Пути развитие физиологии в хх веке физиология высшей нервной деятельности и школа и п павлова

Обновлено: 06.07.2024

Иван Петрович Павлов за длительный путь своей научной работы оставил глубочайший след во многих областях теории и практики. Он создал заново ряд глав современной физиологии, новое направление экспериментальной терапии, он страстно боролся за объективные методы исследования в одной из труднейших областей знания — психологии. Ему принадлежит величайшая заслуга создания крупнейшей в мире физиологической школы, не имеющей равной себе по творческой зарядке и величине. Анализ научного творчества и облика Павлова как гражданина Советского союза, гордого сознанием принадлежности к великой семье народов СССР, должен явиться задачей многих исследователей. В настоящей статье мы попытаемся дать очерк основной линии научной деятельности Павлова.

Павлов ярко показал, что вновь созданные пути и способы опытного изучения природы раскрывают новые стороны явлений, которые не могли быть показаны при предшествующих способах исследования. Работа Павлова в этом отношении может быть классическим примером того, как создание новых подходов к изучению явлений ставит наши знания на новую, высшую ступень. Павлов так оценивал существовавшие до него и разработанные им методы исследования пищеварения (в лекциях о работе главных пищеварительных желез в 1897 г.).

Для устранения абсолютной недостаточности всех предшествовавших исследований, о которой свидетельствовала многовековая история изучения пищеварения от опытов над пищеварением птиц итальянской Academia del Cimento и до разработки метода искусственного желудочного свища у собаки (Басов, 1842), Павлов требовал выполнения ряда условий получения желудочного сока во всякое время, в совершенно чистом виде, точного определения его количества, правильной работы пищеварительного канала и наблюдения за сохранением животного в здоровом состоянии. Выполнению всех этих условий и были посвящены работы по разработке метода изолированного (уединенного) желудочка, который был выполнен Павловым (1879) и независимо от него немецким ученым Гейденгайном (1880).

Результаты, достигнутые Павловым в разработке методов изучения пищеварительных желез и прочно вошедшие в обиход современных физиологических учреждений, важны в смысле утверждения огромного значения целостного изучения организма животных. Именно в этом огромное преимущество Павлова перед его предшественниками (Гельм, Бомои, Басов, Блондло, Гейденгайн), занимавшимися вопросами разработки так называемой фистульной методики. Величие Павлова не в том, что он усовершенствовал уже существовавшие приемы фистульной методики, а в том, что он видел в этом основание для целостного изучения физиологических процессов. Эта исключительно важная биологическая тенденция целостного изучения организма характеризует не только период работы над пищеварительными железами, но и весь огромный отрезок времени работы школы Павлова над сложнейшей проблемой условных рефлексов.

Многолетняя разработка физиологии больших полушарий в учении об условных рефлексах явилась развитием и завершением учения о целостности организма. Большие полушария представлялись Павлову органами, регулирующими отношения животного с внешним миром в интересах сохранения целостности этого животного. В опытах с условными рефлексами Павлов больше всего обращал внимание именно на целостность организма. Разбирая сложный вопрос о тормозных влияниях внешней среды на выработку условных рефлексов животного, Павлов особенно подчеркивал значение целостности системы.

Итак, Павлов представил в своей работе яркий образец применения опытного исследования жизненных явлений, создал новые пути в этом направлении и дал в руки физиологов метод целостного изучения физиологических процессов. Но этим не исчерпывается характеристика Павлова как экспериментатора. Важнейшей чертой его является то, что он связывал пути теоретического анализа вопроса с непосредственной практикой; он связывал вопросы физиологии с вопросами медицины.

Для понимания Павловым соотношения физиологической теории и клинической практики характерна органическая связь этих двух научных линий как линий взаимно оплодотворяющих. Не только физиологический эксперимент и выводы из него являются основой для понимания патологического процесса и воздействия на него, но и патологический процесс со своей стороны является основанием для понимания физиологических процессов. Приход к экспериментальной теории от физиологического эксперимента у Павлова является естественным актом.

Для Павлова патологический процесс и нормальный процесс являются не разорванными явлениями, а явлениями одного порядка.

На протяжении всей научной деятельности Павлова неисчерпываемым источником для его строго научных построений в области физиологии служили наблюдения не только над нормальными животными, но и над больными животными и человеком. Сначала над случайными больными, затем систематически в больницах Павлов вел наблюдения так же последовательно и упорно, как он это делал в физиологической лаборатории. Клинические случаи служили ему указанием и толчком для разработки таких методов исследования физиологических процессов в нормальном организме, которые в последующем стали классическими. Мы имеем в виду факт открытия Павловым метода мнимого кормления, на который его натолкнули клинические случаи больных с зарощенным пищеводом.

Павлов вместе со своей сотрудницей Шумовой-Симоновской дали метод мнимого кормления, который позволил показать факт отделительной деятельности желудочных желез под влиянием нервной системы без соприкосновения с пищей, метод, ставший классическим. Он вырос из опыта, накопленного клиникой.

