Мир под напряжением. История электричества: опасности для здоровья, о которых мы ничего не знали

Нет никакого сомнения в том, что электричество иногда лечило болезни, как тяжелые, так и не очень. Сообщения об успехах в течение почти двух столетий иногда были преувеличены, но они слишком многочисленны и временами слишком подробны и хорошо подтверждены, чтобы от них можно было просто отмахнуться. Даже в начале 1800-х гг., когда у электричества была плохая репутация, по-прежнему появлялись сообщения, которые нельзя игнорировать. Например, Лондонский электрический диспансер за период с 29 сентября 1793 г. по 4 июня 1819 г. принял 8686 пациентов на электротерапию. После выписки 3962 из них были «излечены», а состояние еще 3308 «улучшилось» – успех лечения составил 84 %[13].

Хотя в основном эта глава будет посвящена эффектам, которые далеко не всегда полезны, важным будет помнить, почему же общество в XVIII в. было так же покорено электричеством, как и мы с вами сейчас. В течение почти трехсот лет мы гонялись за его пользой и отмахивались от вреда. Но в 1700-х и 1800-х гг. ежедневное использование электричества в медицине хотя бы постоянно напоминало всем, что электричество тесно связано с биологией. Здесь, на Западе, изучение электричества как отрасли биологии по-прежнему остается в зачаточном состоянии, и даже его лечебные свойства давно забыты. Я напомню лишь об одном случае.

Возвращение слуха глухому

В 1851 г. великий невролог Гийом Бенжамин Арманд Дюшенн де Булонь прославился деянием, о котором сейчас практически не вспоминают. Он – известнейшая фигура в истории медицины и уж точно не был шарлатаном. Дюшенн де Булонь ввел в обиход современные методы медицинского осмотра, которые используются до сих пор. Он стал первым, кто взял биопсию у живого человека в диагностических целях. Он опубликовал первое точное клиническое описание полиомиелита. Несколько болезней, открытых им, названы в его честь; самая известная из них – миодистрофия Дюшенна. Благодаря всему этому его отлично помнят. Но в свое время он, сам того не желая, оказался в центре внимания из-за своей работы с глухими.

Дюшенн отлично знал анатомическое строение уха. Собственно, именно для того, чтобы лучше разобраться в работе барабанной струны (нерва, который проходит через среднее ухо), он предложил нескольким глухим людям принять участие в электрических экспериментах. Неожиданно для всех у них улучшился слух, и Дюшенна буквально завалили просьбами из Парижского общества глухих принять новых пациентов на лечение. Вот так он и начал работу с большим количеством людей, страдающих нейросенсорной тугоухостью, – он лечил их тем же аппаратом, что сконструировал для своих исследований. Аппарат со встроенным стимулирующим электродом плотно помещался в ушной канал.

Современному читателю эта процедура, скорее всего, покажется совершенно бесполезной: он пропускал через пациентов импульсы очень слабого тока каждые полсекунды в течение пяти секунд за раз. Затем он постепенно увеличивал силу тока, но никогда – до уровня, вызывающего боль, и время действия все равно никогда не превышало пяти секунд. Тем не менее с помощью этой процедуры он смог буквально за несколько дней или недель восстановить хороший слух 26-летнему мужчине, который оглох еще в десять лет, 21-летнему мужчине, который оглох после того, как перенес корь в девять лет, молодой женщине, которая оглохла из-за передозировки хинина, которым ее лечили от малярии, и многих других пациентов с частичной или полной потерей слуха[14].

За пятьдесят лет до Дюшенна на всю Европу прославился немецкий аптекарь Иоганн Шпренгер из Евера – по аналогичной причине. Его осудил директор Института глухонемых в Берлине, но тем не менее, глухие пациенты осаждали его с просьбами о лечении. Результаты были подтверждены судебными документами, а методам стали подражать и другие современные врачи. Сам Шпренгер частично или полностью восстановил слух не менее чем сорока пациентам с тугоухостью и глухотой, включая нескольких с врожденной глухотой. Его методы, как и у Дюшенна, отличались простотой и мягкостью. Он делал ток слабее или сильнее в зависимости от чувствительности пациента; во время сеансов ток посылался краткими импульсами каждую секунду, а длились такие процедуры до четырех минут на каждое ухо. Электрод сначала устанавливали на минуту на козелок (хрящевой выступ наружного уха), потом на две минуты в ушной канал и еще на минуту – на сосцевидный отросток височной кости позади уха.

