Galvanism

În fiziologie , galvanismul este contracția unui mușchi stimulat de un curent electric .

Luigi Galvani a investigat pe larg acest fenomen și a dezvoltat teoria conform căreia ființele vii erau în posesia unei energii intrinseci produse de creier , propagate prin nervi și stocate în mușchi. Acest termen, însă, a fost inventat de un coleg de-al său contemporan, Alessandro Volta, cu care a avut o confruntare aprinsă pe această temă.

Desen ilustrând câteva dintre experimentele lui Galvani pe broaște.

Experimentul cu scânteie

Era 1781 când Luigi Galvani, în laboratorul său de origine, au „pregătit“ o broască ^[1] , cu nervii crural izolați și medulla , amplasate la o anumită distanță de la o mașină electrică. În timp ce s-a tras o scânteie , unul dintre asistenții săi a atins din greșeală nervul crural intern al broaștei cu un bisturiu și a existat o mișcare intensă a mușchilor picioarelor animalului. Galvani a fost impresionat de acest eveniment și a decis să investigheze și să încerce să explice acest fenomen. Savanții din acea vreme, și chiar și cei de mai târziu, credeau că entuziasmul lui Galvani la vederea contracțiilor broaștei provenea din ignoranța sa asupra celor mai elementare concepte ale electro-fizicii ^[2] . Dar, spre deosebire de celelalte, și-a dat seama că există o relație limitată între intensitatea sarcinii electrice și dezvoltarea contracțiilor: dacă forța descărcării a crescut dincolo de o anumită valoare, nu s-au produs contracții mai puternice și, la nivelul în același timp, invers, când intensitatea stimulului a fost redusă sub un anumit nivel, contracțiile ar putea înceta. În cele din urmă, Galvani a subliniat că, dacă în unele preparate nu mai exista contracții după aplicări repetate ale fluidului electric , acestea ar putea fi recâștigate dacă animalul nu a fost stimulat pentru o perioadă de timp sau a fost supus unor tratamente. Apoi, în mintea savantului bologonez a apărut îndoiala că contracțiile musculare nu se datorează descărcărilor electrice externe, ci derivate dintr-o forță internă, tipică animalului, stimulată de forța electrică externă. ^[3]

Primele ipoteze

Benjamin Franklin , în 1750 , arătase că există o încărcare electrică naturală în atmosferă care generează fulgere . Așa că Galvani în 1786 a încercat să înțeleagă cum electricitatea prezentă în atmosferă ar putea afecta contracțiile:

Experiment de electricitate atmosferică.

Dar contracțiile au avut loc chiar dacă ziua a fost senină sau dacă experimentul s-a repetat acasă în aceleași condiții și, pentru aceasta, nu păreau să depindă de electricitatea atmosferică ^[5] . După multe încercări a reușit să obțină contracții conectând, printr-un conductor metalic, structurile nervoase (nervii crurali sau măduva spinării) și mușchii picioarelor astfel încât să creeze un circuit „ca în borcanul Leyden ”. Galvani a ajuns la concluzia că la animale exista o formă intrinsecă de electricitate care induce contracții și o numea „electricitate animală”. În opinia sa, similar cu borcanul Leyden (primul acumulator de energie electrică), animalul este de fapt capabil să stocheze fluidul electric și să îl păstreze într-o stare de „dezechilibru”, iar arcul conductor este capabil să pună în mișcare electricitatea animală, care traversează nervii considerați conductori , producând contracție musculară ^[6] .

Controversa Galvani-Volta

După publicarea „De viribus electricitatis in motu musculari commentarius” în 1791 a existat un mare zbucium pentru descoperirea electricității animale, atât de mult încât Alessandro Volta însuși și-a exprimat admirația pentru Galvani. Cu toate acestea, entuziasmul nu a durat mult: de fapt, omul de știință din Como a realizat că contracția ar putea fi creată la broaște prin utilizarea unui arc bimetalic pus în contact între două părți ale aceluiași nerv, fără a lua în considerare chiar și mușchii ^[7] . În acel moment, ipoteza lui Galvani a început să-și piardă fundația tocmai pentru că experimentele lui Volta au făcut irelevant sistemul nerv-mușchi, care în schimb a stat la baza teoriei galvanice. Mai mult, Volta a început să ia în considerare ideea că electricitatea ar putea proveni din metalele în sine; de fapt, printre diferitele experimente a folosit arcul bimetalic pe limbă și pe ochi: în primul a provocat un gust acid și nu a avut contracții, în al doilea a dat senzația de lumină ^[8] . În consecință, el credea că efectele fiziologice erau determinate pe baza tipului de fibre nervoase stimulate și, prin urmare, nu mușchii (în care pentru Galvani era concentrată electricitatea animală) îi determinau. În schimb, Galvani a demonstrat în 1797 că contracția ar putea fi cauzată de conectarea a doi nervi ai aceluiași animal fără a utiliza materiale străine la aceeași broască. Dar acest experiment, considerat de fiziologul german Emil Du Bois Reymond ca experimentul fundamental al electrofiziologiei care ar putea pune bazele nașterii acestei noi științe, nu a fost luat în considerare în importanța sa reală, de asemenea, deoarece Volta își concentra acum energiile pe crearea o mașină care ar putea genera energie. Astfel, după diverse încercări și eșecuri, prin alternarea diferitelor metale cu discuri de hârtie umede cu o soluție salină, el a inventat bateria ^[9] . Succesul acestei invenții l-a adus pe Volta la modă și ipoteza electricității animale a fost abandonată timp de mulți ani. Cu toate acestea, omul de știință din Como nu a înțeles că ionii din soluția salină au generat electricitate și că metalele, în care credea originea energiei, au transformat energia chimică a acestor ioni în energie electrică. Mulți cercetători au afirmat cum descoperirile lui Galvani au contribuit și au încurajat cercetările Volta care au dus la inventarea bateriei și tocmai din acest motiv că studiile celor doi oameni de știință sunt atât de interconectate. ^[10]

Concluzii

Desene animate umoristice despre Giovanni Aldini.