Получив в начале XX в. нобелевскую премию за классические работы в области пищеварения, И. П. Павлов развернул новый цикл исследований, органически связанный с первым циклом и принесший ему еще большую славу великого исследователя и мирового ученого. Мы имеем в виду его гениальную работу в области условных рефлексов.

Теория условных рефлексов как биологическая теория была впервые формулирована Павловым и именно как таковая получила свое завершение в последних исследованиях Павлова в области генетического анализа условно-рефлекторной деятельности. Для Павлова выработка условного рефлекса есть прежде всего биологический акт, создающий предпосылки для правильного обмена веществ и энергии между организмом и внешней средой. К этому он пришел на основании своих классических исследований по физиологии пищеварительного процесса, процесса восприятия и переработки питательных веществ извне, а также на основании своих, также классических, работ в деле выяснения трофической роли нервной системы.

Многочисленные экспериментальные данные показали Павлову ту огромную роль, которую играет нервная система в основном биологическом процессе — процессе обмена веществ. Он и его ученики с большей, чем кто бы то ни было, убедительностью сумели показать, что в актах восприятия и переработки пищи, в актах добычи ее, а также в тончайших актах химических превращений этих питательных веществ в клетках многоклеточного организма ведущую роль играет нервная система. Формулированное Павловым учение о трофической роли нервной системы развертывается в настоящее время в исключительно важный раздел физиологии.

Более чем тридцатилетняя работа Павлова и его учеников отчетливо показала, что, помимо врожденных рефлексов, покоящихся на анатомической связи центральной нервной системы и ее проводников с периферическими органами (мышцы, железы), существуют еще добавочные рефлексы, которые могут возникать в течение индивидуальной жизни животного в результате совпадения действия различных, до того индифферентных, раздражителей внешнего мира с такими раздражителями, которые являются безусловными возбудителями той или другой реакции (секреторной, двигательной и др.). В этом лежит и основная теоретическая предпосылка выработки методических приемов, лежащий в основе павловской методики условных рефлексов, при которой такие индифферентные раздражители пищевой реакции, как свет, звук, покалывание и т. д., становятся условными раздражителями пищеварительных желез, если они совпадают с действием безусловного пищевого раздражителя — самой пищи. С общебиологической точки зрения особенно ценными являются опыты с новорожденными животными, проделанные в лаборатории Павлова, при которых удалось показать, что если выращивать новорожденных щенят на пище, лишенной мяса (молочно-хлебный режим), то вид и запах мяса не являются возбудителями пищеварительных желез названных щенков. Но уже после однократной дачи щенкам мяса в дальнейшем вид и запах мяса становятся мощными возбудителями, например, слюнной железы. Все это привело Павлова к заключению, что организм животного располагает двумя типами рефлексов: постоянными, или врожденными, и временными, или приобретенными.

Сумма фактов, полученных в отношении характеристики функций клеток коры головного мозга методом условных рефлексов, по праву может считаться основой для настоящей физиологии больших полушарий головного мозга. Эти факты дали исключительно ценный материал для понимания сложных проблем органов чувств, локализации их; они раскрыли физиологическую природу процессов возбуждения и торможения в центральной нервной системе. Сама методика слюнных условных рефлексов, помимо огромного общебиологического значения, имеет существенное значение для анализа вопроса о природе нервного процесса, в особенности для процессов возникновения и проведения естественных нервных импульсов. Можно без преувеличения сказать, что методика условных рефлексов даст еще очень многое для анализа сложных вопросов реакции периферических клеток в ответ на естественное раздражение.

В дальнейшем под руководством Павлова Студенцовым были предприняты специальные исследования для проверки этой мысли, причем выступление Павлова на основании этих опытов встретило огромный интерес со стороны биологов, ибо оно касалось такого важного вопроса, как вопрос о наследовании приобретенных признаков. Это послужило предметом специальной дискуссии и критики со стороны генетиков. Против этих опытов и их трактовки выступил крупный американский генетик Морган, и Павлов должен был согласиться с основными доводами названной дискуссии. Но разработку вопроса именно в этом биологическом направлении Павлов не только не оставил, но развил дальше. Здесь открывается новая огромная полоса деятельности Павлова по изучению генетики высшей нервной деятельности. Эта новая область исследования, которая легла в основу работы вновь созданной биологической станции в Колтушах, должна была увенчать здание мыслей Павлова о биологическом значении условных рефлексов. Самой постановкой вопроса о генетике высшей нервной деятельности, конкретной разработкой учения о различных типах нервной системы у различных животных были сняты приведенные выше высказывания Павлова о наследовании приобретенных признаков как высказывания, не оправданные достоверным опытом.

Что касается типов нервной системы, то по этому поводу Павлов дает исчерпывающую характеристику их, полностью совпадающую с современными общебиологическими представлениями. Эти мысли Павлова явились подлинно грандиозным планом новой области исследования высшей нервной деятельности животных методами генетики и физиологии, которые открывают совершенно новый путь исследования вопроса. На этот раз смерть помещала Павлову исчерпать вопрос таким образом, как это было выполнено им при создании трех новых глав физиологии — пищеварения, условных рефлексов и трофической роли нервной системы. Эта работа явится предметом исследований нового поколения физиологов.