А еще за пятьдесят лет до Шпренгера шведский врач Иоганн Линдхульт из Стокгольма в течение двух месяцев сообщил о полном или частичном восстановлении слуха у 57-летнего мужчины, который был глух 32 года; 22-летнего мужчины, потерявшего слух недавно; 7-летней девочки с врожденной глухотой; 29-летнего мужчины, страдавшего тугоухостью с одиннадцати лет; мужчины с потерей слуха и тиннитусом (звон в ушах) левого уха. «Все пациенты, – писал Линдхульт, – получили лечение мягким электричеством, либо простым током, либо электрическим ветром».

Линдхульт в 1752 г. использовал машину для получения электричества путем трения. Через полвека Шпренгер использовал гальванические токи из вольтова столба, предшественника современных батареек. Еще через полвека Дюшенн применил переменный ток из катушки индуктивности. Британский хирург Майкл Ла Бом, добившийся схожих успехов, в 1810-х гг. использовал машину для получения электричества путем трения, а позже – гальванические токи. Сходство было одно: все эти ученые настаивали на кратком, простом и безболезненном лечении.

Как увидеть и попробовать электричество

Кроме попыток вылечить глухоту, слепоту и другие недуги, электроврачи той эпохи живо интересовались вопросом, можно ли воспринимать электричество непосредственно пятью чувствами – вот еще один вопрос, который совершенно не интересует современных инженеров и в котором не разбираются современные врачи, но ответ на него очень важен для любого современного человека, страдающего электрочувствительностью.

Будущий путешественник Александр фон Гумбольдт не пожалел собственного тела, чтобы попробовать разрешить эту загадку. Через несколько лет он покинет Европу и отправится в долгое путешествие: поднимется до верховьев реки Ориноко, взойдет на вершину горы Чимборасо, соберет в пути множество растений и составит систематические наблюдения о звездах, земле и культуре народов Амазонии. Пройдет еще полвека, прежде чем он напишет пятитомник «Космос», в котором попытается объединить все известные научные познания. Но в молодости, работая начальником шахты в Байройте, регионе Баварии, он посвящал все свободное время главному тогдашнему вопросу.

Действительно ли электричество – это жизненная сила? – спрашивали люди. Этот вопрос, терзавший европейскую душу еще со времен Исаака Ньютона, вдруг стал настойчивым и переместился из высоких миров философии в застольные беседы самых обычных людей, чьим детям предстояло жить с выбранным ответом. В Италии только-только изобрели электрическую батарею, которая вырабатывала ток при контакте двух разных металлов. Изобретение имело очень далеко идущие последствия: машины для получения электричества путем трения – громоздкие, дорогие, ненадежные и зависимые от атмосферных условий – ушли в прошлое. Телеграфные системы, над которыми уже размышляли передовые ученые, могли наконец-то стать практичными. А ответ на вопрос о природе электрического флюида, казалось, все приближался.

В начале 1790-х гг. Гумбольдт с энтузиазмом взялся за исследования. Он хотел, помимо всего прочего, узнать, можно ли почувствовать эту новую форму электричества своими глазами, ушами, носом и вкусовыми рецепторами. Похожие эксперименты проводили и другие – Алессандро Вольта в Италии, Джордж Хантер и Ричард Фаулер в Англии, Кристоф Пфафф в Германии, Петер Абильгор в Дании, – но никто не работал с такой тщательностью и прилежанием, как Гумбольдт.

Задумайтесь: сегодня мы берем в руки 9-вольтовые батарейки без каких-либо опасений. Задумайтесь и над этим: миллионы из нас носят во рту зубные протезы и пломбы, содержащие серебро, цинк, золото, медь и другие металлы. А теперь задумайтесь над следующим экспериментом Гумбольдта, который использовал кусочек цинка и кусочек серебра, создавая напряжение примерно в один вольт:

«Крупный охотничий пес, ленивый от природы, очень терпеливо позволил прикрепить к своему нёбу кусочек цинка и оставался совершенно спокойным, когда к первому кусочку цинка и к его языку прикладывали другой кусочек цинка. Но едва стоило коснуться его языка серебром, он тут же весьма забавным образом продемонстрировал свое отвращение: конвульсивно подергивал верхней губой, а потом долго-долго вылизывался. Позже достаточно было просто показать ему кусочек цинка, чтобы напомнить ему о пережитом впечатлении и немало его разозлить».

