Тайны, догадки, прозрения (Из истории физиологии) - Яновская Минионна Исламовна

Свои лекции студентам Сеченов начал с малоизвестной тогда темы — животное электричество. Собственно, в России о нем вообще ничего еще не знали; сам Сеченов познакомился с изучением биотоков нервов и мышц совсем недавно, в бытность свою в Гейдельберге у замечательного немецкого ученого Гельмгольца. Герман Гельмгольц первым из ученых-физиологов измерил скорость распространения нервного импульса по мышечным волокнам и установил ряд закономерностей этого явления.

Сеченов сопровождал лекции интересными экспериментами — а этого вообще никогда не делал ни один лектор в Военно-медицинской академии; знакомил с методикой точного научного исследования, учил разбираться в языке фактов. И не будь даже он таким замечательным рассказчиком (он не читал свои лекции, а именно рассказывал их), все равно студенты были бы восхищены им за одни только опыты: так велико было желание молодежи убедиться во всем своими глазами. Потому не только на лекциях, — в маленькой лаборатории Сеченова всегда было полно студентов.

Ни их, ни его не смущал затхлый и сырой воздух помещения, под которым находился полный воды погреб, как не смущало почти полное отсутствие оборудования. Кое-как они мастерили необходимые для экспериментов приборы, в дополнение к тем, которые Сеченов привез из-за границы.

Часы, проводимые в лаборатории, вскоре стали для Сеченова самыми любимыми, а студенты… студенты, пожалуй, понемногу начали мешать: Сеченов собирался заняться наукой.

В мире существуют живые организмы. Неисчислимые и разные. Они существуют именно «в мире», то есть, в некой среде, вполне материально их окружающей. Среда воздействует на организмы и организмы обязательно на это воздействие реагируют. Воздействие среды и реакция организма объединены, условно говоря, «рефлекторной дугой».

Самый примитивный пример: удар головой об стенку — голова отдергивается. Налицо три этапа: стимул (удар) по чувствительным нервам поступает в головной мозг; мозг перерабатывает полученный стимул в двигательную реакцию (приказ убрать голову); ответная реакция идет по двигательным нервам и завершается мышечным движением (голова отдергивается).

Нет, это еще не Сеченов. Это — очень приблизительная схема классической рефлекторной дуги, созданной по теории Рене Декарта. Французского философа, физика, математика, физиолога, жившего в первой половине XVII века; великого атомиста, сделавшего первую в истории науки попытку проникнуть в сущность произвольных и непроизвольных движений живых организмов.

Декарт пришел к выводу (в результате многих экспериментов и исследований), что характер ответной реакции по отношению к стимулу — отражательный, то есть рефлекторный. Но нам сейчас важно другое — нам важна ошибка Декарта. Даже не ошибка, а то, чего он не смог понять.

Стимул и ответная реакция — это очень правильно, вполне соответствует действительности. И вполне материалистично. Пожалуй, даже слишком «материалистично», потому что в конце концов представления Декарта свелись к понятиям: животное — машина. Что не соответствует действительности, отчего великий и прогрессивный ученый на этой позиции и споткнулся. Объяснить жизнедеятельность человека он не смог, произвольные акты, характерные именно для человека, так и не сумел угадать. (Слово «угадать» употреблено не случайно: доказать Декарт ничего тогда не мог, даже если бы взгляды его в точности соответствовали современным — и в наши дни, при всем высоком состоянии науки и техники, доказать все, что присуще именно человеческой деятельности, тоже не могут.) Как только Декарт попытался перенести свою теорию рефлекса на сознательную деятельность человека, он сразу же зашел в тупик. Потому что даже в упрощенной схеме вся эта сложнейшая деятельность не может быть объяснена с позиций «человек — машина». Способность мыслить Декарт отделил от способности жить, сознание — от мозга, и единство того и другого оказалось для него принципиально необъяснимым. А не сумев объяснить единство мышления и мозга, духа и материи, Декарт наделил человека «разумной душой».

В итоге получилось: мозг — материя, признаком которой является протяженность; душа — нематериальная субстанция, и признаком ее является мышление. Человек мыслит, сознательное поведение — его характерная черта, и в этом усматривает Декарт проявление «высшего разума».

