6. Die Wirkungen elektrischer Reizung.

Der elektrische Reiz steht den anderen Reizqualitäten in mancher

Beziehung eigenartig gegenüber. Einerseits kommt der elektrische Reiz

wohl in der freien Natur nur in Ausnahmefällen mit den lebendigen

Organismen in Berührung, was sonst nur noch von manchen chemischen

Reizen gilt. Andererseits aber besitzt er mancherlei Eigenschaften,

die seine Anwendung auf die lebendige Substanz ganz besonders leicht

und bequem gestalten. Der elektrische Reiz läßt sich so bequem wie

kein anderer in seiner Intensität abstufen, mit einer Feinheit, die

den höchsten Anforderungen entspricht. Ferner läßt er sich zeitlich

auf jede beliebige Weise in seiner Anwendung begrenzen. Diese großen

Vorzüge, die mit der genial entwickelten elektrischen Reizmethodik

ihre höchste methodische Bedeutung erlangt haben, sind der Anlaß

dafür geworden, daß man in der gesamten Physiologie überall, wo es

sich um die Untersuchung von Reizwirkungen auf Zellen, Gewebe, Organe

handelt, fast ausschließlich den elektrischen Reiz verwendet. So ist

in der physiologischen Forschung der elektrische Reiz zum Reiz „par

excellence“, zum alleinherrschenden Reiz geworden.

Von den verschiedenen Methoden Elektrizität zu gewinnen (Reibung,

Influenz, Berührung, Induktion), wendet man zu Reizzwecken in

der Physiologie fast allein den durch Berührung oder Induktion

gewonnenen galvanischen Strom an, weil dieser durch seine Konstanz und

Zuverlässigkeit, durch seine bequeme Handhabung und Anwendbarkeit,

durch seine feine Abstufbarkeit an Intensität und Dauer die größten

Vorteile bietet. Da die Methodik der galvanischen Reizung sich aber bis

zu einer überaus großen Feinheit entwickelt hat, wird es zweckmäßig

sein, erst kurz auf einige der wichtigsten Apparate einzugehen.

[Illustration: Fig. 206. +Galvanisches Element.+ Der freie Zinkpol

(-) ist mit dem freien Kupferpol (+) durch einen Draht verbunden, so

daß ein Stromkreis entsteht in dem die Richtung des Stromes durch die

Pfeile angegeben ist.]

Wie wir bereits a. a. O.[446] sahen, entsteht eine galvanische

Spannung, wenn wir zwei Streifen von verschiedenartigen Metallen oder

gewissen anderen Körpern mit je einem Ende in eine schwach angesäuerte

Flüssigkeit eintauchen. Haben wir z. B. einen Streifen von Kupfer und

einen Streifen von Zink, die mit ihren unteren Enden in ein Gefäß mit

verdünnter Schwefelsäure tauchen, während die oberen Enden frei in

die Luft ragen, so haben wir die +primitivste Form eines galvanischen

Elements+ (Fig. 206), in welchem zwischen den freien Enden des Zinks

und Kupfers eine Spannung besteht in der Weise, daß sich das freie

Kupferende elektrisch positiv, das freie Zinkende elektrisch negativ

verhält. Verbinden wir die beiden freien Metallenden durch einen

metallischen Leiter, z. B. einen Draht, so kann sich in dem Moment,

wo diese Verbindung hergestellt wird, die elektrische Spannung

ausgleichen. Da sie aber an der Berührungsstelle der Metalle mit der

Flüssigkeit immer wieder von neuem entsteht, so resultiert auf diese

Weise eine kontinuierliche Ausgleichung der Spannung, die wir als

+einen konstanten galvanischen Strom+ bezeichnen. Die Kontinuität von

Kupfer, Draht, Zink, Flüssigkeit, Kupfer bildet gewissermaßen einen

geschlossenen Kreis, in dem der Strom fließt. Dieser galvanische Strom

hat immer die gleiche Richtung; er fließt, wenn wir die außerhalb

der Flüssigkeit befindlichen Enden der Metalle ins Auge fassen, vom

Kupfer, dem positiven Pole, durch den Draht zum Zink, dem negativen

Pole. In der Flüssigkeit selbstverständlich umgekehrt: vom Zink durch

die Flüssigkeit wieder zum Kupfer zurück. Da wir aber konventionell

immer die außerhalb der Flüssigkeit befindlichen Pole als positiven

und negativen Pol bezeichnen, so ist jeder Irrtum ausgeschlossen: das

Kupfer ist der positive, das Zink der negative Pol, oder, wie wir, um

die Stromesrichtung im Namen zum Ausdruck zu bringen, auch sagen, +das

Kupfer (+) ist die Anode, das Zink (−) die Kathode+.

