У нерва есть и такая важная особенность: если раздражать его одиночным ударом электрического тока, то он ответит одиночным импульсом; при повышении частоты ударов тока нерв послушно следует за этими раздражениями. Попробуем раздражать нерв током до 500 колебаний в секунду — ответы нерва еще послушно следуют за нашими раздражениями. Однако если повысить частоту тока до 600 — 700 ударов в секунду, то нерв вдруг резко изменит свое поведение. Он ответит все теми же пятьюстами импульсами в секунду.
Почему же нерв перестал нас слушаться? Ответив на раздражение, он в течение очень короткого времени теряет способность к возбуждению, так как ему необходимо время для восстановления возбудимости. Пока частота импульса не очень велика, нерв успевает восстанавливать свою возбудимость. Но если импульсы следуют слитком часто, то часть из них попадает на невозбудимый нерв, который в этот момент не ответит на очередное раздражение. Поэтому у нерва есть определенный предел, после которого он перестает следовать за частотой раздражений.
Что же произойдет с нервным импульсом, когда он по волокну добежит до другой нервной клетки? Если рассматривать под микроскопом место соприкосновения клетки и подходящего к ней волокна, то можно увидеть, что нерв-волокно имеет на конце утолщение — пуговку; она прилегает к телу клетки. Это место соприкосновения английский ученый Ч. Шеррингтон назвал «синапсом», что в переводе с греческого значит соединение. Исследователи заметили, что стоит нервному импульсу дойти до синапса, как наступит задержка, маленькая остановка в распространении импульса. Это и понятно, ведь подходящее волокно только соприкасается с клеткой, а не переходит в нее непрерывно. Переход импульса в местах контактов — сложный и во многом пока загадочный процесс. В синапсах происходит интенсивный обмен веществ, связанный с выделением особых веществ, которые маленькими капельками просачиваются из синаптической пуговки в тело клетки. Этот процесс исследователи смогли рассмотреть только недавно с помощью электронного микроскопа. Но, кроме этого химического способа передачи импульса, возможен и другой, чисто физический — с помощью биотоков.
Нервные импульсы по нервам проходят в центральную нервную систему, т. е. в обширное скопление клеток, от которых берут начало и к которым идут нервы.
Нервные центры быстро утомляются, между тем как нерв почти неутомим. Нервные центры изменяют частоту поступающих раздражений и на одиночное раздражение отвечают целой серией волн возбуждения, а нерв послушно воспроизводит частоту нанесенного раздражения. Все эти свойства нервных центров обусловлены необычайной сложностью их устройства.
Где же возникает нервный импульс? В теле нервной клетки.
Дело в том, что нервное волокно, дойдя до нервного центра, оканчивается обычно не на одной, а сразу на нескольких клетках, лежащих в спинном мозге. Эти клетки в свою очередь посылают вверх к головному мозгу волокна, которые оканчиваются на еще большем количестве клеток. Поэтому нервный импульс должен пройти через большое количество переключений, прежде чем он доберется до конечного пункта — коры головного мозга. Отсюда начнется уже другой путь: вниз к исполнительным приборам — мышцам или железам. Этот многоступенчатый путь напоминает каскады усиления в радиоприемнике, где принятое антенной слабое электромагнитное колебание усиливается целой цепью радиоламп, частота и форма колебаний преобразуются, и в конце концов мы слышим голос диктора или музыку. Известно, что основной работающий элемент радиоприемника или телевизора — электронная лампа. Она регулирует силу и частоту электрического тока. Нервные клетки по своему действию подобны электронным лампам. Но если самые сложные электронные устройства имеют десятки тысяч электронных ламп, то количество нервных клеток исчисляется десятками миллиардов. Как же сложна биоэлектрическая активность нервной системы, когда каждую долю секунды происходят разряды огромного количества нервных клеток! Эти разряды можно записать на особых приборах и получить суммарную кривую. Всякие изменения в деятельности нервной системы обязательно отразятся на этой кривой. Поэтому запись биотоков мозга стали использовать не только для изучения нервных процессов, но и для точного определения болезней мозга.
Пионерами в изучении нервных процессов были русские ученые И. М. Сеченов, Н. Е. Введенский, А. А. Ухтомский, В. Я. Данилевский. С помощью самых простых приборов они делали замечательные открытия. Введенский, например, использовал обычный телефонный аппарат для превращений электрических колебаний нерва в звуковые и таким способом «подслушивал»
119