Развитие методов изучения физиологии. 
Инновационные приборы исследования

Физиологические открытия и развитие физиологических идей в новейшее время. Успехи современной физиологии основаны на использовании методов биофизики и биохимии.

Тонкие и чрезвычайно точные электронные приборы позволяют изучать функции отдельных клеток и даже отдельных клеточных структур. Например, микроэлектродной методикой непосредственно исследуют жизнедеятельность отдельных нервных клеток, мышечных волокон, рецепторов сетчатки. Это достигается регистрацией электрических явлений (биологических потенциалов), возникающих в процессе обмена веществ в отдельных клетках и их составных частях.

Для отведения биопотенциалов применяют микроэлектроды двух видов: жидкостные (капиллярные) и металлические. Жидкостные микроэлектроды лучше металлических, так как исключают возможность поляризации. Для внеклеточной регистрации биопотенциалов применяют электроды с внешним диаметром 1—4 мкм (микрон, микрометр), а для внутриклеточной — менее 0,5 мкм. Микроэлектроды вводят на заданную глубину в ткань без нарушения се функции и соединяют с усилительной и регистрирующей аппаратурой. Точность их введения в глубину органа и клетки, например в нервную клетку головного мозга, достигается стерсотаксическим аппаратом. Этот аппарат используется в острых и хронических опытах. Микроэлектроды вводят через втулки, укрепленные в отверстиях, сделанных в черепе, или через проколы. в черепе. Голова прочно фиксируется, специальные устройства позволяют плавно ее поворачивать, а микровинты — продвигать микроэлектродыв глубь мозга с точностью до десятых долей микрона. К стереотаксическим пластинкам прикрепляют несколько микроэлектродов, вводимых в разные структуры головного мозга посредством микроманипуляторов.

Для микрофизиологических исследований, например для изучения передачи возбуждения с одной нервной клетки на другую или с нервной клетки на мышечную клетку, применяют электронные микроскопы, увеличивающие в сотни тысяч раз. Обычный электронный микроскоп увеличивает в 10 ООО —15 ООО раз и, кроме того, имеет оптическое увеличение негатива в 10 раз. Электронные микроскопы обладают разрешающей способностью в несколько единиц или десятков, А [ангстрем равен 0,1 нм (нанометра) или 1 * 10-" м]. «.

Существенное значение для развития современной физиологии имеет гистологическая химия, изучающая расположение в определенных гистологических структурах характерных для них химических соединений как в покое, так и при изменениях физиологических функций. Успехи гистологической химии стали возможными благодаря применению электронного микроскопа и тончайших методов химического исследования.

В результате применения электронных приборов сделаны важнейшие открытия современной физиологии. Получены новые факты о функциях разных структур головного мозга в отдельности и в их взаимоотношениях (ретикулярной формации мозгового ствола, лимбической доли, миндалевидных ядер, ядер промежуточного мозга, гипоталамической, или подбугровой, области и др.). Исследовано участие этих структур в образовании условных рефлексов, в эмоциях. Глубоко изучена роль гормонов и химических передатчиков нервного процесса (медиаторов) в деятельности разных отделов центральной и периферической нервной системы, нервно-мышечной и других систем. Установлено их значение в образовании условных рефлексов, в формировании возбуждения, торможения и распространении нервного процесса, в восстановлении (регенерации) нервной системы.

Благодаря развитию тонких биохимических методов открыты ранее неизвестные медиаторы нервной системы, образующиеся в естественных условиях. В результате этих открытий возникла возможность направленно воздействовать на психику. В настоящее время в связи с прогрессом математики и кибернетики реализуется идея И. М. Сеченова о том, что все проявления мозговой деятельности обнаруживаются в сокращениях мышц, которые могут быть подвергнуты математическому анализу и выражены формулой. И. П. Павлов мечтал о том времени, «когда математический анализ, опираясь на естественнонаучный, осветит величественными формулами уравнений» сложные взаимоотношения организма с внешней средой и физиологические процессы, протекающие в нем.

Таким образом, взаимодействие и взаимная связь физиологии с биологией, математикой, физикой и химией — основная тенденция ее современного развития.