Легкость, с которой можно почувствовать электричество, и разнообразие ощущений при этом станет откровением для большинства врачей. Когда Гумбольдт коснулся верхней части языка кусочком цинка, а кончика – серебром, вкус оказался сильным и горьким. Переместив серебро под язык, Гумбольдт его обжег. Когда он отодвинул цинк еще дальше, а серебро – ближе, язык похолодел. А когда цинк задвигался совсем далеко, Гумбольдта начинало тошнить и иногда рвало, – но этого не происходило, если металлы были одинаковыми. Ощущения всегда начинались в тот момент, когда кусочки цинка и серебра входили в непосредственный контакт друг с другом[15].

Визуальные ощущения оказалось вызвать не менее просто, четырьмя разными методами с использованием все той же одновольтовой батарейки: прикладыванием серебряного электрода к одному смоченному веку, а цинкового – к другому; или прикладыванием одного металла к ноздре, а другого – к глазу; или одного к языку, а другого – к глазу; или даже одного к языку, а другого – к верхней десне. Во всех случаях, едва металлы касались друг друга, Гумбольдт видел вспышку света. Если он повторял эксперимент слишком много раз, его глаза воспалялись.

В Италии Вольта, изобретатель электрической батареи, сумел добиться слуховых ощущений, использовав для этого не одну пару металлов, а целых тридцать, прикрепленных к электродам в обоих ушах. С металлами, которые он использовал в своем «столбе», и водой в качестве электролита конструкция представляла собой батарейку примерно в двадцать вольт. Вольта услышал лишь треск, который, вполне возможно, являлся механическим эффектом от воздействия на кости среднего уха, и не решился повторять эксперимент во второй раз, опасаясь повредить мозг[16]. Лишь семьдесят лет спустя немецкий врач Рудольф Бреннер, используя более совершенное оборудование и менее сильные токи, продемонстрировал реальное воздействие на слуховой нерв – об этом мы узнаем в пятнадцатой главе.

Ускорение и замедление сердцебиения

Вернемся в Германию. Гумбольдт, вооруженный все теми же кусочками цинка и серебра, теперь обратил свое внимание на сердце. Вместе со старшим братом Вильгельмом, под наблюдением известных физиологов, Гумбольдт удалил сердце у лисы и подготовил одно из нервных волокон таким образом, чтобы электроды можно было прикладывать к нему, не трогая само сердце. «При каждом контакте с металлами биение сердца явно менялось; его скорость и особенно сила и амплитуда увеличивались», – писал он.

Затем братья провели эксперименты на лягушках, ящерицах и жабах. Если иссеченное сердце билось со скоростью 21 удар в минуту, то после гальванизации частота сердечных сокращений увеличивалась до 38–42 ударов в минуту. Если сердце уже пять минут как не билось, то после контакта с двумя металлами сразу начинало биться снова.

Вместе с другом из Лейпцига Гумбольдт сумел запустить сердце карпа, которое почти перестало биться, пульсируя лишь раз в четыре минуты. Массаж сердца никакого результата не дал, а вот гальванизация вернула пульс около 35 ударов в минуту. Двум друзьям удалось поддерживать биение сердца в течение почти четверти часа, постоянно стимулируя его парой разных металлов.

В другой раз Гумбольдту даже удалось вернуть к жизни умирающую коноплянку, которая лежала на спине, вскинув лапки, закрыв глаза и не реагировав на уколы иглой. «Я поспешно прикрепил небольшую пластинку из цинка к ее клюву и маленький кусочек серебра к прямой кишке, – писал он, – и сразу же соединил оба металла железным стержнем. Каким же было мое изумление, когда сразу же после контакта птица открыла глаза, поднялась на ноги и начала хлопать крыльями. Она дышала еще шесть или восемь минут, а затем спокойно умерла»[17].