В последний период своей научной работы Павлов исключительно последовательно пропагандировал необходимость изучения физиологами генетики, применения генетики к анализу типов функционирования нервной системы у животных. Это нашло символическое выражение в том художественном оформлении, которое, по идее Павлова, было дано Колтушской биологической станции: перед павловской лабораторией в Колтушах были воздвигнуты три скульптуры — создателя понятия рефлекса Рене Декарта, основоположника строго научной физиологии центральной нервной системы Ивана Михайловича Сеченова и, наконец, основателя современной генетики Грегора Менделя.

Специальная работа над вопросами об особенностях высшей нервной деятельности человека привела Павлова к изучению психопатологии человека, к психиатрической клинике, где он оставался экспериментатором, пытавшимся подойти к анализу нарушений психики человека и лечению их на основе данных экспериментальной физиологии.

Открытая Павловым новая глава физиологии человека о слове как сигнальной системе начала получать экспериментальное подтверждение в работах школы Павлова и явится одним из плодотворных путей исследования наряду с генетикой высшей нервной деятельности, оставшейся неразработанной в научном наследстве Павлова.

Гениальный исследователь природы Павлов сумел своим глубоким умом понять ту конкретную историческую действительность, свидетелем которой он был на склоне лет. И. П. Павлова глубоко волновали судьбы культуры человечества, судьбы его родины. В этом смысле он выше многих из тех классиков естествознания, которые в вопросах естественно-политических не поднимались над обывательским уровнем своей эпохи.

Умирая в подлинном смысле этого слова на научном посту, Павлов, невзирая на свой возраст (86 лет), непрерывно беспокоился о судьбе советской родины и незадолго до смерти написал свое знаменитое послание молодежи СССР, среди которой будет всегда жить облик великого гражданина СССР Ивана Петровича Павлова.

Крупнейшим достижением физиологии 20 века явилось создание И. П. Павловым и его школой учения об условных рефлексах (см.). И. П. Павлов впервые применил объективный естественнонаучный метод к изучению психической деятельности и в начале 20 века открыл, что ее основой являются условные рефлексы, осуществляющие наиболее сложные связи и уравновешивание организма с внешней средой. Исследования в этом направлении привели к открытию основных законов высшей нервной деятельности, к созданию учения о типах высшей нервной деятельности (см.), о двух сигнальных системах и об экспериментальных неврозах.

Успехи электрофизиологии и особенно микроэлектродной техники позволили развить выдвинутую И. П. Павловым концепцию о единстве деятельности коры больших полушарий головного мозга и подкорковых образований. В 1949 г. X. Мегун (США) и Д. Моруцци (Италия) в совместной работе установили, что ретикулярная формация ствола мозга оказывает активирующее генерализованное неспецифическое воздействие на всю кору больших полушарий. Специальное изучение взаимодействия коры и подкорки в связи с функциями ретикулярной формации проводилось в СССР П. К. Анохиным, С. П. Нарикашвили и их сотр. Идеи И. П. Павлова и советской физиологической школы в области изучения физиологии ЦНС получили всемирное признание и были приняты на теоретическое вооружение передовыми учеными всего мира.

На основе идей И. П. Павлова его ученики и последователи создали ряд самостоятельных направлений. Л. А. Орбели (1882—1958) выдвинул теорию универсального адаптационно-трофического характера влияний симпатической нервной системы. Согласно этой теории симпатическая система оказывает регулирующее влияние непосредственно на внутренний химизм ткани, на обмен веществ и поддерживает в иннервируемом органе оптимальные условия, обеспечивающие наиболее рациональный эффект в определенный момент. Характер ее влияния зависит не только от внешних воздействий, но и от исходного состояния тканевого обмена. Другой большой заслугой Л. А. Орбели перед наукой следует считать развитие эволюционных идей в области физиологии. Значительный вклад в разработку сравнительной физиологии и изучение функций с позиций эволюционного учения внесли в СССР X. С. Коштоянц (1900— 1961), а за рубежом Г. Йордан (Голландия), Д. Нидхем (Англия) и др. В лабораториях П. К. Анохина, И. А. Аршавского и других изучались закономерности становления рефлексов в эмбриогенезе и ранней постнатальной жизни организма. Эволюционный метод исследования помог советским физиологам правильно решить проблему соотношения условных и безусловных рефлексов.

Ученик И. П. Павлова Г. В. Фольборт (1885—1960) выявил значение симпатической нервной системы и эндокринных желез в секреторной и моторной деятельности желудочно-кишечного тракта; установил основные закономерности, которым подчиняется выработка желчи печенью. И. П. Разенковым (1888—1954) была выявлена большая роль желудочно-кишечного тракта в межуточном обмене веществ организма и значительное влияние качества и режима питания на ЦНС.

В СССР и за рубежом проведены важные исследования по проблеме интероцепции (см.).

