Електрофізіологія м’язів
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Коли людина рухає рукою або ногою, то в її м’язах виникають електричні процеси. Це явище було відкрито ще наприкінці XVIII століття відомим італійським медиком Гальвані. Зараз воно використовується в медицині: реєстрація електричних імпульсів допомагає правильно поставити діагноз, уточнити характер того чи іншого захворювання. Що ж являють собою струми, що виникають при роботі м’язів!
Це розряди, тривалість яких дорівнює тисячним часткам секунди, а амплітуда – тисячним часткам вольта. До самого останнього часу вважали, що частота ритму м’язів людини лежить в межах від 5 і приблизно до 200-300 коливань у секунду. Але ось з’явилася робота англійських вчених Фолькерса і Кандиба, що описує абсолютно незвичайні ритми в м’язах. Частота їх сягає 150 тисяч коливань в секунду!
Виникає питання, чому ж електрофізіологи, які вивчають струми дії м’язів, не помітили досі таких ритмів! Справа пояснюється тим, що ці ритми за своєю амплітудою лежать під рівнем шумів електрофізіологічних підсилювачів. Амплітуда ново відкритих ритмів вимірюється частками мікровольта: приблизно 1 мікровольт при частоті близько 3 кілогерц і 0,008 мікровольта при частоті 133 кілогерци. Власний же шум звичайних електрофізіологічних підсилювачів дорівнює 3-5 мікровольт, і тому високочастотні сигнали м’язів були непомітні.
Фолькерс і Кандиб розробили спеціальні заходи, щоб уникнути цих перешкод. Їм вдалося достовірно встановити наявність сигналів м’язів частотою приблизно від 1 до 150 кілогерц. Дослідники вивчали не суцільний спектр цих частот, а смуги його через певні інтервали. Виявилося, що амплітуда сигналів зменшується у міру збільшення частоти і дорівнює десятим часткам мікровольта.
Цікаво, що сигнали великих і маленьких м’язів різні. Так, сигнали, що виходять від м’яза мізинця (що складається з 150 волокон), мають більше високочастотних складових, ніж сигнали литкового м’яза ноги (що складається з 1500 волокон). Необхідно відзначити одне непорозуміння, що виникло у зв’язку з появою статті Фолькерса і Кандиба. У пресі поширилася чутка, що вчені вивчали електромагнітне «випромінювання» м’язів. Але з точки зору електрофізіології вони реєстрували не випромінювання, а струми дії. Різниця в наступному: щоб реєструвати випромінювання, безпосередній контакт з пацієнтом не потрібен, достатньо встановити апарат на деякій відстані від людини. Однак Фолькерс і Кандиб вловлювали струми дії мускулатури звичайним способом: накладаючи металеві пластинки на шкіру пацієнта.
Питання випромінювання дослідники торкаються у своїй статті лише теоретично, вважаючи, що нервова система може і випромінювати і приймати електромагнітні хвилі. Найбільш хвилюючим, звичайно, є питання про випромінювання мозку. З ними зазвичай пов’язують такі явища, як уявне навіювання і т. п. Однак надійних експериментальних доказів електромагнітного випромінювання мозку до сих пір ще немає.
Автор: Я. І. Гуляєв.