ЭДРИАН Эдгар

30 ноября 1889 г. - 4 августа 1977 г.
Английский физиолог Эдгар Дуглас Эдриан родился в Лондоне. Его родителями были Альфред Дуглас Эдриан, юрисконсульт, и Флора Лавиния Эдриан (Бартон). В семье было трое детей; Эдгар был средним по возрасту. В 1908 г. Эдгар окончил престижную среднюю школу в Вестминстере и поступил в Тринити-колледж Кембриджского университета для изучения естественных наук. Здесь он занимался под руководством физиолога Кита Лукаса, исследовавшего реакции нервов и мышц на электрическое раздражение. Вскоре Эдгар примкнул к этим работам.
В 1871 г. было установлено, что реакция сердечной мышцы на электрическое воздействие подчиняется закону 'все или ничего' - либо эта реакция максимальна, либо не возникает вовсе. В 1905 г. Лукас показал, что не только для сердца, но и для любых других мышц характерны особые реакции, обусловленные изменением числа возбужденных волокон и частоты их сокращения. Хотя в последующих опытах Лукаса были получены серьезные данные в пользу того, что и нервам свойственны реакции, подчиняющиеся закону 'все или ничего', прямых доказательств этого не было, так как тогда еще не существовало способа регистрации активности одиночных нервных клеток.
В своих работах Э. и Лукас изучали, служит ли энергия раздражителя источником энергии для распространения нервного импульса (потенциала действия), подобно тому как это происходит при полете пули, или же этот процесс является самоподдерживающейся реакцией - наподобие распространения пламени по фитилю. Их данные свидетельствовали в пользу второго предположения. При этом лишь в 40-х гг. Алан Ходжкин и Андру Хаксли вскрыли механизм возникновения потенциала действия.
В 1911 г. Э. окончил Кембриджский университет и спустя два года стал научным сотрудником Тринити-коллед-жа. К этому времени он пришел к убеждению, что знание медицины поможет ему в научной деятельности, и незадолго до начала первой мировой войны начал работать в лондонской больнице св. Варфоломея. За рекордно короткое время - немногим более чем за год - Э. прошел врачебную практику. Годы войны он провел в Англии, занимаясь изучением и лечением контузий и неврологических поражений.
Вплоть до самой смерти Лукаса, погибшего в авиационной катастрофе в 1961 г., они с Э. обсуждали возможные способы регистрации электрической активности одиночных нервных волокон, К тому времени было известно, что длительность этих импульсов составляет лишь несколько тысячных долей секунды, а величина их - порядка нескольких микровольт. Все это не позволяло регистрировать подобные импульсы с помощью имеющейся в то время аппаратуры. Лукас предложил попробовать записывать электрические сигналы от нервов, используя для их усиления термоэлектронные лампы типа тех, которые были изобретены Гульельмо Маркони и Фердинандом Брауном.
Поскольку после войны резко увеличился приток студентов и Э. пришлось уделять много времени преподаванию, идею Лукаса несколько лет не удавалось осуществить. Однако, хотя научная деятельность для Э. и отошла на второй план, он сделал несколько важных наблюдений, касающихся периода рефрактерности нервов и мышц (т.е. промежутка времени непосредственно после электрического импульса, когда ткань невозбудима), а в 1922 г. совместно с американским нейробиологом Александером Форбсом получил убедительные данные в пользу того, что чувствительные нервы, как и двигательные, подчиняются закону 'все или ничего'. Это открытие было неожиданным, так как в то время большинство ученых считало, что информация, идущая по чувствительным нервам, слишком сложна и не может кодироваться столь простыми импульсами.
В 1925 г. Э. стал использовать в своих опытах ламповые усилители. К тому времени Герберт Гассер и его сотрудники из медицинской школы Джонса Хопкинса создали усилитель, с помощью которого стало возможным записывать потенциалы действия в пучках двигательных нервных волокон. Э. сконструировал по схеме Гассера свой собственный усилитель и опробовал его в опытах на нервах, иннервирующих мышцы лягушки. Ранее Чарлз Шеррингтон предположил, что от мышц идут чувствительные нервы, воспринимающие растяжение этих мышц. Э. сумел выделить такой фрагмент мышцы, который содержал лишь один чувствительный рецептор; при растяжении мышцы этот рецептор возбуждался. Оказалось, что все импульсы в нерве от этого рецептора обладают абсолютно одинаковой длительностью и амплитудой; однако, как писал Э. впоследствии, 'частота (импульсов) зависит от степени и скорости растяжения, т.е. от степени возбуждения чувствительного органа. В связи с этим импульсация несет гораздо большую информацию, чем просто сигнал о том, что возбуждение произошло'.
