Опыт выглядел так. На вращающийся барабан была намотана закопчённая бумага. Гельмгольц брал нервно-мышечный препарат и закреплял мышцу около барабана. К мышце прикреплялось пишущее перо, так что сокращение мышцы оставляло след на движущейся бумаге. Когда нерв раздражался, момент раздражения с помощью специального устройства отмечался на ленте. На той же бумажной ленте было видно, через какой промежуток времени отвечает сокращением мышца. Так можно было узнать время от момента раздражения нерва до начала сокращения мышцы. Далее, Гельмгольц раздражал нерв вторично, но в другом месте, например, на расстоянии 5 см от первой точки раздражения. Теперь сокращение мышцы наступало немного позднее, считая от момента раздражения. Разница этих времён могла зависеть только оттого, что возбуждение прошло лишние 5 см. Зная скорость вращения барабана, можно было определить время запаздывания, а так как расстояние между двумя точками раздражения нерва было известно, легко вычислялась и скорость распространения возбуждения по волокну.
Оказалось, что возбуждение распространяется по нерву со скоростью всего 30 м/с.
100 км/ч! Это показалось настолько невероятным, что сам Иоганн Мюллер не поверил талантливому ученику и отказался послать его статью в научный журнал.
Полученная в результате опыта величина оказалась на семь порядков меньше, чем скорость распространения электрического тока в медном проводнике или в растворе электролита. Отсюда Гельмгольц сделал совершенно логичный вывод, что проведение нервного импульса – это более сложный процесс, чем простое продольное распространение тока в нервном волокне.
При этом Гельмгольц допускал, что при движении импульса происходит перемещение каких-то материальных частиц, но ничего более ясного предложить не сумел.
Опытами Гельмгольца наивное представление о нервном волокне как электрическом проводе было опровергнуто. Однако предположить что-то лучшее было не так-то просто. Открытия Гельмгольца поднимали ряд новых вопросов, которые задали работу физиологам на следующие сто лет. На что похожи эти нервные сигналы, впоследствии названные потенциалами действия, и как в них закодирована информация? Как биологические ткани генерируют электрические сигналы? Где идёт электрический ток при этих сигналах?
PS. В современной медицине используется такой метод исследования работы нервной системы – электронейрография – запись электрического сигнала и связанного с ним потенциала действия в момент его распространения вдоль нерва. Применяется для измерения скорости распространения стимула или потенциала действия в нерве. Для проведения электронейрографии периферический нерв стимулируется в одной точке и затем измеряется активность в двух точках на пути её распространения.
Гипотезы Лудимара Германа
В 1879 г. учёный младшего поколения школы Дюбуа-Реймона немецкий физиолог Лудимар Герман (Ludimar Hermann, 1838 – 1914) очень близко