«Все без исключения психические акты… развиваются путем рефлексов», — вот это уже Сеченов.

О том, что в действительности все оказалось еще сложнее, что ни просто рефлексы, ни даже условные рефлексы не расшифровывают всех механизмов поведения и мышления — чуть позже. Но формула Сеченова, развитая и углубленная Павловым, как раз и позволила другим ученым, нашим современникам, еще шире раздвинуть рамки познаваемого, хотя во многом еще не познанного.

Прозрение Сеченова дало ключ к тайне. Но ключ — не отмычка, а тайна оказалась запертой на множество замков. Сеченов подсказал что происходит, а почему и как оно происходит — стало уделом других поколений ученых.

…Я жую, потому что попавшая в рот пища раздражает слизистую оболочку; я хожу, потому что подошвы моих ног касаются пола; я поднимаю и опускаю молоток, потому что, держа в руке, чувствую его. Ходьба, разжевывание пищи, забивание гвоздей — сознательные и бессознательные движения — во всех случаях являются ответом на внешние раздражения. Что и сказано в тезах к докторской диссертации Сеченова — под № 2.

А вот что такое несоответствие между возбуждением и движением (об этом речь в тезе № 3) — утверждение мало понятное. Но настолько важное, что разобраться в нем надо подробно.

Обезглавленной лягушке (жестокость, оправданная научной значимостью эксперимента!) капают на лапку немного разъедающей кислоты — лапка отдергивается. Если раздражение кожи слабое — отраженное движение тоже слабое; если сильное — лапка отдернется сильнее, резче. Но если с плеч лягушки не снята голова, сила движения (отдергивание лапки) значительно слабее силы раздражения (действия кислоты на кожу).

Что бы это значило? Какова роль головы в этом несоответствии?

На столе небольшой деревянный штатив, к нему на нитке прикреплена за челюсть лягушка. Она свободно болтается в воздухе, дрыгает лапками, реагирует на звуки. Сеченов опускает одну из лапок в слабый раствор кислоты. Лягушка медленно, степенно, вытаскивает лапку из сосуда — метроном успевает отстукать двадцать ударов. На плечах у лягушки — голова, оттого и реакция ее на кислоту нормальна.

Ну, а теперь — голову с плеч, лапку — в тот же раствор. И — реакция мгновенная, лапка отдергивается сразу. Утратив голову, лягушка утратила и сдержанность. «Соскочила с тормозов»…

Вот именно — тормоза! Совершенно ясно, что они находятся как раз в голове лягушки; какие-то центры, задерживающие движения.

Центральные тормоза…

Идея была высказана за несколько лет до сеченовского опыта немецким ученым Эдуардом Вебером в результате одного необычного эксперимента. Оказалось, что если раздражать блуждающий нерв, ветви которого отходят к сердцу, деятельность сердечной мышцы парализуется; если же этот нерв перерезать — сердцебиение усиливается. Необычность в том, что прежде считалось: любое раздражение нерва, кончающегося в мышце, заставляет эту мышцу сокращаться; в данном же случае все оказалось наоборот. Вывод Вебера: из головного мозга, очевидно, по блуждающему нерву идут непрерывные возбуждения, умеряющие деятельность сердца; если же прервать связь нерва с мозгом, сердце начинает отчаянно биться. Между прочим, добавляет Вебер, то же происходит и с обезглавленной лягушкой, когда раздражают ее лапку кислотой.

Умное предположение Вебера почему-то никого не заинтересовало, хотя, казалось бы, прямо толкало на открытие центрального торможения. Ученые оставили без внимания идею Эдуарда Вебера, пока Сеченов не ухватился за нее. Должно быть, потому что физиологи в те времена не придавали такой уж первостепенной роли головному мозгу.

А Сеченов силой своего могучего ума и неумолимой логики чуть ли не с самого начала приобщения к науке понял, что есть мозг в этом сложнейшем круговороте, именуемом жизнедеятельностью. Понял, что головной мозг — главный управляющий живых существ. Обезглавленная же лягушка с усилением рефлекторных движений вполне наглядно показала ему, где именно находится «тормоз».