2.8. Микроскоп и окрашивание нервных тканей

Дальнейший прогресс в развитии методов изучения центральной нервной системы был связан с созданием микроскопа (светового; электронного – в 30-х гг. нашего столетия; в наиболее совершенном электронном микроскопе можно различать структуры размером 0,2 нм, т.е. 0,0000002 мм) и открытием в конце XIX в. метода приготовления и окрашивания срезов нервных тканей.

Нейроны хорошо видны под обычным световым микроскопом только при условии их предварительного окрашивания. Особого внимания заслуживают эксперименты английского анатома Августа фон Валлера (1816-1870). Он разработал метод химической окраски, позволивший выделять пучки отмирающих нервных волокон. Окрашивание нервных волокон по этому методу позволило уточнить центральную локализацию периферических нервов и изучить отдельные нервные клетки с помощью микроскопа.

Итальянец Эмилио Гольджи (1844-1926) и испанец, гистолог Сантьяго Рамон-и-Кахал (1852-1934) на основе химического и микроскопического методов выделили в нервных структурах клетки разных типов (нейроны и нейроглии). Наилучший метод, позволяющий видеть нейрон целиком – это окраска по Гольджи, при которой срез нервной ткани окрашивается солями серебра. Иной метод окрашивания серебром предложил Р.Кахал. Он добился окрашивания всех нейронов на срезе, включая тело, дендриты и немиелинизированные аксоны. Этот метод получил различные модификации: метод Вейгерта – окрашивание липидных мембран гематоксилином; метод Марки – окрашивание остатков поврежденных клеток с помощью осмия. С тех пор микроскопический анализ мозга и его частей стал третьим важным инструментом в стандартном наборе исследователя физиолога.

К этому моменту стало ясно, что нервные ткани состоят из отдельных клеток. Все это позволило немецкому анатому и гистологу Вильгельму Вальдейеру (1836-1921) выдвинуть “нейронную теорию”, в которой такие клетки названы “нейронами” и соединены между собой отростками. От одной клетки к другой проводится “нервная энергия”.

2.9. Химические методы

Последующие годы ученые физиологи были сконцентрированы на решении проблемы о способе передачи возбуждения между нейронами. Одна часть ученых отдавала предпочтение химическому способу передачи возбуждения, а другая – электрическому. К середине 20-х гг. XIX в. большинство ученых склонялись к химической природе передачи возбуждения в нервных структурах.

Данная точка зрения была подтверждена экспериментами английского фармаколога и физиолога Дейла Генри Уаллетта (1875-1968) и австрийского биолога Отто Леви (1873 - 1961). Проведенные эксперименты легли в основу разработки новых химических методов воздействия на нервные структуры. Ученые стали непосредственно воздействовать на нервные окончания различными химическими препаратами, которые производили возбудительный эффект.

2.10. Эксперимент и стимулирование

Конец XIX в. ознаменовался внедрением очень важных методов экспериментального изучения нервной системы животных в целом: повреждения (разрушения или удаления) и раздражения участков мозга. Первые исследования по физиологии нейронов проводились преимущественно на изолированных участках периферических нервов.

Кроме того, огромную роль в изучении физиологических механизмов нервной системы в целом сыграли методы электрического стимулирования. Первые попытки использования метода раздражения (стимуляции) нервных структур электрическим током приписывают итальянскому физиологу Луиджи Роландо (1770-1831). Он наблюдал движения тела животного в ответ на подведенный к мозжечку ток от батареи. Вскоре был изобретен стереотаксический прибор, который позволял производить раздражение подкорковых структур и проводящих путей.

Эта методика в сочетании с регистрацией вызванных потенциалов явилась ценным дополнением к анатомическим исследованиям нервных связей. Регистрация электрических потенциалов позволила физиологам экспериментаторам объективно анализировать собственно внутримозговые процессы. Метод регистрации стал применяться только во второй половине XX в. в связи с бурным развитием радиоэлектроники. В сочетании метода регистрации и наблюдения за поведением были найдены подходы к пониманию мозговой организации и к динамике мозговых процессов.

С помощью этих методов получено громадное количество фактов и в аналитическом, и в поведенческом планах. Наблюдение за простыми или сложными поведенческими проявлениями, их детальное описание позволили содержательно дополнить физиологическую картину целостной работы мозга.