李興杰
一、“鰻魚電人”的故事
15世紀中葉的一天,一支探險隊來到了美洲亞馬孫河上游,他們想讓當地的印第安人帶路從河里蹚水過去,可沒有一個人愿意帶路。一個隊員等不及便自己試著蹚水過河,沒走幾步,他就好像被什么東西重重地打了一下似的,大叫一聲便一頭栽倒在地,另兩名隊員趕過去救他,瞬間也倒下了。經過奮力搶救,三個人幸運地活了下來,但都半身癱瘓,經過長時間的治療與恢復,他們的腿才漸漸恢復了一些知覺。原來擊倒三個隊員的是一種體形較大的淡水電鰻。印第安人將電鰻稱為“阿力馬”,也就是“癱瘓”的意思。
后來人們發現,原來除了摩擦起電以外,還有這樣一種生物,它們的身體能釋放出很強的電流,作為捕食、感知環境和躲避敵害的手段,如非洲電鲇、美洲電鰻和電鰩等。
二、生物電的發現
18世紀末的一天,意大利的解剖醫學家路易吉·加爾瓦尼的妻子把蛙腿穿成串掛在銅鉤上,晃動的蛙腿在碰到鐵欄桿的那一剎那,突然像活了一樣地顫抖起來,她把這事告訴了丈夫。加爾瓦尼對這事產生了興趣,在一個風雨交加的夜晚,他也像自己的妻子那樣將蛙腿掛在銅鉤上,讓蛙腿碰到鐵欄桿,果然,蛙腿再次像活了一樣抽搐起來。后來,加爾瓦尼為了徹底弄清蛙腿收縮的本質而不斷地實驗。一次,他在解剖青蛙時,發現金屬刀尖碰到青蛙腿上外露的神經,同樣產生了抽搐現象,這讓他感到除了那些自身帶電的生物,普通生物與電之間可能也存在密切的聯系。
后來,加爾瓦尼試著將一個帶肌肉的蛙腿神經和一個不帶肌肉的蛙腿神經相連,用切斷的神經纖維端頭接觸帶著肌肉未受損傷的神經,結果也產生了肌肉收縮現象。他由此得出結論:肌肉活動是由青蛙體內的電流或者說神經里的某種物質引起的。他認為這種生物體內的電流可以沿著神經纖維流動,這就是人們對生物電的最初認識。
后來,隨著科技的發展,人們逐漸發現,生物電是生物的器官、組織和細胞在生命活動過程中發生的電位和極性變化,而所有動、植物的組織細胞都能產生微弱的生物電,并對其生命活動和行為進行調節。
三、生物電的實際應用隨著人們對生物電的認識越來越深入,生物電也被越來越多地應用于生活。
1.診斷疾病。當肌體發生病變時,其生物電也會發生相應的病理性改變,利用儀器將這種生物電導出并記錄下來,即人們常說的心電圖、腦電圖、肌電圖等,醫生由此可以診斷患者的疾病所在。
2.治療疾病。當把一定強度、一定頻率的電信號輸送到特定的身體組織部位,就會影響其生理狀態。如心臟起搏器可使一時失控的心臟恢復至正常的活動節律。而根據生物電原理制造的電療儀不僅具有疏通經絡、鎮痛、促進血液循環等作用,還可用于治療周圍性神經麻痹及肌肉萎縮等疾病。
3.科技應用。生物電廣泛應用于航空、醫學、植物生理學和仿生學等多個領域。如在航天器上采用的“生物太陽能電池”就是利用細菌在生命過程中轉換的電能制造出來的,工作效率比硅電池要高出很多,是不是很神奇呢?