Ipoteza electricității animale a fost confirmată de studiile electrofiziologice care au fost efectuate în ultimele secole. De fapt, o astfel de energie electrică este prezentă în toate ființele vii și, după cum credea Galvani, există într-o stare de dezechilibru produsă de gradienții de concentrație și de pompele de proteine . În zilele noastre se numește potențial membranar , dar în acel moment era dificil să ne imaginăm că conducerea nervoasă a rezultat dintr-un flux electric prezent în organismul nostru capabil să stimuleze și să fie stimulat ^[11] . În plus, mașinile electrice din acea epocă și chiar și unii pești, cum ar fi torpilele , au fost capabile să producă scântei, spre deosebire de electricitatea animalelor. Pentru aceasta, Galvani credea că acest tip de electricitate ar trebui să fie diferit, atât de mult încât în ​​anii următori a fost redenumit ca „fluid galvanic”. Cu toate acestea, Volta a ajuns să excludă complet prezența acestui fluid în interiorul organismului, deși, după invenția bateriei, asemănările dintre electricitatea produsă de aceasta și cea a lui Galvani au fost evidente: ambele nu au putut produce scântei și au fost caracterizate printr-o încărcare mare și tensiune scăzută. Aceste proprietăți explică ambiguitatea bateriei căreia i-a fost atribuit adjectivul „galvanic”, indicând această formă de curent continuu și tensiune scăzută. ^[12]

Un rol secundar în aceste studii l-a avut nepotul lui Galvani, Giovanni Aldini , care, între 1802 și 1803 , a efectuat experimente la Londra pe cadavre umane și animale cu scopul de a le readuce la viață: a conectat electrozi la capetele umane tăiate obținând deformările groaznice ale fețelor și deschiderea pleoapelor. Pe de altă parte, dacă electrozii au fost conectați la corpuri decapitate, rezultatul a fost convulsii reale și mișcarea membrelor. Aldini, pe de altă parte, și-a dat seama imediat că descărcările electrice nu au avut niciun efect asupra inimii, făcând astfel imposibilă resuscitarea cadavrelor, așa că în curând a decis să abandoneze aceste studii. Dar importanța acestui extravagant personaj constă în faptul că din experimentele sale Mary Shelley s-a inspirat pentru personajul doctorului Frankenstein , inspirat de chirurgul Andrea Vaccà Berlinghieri, în care s-a folosit o descărcare electrică puternică pentru a readuce creatura înapoi. la viață . ^[13]

Notă

Bibliografie

• Luigi Galvani, De viribus electricitatis in motu musculari commentarius , in De "Bononiensi Scientiarum et Artium Instituto atque Academia Commentarii", vol. VII, Bononiae, Ex Typographia Instituti Scientiarum, 1791.
• Luigi Galvani, Despre utilizarea și activitatea arcului conductor în contracțiile musculare , San Tommaso d'Aquino, Bologna, 1794, pagina 191.
• Luigi Galvani, Lazzaro Spallanzani, Giovanni Aldini, Memorii despre electricitatea animalelor de Luigi Galvani, p. prof. de notomià în Universitatea din Bologna faimosului stareț Lazzaro Spallanzani ...: a adăugat câteva experiențe electrice ale lui Gio. Aldini P. prof de fizică , Pentru amprentele Sassi, Bologna, 1797. [ed. nouă. editat de M. Mamiani, Theoria, Roma, 1982, p. 174].
• Luigi Galvani, Amintiri și experimente inedite , Cappelli, Bologna, 1937, pagina 485.
• Adolphe Ganot, curs de fizică , Pagnoni, Milano, 1882, vol. III, pagina 605.
• Jean Louis Alibert, Laudă istorică a lui Luigi Galvani , San Tommaso d'Aquino, Bologna 1802, p. 153.
• Marcello Pera, Broasca ambiguă , Einaudi, Torino 1986, p. 209.
• Marco Piccolino și Marco Bresadola, Broaște, torpile și scântei, Galvani, Volta și electricitatea animalelor , Bollati Boringhieri, Torino, 2003, p. 722.

Elemente conexe

• Bioelectrochimie
• Luigi Galvani
• Giovanni Aldini
• Galvanizare (medicament)
• Alessandro Volta

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre galvanism

linkuri externe

• ( EN ) Galvanic Experiments , pe eee.uci.edu .
• http://ppp.unipv.it/Galvani/Pagine/Page3.htm
• http://ppp.unipv.it/VoltaGalvani/Pagine/PrincipRif.htm
• https://web.archive.org/web/20081016191733/http://cis.alma.unibo.it/galvani/textus.html

Portalul de electrochimie

Portalul Medicinii