Никому не удалось доказать, что с помощью одновольтовой батарейки можно запустить человеческое сердце, но и до Гумбольдта десятки наблюдателей сообщали, что электричество ускоряет человеческий пульс – а вот современные врачи об этом не знают. Немецкие врачи Кристиан Готтлиб Кратценштейн[18] и Карл Абрахам Герхард[19], немецкий физик Целестин Штейгленер[20], швейцарский физик Жан Жаллабер[21], французские врачи Франсуа Буасье де Соваж де ла Круа[22], Пьер Модюйт де ла Варенн[23] и Жан-Батист Боннфуа[24], французский физик Жозеф Сиго де ла Фонд[25] и итальянские врачи Эусебио Сгуарио[26] и Джован Джузеппи Вератти[27] – вот далеко не полный список тех, кто отмечал, что электрические ванны повышали пульс на 5–30 ударов в минуту при использовании положительного электричества. Отрицательное электричество имело противоположный эффект. В 1785 г. голландский фармацевт Виллем ван Барневельд провел 169 экспериментов на 43 пациентах – мужчинах, женщинах и детях – возрастом с 9 до 60 лет и обнаружил, что в среднем пульс увеличивается на 5 % при «купании» в положительном электричестве и снижается на 3 % при отрицательном[28]. При появлении положительных искр пульс увеличивался на 20 %.

Но это были лишь средние показатели: ни один человек не реагировал на электричество в точности так же, как другой. У одного пульс всегда повышался с шестидесяти до девяноста ударов в минуту, у другого всегда удваивался, у третьего заметно замедлялся, у четвертого вообще ничего не менялось. Некоторые из подопытных ван Барневельда вообще реагировали не так, как большинство, а наоборот: отрицательный заряд ускорял их пульс, а положительный – замедлял.

Istupidimento

Подобные наблюдения появлялись быстро и в изобилии, так что к концу XVIII в. была накоплена уже приличная база знаний о воздействии электрического флюида – обычно положительного – на человеческое тело. Он увеличивал как скорость пульса, как мы уже только что видели, так и его силу. Она усиливала все выделительные процессы организма. Электричество вызывало слюноотделение, заставляло течь слезы и пот. Оно стимулировало выделение ушной серы и носовой слизи. Оно влияло на выделение желудочного сока, стимулируя аппетит. Оно способствовало выделению грудного молока и менструальной крови. Оно вызывало обильное мочеиспускание и опорожнение кишечника.

Большинство этих эффектов были весьма полезны для электротерапии и оставались таковыми вплоть до начала XX в. А вот другие – побочные – эффекты были совсем нежелательными. Терапия электричеством почти всегда вызывала головокружение, а иногда и своеобразное помутнение разума, которое итальянцы называли istupidimento[29]. Терапия часто вызывала головную боль, тошноту, слабость, усталость и нерегулярное сердцебиение. Иногда – одышку, кашель или хрипы, похожие на астматические. Нередко она приводила к боли в мышцах и суставах, реже – к депрессии. Хотя обычно электричество вызывало опорожнение кишечника, иногда даже диарею, при повторных процедурах мог начаться запор.

Электричество вызывало и сонливость, и бессонницу.

Гумбольдт, экспериментируя на себе, обнаружил, что электричество усиливает кровотечение из ран и вызывает значительное выделение межтканевой жидкости из волдырей[30]. Герхард разделил один фунт только что взятой крови на две части, поместил емкости рядом и наэлектризовал одну из них. Наэлектризованная кровь сворачивалась дольше[31]. Антуан Тиллей-Платель, фармацевт из «Отель-Дьё», знаменитого французского госпиталя, согласился с ним, указав, что электротерапия противопоказана при кровотечениях[32]. С этим вполне согласуются и многочисленные сообщения о кровотечении из носа после электризации. У Винклера и его жены, как уже было упомянуто выше, кровь из носа пошла после удара током от лейденской банки. В 1790-х гг. шотландский врач и анатом Александр Монро, открывший функции лимфатической системы, получал носовое кровотечение от обычной одновольтовой батарейки всякий раз, когда пытался увидеть свет в глазах. «Организм доктора Монро был настолько возбудим гальванизмом, что у него шла кровь носом, когда, очень аккуратно вставив кусочек цинка в ноздрю, он вызывал контакт с электродом, приставленным к языку. Кровотечение всегда начиналось ровно в тот момент, когда появлялся свет», как сообщал Гумбольдт[33]. В начале 1800-х гг. Конрад Квенсель из Стокгольма сообщал, что гальванизм «часто» вызывает кровотечение из носа[34].

