Мозг и рефлексы: как Иван Сеченов заложил основы физиологии

Ивана Сеченова называют отцом российской физиологии — науки о функционировании клеток, тканей, органов и всего организма в целом. Именно он заложил основы учения о рефлекторной природе психических процессов, а также доказал, что человек не должен работать более восьми часов.

От военного до физиолога: Иван Сеченов

Иван Сеченов родился в семье военного и простой крестьянки. Его отец, Михаил Алексеевич, служил при Екатерине II в Преображенском полку, а мать, Анисья Егоровна, была крестьянкой у Сеченовых. После свадьбы она получила вольную от своего мужа.

Жили Сеченовы небогато, но отец понимал важность образования и планировал отдать сына в Казанскую гимназию. Однако, когда пришло время юноше поступать, Михаил Алексеевич умер. Тогда же в Теплый Стан, где проживала семья будущего физиолога, вернулся старший брат Ивана Михайловича. Он предложил отдать юношу в Главное инженерное училище в Санкт-Петербурге, где был небольшой взнос — 285 рублей за все обучение — и достойное образование. Мать была рада отдать Ивана туда, потому что профессия военного инженера считалась в то время довольно престижной.

В 14 лет юноша поступил в военное училище, где проучился пять лет. Однако окончить учебное заведение он не смог, так как завалил экзамены — строительное искусство и фортификацию (науку об укреплении местности для защиты войск). За это Иван был отправлен в саперный батальон в Киев. Однако долго молодой человек в военном деле не задержался.

В Киеве Сеченов влюбился в дочь местного врача, Ольгу Александровну, которая хоть и не ответила ему взаимностью, но привила мужчине интерес к медицине. Не отслужив и двух лет, Иван Михайлович ушел в отставку и поступил на медицинский факультет Московского университета.

Учиться там Сеченову было сложно — денег едва хватало на еду, да и некоторые лекции читали на латинском языке, который юноша не знал. В связи с этим ему пришлось срочно изучать латынь самому.

Иван Михайлович окончил обучение одним из лучших, но разочаровался в медицине. Его не устраивало, что в учебниках были лишь описания болезней, а не причины и способы их лечения.

Ученый решил заняться исследовательской деятельностью, а именно физиологией — наукой о функционировании клеток, тканей, органов и всего организма человека.

Учиться у лучших: Сеченов изучает физиологию у европейских ученых

Еще во время обучения в университете у Ивана Михайловича погибла мать, поэтому братья и сестра разделили между собой наследство. Ученый отказался от прав на имение в пользу денег. Именно благодаря им он смог позволить себе отправиться в Европу, чтобы изучать физиологию за границей.

Сначала Сеченов поехал в Берлин, где начал работать в лаборатории медицинской химии у Феликса Гоппе-Зейлера. Он изучал химический состав жидкостей, поступающих в организм животных, и даже нашел ошибку в работах французского физиолога Клода Бернара, что принесло ему известность в узких кругах.

В 1856 году Иван Михайлович поехал в Вену, чтобы учиться у профессора Карла Людвига, известного своими работами по кровообращению. Долгое время там он проводил исследования, для которых откачивал газы из крови. Однако Сеченову не нравились методы, которые использовались в те годы — это было трудно и долго, что вынудило ученого собрать собственный абсорбциометр, известный сейчас как «Насос Сеченова».

Затем Иван Михайлович отправился в Гейдельбергский университет. Там в лаборатории Германа Гельмгольца он провел четыре исследования в области физиологии — изучил влияние стимуляции блуждающего нерва на сердце, скорость сокращения мышц лягушки, физиологическую оптику и газы, содержащиеся в молоке.

Первые работы физиолога в России

После знакомства с физиологией в Европе, Сеченов вернулся в Санкт-Петербург, где стал доктором наук, защитив диссертацию. После этого ученый получил предложение преподавать физиологию в Медико-хирургической академии. Его лекции вызывали интерес у студентов — те отмечали необычное содержание, ясность и простоту изложения.

В сентябре 1861 года в «Медицинском вестнике» была впервые опубликована лекция ученого, где он объяснил связь организмов с окружающей средой. Спустя год Сеченов снова уехал за границу в лабораторию Клода Бернара — основоположника эндокринологии. Там он открыл механизмы нервной системы «центрального торможения», которое сейчас известно как «сеченовское торможение».

Вернувшись в Санкт-Петербург, Иван Михайлович продолжил изучение физиологии. Ученый работал над трудом «Рефлексы мозга», в котором доказал, что поведение людей связано с раздражителями, а не с душой. Он считал, что любое возбуждение вызывает реакцию нервной системы — рефлекс. Для подтверждения своей теории Сеченов провел эксперимент: если «отключить» собаке зрение, слух и обоняние, она будет все время спать, так как на нее не будут действовать различные раздражители.

Позже Сеченов решил издать свой труд в отдельной книге, но ее тираж оказался под арестом, а против ученого было возбуждено дело. Новость о суде Иван Михайлович воспринимал спокойно, а на предложения друзей найти хорошего адвоката лишь отвечал:

Однако правительство решило отказаться от судебного процесса, так как опасалось скандала в российском и европейском научном сообществе. Летом 1867 года арест с издания был снят, а книга опубликована.

От теории к практике: Сеченов закладывает основы физиологической школы

В декабре 1870 года ученый добровольно ушел из Медико-хирургической академии. Какое-то время он оставался безработным, пока Дмитрий Менделеев не позвал его в свою лабораторию, где Сеченов стал заниматься химией. Параллельно физиолог продолжил изучать нервную систему и открыл механизм мышечного ощущения — восприятия раздражителей при сокращении и расслаблении мышц.

Весной 1876 года ученый стал профессором кафедры физиологии, гистологии и анатомии математико-физического факультета Петербургского университета. Там же он организовал себе лабораторию, где изучал закономерность распределения газов в солевых растворах и в крови. Только спустя 13 лет он смог вывести «уравнение Сеченова» — зависимость растворимости газов от концентрации электролитов в жидкости, — что стало первым шагом в изучении газообмена.

Ученый углубился в изучение газообмена между тканями и кровью, а также между окружающей средой и живым организмом. Это привело к тому, что Сеченов создал ряд приборов и методов для лучшего анализа взаимодействия газов. Параллельно он не оставлял нервно-мышечную физиологию и издал книгу «Физиология нервных центров».

Уже в конце своей жизни Иван Михайлович изучал режим труда и отдыха. Он ставил над собой опыты, наблюдая, как быстро его рука устанет поднимать грузы. Проводя эксперименты, ученый смог доказать, что длительность рабочего дня не должна превышать восемь часов и столько же нужно человеку для сна.

Спустя 50 лет после смерти Ивана Михайловича, распоряжением Совета Министров СССР старейшему медицинскому университету в России было присвоено имя физиолога. А в 1994 году была учреждена золотая медаль имени Сеченова за теоретические работы в области физиологии. Награда выдается и по сей день. Так, в 2024 году ее получил член РАН Станислав Колесников за цикл работ «Механизмы электрогенеза и трансдукции в сенсорных клетках».