В течение нескольких последующих лет Э. и его сотрудники исследовали им пульсацию в различных чувствительных и двигательных нервах, и результаты их исследований явились основой для создания общей теории чувствительности. В соответствии с представлениями Э. чувствительные рецепторы человека реагируют только на изменения окружающей среды и после того, как изменение произошло, адаптируются к новой ситуации. От интенсивности возбуждения рецепторов зависит частота импульсации в чувствительных нервах.
Впоследствии Э. описал весь процесс, от возбуждения рецепторов до восприятия его мозгом. Он писал: 'Возбуждение рецепторов постепенно спадает, и по мере этого спада интервалы между импульсами в чувствительных волокнах становятся все больше. Эти импульсы интегрируются с помощью неких центральных процессов, и благодаря этому нарастание и убывание ощущения представляет собой довольно точную копию нарастания и спада возбуждения рецепторов. Что же касается природы ощущения, то она, очевидно, зависит от того пути, по которому идет импульсация'. Иными словами, все импульсы в чувствительных нервах одинаковы. Свет воспринимается как свет, а звук - как звук не потому, что между чувствительными процессами в органах зрения или слуха существует какая-либо принципиальная разница, а потому, что головной мозг расценивает любое возбуждение зрительных нервов как световое, а слуховых - как звуковое.
В опытах Э. на двигательных нервах было обнаружено, что 'возможное разнообразие сигналов, поступающих по двигательным нервам к мышцам... ограничено в той же мере, как и при возникновении импульсов в чувствительных нервах; здесь также величина эффекта определяется частотой импульсации и количеством возбужденных волокон'. Открытия Э., касающиеся адаптации и кодирования нервной импульсации, позволили исследователям проводить полное и объективное изучение ощущений.
В 1932 г. Э. совместно с Шеррингтоном была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине 'за открытия, касающиеся функций нервных клеток'. В своей речи на церемонии награждения исследователь из Каролинского института Горан Лилиестранд сказал: 'Работы Э. внесли важнейший вклад в наше понимание принципов деятельности нервных клеток и адаптации органов чувств'
К тому времени интересы Э. переместились от периферических органов чувств к головному мозгу. Его работы по электрическим сигналам мозга, проведенные в начале 30-х гг., стали важным вкладом в развитие электроэнцефалографии как метода исследования мозга.
В течение последующих 20 лет Э. экспериментально изучал самые различные объекты - слуховой анализатор, сенсорную кору (участки мозга, отвечающие за обработку сложных чувствительных сигналов), мозжечок, вестибулярный аппарат, органы обоняния; возможно, все эти исследования были для него подступами к решению общей задачи - понять деятельность центральной нервной системы в целом. Прекрасный экспериментатор, он порой ставил опыты на себе самом. Так, однажды Э. ввел себе в плечо длинную иглу и с ее помощью в течение двух часов регистрировал деятельность своих мышц.
В 1951 г. Э. оставил должность профессора физиологии Кембриджского университета и возглавил Тринити-колледж. В связи с этим большую часть времени ему пришлось посвящать административной работе, чтению лекций и политической деятельности. С 1950 по 1955 г. Э. занимал пост президента Лондонского королевского общества, членом которого он был с 1923 г. Являясь президентом этого общества, он в течение года был также президентом Британской ассоциации содействия развитию науки и, таким образом, одновременно возглавлял обе эти организации, что было третьим случаем в их истории.
С 1957 по 1959 г. Э. был проректором Кембриджского университета, а с 1968 г. по декабрь 1975 г. - его ректором. Алан Ходжкин вспоминал, что, 'когда Э. стал ректором, сотрудники Тринити-колледжа, занимающиеся греблей, обратились к нему с просьбой оказать им честь доставить его на лодке вверх по реке от Тринити-колледжа до университетского центра. Хотя Э. тогда было уже 78 лет, он согласился и, в официальном одеянии, сам сел за руль и успешно провел лодку через множество мостов вверх по течению'.
Высшей почести в своей жизни Э. был удостоен в 1955 г., когда королева Елизавета II пожаловала ему Титул барона. В качестве барона Эдриана Кембриджского, пэра Англии, он часто посещал палату лордов, выступая с речами на самые разные темы - от ящура до ядерного разоружения.
В 1923 г. Э. женился на Эстер Пинсент, одной из потомков шотландского философа Давида Юма. У них было трое детей - сын и две дочери. Лорд Э. был отважным человеком, увлекавшимся в молодости скоростной ездой на автомобиле и альпинизмом. Скончался он в 1977 г.
Э. был членом более 40 научных и профессиональных организаций. Он был удостоен многих наград, в т. ч. Королевской медали (1934) и медали Копли (1946) Королевского общества, золотой медали Альберта Королевского общества искусств (1953), медали за выдающиеся заслуги Британской медицинской ассоциации (1958) и медали Джефкотта Королевского медицинского общества (1968).