Гравюра из книги аббата Нолле Recherches sur les Causes Particulieres des Phenomenes Electriques, Paris: Freres Guerin, 1753

Аббат Нолле доказал, что по крайней мере один из этих эффектов – потоотделение – вызывается простым пребыванием в электрическом поле. Контакт с машиной для получения электричества путем трения был даже не обязателен. Он наэлектризовывал кошек, голубей, певчих птиц нескольких видов и наконец дошел до людей. В тщательно контролируемых повторяемых экспериментах, сопровождавшихся весьма современными таблицами данных, он продемонстрировал измеримое уменьшение веса всех своих наэлектризованных подопытных, вызванное повышенным испарением жидкости с кожи. Он даже наэлектризовал пятьсот домашних мух, посадив их в накрытую марлей банку на четыре часа, и обнаружил, что и они сбросили больше веса – на 4 грана (около 260 мг) больше, чем мухи, не подвергавшиеся воздействию электричества, за то же время.

Тогда Нолле пришла в голову идея: посадить подопытных на пол под наэлектризованной металлической клеткой, а не в нее – и они все равно теряли столько же, а иногда даже больше веса, чем при непосредственном воздействии электричества. Кроме того, Нолле заметил ускорение роста пророщенных семян в наэлектризованных горшках; этот эффект наблюдался и тогда, когда горшки просто ставили на пол под рассадой. «Наконец, – писал Нолле, – я заставил человека просидеть пять часов на столе неподалеку от наэлектризованной металлической клетки». Молодая женщина потеряла на 4,5 драхмы (около 18 г) больше веса, чем при непосредственном воздействии электричества[35].

Таким образом, Нолле еще в 1753 г. стал первым человеком, сообщившим о значительном биологическом эффекте от воздействия электрического поля постоянного тока – поля, которое, если верить современному научному мейнстриму, вообще не оказывает никакого воздействия. Позже его эксперимент повторил на птице Штейгленер, профессор физики Ингольштадтского университета (Бавария), получив похожие результаты[36].

В таблице 1 перечисляются эффекты от электрического разряда или слабых полей постоянного тока, обнаруженные многими из первых электриков. Современные люди, страдающие от электрочувствительности, узнают большинство из них, если не все.

Таблица 1. Эффекты от воздействия электричества, открытые в XVIII в.

3. Электрочувствительность

«Я почти полностью отказался от экспериментов с электричеством». Автор этих слов сообщил о своей непереносимости электричества не в современную эпоху переменного тока и радиоволн, а в середине XVIII в., когда люди работали только со статическим электричеством. Французский ботаник Тома-Франсуа Далибар сообщил о причинах Бенджамину Франклину в письме, датированном февралем 1762 г. «Во-первых, различные электрические удары так потрясли мою нервную систему, что моя рука страдает от конвульсивного тремора, настолько сильного, что я не могу и стакан ко рту поднести; и если я сейчас коснусь хоть одной электрической искры, то не смогу целых двадцать четыре часа даже поставить свою подпись. Еще я заметил, что мне теперь очень трудно отправлять письма, потому что электричество из испанского воска, передаваясь в мою руку, лишь усиливает тремор».

Далибар такой был не один. Книга Бенджамина Вильсона A Treatise on Electricity («Трактат об электричестве», 1752) поспособствовала росту популярности электричества в Англии, но вот самому ему пришлось не слишком хорошо. «После того, как я перенес множество ударов в течение нескольких недель, – писал он, – я настолько ослаб, что даже самое малое количество электрической материи в бутылке наносило мне сильнейший удар и вызывало необыкновенную боль, такую, что я прекратил всякие дальнейшие попытки». Даже потирая рукой стеклянный шар – то есть пользуясь самой примитивной из существовавших тогда электрической машиной, – он страдал от «жестокой головной боли»[37].

