Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

В середине 1880-х годов Уоллер установил, что путем подсоединения конечностей к электрическому измерительному прибору можно создать электрическую цепь, проводящую электрические сигналы сердца, и их можно регистрировать. До этого времени единственный способ “чтения” сердечных сокращений заключался во вскрытии грудной клетки и подсоединении электродов непосредственно к открытому сердцу, что возможно только в рамках гораздо более жестоких экспериментов с животными или с людьми с тяжелейшими случайными повреждениями.

Впрочем, для Уоллера запись электрической активности сердца оставалась своего рода забавой. Результаты измерений были неточными и расплывчатыми из-за низкой скорости работы его инструментов[139]. Эти данные мало что могли рассказать о сердечных сокращениях, кроме как подтвердить их наличие. Вообще говоря, именно это и развлекало гостей на его сборищах, во время которых леди и джентльмены опытным путем демонстрировали друг другу наличие у себя бьющегося сердца. Эксперимент был таким: в приятной компании после ужина нужно было снять туфлю и чулок, усесться в кресло, подсоединенное к громоздкому инструменту под названием “капиллярный гальванометр”, который напоминал викторианский шкаф, и поместить голую ногу и одну руку в емкости с соленой водой. Если при виде необычного устройства гости нервничали, Уоллер сначала предлагал продемонстрировать его действие на Джимми, который спокойно все это переносил.

А вот голландский физиолог Виллем Эйнтховен заметил в таком эксперименте возможности, ускользнувшие от внимания Уоллера. В 1889 году Эйнтховен был на конференции по физиологии в Швейцарии, где Уоллер демонстрировал свой метод. Вскоре Эйнтховен усовершенствовал устройство и сделал то, чего не сумел Уоллер: он добился достаточно высокой точности, позволявшей регистрировать контуры сигнала[140]. За последующие десять лет в результате непрерывных технических усовершенствований удавалось все точнее записывать сердцебиения, а кульминацией этого процесса в 1901 году стало создание Эйнтховеном “струнного гальванометра”. Этот прибор регистрировал самые слабые электрические сигналы тела. В простейшем приближении его можно сравнить со струной, освещенной очень ярким светом, создающим на белом фоне чрезвычайно широкую тень. При каждом биении сердца эта тень колеблется. Эйнтховен дополнительно усовершенствовал прибор с помощью кварцевых струн с серебряным покрытием, подвижной фотопластинки и механического самописца, но в целом механизм по-прежнему соответствовал данному выше описанию.

Уоллер и Эйнтховен смогли считывать сигналы сердца с поверхности тела по той причине, что эти слабые сигналы в сочетании дают невероятно “громкий” звук – настолько громкий, что его можно зафиксировать с помощью струнного гальванометра. Если сравнить потенциал действия отдельной сердечной мышцы со спокойным голосом вашего собеседника, синхронное возбуждение многих мышц следует сравнить со звуком хора из ста человек в сопровождении органа, исполняющих четыре победных аккорда из оратории “Мессия” Генделя. “Мессию” исполняют лишь несколько органов тела: чтобы сокращения сердца могли проталкивать кровь по всему телу, требуется синхронное возбуждение многих мышечных волокон сердца.

Из-за невысокой скорости реакции старых и не очень удачных версий гальванометров Уоллеру удавалось регистрировать лишь приблизительные и расплывчатые сигналы, но Эйнтховен с помощью улучшенной версии прибора смог получить зубчатые волны такого высокого разрешения, что по ним можно было отличить больное сердце от здорового. Именно Эйнтховен на голландском медицинском симпозиуме в 1893 году предложил назвать этот метод электрокардиограммой, а теперь его чаще называют сокращенно – ЭКГ[141].

Однако прибор, который он сконструировал для этих измерений, имел поистине чудовищные размеры. По габаритам и неуклюжести он затмевал раннюю версию прибора Уоллера, поскольку занимал две комнаты и весил 600 фунтов, а для обеспечения его работы требовалось пять операторов и специальное охлаждающее оборудование[142], не говоря уже о том, что для прослушивания сердца человек должен был погружать в солевой раствор помимо ноги уже две руки. Впрочем, работал прибор отлично: в начале XX века Эйнтховен преобразовал размытые каракули Уоллера в диагностически точные пики и провалы, по виду которых врачи в больницах могли определять состояние сердца. Клиницисты тоже стали использовать прибор, и в их числе был электрофизиолог и кардиолог Томас Льюис, который в 1908 году начал применять метод на своих пациентах в университетском госпитале. Льюис понял, что возможность анализировать и описывать различные аномалии сердечного ритма, начиная с мерцательной аритмии, закладывает основы нового раздела медицины – клинической электрокардиографии. ЭКГ позволила исследовать тело с невиданной ранее точностью и в последующие десятилетия помогла показать, в какой степени электрическая активность сердца важна для координированной циркуляции крови в организме.

Электрический насос