Работы В. В. Парина, К. М. Быкова, В. Н. Черниговского и сотр. показали, что нет такого органа, который не обладал бы рецепторной функцией и не являлся бы источником интерорецептивных рефлексов. В. В. Парин, изучая открытый в 1903 г. А. Б. Фохтом и В. К. Линдеманом (Россия) рефлекс с легочных сосудов на сердце, экспериментально установил, что при повышении давления в сосудах легкого, выключенного из связи с общим кругом кровообращения, возникают рефлекторные сдвиги во всем аппарате кровообращения (1946).

Ученик Н. Е. Введенского И. С. Бериташвили (Беритов) на основании электрофизиологических исследований ЦНС установил ритмический характер взаимного торможения, закономерности координирующей деятельности и выдвинул ряд теоретических положений: об образовании в коре больших полушарий двусторонних временных связей; о сопряженной иррадиации возбуждения; о преодолении общего торможения в ЦНС. В. Ю. Чаговец (1873—1941) создал ионную теорию происхождения биоэлектрических потенциалов и конденсаторную теорию раздражения (1896—1898). П. П. Лазарев (1878—1942) разработал ионную теорию возбуждения (1916). А. Ф. Самойлов (1867—1930) выдвинул положение о химической природе передачи нервного импульса с двигательного нерва на скелетную мышцу (1924).

Созданная в конце 19 — начале 20 века И. М. Сеченовым физиология труда получила наибольшее развитие в нашей стране, особенно в исследованиях школы А. А. Ухтомского.

В СССР после Великой Октябрьской социалистической революции сформировались новые отрасли физиологии: авиационная и космическая, физиология спорта и возрастная физиология.

Значительный вклад в развитие физиологии сделан рядом крупных зарубежных физиологов. Ч. Шеррингтон (1859—1952, Англия) изучал механизмы рефлекторной деятельности организма и выдвинул представление об интегративной деятельности нервной системы. Однако в трактовке высших функций мозга он стоял на дуалистических позициях, отрицая познаваемость психической деятельности. М. Ферворн (1863—1921, Германия) развивал направление, названное им целлюлярной физиологией нервной системы. Сделав ряд ценных открытий, он в заключительных обобщениях приходил к идеалистическим выводам и явился родоначальником реакционного направления в философии — кондиционализма. У. Кеннон (1871—1945, США) установил значение симпатоадреналовой системы в поддержании устойчивого состояния организма (гомеостазис) и в развитии эмоций. Л. Лапик (1866— 1952, Франция) создал учение о хронаксии (1909). О. Леви (Австрия) открыл участие ацетилхолина в передаче возбуждения блуждающего нерва на сердце. Г. Дейл (Англия) и А. Ф. Самойлов (СССР) показали, что таков же механизм передачи возбуждения (при помощи медиаторов) и в концевых пластинках скелетных мышц.

Большой вклад в изучение нервных процессов внесла кембриджская школа физиологов. Э. Эдриан подробно изучил особенности нервного импульса. При помощи тончайшей микроэлектрофизиологической и микрохирургической методики он впервые осуществил записи токов действия от одного нервного волокна (1926) и от зрительного нерва. Крупные достижения физиологии последнего десятилетия обязаны применению микроэлектродной техники. Настюк и Ходжкин (Англия) в 1950 г. показали, что для регистрации электрических потенциалов от одиночного мышечного волокна достаточно проколоть поверхность волокна микроэлектродом. Д. Экклсу (Австралия), усовершенствовавшему эту методику, удалось провести самые тщательные исследования электрических свойств нервной клетки, изучить особенности процессов возбуждения и торможения внутри клетки, выяснить их ионный механизм. Кембриджской школой была развита выдвинутая Ю. Бернштейном (Германия) в 1902 г. мембранная теория возбуждения, согласно которой в основе биоэлектрических явлений лежат ионные процессы, разыгрывающиеся в области полупроницаемой клеточной мембраны. A. Ходжкин (Кембридж) с сотр. в экспериментах выяснил роль ионов в генерировании нервного импульса, механизм их распределения между клеткой и средой при возбуждении.

Физиология оказала большое влияние на развитие фармакологии. Это влияние ярко проявилось в трудах основоположника советской фармакологии Н. П. Кравкова (1865—1924). Разработанный им метод использования изолированных органов животных и человека для изучения действия лекарственных веществ и ядов получил всемирное признание и сыграл исключительную роль не только в области экспериментальной фармакологии, но и в изучении функциональной способности сосудов в норме и при различных заболеваниях. При помощи этого метода Н. П. Кравков создал учение о фазном действии лекарственных веществ.

Экспериментально-физиологическое направление развивали В. В. Савич (1874— 1936), М. П. Николаев (1893—1949), С. В. Аничков и др.

Материал содержит информацию об основных этапах развития физиологии в России и отечественных ученых физиологах.

ВложениеРазмер
Отечественная школа физиологии 19.27 КБ

Предварительный просмотр:

Отечественная физиология: развитие и достижения

В 2014 году российская общественность широко отмечает 185-летие со дня рождения И.М.Сеченова, и 165-летие со дня рождения И.П.Павлова, величайших русских физиологов, людей, глубоко преданных своему Отечеству, страстно любивших Россию и творивших для ее могущества. Будучи исключительными личностями и неутомимыми труженниками, они внесли неоценимый вклад в развитие нашей страны и судьбы людей, в развитие науки и образования.

