професора медицини Карло Галеацці).

Будинок Гальвані у Болоньї

Незважаючи на вчений ступінь, Гальвані круто змінив свою професію і знову закінчив Болонський університет, але вже медичне відділення. Луїджі також вступив на факультет мистецтв університету Болоньї. Там же він пройшов медичний курс, в якому вивчав праці Гіппократа, Галена і Авіценни. Крім цього, Луїджі займався медичною практикою, зокрема хірургічною. Це дозволило йому в подальшому зайнятися дослідженням біоелектрики. Магістерська робота Гальвані була присвячена будові людських кісток. Після її успішного захисту в 1762 Гальвані почав викладати медицину. Був одружений на Лючії Галеацці Гальвані. У 1785 році, після смерті свого тестя, Гальвані зайняв його місце керівника кафедри анатомії і гінекології, звідки незадовго до смерті був звільнений за те, що відмовився принести присягу Цизальпінскій республіці, заснованій в 1797 році Наполеоном I. Перші роботи Гальвані були присвячені порівняльній анатомії. У 1771 він почав досліди з вивчення м'язового скорочення і незабаром відкрив феномен скорочення м'язів препарованої жаби під дією електричного струму.
Працюючи в університеті, Гальвані одночасно займався фізіологією: йому належать інші цікаві праці, в яких він довів, що будова пташиного вуха практично не відрізняється від людського.
Помер Гальвані в своїй рідній Болоньї 4 грудня 1798.

НАУКОВА ДІЯЛЬНІСТЬ

До кінця XVIII століття англійський анатом Джон Уолш довів електричну природу удару ската, проводячи експерименти у французькому місті Ла-Рошель, а шотландський хірург і анатом Джон Хантер дав точний опис електричного органу цієї тварини. Дослідження Уолша і Хантера були опубліковані в 1773 році.
На той час, коли в 1786 році Гальвані починав свої досліди, не бракувало спроб фізичного трактування психічних і фізіологічних явищ. Однак саме дослідження вищевказаних вчених підготували ґрунт для виникнення вчення про тваринну електрику.
У 1791 році в «Трактаті про сили електрики при м'язовому русі» було описано зроблене Гальвані знамените відкриття. Самі явища, відкриті Гальвані, довгий час в підручниках і наукових статтях називалися «гальванізм». Цей термін донині зберігається в назві деяких апаратів і процесів. Своє відкриття сам Гальвані описує наступним чином: «Я розрізав і препарував жабу ... і, маючи на увазі зовсім інше, помістив її на стіл, на якому перебувала електрична машина ..., при повному роз'єднанні з кондуктором і на досить великій відстані від нього. Коли один з моїх помічників вістрям скальпеля випадково дуже легко торкнувся внутрішніх стегнових нервів цієї жаби, то негайно всі м'язи кінцівок почали так скорочуватися, що здавалися запалими в найсильніші тонічні судоми. А інший із них, який допомагав нам у дослідах з електрики, помітив, як йому здавалося, що це вдається тоді, коли з кондуктора машини вилітає іскра... Здивований новим явищем, він негайно ж звернув на нього мою увагу, хоча я замишляв зовсім інше і був поглинений своїми думками. Тоді я загорівся неймовірною ретельністю і пристрасним бажанням досліджувати це явище та винести на світло те, що було в ньому прихованого». Стало очевидним, що м’язова діяльність здійснюється за допомогою електрики, за допомогою струму в електролітах. До цього в науці було прийнято вважати, що м’язова активність відбувається за допомогою певної субстанції, названої ім’ям стихій повітря і води.

Схема одного з дослідів Гальвані

Гальвані ввів термін – тваринна електрика (animal electricity) для опису тієї сили, яка активує м’язи. Це явище в подальшому назвали гальванізм (galvanism), але вже після Гальвані за пропозицією його сучасників.

Пам'ятник Гальвані перед першою будівлею університету в Болоньї

Лабораторія, в якій Гальвані проводив свої досліди

Як справедливо вказав згодом Вольта, в самому факті скорочення лапки препарованої жаби при електричному розряді з фізичної точки зору не було нічого нового. Явище електричної індукції, а саме, явище т. зв. «поворотного удару», було розібрано Магоном у 1779 році. Однак Гальвані підійшов до факту не як фізик, а як фізіолог. Вченого зацікавила здатність мертвого препарату проявляти життєві скорочення під впливом електрики.
Він з найбільшим терпінням і мистецтвом досліджував цю здатність, вивчаючи її локалізацію в препараті, умови збудливості, дію різних форм електрики і, зокрема, атмосферної електрики. Класичні досліди Гальвані зробили його батьком електрофізіології. Гальвані, здійснивши ряд експериментів, прийшов до висновку про існування нового джерела і нового виду електрики. Його привели до такого висновку досліди з вивчення замкненого кола з провідних тіл і металів (найкраще за визнанням самого вченого було використовувати різні метали, наприклад залізний ключ і срібну монету) і препарату жаби.
Після довгих наукових пошуків Гальвані припустив, що м'яз є своєрідною батареєю лейденських банок, і безперервно збуджується дією мозку, що передається по нервах. Саме так і народилася теорія тваринної електрики. Саме ця теорія створила базу для виникнення електромедицини. Відкриття Гальвані викликало сенсацію. Серед послідовників болонського анатома опинився і Алессандро Вольта.

ПАМ'ЯТЬ

Памятна медаль на честь Гальвані (1889 р.)

У Болоньї ім'ям Гальвані названа площа (Piazza Luigi Galvani), на якій поруч зі старим будинком Болонського університету встановлено пам'ятник вченому. З 1860 ліцей Болоньї носить ім'я Гальвані (Liceo Ginnasio Luigi Galvani). На честь Луїджі Гальвані в 1961 р названий кратер на зворотному боці Місяця.

Джерела: 1, 2, 3

Підготував проф. В. Трокоз