神奇的生物电

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  1989年,在法国科学城举办了一次饶有趣味的“时钟”回顾展览,一座用带电鱼放出的电来驱动的时钟引起了人们极大的兴趣,这种带电鱼放电十分有规律,电流的方向一分钟变换一次,因而被人称为“天然报时钟”。
  生物有电并非怪事,它早已存在,2000年前,古罗马帝国流行一种奇怪的治病方法,用来治疗头痛、风痛等症状,当一个人痛风发作时,医生会把病人带到海边潮湿沙滩上,在病人脚底放一条黑色大鱼,此时病人就会感到脚底发麻,一直麻到膝盖为止,如此反复进行,来治愈疾病,1758年,英国科学家卡文迪许把大墨鱼埋在潮湿沙滩里,上面接一菜顿瓶,结果莱顿瓶发出火花,由此证明大黑鱼放出的是电,1791年,意大利科学家伽伐尼发现青蛙的肌肉中也蕴藏着电能,他把这种电称为“生物电”。
  19世纪,内科学用电位器测得神经细胞膜突然受到刺激时能产生0.1V的电压,至此,人们不再怀疑生物电的存在,而且确认任何生物体中都有生物电,但是直到20世纪50年代后,人们才揭开其中的奥秘,原来,生物的每个细胞都有完整的细胞膜,细胞膜有两层脂肪分子,细胞内带电离子必须通过离子通道才能穿过细胞膜,在平时,细胞内钾离子多,细胞外溶液中钠离子多,细胞内外产生电势差,这就是膜电位,一旦细胞膜通道打开,细胞外高浓度溶液流向细胞内,就产生动作电位,生物体内的一个个肌肉细胞排列得很整齐,上面布满神经,就像把一个个“小电池”串联起来那样虽然每个“小电池”只有0.1V,但亿万个这样的“小电池”串联后的电压可就不小了,这就是有些生物有很高的放电电压(如电鳐的放电电压可达300V~500V)的原因。
  了解了生物电的来龙去脉后,人们可以用它来为人类造福,生物电在医学上已广泛应用,拯救了无数人的生命,大家知道,医生常用测心电图的办法诊断心脏病,用脑电图来诊断脑疾病,正常人的心脏和脑细胞显示的是正常的生物电图像,而异常或老化的心脏和脑细胞则会出现反常的图像,医生可根据图像的异常程度来判断病情。
  生物电对揭开神经传导的奥秘也作出了积极贡献,神经传导之快,选择性之高,都令人咋舌,现在探明许多神经功能与生物电的传递反应有关,人们可以预言,生物电在未来将发挥更大的作用。
  不只是动物,植物也会产生生物电,我们常见到向日葵的花朵能随着太阳的东升西落而运动:含羞草的叶子,经不起轻扰,一碰就会低眉垂着头“害起羞”来,这些植物界中的自然现象,都是生物电在起作用的缘故。
  
  责任编辑 程哲
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