[Illustration: Fig. 207. +~Daniell~sches Element.+ _Zn_ zylinderförmige

Zinkplatte, _TZ_ Tonzelle, _Cu_ zylinderförmige Kupferplatte.]

[Illustration: Fig. 208. +Chromsäure-Tauchelement.+ _C_ Kohle, _Zn_

Zink. Die Zinkplatte ist aus der Chromsäurelösung herausgezogen.]

Diese Form des primitiven galvanischen Elements, wie sie z. B. in

geringer Modifikation dem sehr starken Chromsäuretauchelement (Fig.

208) zugrunde liegt, bei dem Kohle und Zink in verdünnte Chromsäure

tauchen, diese Form hat sich für manche Zwecke als unbrauchbar

herausgestellt. Wenn man nämlich den Stromkreis lange Zeit geschlossen

läßt, d. h. die metallische Verbindung zwischen beiden Metallenden

lange Zeit nicht unterbricht oder, wie man sagt: den Strom nicht

„öffnet“, so findet man, daß er nach längerer Zeit nicht mehr so stark

ist als anfangs. Das beruht darauf, daß sich an den beiden in der

Flüssigkeit befindlichen Metallenden durch elektrolytische Zersetzung

gewisse Stoffe, sogenannte „Polarisationsprodukte“, gebildet und

angehäuft haben, die nun ihrerseits durch Berührung mit der Flüssigkeit

zur Entstehung eines galvanischen Stromes Anlaß geben, der dem

ursprünglichen Strome entgegengesetzt ist, ihn also allmählich mehr

und mehr schwächt. Um die Entstehung dieses „+Polarisationsstromes+“

zu verhindern und so den ursprünglichen Strom auf möglichst konstanter

Intensität zu erhalten, hat man den Ausweg gefunden, daß man beide

Metalle in verschiedene Flüssigkeiten taucht, die durch eine poröse

Tonscheidewand voneinander getrennt und so beschaffen sind, daß sie

die sich bildenden Polarisationsprodukte im Moment ihrer Entstehung

gleich wieder unwirksam machen. So kann sich kein Polarisationsstrom

entwickeln, und die elektromotorische Kraft des Elements bleibt

konstant. Solche „+konstante Elemente+“ sind in verschiedenen Formen im

Gebrauch. Die bekanntesten und in der Physiologie am meisten benutzten

sind die von ~Daniell~ (Fig. 207), bei denen Zink in verdünnte

Schwefelsäure und Kupfer in konzentrierte Kupfersulfatlösung taucht,

ferner die von ~Bunsen~, bei denen Zink in verdünnte Schwefelsäure

und Kohle (die das Kupfer vertritt) in konzentrierte Salpetersäure

taucht, und schließlich die von ~Grove~, bei denen Zink in verdünnte

Schwefelsäure und Platin (statt des Kupfers) in konzentrierte

Salpetersäure taucht. Der freie Zinkpol ist bei allen die Kathode.

[Illustration: Fig. 209. _I_ +Stromkreis+, abgeleitet von dem Element

_E_ zu dem Nerven _N_ eines Nervmuskelpräparats. Im Stromkreis befindet

sich der Schlüssel _S_. _II_ +Quecksilberschlüssel+.]

In diesen galvanischen Elementen besitzen wir nunmehr

Elektrizitätsquellen, von denen wir jeden Augenblick einen galvanischen

Strom in bequemster Weise ableiten können, wohin wir ihn haben wollen.