Это послужило поводом для принятия решения об организации в нашей школе научных чтений, посвященных изучению и систематизации обширных данных о роли русских ученых в развитии отечественной науки, об исследовании их научных разработок, общественно-политических взглядов, социальной деятельности.

Прежде чем, мы продолжим знакомство с жизнью и деятельностью, научными достижениями И.М.Сеченова и И.П.Павлова, мне хотелось представить вашему вниманию небольшой исторический экскурс о развитии физиологии в России и условиях, которые этому способствовали.

Физиология - одна из древнейших естественных наук, изучающая жизнедеятельность целостного организма и его частей в тесной взаимосвязи с окружающей природой. В одной из лекций, прочитанных в начале 20 века И.П.Павлов определяя цели и задачи физиологии, говорил: "Пределом физиологического знания, целью его является выразить это бесконечно сложное взаимоотношение организма с окружающим миром в виде точной научной формулы".

Первым русским физиологом и доктором медицинских наук был один из выдающихся сподвижников Петра I Петр Васильевич Посников, который ставил перед собой задачу - экспериментально изучить причину наступления смерти (слайд).

Многое сделал для развития физиологии и знаменитый русский ученый М. В. Ломоносов. Он не только впервые сформулировал закон сохранения материи и превращения энергии, но и разработал научные основы процесса окисления, которые в дальнейшем были положены в основу учения о дыхании. (слайд).

Огромное влияние на формирование материалистических традиций в отечественной физиологии оказали работы революционных демократов 60-х годов XIX столетия. В своих произведениях они горячо пропагандировали достижения естественных наук и материалистическое мировоззрение (слайд).

В дальнейшем идеи русских просветителей-демократов были активно восприняты И. М. Сеченовым и И. П. Павловым.

В это время происходит зарождение физиологических школ в России, когда почти одновременно с Медико-хирургической академией в Петербурге, в Казанском и Харьковском университетах были созданы первые лаборатории для проведения физиологических экспериментов.

Именно в этот период русская физиология получила мировое признание. Если основатели первых школ - сформировались как физиологи в европейских лабораториях, то их ученики были воспитанниками собственных лабораторий. Основным фактором формирования научных школ на родной почве явился университетский Устав 1863 г., предоставивший университетам автономию и снабдивший лаборатории материальными средствами, усилив профессорско-преподавательский состав.(слайд).

В истории физиологии вообще и российской в том числе можно выделить два периода: эмпирический и экспериментальный, который можно подразделить на два этапа— до И. П. Павлова и после него.

В 1890 г. в России основан первый НИИ медико-биологического профиля – знаменитый Институт экспериментальной медицины, в физиологическом отделе которого были выполнены классические исследования И.П.Павлова по физиологии пищеварения, удостоенные в 1904 г. Нобелевской премии (И.П.Павлов стал первым русским лауреатом Нобелевской премии).

Будучи активным созидателем, И.П.Павлов не только создал физиологию пищеварения и учение о ВНД, мощнейшую в мире физиологическую школу, но и основал Физиологический институт РАН, Общество русских физиологов и Русский физиологический журнал, проводил научные заседания, вошедшие в историю как "павловские среды". Зарубежные физиологи активно приезжают в институт экспериментальной медицины – к Павлову – учиться новым методам исследования.

В конце XIX – начале ХХ вв. благодаря И.М.Сеченову формируется Московская школа физиологов, школа Н.Е.Введенского в Петербургском, В.Я.Данилевского в Харьковском, Н.А.Миславского (медицинский факультет) и А.Ф.Самойлова (физико-математический факультет) в Казанском университетах.

В 1935 г. в Ленинграде был блестяще проведен XV Международным конгрессом физиологов под председательством И.П.Павлова. Это был период расцвета советских физиологических школ, зарождения новых перспективных направлений в физиологии, обеспечивших разнообразие научных школ и расширение их географии.

В истории науки, как в зеркале, отразилась история государства. Ученые выделяют и драматический период – конец 40-х – начало 50-х годов ХХ в, вызванный исключительно политико-идеологическими и социальными условиями, парализовавший на многие годы деятельность ведущих физиологических школ.

Подтверждением тому служит один очень значимый факт: в 1947 году, прошел с успехом первый после Великой Отечественной войны Всесоюзный съезд физиологов, фармакологов и биохимиков, свидетельствующий о многообразии и богатстве, достижениях физиологических школ. А в 1950 году вопреки здравому смыслу была организована позорная совместная сессия АН СССР и АМН СССР, провозгласившая правомерность одного-единственного направления в физиологии – Павловского, – тем самым дискредитировав на многие годы имя великого Павлова.

На протяжении более полутора века физиологические школы служили главным фактором развития медико-биологических наук. Их достижения обусловили формирование самостоятельных дисциплин – экспериментальной патологии (патологической физиологии), биохимии и биофизики.

