Нобелови лауреати – 1944 година

Джоузеф Ърленгър (Joseph Erlanger)

5 януари 1874 г. – 5 декември 1965 г.

Нобелова награда за физиология или медицина (заедно с Хърбърт С. Гасер).

(За откритията му, свързани с високо диференцираните функции на отделните нервни влакна.)

Американският физиолог Джоузеф Ърленгър е роден в Сан Франциско (щат Калифорния), където живее баща му Херман Ърленгър (нем. Ерленгер) след емигрирането си от Вюртенберг (Германия) през 1842 г. Когато през 1849 г. започва "златната треска", Ърленгър старши заминава с кораб от Ню Орлеан за Панама, пресича с мулета Панамския провлак и се добира по море до Калифорния. Известно време работи като златотърсач, след това основава свое предприятие и се жени за сестрата на съдружника си Сара Галингър. Никой в семейството няма по-високо образование от начално училищно и само Джоузеф - шестото от седем деца - успява да постъпи в колеж. Като дете той се интересува от живопис и растения и решава да получи медицинско образование. След завършването на средно училище за момчета в Сан Франциско през 1891 г. Ърленгър се записва в Калифорнийския университет в Бъркли.

През 1895 г. Ърленгър завършва университета и постъпва в трети курс в наскоро откритото медицинско училище "Джонс Хопкинс" в Балтимор (щат Мериленд). Това е първото американско учебно заведение, в което акцентът се поставя не толкова върху традиционното обучение, колкото върху изследователската работа. Проучванията му в областта на ембриологията, които Ърленгър осъществява в горния курс на университета, разкриват способностите му за научна дейност. Когато учи в медицинското училище, той продължава своите изследвания, свързани с невробиологията и храносмилането. През 1899 г. Ърленгър получава медицинска диплома и работи една година като стажант под ръководството на Уилям Ослер, канадски лекар и водещ клиницист по това време, заемащ длъжността професор по медицина в училището "Джон Хопкинс". През 1900 г. Ърленгър получава място в катедрата по физиология към същото училище.

Тъй като е отначало най-младият сътрудник в катедрата, на Ърленгър му възлагат да изготвя нагледни пособия за лекциите по физиология. Веднъж той счупва един ценен прибор - сфигмограф; с помощта на сфигмографа се регистрират пулсациите на артериите на палеца и показалеца на двете ръце. За да не бъде прекъсната лекцията, Ърленгър разработва нов сфигмограф, който позволява да се измери артериалното налягане в областта на рамото. По-късно устройството е патентовано и започва да се продава на пазара, макар че след това се появяват по-сложни прибори, чиято работа се основава на същия принцип.

В училището "Джон Хопкинс" Ърленгър продължава изследванията си за регулирането на кръвното налягане и за осъществяването на възбуди от предсърдията към вентрикулите на сърцето. С помощта на специална изобретена от него клампа за регулиране на налягането той успява да анализира всичките степени на предсърдните и вентрикулните блокади.

През 1906 г. предлагат на Ърленгър да поеме ръководството на катедрата в новото медицинско училище към Уисконсинския университет в Мадисън. Първите две години работа на тази длъжност той посвещава на организирането на катедрата, а след това се връща отново към експериментите си за възбуждането от едната сърдечна камера към другата. След четири години Ърленгър се мести в Сен Луис, където става ръководител на катедрата по физиология в медицинското училище към Вашингтонския университет. През следващите четири години той се посвещава изцяло на административната работа в катедрата, където му предстои да остане цели тридесет и пет години. През 1915 г. той се връща отново към проучванията на кръвното налягане, като се съсредоточава върху механизмите да образуване на тонове на Коротков, които се чуват при измерването на артериалното налягане и са предизвикани от внезапно разширяване на артериите. По време на Първата световна война Ърленгър изучава влиянието на загубата на кръв и на шока от раняването върху състоянието на сърдечно-съдовата система. Сред сътрудниците, които Ърленгър кани в катедрата по физиология на Вашингтонския университет, е Хърбърт С. Гасер. По времето, когато Ърленгър работи в Уисконскинския университет, Гасер е студент, а след това става професор по фармакология. Заедно с Ърленгър той започва да изучава електрическата активност на нервите.

