Elektrofizyolojinin Tarihsel Serüveni: Galvani Dönemi

Abstract

Elektrofizyolojinin tarihsel sürecini konu aldığımız bu çalışmada Luigi Galvani dönemi ele alınmıştır. Galvani, felsefe ve tıp eğitimi sırasında dönemin saygın hocalarından fizik, kimya ve tarih derslerini de almıştır. Bolonya Üniversitesinde doğum hekimi olarak çalışırken elektrik olaya ilgi duymuş, elektriğin canlılar üzerindeki etkisini, özellikle sinir ve kas arasındaki etkileşimi araştırmaya yönelmiştir.
Galvani’yi, “canlı elektriği” kavramına ulaştıran ve yaşam enerjisini elektrik olay ile ilişkilendirmesine neden olan süreç, hocası ve kayınpederi Galeazzi’nin evindeki laboratuvarda yaptığı gözlem ve deneylere dayanır. Karısı Lucia ile birlikte izole kurbağa bacağında yaptıkları rastlantısal gözlemler onları, sinir-kas preparatının kendi fonksiyonu için gerekli enerjiyi (elektrik) kendisinin üretebildiği sonucuna götürmüştür. Aslında bu sonuç, birbiri ile rekabet halindeki “Halleriyen” ve “nöroelektrik” görüşlerin başarılı bir sentezini içermektedir. Çalışmalarını, kısaca “Commentarius” olarak anılan eserinde karısının ölümünden hemen sonra 1791 yayınlayabilmiştir.
Galvani, kastaki seğirmeler için gerekli elektriğin kasın iç-dış yüzeyleri etrafında zıt yükler halinde depolandığını (canlı elektriği) iddia etmiştir. Deneyleri tekrarlayan Alessandro Volta ise enerjinin, birbiri ile değmede bulunan iki farklı metalden (metalik elektrik) kaynaklandığına işaret etmiştir. Bilim tarihinin en önemli tartışmalarından biri olan “Galvani-Volta rekabeti” bu şekilde başlamış oluyordu. Aslında her ikisi de haklı idi. Ölümünden hemen önce Galvani, canlı elektriği iddiasını ampirik olarak ispatlamış da olsa, depolanmış bu elektrik enerjisinin ölçülmesi için yüz yıldan fazla bir zamanın geçmesi gerekecekti. Canlı elektriğini taklit ederek gerçekleştirdiği deneyler ise Volta’yı, bataryanın keşfine kadar götürmüştür. Karşılıklı olarak birbirini besleyen bu değerli rekabetin öncüsü Galvani, canlı elektriği önermesiyle elektrofizyolojik yöntem uygulamaları için kıvılcımı çakan bilim insanı olarak kabul görmektedir.

Keywords

• canlı elektriği
• elektrofizyoloji
• elektrik balığı
• Galvani
• Volta

Historical Perspective on Early Electrophysiology: The Galvani Period

Abstract

In this study, the contributions made by the scientists of the time of Luigi Galvani to electrophysiology were discussed. While he was practicing obstetrics at the University of Bologna, Galvani became interested in the phenomenon of electricity and its effects on animals, and specifically the interactions between electricity and nerve-muscle preparation.
The experiments he performed together with his wife, Lucia, on isolated frog leg ended up with the concept of “animal electricity”. Their final conclusion was that the neuromuscular preparation itself is capable of producing energy necessary for its function (internal electricity). He published their observations in a book known as "Commentarius" in short, right after Lucia's death. He suggested that the internal electricity is stored as opposite charges around the inner-outer surfaces of muscles.
Alessandro Volta, on the other hand, claimed that the source of energy for muscle contraction was the contact point of two different metals (metallic electricity). This is how one of the important debates of the history of science started: "Galvani-Volta debate". Galvani had empirically proven his claim just before his death; however, it would take more than a hundred years for this electrical energy to be measured. Volta was also right in his claim and this led him to the invention of battery short after Galvani’s death. Galvani, as the pioneer of this debate that mutually fed each other in their own way, is respected by the scientific community as the scientist who sparked the new field of science: electrophysiology.