Автор первой немецкой книги, полностью посвященной электричеству, Neu-Entdeckte Phænomena von Bewunderns-würdigen Würckungen der Natur («Новооткрытый феномен чудесной деятельности природы», 1744), страдал от постепенно прогрессирующего паралича одной половины тела. Иоганн Доппельмайер, профессор математики из Нюрнберга, которого еще называют «первым электрическим мучеником», упрямо продолжал свои исследования и умер от инсульта в 1750 г. после очередного эксперимента с электричеством[38].

Вот лишь три ранние жертвы – трое ученых, которые помогли родиться электрической революции, но сами в ней уже участия не приняли.

Даже у Франклина развилась хроническая неврологическая болезнь, которая началась в период экспериментов с электричеством и потом периодически возвращалась в течение жизни. Хотя он страдал еще и от подагры, другая проблема беспокоила его куда больше. 15 марта 1753 г. он писал о своей головной боли: «Уж лучше бы у меня так болела пятка – с этим я бы справился лучше». Один из рецидивов, когда в 1757 г. он посетил Лондон, продлился почти пять месяцев. Он писал своему врачу, что «голова кружится и плывет», он слышит «какой-то гул», а перед глазами пляшут «маленькие, тусклые, едва заметные огоньки». Фраза «ужасная простуда», часто встречающаяся в его переписке, обычно сопровождается упоминанием той же самой боли, головокружения и проблем со зрением[39]. Франклин, в отличие от своего друга Далибара, так и не заподозрил никаких связей с электричеством.

Жан Морен, профессор физики в Шартрском королевском колледже и автор книги Nouvelle Dissertation sour l’Électricité («Новая диссертация об электричестве») считал, что подвергать себя воздействию электричества в какой бы то ни было форме вредно для здоровья, и, чтобы проиллюстрировать свою мысль, он описал эксперимент, для которого использовал не машину для получения электричества путем трения, а своего домашнего кота. «Я положил на покрывало своей постели большого кота, – писал он. – Я погладил его и в темноте увидел, как сыплются искры». Он продолжал гладить кота более получаса. «Тысяча маленьких огоньков летала там и сям, и чем дольше я гладил, тем больше увеличивались искры, пока не стали похожи на сферы или шары огня размером с лесной орех… Я поднес глаза к одному из этих шаров и тут же почувствовал болезненное жжение в глазах; остальное мое тело от удара не пострадало, но вслед за болью последовало головокружение, от которого я упал набок, меня оставили силы, и я сражался, так сказать, с обмороком, сражался с собственной слабостью, от которой пришел в себя лишь через несколько минут»[40].

От подобных реакций, конечно, страдали не одни только ученые. То, что сегодня знает мало кто из врачей, было известно всем электрикам XVIII в. и их последователям, электротерапевтам XIX в.: у электричества есть побочные эффекты, и некоторые люди необъяснимым образом намного более чувствительны к нему, чем другие. «Есть люди, – в 1780 г. писал Пьер Бертолон, врач из Лангедока, – на которых искусственное электричество оказывает огромное впечатление; небольшой удар током, простая искра, даже слабенькая электрическая ванна приводят к сильнейшему долгосрочному эффекту. У других же, как я обнаружил, даже сильные электрические операции не вызывают никаких ощущений… Между двумя этими крайностями – множество нюансов, которые соответствуют разным представителям рода человеческого»[41].

Многочисленные эксперименты Сиго де ла Фонда с человеческими цепочками ни разу не дали одинаковых результатов. «Есть люди, на которых электричество действует весьма прискорбно и вредно, – объявил он. – Это впечатление связано с расположением органов у тех, кто его переживает, и чувствительностью или раздражительностью их нервов; скорее всего, в цепи, состоящих из многих людей, нет никого, кто бы почувствовал удары одинаковой силы»[42].

Врач Модюйт в 1776 г. предположил, что «степень воздействия во многом зависит от сообщения между головным мозгом, спинным мозгом и разными частями тела посредством нервов. Те, у кого это сообщение менее свободно, или те, кто страдают от нервной болезни, переносят воздействие тяжелее других»[43].