Изследванията на италианския лекар и физиолог от XVIII в. Луиджи Галвани установяват, че импулсите, преминаващи по нервите, имат електрическа природа. Но по-нататъшните проучвания на тези импулси, или така наречените потенциали на действието, са затруднени от това, че те са кратковременни. По-късно Ърленгър пише: "те са толкова краткотрайни, че през 1921 г. нямаше надежда, че някога ще може да се проучи подробно тяхната форма". Тогава за изследване на електрическите процеси на нервните тъкани се използвали основно струнни галванометри (прибори, измерващи токовете по създаваните от тях електрически полета), но тези устройства не са достатъчно чувствителни, за да запишат потенциалите на действие - импулси с амплитуда, възлизаща само на няколко микроволта. Освен това струнните галванометри се повреждали често.

Гасер и неговият колега Сидни Нюкомър преодоляват някои от тези затруднения, като съединяват галванометъра с лампов усилвател (подобен на този, който използва Гулиемо Маркони в радиото). С помощта на усилвателя учените успяват да увеличат амплитудата на потенциала на действие до величина, която позволява той да бъде изучен. В същото време системата от усилвател и галванометър остава инерционна. Понеже продължителността на потенциалите на действие е по-малка от една милисекунда, за изследването на различните им компоненти имало нужда от прибор, който позволява да се записват постоянно много бързите промени.

През 1920 г. Гасер научава, че ""Уестърн електрик къмпани" е разработила особено чувствителен електроннолъчев осцилоскоп. След безуспешни опити да накарат компанията да им изпрати електроннолъчева тръба Ърленгър и Гасер разработват своя тръба от колба за дестилиране на вода. Като я съединяват с усилватели, те успяват да запишат за първи път динамиката на потенциалите на действие в нервите. Много от работата дава резултати едва след 1932 г., когато изследователите успяват да постигнат достатъчно висока степен на усилване.

Нервните стволове се състоят от нервни влакна (издънки на отделните нервни клетки) с различни свойства. Най-голямата разлика между тези влакна е техният диаметър. А най-важното откритие, което Ърленгър и Гасер правят с помощта на осцилоскопа, се състои в потвърждаването на хипотезата, че дебелите влакна пренасят нервните импулси по-бързо от тънките: тази хипотеза е предложена през 1906 г. от шведския физиолог Густаф Готлин, но не било възможно да бъде проверена по-рано. С помощта на разработените от тях прибори Ърленгър и Гасер успяват да изучат подробно формата на потенциала на действие, което изиграва важна роля за създаването на теорията за предаването на нервните възбуди на Алън Ходжкин и Андрю Хъксли.

Ърленгър и електрофизиологът Александър Форбс се лидери на неформалната група "Аксонолози" - обединение на невролози от различни лаборатории и институти, работещи в края на 20-те и началото на 30-те години на XХ век, които си споделят информация и резултати от лабораторните си изследвания. Като изследовател и преподавател Ърленгър оказва силно влияние за развитието на неврофизиологията в САЩ. През 1946 г. той се пенсионира, получава званието почетен професор по физиология във Вашингтонския университет и продължава да провежда научни изследвания и да публикува статии.

През 1906 г. Ърленгър се жени за Ейми Хирстъл от Сан Франциско. Семейството има две дъщери и син. Ърленгър е прекрасен съпруг и баща, обича да се занимава с фотография и алпинизъм, свири на флейта. Умира в Сент Луис.

Ърленгър е член на Националната академия на науките на САЩ, на Американското философско дружество, на Американското физиологическо дружество, на Американската медицинска асоциация, на Американската асоциация за съдействие на развитието на науката, на Американската асоциация на лекарите и на Дружеството по експериментална биология и медицина. Има почетни степени на Калифорнийския, Уисконсинския, Пенсилванския, Мичиганския и Вашитгтонския университет, а също така на университета "Джонс Хопкинс" и на брюкселския Свободен университет.

Превод от руски: Павел Б. Николов