Um irgendein lebendiges Objekt, etwa ein Nervmuskelpräparat vom

Frosch, galvanisch zu reizen, brauchen wir daher nur den Draht, der

die beiden Metalle eines Elements verbindet, zu durchschneiden und

zwischen seine Enden das Präparat einzuschalten; dann fließt der Strom

durch das Präparat (Fig. 209 _I_). Um aber bequem jeden Augenblick den

Stromkreis unterbrechen und wieder schließen und so die Einwirkung des

Reizes auf das Präparat willkürlich beherrschen zu können, schalten

wir in den einen Draht noch einen sogenannten „+Stromschlüssel+“ ein.

Dieser besteht aus einem in isolierenden Hartgummi eingelassenen

Quecksilbernäpfchen, in welches das eine Drahtende eintaucht, während

das andere mit einem kleinen Hebel in metallischer Verbindung steht,

den man beliebig jeden Augenblick in das Quecksilber tauchen oder

herausheben kann, so daß die metallische Leitung jeden Augenblick

hergestellt und wieder unterbrochen oder, mit anderen Worten, der

Strom geschlossen und geöffnet werden kann (Fig. 209 _II_).

Wenn man länger einwirkende Ströme auf ein Präparat anwendet, so darf

man nicht die Metalldrähte selbst als Elektroden an den Nerven oder

Muskel etc. anlegen, da sonst an der Berührungsstelle des Metalls

mit dem Präparat, das ja einen feuchten Leiter vorstellt, wieder

Anlaß zur Entstehung von Polarisationsströmen gegeben wäre, die das

Präparat selbst reizen und so den Versuch stören würden. Um diesen

Uebelstand zu vermeiden, hat man daher sogenannte „+unpolarisierbare

Elektroden+“ konstruiert, die an der Berührungsstelle mit dem

Präparat keinen Polarisationsstrom entstehen lassen[447]. Diese

unpolarisierbaren Elektroden bestehen in ihrer bequemsten Form je aus

einer kurzen Glasröhre, die unten mit einem Pfropfen von plastischem

Ton verschlossen ist, in dem ein kurzer, weicher Pinsel steckt, während

das Lumen der Röhre mit einer konzentrierten Zinksulfatlösung gefüllt

ist, in die ein mit dem Zuleitungsdraht verbundener Zinkstab eintaucht

(Fig. 210). Diese Elektroden stecken in verstellbaren Stativen und

können ungemein leicht gehandhabt und an das Präparat mit ihren spitzen

Pinseln angelegt werden.

[Illustration: Fig. 210. +Eine unpolarisierbare Elektrode.+ In einem

beweglichen Stativ steckt eine Glasröhre, die mit einem Tonpfropfen

verschlossen und mit konzentrierter Zinksulfatlösung gefüllt ist. In

dem Tonpfropfen steckt ein feuchter Pinsel, und in die Lösung ragt

ein Zinkstab, zu dem der Draht geleitet wird. Ueber die Pinsel zweier

solcher Elektroden wird der Nerv des Präparats gelegt.]

Nachdem wir in den galvanischen Elementen eine zuverlässige Quelle der

Elektrizität kennen gelernt haben, handelt es sich nunmehr darum, die

Intensität des galvanischen Stromes beliebig fein abzustufen. Zu diesem

Zwecke müssen wir das Grundgesetz, das die Intensitätsverhältnisse des

Stromes formuliert, etwas näher ins Auge fassen. Es ist +das ~Ohm~sche

Gesetz, welches sagt, daß die Intensität eines Stromes proportional ist

der elektromotorischen Kraft der Stromquelle und umgekehrt proportional

den Widerständen+: _I_ = _E_/_W_.

Die elektromotorische Kraft hängt ab von der Art und der Zahl der

Elemente. Manche Elemente haben nur geringe elektromotorische

Spannung, andere sehr hohe, und koppelt man zwei oder mehrere

Elemente aneinander, so kann man einen Strom von beträchtlicher

Stärke erhalten. Nach dem Ohmschen Gesetz wird also das Mittel, um

die Intensität _I_ eines Stromes in gröberer Weise zu steigern oder

zu schwächen, darin liegen, daß man die Zahl der Elemente vermehrt

oder verringert, denn dadurch wird die elektromotorische Kraft _E_

vergrößert oder vermindert. Aber diese Abstufung durch die Veränderung

der elektromotorischen Kraft ist eine sehr rohe und läßt keine

feineren Intensitätsänderungen zu. Deshalb benutzen wir, wo es sich

um feinere Abstufungen der Intensität handelt, den zweiten Faktor,

von dem, wie das ~Ohm~sche Gesetz sagt, die Intensität abhängig ist:

das sind die Widerstände _W_. Die Widerstände sind von zweierlei Art:

einerseits innere Widerstände, d. h. Widerstände, die im Element

selbst durch die Flüssigkeit etc. gegeben sind, denn die Flüssigkeit

ist ein feuchter und daher schlechter Elektrizitätsleiter; anderseits

äußere Widerstände, die in der Art, der Länge und dem Querschnitt der

Leitung außerhalb des Elements gelegen sind. Die letzteren sind es

hauptsächlich, die wir in feinster Weise abstufen können.

[Illustration: Fig. 211. +Prinzip der Nebenschließung.+ _I_ Ein

einfacher Stromkreis, _II_ Stromkreis mit Nebenschließung. _E_ Element,

_N_ Nervmuskelpräparat, _+AB+_ Nebenschließung.]

Gute Leiter sind die Metalle; deshalb wählen wir zu unseren Leitungen

außerhalb des Elements immer Metalldrähte, am besten Kupferdrähte. Ihr

Widerstand ist um so geringer, je kürzer die Leitung und je größer

ihr Querschnitt ist. Um den Widerstand zu erhöhen und dadurch die

Intensität des Stromes zu schwächen, haben wir also ein sehr feines und

leicht abstufbares Mittel in der Hand: wir verlängern die Drahtleitung

und nehmen Drähte von recht geringem Querschnitt.

Auf diesen Tatsachen basiert ein Prinzip, das bei den Apparaten, die

zur Abstufung der Stromesintensität konstruiert worden sind, allgemein

zur Verwendung kommt: +das ist das Prinzip der Nebenschließung+. Leiten

wir z. B. von einem Element _E_ (Fig. 211 _I_) durch Kupferdrähte

einen Kreis ab zu einem Präparat _N_, so fließt durch das Präparat,

wenn es auch als feuchter Leiter einen beträchtlichen Widerstand

gibt, doch ein galvanischer Strom von einer bestimmten Intensität,

die sich leicht messen läßt. Bringen wir aber in diesem Stromkreise

eine „Nebenschließung“ an, indem wir zwei gegenüberliegende Punkte der

metallischen Leitung durch einen Querdraht verbinden, so wird dadurch

von dem großen Stromkreis noch ein kleiner Kreis (_+EAB+_) abgezweigt,

in dem die Widerstände bedeutend geringer sind als in dem großen

Kreise, weil seine Leitung einerseits nur aus metallischen Leitern

besteht und anderseits auch kürzer ist als die des großen Kreises.

Die Folge davon ist, wie das Ohmsche Gesetz ohne weiteres lehrt, daß

in dem großen Kreise nur noch ein Strom von verschwindend geringer

Intensität kreist, der so schwach ist, daß er unter Umständen gar keine

Wirkung mehr auf das Präparat ausübt, während in dem kleinen Kreise ein

Strom von beträchtlicher Intensität sich bewegt. Wir haben also zwei

Extreme der Intensität in dem großen Kreise, in dem sich das Präparat

befindet; einmal bei unterbrochener Nebenschließung einen Strom von

bemerkenswerter Intensität und das zweite Mal bei geschlossener

Nebenschließung einen Strom von ganz verschwindend geringer Intensität.

Zwischen diesen beiden Extremen können wir nun die Stromesintensität

in der feinsten Weise abstufen, indem wir die Widerstände in der

Nebenschließung sukzessive vergrößern, bis sie so groß werden, daß die

Nebenschließung fast gar nicht mehr leitet. Dann geht wieder nahezu der

ganze Strom durch den großen Kreis und das Präparat.

[Illustration: Fig. 212. ~Du Bois-Reymond~s +Rheochord+.]

Dieses Prinzip der Nebenschließung hat ~Du Bois-Reymond~ benutzt zu

seinem „+Rheochord+“, einem Apparat, der dazu dient, die Intensität

in dem Stromkreise eines Präparats durch Einschaltung von bestimmt

abgemessenen Widerständen in eine Nebenschließung beliebig zu steigern.

