Нобелевские лауреаты: Эдгар Дуглас Эдриан. Все или ничего

Сегодняшний герой рубрики «Как получить Нобелевку» сумел в своей долгой жизни сделать много: доказать, что наука может ввести в самые высокие круги общества, закончить дело жизни погибшего друга и наставника, стать Джеймсом Бондом в академических кругах, суметь ввести в науку современную технику и пользоваться ею — в общем, прожить по изученному им самим принципу «все или ничего».

Итак, встречайте: Эдгар Дуглас Эдриан, Первый барон Эдриан, пэр Англии, кавалер Ордена Заслуг, Пятидесятый Президент Лондонского Королевского общества естественных наук, ректор Кембриджского университета.

Эдгар Дуглас Эдриан

Родился 30 ноября 1889 года, Лондон, Великобритания

Умер 4 августа 1977 года, Лондон. Великобритания

Нобелевская премия по физиологии и медицине 1932 года (совместно с Чарльзом Шеррингтоном). Формулировка Нобелевского комитета: «за открытия, касающиеся функций нервных клеток»

Будущий аристократ

Впрочем, в 1889 году ни о дворянстве, ни о ректорстве, ни о Нобелевской премии никто даже и не помышлял. Тогда в семье Альфреда Дугласа Эдриана и его жены Флоры Лавинии, урождённой Бартон, родился второй ребёнок. Семья была вполне обеспеченной: официальная биография Эдриана пишет о его отце как о «юристконсульте», но надо понимать, что он был консультантом Муниципального совета, надзорного органа при британском правительстве, созданного в 1871 году.

И школу Эдгар заканчивал не абы какую, а саму Вестминстерскую, о которой известно, что здесь она работала как минимум с 1179 года. И вуз по окончании Вестминстера в 1908 был выбран тоже не абы какой, а Тринити-колледж в Кембридже. Его оканчивали Ньютон, Байрон, Френсис Бэкон, Бор и Резерфорд, Эддингтон…

В Тринити-колледже Эдриан попал к выдающемуся физиологу (и одному из пионеров британской авиации) Киту Лукасу. Лукас был всего на 4 года старше Эдриана, но ко времени их встречи уже успел стать автором многих статей по физиологии нервов и мышц, а также одним из пионеров применения навигационных приборов в авиации. В физиологии же он был известен термином «все или ничего».

Пан, либо пропал

Давайте сделаем небольшое отступление в 1871 год, еще до рождения и Эдриана, и Лукаса. Американский физиолог Генри Боудич (1840-1911), только-только ставший доцентом в Гарварде, открыл такой факт: если пытаться возбудить сердечную мышцу, то до определённого момента (порога) сердце не отвечает на раздражитель, а затем отвечает максимально.

Лукас в статье The All or None Contraction of the Amphibian Skeleton Muscle Fibre распространил этот принцип на скелетные мышцы, одновременно придумав сам термин.

Вместе с Лукасом Эдриан проработал 8 лет — до трагической гибели наставника Эдриана во время столкновения двух аэропланов, которая произошла 5 октября 1916 года. Лукас испытывал новое оборудование для ВВС…

Одной из главных тем бесед Эдриана и Лукаса стала неразрешимая на то время проблема: как зарегистрировать активность одиночных нервных волокон, то есть — отдельных нейронов. А заодно и понять, распространяется ли принцип «все или ничего» на нервные клетки. Сигналы от них регистрировались крайне слабо, достоверно было известно лишь то, что нервы генерируют электрический сигнал. Но импульсы имели очень короткую продолжительность (тысячные доли секунды) и малую силу (микровольты). Техники, которая могла бы регистрировать их, не было.

А тут еще и война прервала работы. Эдриан чуть ранее решил пройти врачебную практику, чтобы лучше понимать то, что он делает, и во время войны трудился в госпитале, где лечил контузии и прочие неврологические поражения, а также изучал их.

По окончании военных действий пришлось возвращаться к исследованиям уже в одиночку. И снова появились «внешние помехи» — после войны резко увеличился приток студентов, пришлось много преподавать. Тем не менее, Эдриан находил время и на то, чтобы находить новое оборудование, и на то, чтобы продолжать искать. Он решил отыскать способ усилить сигнал, используя для этого термоэлектронные лампы — какие придумывали нобелевские лауреаты по физике Маркони и Браун. Лаборатория Эдриана стала больше походить на физическую, нежели на биологическую. Как писал он сам, «история электрофизиологии определяется историей развития электроизмерительной аппаратуры». Прошел век, а ведь ничего не изменилось…

Ученик Эдриана, будущий нобелевский лауреат Алан Ходжкин (статья о котором впереди) превозносил своего учителя, иронизируя: «большинство людей, даже если они подбирают аппаратуру и смотрят вокруг, все равно не совершают таких открытий, как Эдриан».

Жабий глаз и теория чувствительности

В результате кропотливейших работ к 1922 году наш герой обнаружил, что нервы все-таки подчиняются принципу «все или ничего». Чуть позже, в 1925 году, Эдриан воспользовался сконструированным другим будущим нобелевским лауреатом, Гербертом Гассером, ламповым усилителем и переделал его механизм под собственные нужды. Дело пошло еще лучше, и стало понятнее, что закон «все ли ничего» в применении к нервам несколько иной: амплитуда импульсов действительно сохраняется одинаковая, но с другой стороны — чем сильнее раздражитель, тем выше частота этих самых импульсов. Так обеспечивается градация интенсивности ощущений

«В связи с этим импульсация несёт гораздо большую информацию, чем просто сигнал о том, что возбуждение произошло», — писал Эдриан.

