Нейробиология - краткая история науки

Нейробиология – научная дисциплина, изучающая нервную систему, ее устройство, развитие, функционирование, физиологию, биохимию и патологию. В рамках нейробиологических исследований также изучается поведение.

Ранний период развития нейробиологии

Самые первые исследования нервной системы отмечены в Древнем Египте. Они занимались трепанацией, лечением головной боли, черепного давления и расстройств психики. Сохранившиеся рукописи, написанные в 1700 г. до н.э., свидетельствуют, что египтяне владели знаниями о признаках повреждения мозга. В эту эпоху мозг назывался «черепная начинка». Интеллектуальным центром считалось сердце. При подготовке мумии мозг удалялся. 

В Древней Греции философами создано несколько версий о функции головного мозга. Впервые положение о том, что источником сознания выступало сердце, начал оспаривать древнегреческий врач Гиппократ. Он утверждал, что вместилище ума – это мозг. По Платону, мозг – это рациональная часть души. Однако Аристотель источником разума считал землю, а задача мозга – это регулирование количества тепла, которое исходит от сердца. Мозг выполняет охлаждающую функцию для крови. Эта версия считалась верной до открытия, сделанного древнеримским доктором Галеном. Он заметил, что пациенты лишились умственных способностей после того, как был поврежден их мозг. Предположил, что мозжечок контролирует мышцы. 

Нейробиология в Средневековье

В Исламской Иберии, приблизительно в 1000 г. Аль-Захрави проводились хирургические операции черепных переломов, травм позвоночника и головы. Авиценной в Персии представлена детальная информация о переломах черепа. Он объяснил понятия меланхолии, головокружения, инсульта, эпилепсии, бессонницы, слабоумия. Между XIII и XIV столетиями изданы первые учебники, включающие описание мозга. 

Эпоха Ренессанса

Везалий высказал идею, что состав мозга включает в себя 7 пар «мозговых нервов». Рене Декартом изучалась мозговая физиология. Он предполагал, что в шишковидной железе происходит взаимодействие разума с телом. Ян Сваммердам установил, стимулирование нервов вызывает движение, следовательно, поведение базируется на стимулах. Томасом Уиллисом детально описано строение полушарий, мозжечка и ствола мозга.

Развитие нейробиологии в XIX столетии

Сезаром Жюльеном Жан Легаллуа в 1811 г. обнаружено, что дыхательный центр находится в продолговатом мозге. Выведен закон Белла-Мажанди. В 1865 г. Брока опубликовал итоги вскрытия 12 умерших пациентов, где связывал разные области мозга с определенными функциями. В 1875 г. Ричардом Кейтоном сделаны открытия в мозговых полушариях об электрических явлениях. Германом Мунком в 1878 г. выявлено, что в зоне затылочной коры локализовано зрение. Нейробиологические исследования усложнились за счет изобретения микроскопа и создания процедуры окрашивания, автором которой был Камилло Гольджи. На базе этого метода испанским врачом Сантьяго Рамон-и-Кахалем выдвинута гипотеза, что нейрон – это функциональная мозговая единица. Эту гипотезу подтвердили эксперименты Гальвани, связанные с электрической возбудимостью нейронов и мышц. Джон Лэнгли разработал концепции «воспринимающего вещества» и химического рецептора, ввел понятие «вегетативный». Один из первых нейробиологических институтов, который получил название «Институт анатомии и физиологии ЦНС», основан в 1887 г. Генрихом Оберштайнером. 

Нейробиологические исследования в XX веке

В этот период нейробиология признана отдельной дисциплиной. Русский ученый Иван Павлов занимался исследованиями в области нейрофизиологии. Он изучал пищеварение, условные рефлексы, темперамент. Владимиром Бехтеревым открыто 15 новых рефлексов. В 1911 г. Томасом Брауном разработаны идеи о генераторах центральных паттернов. Первым идентифицированным нейромедиатором стал ацетилхолин. Это сделал в 1915 г. Генри Холлетт Дейл. Юлиус Бернштейн  разработал уравнение Нернста для потенциала покоя через мембрану. Обширные исследования по функциям нервных клеток и органам чувств выполнены британцами Кейтом Лукасом и Эдгаром Адрианом. Джозефтом Эрлангером и Гербертом Гассером обнаружено, что нервы существуют во многих формах, каждая из которых характеризуется своим потенциалом возбудимости. Кеннетом Коулом в 1947 г. разработан способ фиксации напряжения. Инициация и распространение сигнала в нейронах гигантского аксона кальмара – математическая модель Ходжкина-Хаксли. Бернардом Кацом смоделированы синапсы (1962 г.). В Калифорнийском университете в 1964 г. основано первое нейробиологическое отделение. Впервые термин «нейробиология» официально использован в 1962 г. американским биологом Фрэнсисом Шмиттом.