Прогресс физиологии в XX-XXI в. основан на успехах физики и химии, приложенных к исследованию функций организма и его химического состава. Это направление получило большое развитие.

Тонкие и чрезвычайно точные электронные приборы позволяют изучать функции отдельных клеток и даже отдельных клеточных структур. Например, микроэлектродной методикой непосредственно исследуют жизнедеятельность отдельных нервных клеток, мышечных волокон, рецепторов сетчатки.

Для микрофизиологических исследований, например для изучения передачи возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервной клетки на мышечную клетку, применяют электронные микроскопы, обладающие разрешающей способностью в несколько единиц или десятков А.

В результате применения электронных приборов получены новые факты о функциях разных структур головного мозга, исследовано их участие в образовании условных рефлексов, в эмоциях. Глубоко изучена роль гормонов и медиаторов в деятельности разных отделов нервной системы.

Благодаря развитию тонких биохимических методов открыты ранее неизвестные медиаторы нервной системы, образующиеся в естественных условиях. В результате этих открытий возникла возможность направленно воздействовать на психику.

Таким образом, взаимодействие и взаимная связь физиологии с биологией, математикой, физикой и химией — основная тенденция ее современного развития.

Завершить свое выступление я хотела бы выдержкой из письма к молодежи, написанным И.П.Павловым в октябре 1934 года:

"Чтобы я хотел пожелать молодежи?

Прежде всего - последовательности.

Второе - это скромность.

Третье - это страсть".

Сегодня в нашем государстве вновь открываются большие просторы перед вами ребята, в том числе для осуществления исследовательской деятельности, для организации творческого и научного поиска. И я думаю, что для вас должно быть вопросом чести - оправдать те упования, которые возлагает на вас наше государство. Выбирайте себе достойные идеалы для подражания. Будьте страстны в любой даже самой маленькой вашей работе, в ваших исканиях.

В XIX веке была создана рефлекторная теория нервной деятельности. Были изучены спиномозговые рефлексы и проведен анализ рефлекторной дуги: Ч. Беллом , Ф. Мажанди и И. Мюллером обнаружено распределение центробежных и центростремительных волокон в спинномозговых корешках (закон Мажанди). В 20-х годах XIX века были проведены исследования Флурансом , который удалял у птиц большие полушария головного мозга и экспериментально доказал их роль в возникновении ощущений и произвольных движений.

Его работы по физиологии дыхания и крови, газообмену, растворению газов в жидкостях и обмену энергии заложили основы будущей авиационной и космической физиологи. Однако особое значение имеют его труды в области физиологии центральной нервной системы и нервно-мышечной физиологии. Во времена И.М.Сеченова представления о работе мозга были весьма ограниченными. В середине XIX века еще не было учения о нейроне как структурной единице нервной системы. Оно было создано лишь в 1884 году испанским гистологом, лауреатом Нобелевской премии(1906) С.Раймон-и-Кахалем 1852-1934. Не существовало и понятия о синапсе, которое было введено в 1897 году английским физиологом Ч.Шеррингтоном 1857-1952, сформулировавшим принципы нейронной организации рефлекторной дуги. Ученые того времени не распространяли рефлекторные принципы на деятельность головного мозга.

И.М.Сеченов создал крупную физиологическую школу в России. Его учениками были Б.Ф. Вериго, Н.Е.Введенский, В.В.Пашутин, Г.В.Хлопин, Н.Н.Шатерников и многие другие.

Во второй половине XIX века было начато изучение функционального значения различных отделов центральной нервной системы, для чего применяли методики раздражения и удаления определенных участков головного или спинного мозга (исследования Фритша и Гитцига, Гольца, Мунка, В. М. Бехтерева, Лючиани).

Важное значение для развития физиологии в XIX веке имела разработка хирургической методики физиологического эксперимента, т. е. методики оперативного вмешательства, позволяющей осуществлять в относительно нормальных физиологических условиях хроническое наблюдение над функциями различных органов. Хирургическая методика получила особенно широкое распространение в физиологии после того, как начал применяться наркоз и были разработаны правила асептики и антисептики, обеспечившие предохранение оперированного животного от инфекции, лучшее заживление ран и выживание после операции. В XIX веке были разработаны десятки различных операций (В. А. Басов, Тири, Белла, Гейденгайн, И. П. Павлов) для изучения функций разных органов. С помощью оперативной фистульной методики была создана, главным образом трудами И. П. Павлова и его учеников, современная физиология пищеварения.

