Еще до конца XVIII в. большинство ученых считали нервы полыми трубочками, по которым течет легкая жидкость — «жизненный дух». Теперь мы знаем, что нервы — это пучки отростков нервных клеток и никакой полости внутри у них нет. Они состоят из студенистого вещества с очень сложным химическим составом.
Итальянский ученый XVIII в. Л. Гальвани очень интересовался влиянием электричества на ткани животных и произвел ряд опытов с лапкой лягушки. Сначала ученый показал, что лапка лягушки сокращается под действием грозовых разрядов электричества. Он подвешивал лапку к металлическому крючку и подводил к нему ток от молниеотвода. Всякий раз, когда поблизости была гроза или просто проходили грозовые облака, лапка сокращалась. Следующий опыт Гальвани был еще более интересным. На медных крючках он подвешивал лапки лягушек на железную ограду своего балкона. Лапки покачивались на ветру и время от времени касались железных прутьев балкона. При таких прикосновениях мышцы лапок тотчас же сокращались. Гальвани считал, что мышцы сокращаются под влиянием животного электричества, которое рождается в нервах, а 'медная и железная проволоки — это только замыкающие цепь проводники.
Вскоре не менее известный ученый А. Вольта повторил опыт Гальвани, но пришел к совершенно другому выводу. Он показал, что соприкосновение меди и железа дает электрический элемент, а лапка лягушки сокращается под влиянием тока, возникающего в этом элементе. Но Гальвани также оказался прав, так как дальнейшие исследования показали, что нервный импульс обязательно сопровождается электрическим разрядом.
Крупнейший немецкий естествоиспытатель Г. Гельмгольц в середине XIX в. нашел очень простой способ измерения скорости нервных процессов. Оказалось, что она не очень велика. Так, по нерву лягушки импульс движется со скоростью 30 м/сек, а по нервам человека — до 120 м/сек. Уже одно это говорило, что нервный импульс не обычный электрический ток, а гораздо более сложный процесс. Нервы — это ведь не металлические провода, а полужидкие тяжи протоплазмы — живого вещества с очень сложным строением. Поэтому и ток должен быть осооым — гальваническим. В металлах и других/проводниках ток переносят электроны *-, а в жидкостях—ионы 2. Значит, и в нерве происходит передвижение ионов. Кроме физического процесса передвижения ионов, в нерве идут и сложные химические превращения веществ. Нерв не пассивный проводник тока, а живая ткань, в которой идет непрерывный обмен веществ.
Английскому ученому Гиллу удалось установить, что при прохождении импульса по нерву в нем на миллионные доли градуса повышается температура. А это значит, что в нерве начинают более интенсивно идти процессы обмена веществ.
Таким образом, электрические явления представляют собой только одно из проявлений нервного процесса.
Но дело не только в этом. Гальванический ток не распространяется на большие расстояния, а нервный импульс распространяется. Что же происходит? Оказывается, когда волна возбуждения проходит по нерву, то в нем образуется подвижный гальванический элемент. А в любом гальваническом элементе (в обычной батарейке карманного фонарика) есть два полюса: положительный и отрицательный. В нерве также есть два полюса: положительный (наружная часть нерва — одевающая его тонкая мембрана) и отрицательный (внутренняя часть нерва) . Стоит только внешнему импульсу нарушить проницаемость мембраны, как ток начинает идти от внешней части нерва к внутренней. Этот местный ток нарушает проницаемость соседних участков мембраны, и волна возбуждения направляется дальше. В то же время в начальных участках пути мембрана уже восстановила свою целостность и готова к приему новой волны возбуждения. Значит, в нерве ток идет не сплошным потоком, а отдельными порциями.