Развитие представлений о мышцах и локомоциях

XVIII век ознаменовался проникновением в медицину и биологию идей механики, представлений о вездесущности механических процессов, о колоссальной значимости механических принципов и идей при исследовании тканей и систем животных и человека, причем признавалось это, в первую очередь, именно врачами и физиологами. Привычным стало представление о живом организме как системе рычагов и преобразователей мышечных сил, обеспечивающих должную эффективность локомоций. Параллельно с этим получили развитие виталистические теории, в соответствии с которыми в организме циркулировали сверхъестественные силы, управляющие всеми жизненными функциями. На фоне этого симбиоза идей поистине сложно было разумно трактовать результаты экспериментов по мышечному сокращению и роли в этом процессе нервной системы. Идея о том, что основным структурным элементом биологических организмов является мышечное волокно, обладающее врожденной способностью к сокращению, выдвинутая впервые Германом Боерхаве (Hermann Boerhaave's 1668-1738), нашла свое развитие в трудах немецкого естествоиспытателя, врача и поэта Альбрехта фон Халлера (Albrecht von Haller 1708-1777), который в своих трудах по анатомии, хирургии, эмбриологии и ботанике заложил основы экспериментальной физиологии.

Фон Халлер занимался экспериментальными исследованиями структуры, упругих свойств и функций мышц, изучению которых в то время уделялось все большее внимание естествоиспытателей. В 1700 году Багливи (Baglivi 1688-1706) обнаружил различие в структуре и функциях поперечно-полосатых и гладких мышц, а несколько позже Джеймс Кейли (James Keill 1674-1719) провел измерения числа волокон в разных мышцах и рассчитал напряжение, развиваемое отдельным волокном. Путем экспериментов фон Халлер показал, что мышца, изъятая из тела и, таким образом, не связанная с организмом нервными волокнами, способна сокращаться в ответ на прямой химический, механический или электрический стимул, причем им были использованы все виды мышц: скелетные, гладкие и мышцы сердца. Последователь фон Халлера исследователь Ф.Фонтана в 1763г. показал, что реакция сердца на прямую стимуляцию зависит от фазы сокращения сердечной мышцы, то есть от времени, которое прошло после предыдущего сокращения [Беркенблит 1988]. Так последовательно развивалось представление о возбудимости мышцы как об их неотъемлемом свойстве сокращаться в ответ на раздражения различной природы. В 1751 году Роберт Уатт (Robert Whytt 1714-1766) определил расположение рефлексогенных областей и продемонстрировал двигательные рефлексы спинного мозга. Наконец, в цикле работ (1776-1793гг.) Джона Хантера (John Hunter 1728-1793) было сформулировано утверждение, что мышца приспособлена для создания локомоторной тяги и является единственной частью тела, обладающей двигательной функцией. Несколько абсолютизируя это свойство мышц, известный русский физиолог Иван Михайлович Сеченов (1829-1905) почти сто лет спустя напишет: «Смеется ли ребенок при виде игрушки... создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге – везде окончательным фактом является мышечное движение... все внешние проявления мозговой деятельности действительно могут быть сведены на мышечное сокращение» [Сеченов].

Подобный подход, в применении к биомеханике, иногда рассматривается как неоправданная редукция и проявление механицизма – философской концепции, основанной на представлении о том, что механическая форма движения материи является единственной объективной формой движения в природе. Механицизм был крайне популярен на протяжении XVI-XVIII вв, что объяснялось успехами механики, которая была в то время наиболее развитой наукой, базирующейся на непоколебимом математическом фундаменте и имевшей множество практических приложений для повседневной жизни. Слово „механицизм” часто понимается в широком смысле как вульгарная редукция сложных явлений к простым, которые на самом деле могут являться лишь составными частями общего явления. В свете такой трактовки термина и биомеханика может неоправданно рассматриваться как наука, которая упрощает бесконечное разнообразие проявлений биологической жизни, сводя их к механическому движению (см.п.1.4). Но „кесарю-касарево”, и биомеханические исследования, проводимые физиками и биологами, врачами и химиками, механиками и математиками, постепенно приводили к формированию целостного взгляда на механические процессы, протекающие в биологических организмах, и даже способствовали формированию философских концепций и формированию новых взглядов на загадку жизни. Так, в работах французского философа-просветителя Этьена Бонно де Кондильяка (E.Condillac 1715—1780) появились рассуждения о психической механике. Французский врач и философ Жюльен Офре де Ламетри (Lamettrie 1709-1851) сформулировал представление о человеке-машине (соч. «Человек-машина» 1747), в котором организм человека рассматривался как высокосовершенная машина с заводом, подобным часовому механизму. Из рассуждений Ламетри следовало, что душа человека – это продукт устройства как машины, причем концепция «души» не является необходимой для объяснения особенностей функционирования человека-машины и его психических возможностей. Трактат Ламетри был предан сожжению на костре, но изложенные в нем идеи остались и продолжали развиваться в работах других исследователей.

Французские философы-материалисты Дени Дидро (Diderot 1713-1784), Клод Гельвеций (Helvetius 1715-1771), Поль Анри Гольбах (Hoibach 1723-1789) обсуждали понятие человека-машины как продукта исторического развития и условий внешней среды. Наконец, французский врач и философ Пьер Кабанис (Cabanis 1757—1808) развил положение о том, что сознание является функцией в мозга в той самой мере, в какой остальные органы тела обладают своей функцией. (Этот вывод был сформулирован на основании длительных наблюдений, порожденных практикой французской революции. Кабанису как практикующему врачу было поручено определить, в какой мере гильотинируемый человек способен осознавать и переживать физические мучения.) Впоследствии приверженцы вульгарного материализма преобразовали эту фразу в лозунг «мозг выделяет мысль, подобно тому, как печень выделяет желчь». На деле Кабанис утверждал, что мысль проявляется в жестах и словах, за которыми стоит мышечное сокращение – идея, впоследствии развития в трудах И.М.Сеченова. Работы французских материалистов привели к пониманию глубокой взаимосвязи телесной и духовной составляющей, к возможности найти ответы на вопрос о сущности жизни не в божественной бестелесной субстанции, а в структуре и функции нервной ткани, доступной для рационального исследования с помощью опыта.

Постепенно формировалось представление о том, что различные физико-химические процессы протекают сходным образом в биологических и небиологических системах. Французский химик Антуан Лавуазье (1743-1794) и французский математик и астроном Пьер Симон Лаплас (1749-1827) показали, что превращение кислорода в углекислый газ является источником тепла живых организмов, причем количество тепла, выделяющееся в ходе химической реакции не зависит от того, проводится реакция в лабораторных условиях или в живом организме. Так было подтверждено выполнение закона Гесса, который является, по сути, следствием первого закона термодинамики для биоорганизмов.

Дата добавления: 2015-06-04