На протяжении XIX столетия, особенно его второй половины, физиологические знания чрезвычайно расширились и углубились. Успехи физиологии способствовали научному обоснованию материалистического миропонимания, которым в значительной степени прониклось естествознание этого столетия. Витализм, являвшийся преобладающим направлением в мировоззрении биологов начала XIX столетия, вынужден был сдать свои позиции. Все же в трудах разных ученых на протяжении всего столетия можно обнаружить виталистические и другие идеалистические концепции. Так, в это время среди физиологов, в особенности в Германии, распространились идеалистические направления: физиологический идеализм, агностицизм, кондиционализм и др. Физиологический идеализм — направление, развитое известным немецким физиологом Мюллером и получившее название от критиковавшего его философа-материалиста Фейербаха,— пытался обосновывать антинаучное представление о невозможности познания внешнего мира органами чувств. Доказывалось, что якобы этими органами воспринимаются качества, а не существующая вне нас реальная действительность. Агностицизм, пропагандировавшийся Дюбуа-Реймоном, состоит в признании, что некоторые проблемы естествознания, в том числе проблемы жизни и человеческого мышления, никогда не будут решены, что они являются непознаваемыми. Кондиционализм, представителем которого в физиологии был Фервори, отрицает причинное объяснение явлений.

Отходу ряда естествоиспытателей от материализма способствовало то, что последний еще оставался метафизическим, механическим, страдал ограниченностью: недостаточно понимались связи и переходы между отдельными явлениями. В XIX веке было накоплено множество научных фактов, которые не могли быть объяснены на основе существовавшей методологии, с позиций механического материализма.

РАЗВИТИЕ ФИЗИОЛОГИИ В XX СТОЛЕТИИ

В XX веке начался новый этап в развитии физиологии, характерной чертой которого был переход от узкоаналитического к широкому синтетическому пониманию жизненных процессов. Важнейшим достижением физиологии явилось созданное И. П. Павловым учение о высшей нервной деятельности. И. П. Павлов (1849-1936) чрезвычайно расширил и развил рефлекторную теорию и на ее основе раскрыл нервный механизм, обеспечивающий наиболее совершенные и сложные формы реагирования человека и высших животных на воздействия внешней среды. Этим механизмом является условный рефлекс, а органом высшей нервной деятельности — кора больших полушарий головного мозга.

Методологической основой его концепции явились три основных принципа: единство структуры и функции, детерминизм, анализ и синтез. Изучая поведение животных, И.П.Павлов выявил рефлексы нового типа, которые формируются и закрепляются при определенных условиях окружающей среды. Павлов назвал их условными, в отличие от уже известных прирожденных рефлексов, которые имеются от рождения у всех животных данного вида (из Павлов назвал безусловными). Было показано также, что условные рефлексы вырабатываются в коре больших полушарий головного мозга, что сделало возможным экспериментальное изучение деятельности коры больших полушарий в норме и патологии. Результатом этих исследований явилось создание учения о высшей нервной деятельности – одного из величайших достижений естествознания XX века. Выяснение закономерностей высшей нервной деятельности животных позволило вплотную подойти к раскрытию законов деятельности головного мозга человека. Результатом этого явилось учение о двух сигнальных системах, из которых вторая, присущая только человеку, связана с речью и абстрактным мышлением.

Наряду с достижениями на пути синтетического изучения жизненных явлений дальнейших крупных успехов достигло в настоящее время аналитическое исследование физиологических процессов. Не только органы и ткани, но и отдельные клетки и даже структурные элементы клетки (ядра, митохондрии, одиночные нервные волокна) стали объектами физиологического и биохимического исследования. Развилась особая область науки, которую называют микрофизиологией , занимающаяся изучением, с одной стороны, микрообъектов, а с другой — процессов, протекающих в микроинтервалы времени (в промежутки, равные или меньшие тысячных долей секунды) и выражающихся в количественно очень малых изменениях. Возможность измерения чрезвычайно малых по величине и коротких по продолжительности процессов в организме и его структурных элементах явилась результатом использования в физиологии и биологической химии достижений физики и электроники, физической, неорганической и органической химии.

На основе изучения химической динамики в организме удалось установить связь различных химических процессов с функциональными изменениями, с физиологической деятельностью и зарвдилось направление, которое называют химической физиологией , или функциональной биохимией . Крупным достижением в этой области является выяснение химической динамики мышечного сокращения и установление источников энергии, используемой при работе мышц (Мейергоф, Я. О. Парнас, Лундсгаард). Оказалось, что отщепление молекулы фосфорной кислоты от некоторых органических соединений, содержащих ее остаток (адено-зинтрифосфат, креатинфосфат), сопровождается освобождением больших количеств энергии, используемой при работе мышц. Физиологи и биохимики выяснили природу мышечного сокращения: показано (В. А. Энгельгардт и М. Н. Любимова, Сцент-Дьордьи и др.), что при взаимодействии сократительных белков мышцы — миозина и актина — с аденозинтрифосфорной кислотой освобождается механическая энергия, т. е. выполняется внешняя работа.

Развитие исследований в области химической физиологии привело к созданию в XX веке новых дисциплин: эндокринологии, учения о витаминах и учения о медиаторах.