Keywords

• Animal electricity
• Electrophysiology
• Electric fish
• Galvani
• Volta

References

1. 1. Bresadola M. History of Neuroscience: Medicine and science in the life of Luigi Galvani (1737–1798). Brain Research Bulletin 1998;46(5):367–380.
2. 2. Bayat AH. Tıp Tarihi. Merkezefendi Geleneksel Tıp Tarihi Derneği Yayınları, Üçer Matbacılık, İstanbul, 2016; 78.
3. 3. Mc Comas A.J. Galvani’s Spark; The Story of the Nerve Impulse. Oxford University Press 2011;11-37.
4. 4. Antonie van Leeuwenhoek Dutch scientist by The Editors of Encyclopaedia Britannica. https://www.britannica.com/biography/Antonie-van-Leeuwenhoek (Erişim Tarihi: 14/06/2021).
5. 5. Verkhratsky A, Parpura V. History of electrophysiology and the patch clamp. Methods in molecular biology 2014;1183:1-19.
6. 6. Wu CH. Electric fish and the discovery of animal electricity: The mystery of the electric fish motivated research into electricity and was iinstrumental in the emergence of electrophysiology. American Scientsit 1984;72(6):598-607.
7. 7. Experiment: The Beginning of Modern Neuroscience - The Galvani/Volta Debate. https://backyardbrains.com/experiments/ Galvani_Volta (Erişim Tarihi: 14/06/2021).
8. 8. Underwood EA. Galvani and the discovery of ‘animal electricity’. Nature 1955;175:441-442.

9. 9. Cavazza M. Laura Bassi and Giuseppe Veratti: an electric couple during the Enlightenment. Contributions to Science 2009;5(1):115-128.
10. 10. Piccolino M. Women in Science: Laura Bassi et Adriana Fiorentini: realisations et difficultes de deux dames italiennes dans les sciences, au18eme et au20eme siecle. http://marcopiccolino.org/ (Erişim tarihi:15.06. 2021).
11. 11. Piccolino M. Animal electricity and the birth of electrophysiology: The legacy of Luigi Galvani. Brain research Bulletin 1998;46(5):381-407.
12. 12. Piccolino M. Luigi Galvani and animal electricity: two centuries after the foundation of electrophysiology. Trends Neurosci 1997;20: 443-448.
13. 13. Kipnis N. Luigi Galvani and the debate on animal electricity, 1791-1800. Annals of Science 1987;44: 107-142.
14. 14. Parent A. Giovanni Aldini: From animal electricity to human brain stimulation. Can. J. Neurol. Sci 2004;31: 576-584.
15. 15. Heilbron JL. The Contributions of Bologna to Galvanism. Historical Studies in the Physical and Biological Science 1991;22(1): 57-85.
16. 16. Piccolino M. Luigi Galvani’s path to animal electricity. Comptes Rendus Biologies 2006;329: 303-318.
17. 17. Benjamin Franklin and the Kite Experiment. The Franklin Institute. https://www.fi.edu/benjamin-franklin/kite-key-experiment (Erişim Tarihi: 15.07.2021).
18. 18. Graham JM. From frogs’ legs to pieds-noirs and beyond: some aspects of cochlear implantation. The Journal of Laryngology & Otology 2003;117: 675-685.
19. 19. Piccolino M, Wade NJ. The frog’s dancing master: Science, Seances, and the transmission of myths. Journal of the History of the Neurosciences 2013; 22 (1): 79-95.
20. 20. Piccolino M. Visual images in Luigi Galvani’s path to animal electricity. Journal of the History of the Neurosciences 2008;17: 335-348.
21. 21. Soeiro D. On artificial and animal electricity: Alessandro Volta vs. Lugi Galvani. Journal of Philosophy of Life 2013;3(3): 212-237.
22. 22. Finger S. Edgar D. Adrian: Coding in the Nervous system; in Minds Behind the Brain: A history of the pioneers and their discoveries. Published to Oxford Scholarship Online, 2010; 239-258.
23. 23. Dibner B. Alessandro Volta and the electric battery (Immortals of science). Franklin Watts, Inc. New York 1964; 5-101.
24. 24. Piccolino M. The bicentennial of the Voltaic battery (1800-2000): the artificial electronic organ. Trends Neurosci 2000;23: 147-151.
25. 25. Finger S, Pİccolino M, Stahnisch FW. Alexander von Humboldt: Galvanis, Animal Electricity, and self-experimentation Part 2: The electric eel, animal electricity, and later years. Journal of the History of the Neurosciences 2013;22(4): 327-352.
26. 26. Lüderitez B. Historical perspectives of cardiac electrophysiology. Hellenic J Cardiol 2009;50: 3-16.