Сам учёный вспоминает интересный эпизод с экспериментом, когда он измерял импульсы зрительного нерва жабы:

«В комнате была почти полная темнота, и меня озадачили повторяющиеся шумы, которые доносились из громкоговорителя, подключенного к усилителю. Они свидетельствовали об интенсивных потоках импульсов. Только связав эти шумы с собственным перемещением по комнате, я понял, что нахожусь в поле зрения глаза жабы, и он генерирует в нерве сигнал в ответ на мое движение».

Изучая разные нервы, Эдриан постепенно создавал общую теорию чувствительности. Именно он показал, что импульс от света и импульсы от звука — одинаковые по своей физической природе, и только мозг определяет, что есть что.

«Ранний» Нобель

Два десятка лет изучения нервных импульсов привели к закономерному результату: вместе с Чарльзом Шеррингтоном Эдриан в 1932 году получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. «За открытия, касающиеся функций нервных клеток» — так звучал вердикт Нобелевского комитета. В голосовании среди номинантов эта «звездная пара» «обошла» многих известных медиков и физиологов. Опять не получил свою заслуженную премию «охотник за микробами» Эмиль Ру (которому надо было бы дать её ещё в 1901 году вместе с Эмилем Берингом), в очередной раз «пролетел» номинировавшийся в общей сложности 77 (!) раз Альбер Кальметт — буква «Ц» в аббревиатуре БЦЖ (бацилла Кальметта-Геретта, вакцина от туберулеза), уже номинировались получившие премии позже нейробиолог Отто Леви и генетик Томас Морган…

В своей речи на Нобелевском банкете Эдриан выступил как настоящий патриот своего Тринити-колледжа: подчеркнул гордость за то, что уже восемь выпускников его стали нобелевскими лауреатами, честь быть девятым, даже на утечку мозгов пожаловался (что сейчас только два из восьми остались в колледже и четыре — в Кембридже)… Это внимание к своей alma mater мы очень ярко увидим потом, в поздние годы жизни нашего героя.

Ко времени получения Нобелевской премии Эдриан уже переключился с периферических нервных волокон на попытки регистрации электрических сигналов от головного мозга человека. В итоге, работы Эдриана 30-х годов (ну, скажем так, работы и Эдриана тоже) привели к созданию важнейшего метода, и по сей день незаменимого в нейронауках — электроэнцефалографии. Могли бы и на вторую «нобелевку» разориться, кстати: после премии Эдриан прожил еще достаточно долго — целых 45 лет, а ведь получил он премию почти в 50! (тем более, первую электроэнцефалограмму в истории на собаках получил еще в 1912 году вообще житель Российской империи, киевлянин Владимир Владимирович Правдич-Неминский).

Заслуга же Эдриана состояла в том, что он был первым, кто подтвердил и усовершенствовал открытие Ганса Бергера (статья о котором тоже ещё впереди), снявшего в 1924 году первую ЭЭГ человека. Бергер очень долго не мог пробиться к признанию научного сообщества, до тех пор, пока Эдриан уже в статусе нобелевского лауреата в 1934 году не повторил и подтвердил все основные результаты Бергера и не «продвинул» его в научное сообщество. Он даже поспособствовал тому, чтобы альфа-ритмы получили название «волн Бергера».

Настоящий британский ученый

До 1950-х Эдриан изучал самые различные участки нервной системы, пытаясь понять ее целиком: слуховую кору, мозжечок, соматосенсорную кору, систему вестибулярного аппарата, органы обоняния… Много экспериментов ставил на себе: рассказывают, что он как-то ввел себе на два часа иглу-электрод в плечо и регистрировал активность собственных мышц.

Кстати, надо сказать, что как истинный джентльмен, Эдриан уделял много внимания и физической форме, и вообще – мужским удовольствием. Он был прекрасным альпинистом, обожал гонять на автомобиле (ну прямо Джеймс Бонд), а когда он в весьма почтенном возрасте стал ректором Кембриджа, то самолично «рулил лодкой».

«Когда Эдриан 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 Эдриану тогда было уже 78 лет, он согласился и, в официальном одеянии, сам сел к рулю и успешно провёл лодку через множество мостов вверх по течению»,

— вспоминал Алан Ходжкин.

В 1955 году Эдриан доказал, что наука — истинно аристократическое занятие, кем бы ты ни родился. В тот год Ее Величество королева Елизавета II, все еще правящая Британией по сей день, даровала нашему герою титул барона Кембриджского. Нобелевский лауреат стал пэром Англии. Правда, баронство длилось всего сорок лет: Вторым бароном Эдрианом стал сын нашего героя, но поскольку внуков он Первому барону не оставил, дворянский род пресёкся со смертью кембриджского профессора клеточной физиологии Ричарда Эдриана в 1995 году.

Подписывайтесь на Indicator.Ru в соцсетях: Facebook, ВКонтакте, Twitter, Telegram, Одноклассники.