 Эндокринология изучает физиологию, биохимию и патологию желез внутренней секреции — эндокринных желез, которые образуют и выделяют в кровь гормоны — химические соединения, обладающие высокой физиологической активностью, т. е. способностью в малых количествах резко изменять состояние и деятельность многих органов тела. Впервые обратили внимание на функции желез внутренней секреции врачи-клиницисты, связавшие происхождение некоторых заболеваний с патологией эндокринных желез. Лишь много позднее, в конце XIX столетия, физиологи Броун-Секар , Глей , Шарпей-Шефер , а затем в XX веке и другие исследователи доказали, что железы внутренней секреции — половые, надпочечные, поджелудочная, щитовидная, околощитовидные, гипофиз — образуют высокоактивные вещества. Детальное экспериментальное изучение функций эндокринных желез является достижением XX столетия. В этой области науки достигнуты крупные успехи: выяснен химический состав и механизм действия многих гормонов; ряд их получен путем химического синтеза в лабораториях; установлено, что некоторые заболевания являются результатом недостаточной, а другие, наоборот, избыточной продукции гормонов теми или иными железами внутренней секреции; разработаны на основе физиологических данных эффективные методы лечения многих заболеваний эндокринных желез.

 Учение о медиаторах посвящено изучению физиологической роли некоторых химических соединений, образующихся в нервных окончаниях. Медиаторы — химические передатчики нервного импульса с нервного окончания на клетки периферических органов или на нервные клетки. Открытие медиаторов было сделано в 1920 г. Леви в опытах с раздражением нервов изолированного сердца лягушки. Это открытие получило подтверждение и развитие в исследованиях очень многих ученых (А. Ф. Самойлов, А. В. Кибяков и др. в СССР, Кеннон, Нахмансон в США, Дейл, Фельдберг в Англии, Бакк в Бельгии, Минц во Франции). В настоящее время установлено, что образование физиологически активных веществ происходит при возбуждении и торможении всех отделов центральной и периферической нервной системы. Показано, что медиаторами являются ацетилхолин и адреналин и его производное норадреналин, а также некоторые другие вещества; изучен механизм их действия. Исследования медиаторов дали практически важные результаты для клиники. Оказалось, что при ряде заболеваний нервной системы и при некоторых отравлениях нарушаются образование, действие или распад медиаторов. На этом основании рекомендованы и введены в практику новые методы лечения таких заболеваний и отравлений.

Благодаря достижениям эндокринологии, витаминологии и учения о медиаторах раскрылась чрезвычайно важная роль некоторых химических соединений в регуляции жизнедеятельности организма. Химические факторы участвуют в объединении, согласовании и регуляции функции. Воздействие на функции организма веществ, образующихся в одних клетках и тканях и приносимых к другим клеткам и тканям с кровью и тканевой жидкостью, обозначают понятием гуморальной регуляции (от лат. humor — жидкость). Неправильно, однако, считать, что гуморальная регуляция составляет особую, независимую от нервной системы, регуляторную систему. Образование и действие гуморальных, химических факторов в организме регулируется нервной системой. Гуморальный механизм регуляции подчинен нервному механизму, представляющему собой высшую форму объединения, взаимодействия и регуляции функций в целостном организме. Образование и действие гуморальных факторов регуляции составляет одно из звеньев в единой цепи нейро-гуморальной регуляции функций, учение о которой разрабатывалось при активнейшем участии советских исследователей Л. А. Орбели, К. М. Быкова, Л. С. Штерн и др. Значительными достижениями обогатило физиологию также физическое направление исследований. В первую очередь необходимо отметить успехи электрофизиологии, в большей степени обязанные использованию электроники и радиотехники. Применение в начале XX века струнного гальванометра (Эйнтховен, А. Ф. Самойлов), а затем электронных усилителей электрического тока или напряжения и осциллографов (Гассер, Эдриан) дало возможность провести детальный аналиа электрических явлений, протекающих в центральной и периферической нервной системе, сердце и мышцах.

Значение этих исследований состоит в том, что электрические изменения, так называемые токи, или потенциалы, действия, являются обязательными спутниками процесса. возбуждения. Электрофизиологические исследования нашли большое практическое применение в медицине. Так, регистрация электрических проявлений сердечной деятельности — электрокардиография — оказалась тонким диагностическим приемом, обнаруживающим нарушения сердечной деятельности при заболеваниях сердца. Изучение электрических проявлений деятельности головного мозга — электроэнцефалография — важно для диагностики-некоторых заболеваний головного мозга, в частности для установления локализации опухолей.

В XX веке физиологи стали использовать теории и методы физической химии, начавшей развиваться в конце XIX столетия. Первыми попытками применения законов физической химии для решения физиологических проблем были работы В. Ю. Чаговца (1896—1903), затем американского биолога Леба, немецких ученых — физиолога Бернштейна и физико-химика Нернста, а также русского физика и физиолога П. П. Лазарева. В. Ю. Чаговец применил теорию электролитической диссоциации Аррениуса для выяснения природы электрических явлений в живых тканях и пришел к заключению, что биоэлектрические потенциалы возникают в результате разницы концентрации электролитов в ткани. В дельнейшем В. Ю. Чаговец развил представление, что основу раздражения нерва составляет изменение концентрации ионов в раздражаемом участке. Бернштейном была развита мембранная теория биоэлектрических явлений. От этих работ ведет начало современная теория-о природе нервного процесса и электрических проявлений возбуждения (Ходжкин, Хаксли и др.), являющаяся крупнейшим достижением физиологии нашего времени.

Читайте также: