Мы – электрические. Новая наука об электроме тела

Проводя эксперименты на сердце Серафин, Цимссен понял, что под влиянием периодических импульсов постоянного тока (такого же, как тот, что генерирует батарейка Вольты), частота которых лишь немного превышает частоту обычных сердцебиений, сердце пытается подстраиваться под этот искусственный метроном. И это доказывало, что аномальный ритм можно преодолеть (или восстановить исчезнувший) путем применения искусственного электрического пульса к тому участку сердца, откуда исходят естественные электрические сигналы. Однако ни к каким серьезным прорывам это не привело. Данный метод работал только при размещении электродов непосредственно на открытой поверхности сердца и не работал при передаче электрических импульсов через закрытую грудную клетку. А так как немногие готовы были пойти на вскрытие грудной клетки ради кардиостимуляции, никакой пользы от этого открытия не было.

Прошло еще тридцать лет, прежде чем это наблюдение легло в основу новых медицинских приложений. Этому способствовала электрификация Америки, сопровождавшаяся резким ростом числа несчастных случаев в результате поражения электрическим током[145] и тех самых “временных смертей”, с которыми Альдини пытался бороться сотней с лишним лет раньше. Только теперь решение этой проблемы стало жизненно необходимым. Стало понятно, что можно восстановить или скорректировать сердечный ритм, но оставался вопрос, как поддерживать работу сердца дальше. В результате исследований было создано устройство, способное постоянно поддерживать сердечный ритм, и вид оно имело совершенно чудовищный.

По размеру устройство напоминало небольшой чемодан, весило 7,2 килограмма (около 16 фунтов) и заводилось рукояткой[146]. Оно производило электричество, которое по проводам поступало в иглу, а иглу вводили в сердце. Прибор работал, но проверить его в рамках клинических испытаний было чрезвычайно сложно. Очень важно было воткнуть иглу в правильное место; ошибка приводила к смертельно опасному кровоизлиянию. В 1932 году это устройство и его создатель Альберт Гиман были осуждены Американской ассоциацией врачей: утверждалось, что сообщения о реанимации людей с помощью таких уколов в сердце “сродни чудесам”[147]. Скептицизм был отчасти вызван осадком от многолетней истории экспериментов в духе Альдини, и по этой причине американские предприниматели не хотели жертвовать своей репутацией, участвуя в производстве прибора Гимана.

Тем не менее ввиду медицинской необходимости и благодаря доступности более совершенных материалов в 1950-е годы врачи обзавелись устройством другой конструкции. Впрочем, назвать его усовершенствованием трудно. Пациентам приходилось катить его на тележке вместе с мотками кабеля. Иногда требовалось подключение к розетке (и беда, если питания не было, а такое иногда случалось). Для создания имплантируемых устройств (оптимального варианта с точки зрения портативности) требовались более надежные источники тока, чем те, что имелись в наличии в то время.

Воспламеняем сердце

Если вам кажется, что ядерная энергия – не лучший выбор в качестве источника питания для сердечного имплантата, 139 человек могли бы с вами поспорить[148]. В 1970-е годы несколько производителей выпускали электрокардиостимуляторы, работавшие на плутонии. Тепло, выделяющееся при распаде этого радиоактивного изотопа, превращалось в электричество, которое питало устройство[149]. Беспокоиться не стоило: источник энергии был “достаточно хорошо экранирован и передавал пациенту очень низкую дозу излучения”. Схемы питания кардиостимуляторов становились все страннее и страннее – например, появилось одно устройство, которое работало на биологическом электричестве и в концептуальном плане напоминало лягушачью батарейку Маттеуччи[150].

В 1958 году Уилсон Грэйтбатч предложил долговечный источник энергии, не столь пугающий, как плутоний; он изобрел кардиостимулятор на литиевой батарейке, который широко используется до сих пор[151]. За пару десятилетий его изобретение превратилось в небольшое имплантируемое устройство – современный электрокардиостимулятор.

Принцип действия устройства достаточно прост, а встраивают его примерно так же, как это делал Гиман. К счастью, больше никто не прокалывает сердце иглой. Вместо этого в место, которое является источником проблемы, хирургическим путем встраивают электрод. Этот электрод соединен с генератором импульсов проводом, переносящим стимулирующий электрический заряд: по сути это похоже на проволоку от воздушного змея, которую Бенджамин Франклин использовал для привлечения молнии. Но этот проводник проводит не атмосферное электричество, а крохотные заряды от стимулирующего блока на батарейках – собственно кардиостимулятора. Современные устройства совсем крохотные (особенно по сравнению со своими ранними прототипами на тележках), размером с десятипенсовую монетку, и все еще продолжают уменьшаться.