Als Widerstände sind dabei dünne Drähte von ganz bestimmter Länge

benutzt, die nach und nach in die Nebenschließung eingeschaltet werden

können. Der Apparat (Fig. 212) besteht nämlich in seinen wesentlichen

Teilen aus einer dicken Messingleiste, die in bestimmten Abständen

in ihrer Kontinuität unterbrochen ist, so daß sie eigentlich eine

Reihe selbständiger Metallklötze vorstellt, die aber alle durch

Einfügen metallischer Verbindungsstücke wieder zu einer einzigen

Leiste verbunden werden können. Jeder dieser Messingklötze steht

ferner mit dem benachbarten Klotz durch einen sehr dünnen Draht von

bestimmter Länge in Verbindung, und auf dem Draht, der die ersten

beiden Metallklötze verbindet, kann ein metallischer Schieber hin

und her geschoben werden, so daß die leitende Drahtstrecke, welche

die beiden ersten Messingklötze verbindet, durch Hinaufschieben des

Schiebers verkürzt oder ganz ausgeschaltet werden kann. Dieser ganze

Apparat wird als Nebenschließung in den Stromkreis eingeschaltet, in

dem sich das Präparat befindet, in der Weise, daß von der Stromquelle

die beiden Poldrähte zu der Messingleiste und von dort zwei andere

Drähte zum Präparat geleitet werden. Sind nun die Verbindungsstücke

der Metallklötze sämtlich zwischen die Klötze eingefügt, so daß die

Messingleiste eine Kontinuität bildet, so haben wir denselben Fall

wie in Fig. 212. Es geht also durch den kleinen Kreis ein starker

Strom, weil hier wenig Widerstände sind, während durch den großen

Kreis nur ein sehr schwacher Strom fließt, da hier das Präparat

einen beträchtlichen Widerstand bietet. Wir können nun aber mittels

unseres Apparats in bequemster Weise den geringen Strom, der durch

den Präparatkreis geht, verstärken, indem wir die Widerstände in dem

Kreise der Nebenschließung erhöhen, und das erreichen wir, indem wir

den Schieber zunächst immer weiter und weiter hinabschieben (Fig. 212),

so daß der Strom eine immer größere Strecke des ersten Rheochorddrahtes

durchlaufen muß, die an einer Skala zu messen ist. Dann aber können

wir die Widerstände noch mehr verstärken, indem wir nach und nach auch

noch die Verbindungsstücke zwischen den Metallklötzen herausnehmen. Die

Folge davon ist, daß der Strom ausschließlich in der Nebenschließung

die ganzen Rheochorddrähte durchlaufen muß, die bei ihrer Dünne und

Länge einen ganz beträchtlichen Widerstand bilden. Je mehr aber die

Widerstände im Kreise der Nebenschließung wachsen, um so mehr steigt

die Intensität des Stromes, der durch den Präparatkreis geht, und da

die Widerstände genau abgemessen sind, so kann man auf diese Weise

die Stromintensität im Präparatkreise in der feinsten Weise abstufen.

Aehnliche Widerstandsapparate, die zum Teil auf dem gleichen, zum Teil

auf ganz anderen Prinzipien beruhen, sind in größerer Zahl und in

mannigfaltigen Formen für physikalische wie für physiologische Zwecke

konstruiert worden. Es genügt indessen für physiologische Zwecke in den

meisten Fällen das alte ~Du Bois-Reymond~sche Rheochord.

[Illustration: Fig. 213. +Induktionsstrom.+ _I_ Primäre Spirale, _E_

Element, _S_ Schlüssel. _II_ Sekundäre Spirale, _N_ Präparat.]

Schließlich bleibt noch übrig, Mittel kennen zu lernen, die es

ermöglichen, einen Strom von momentaner Dauer auf ein Präparat

einwirken zu lassen, und die es ferner gestatten, solche Ströme von

momentaner Dauer in schneller, rhythmischer Aufeinanderfolge zu

erzeugen. Solche Mittel geben uns die Tatsachen der Induktion an die

Hand. Es ist dazu nötig, daß wir uns die +Gesetze der Induktionsströme+

kurz vergegenwärtigen. Haben wir eine Drahtspirale, in deren Nähe,

aber ohne sie zu berühren, sich eine zweite Drahtspirale befindet,

und lassen wir durch die erste, die sogenannte „+primäre Spirale+“,

einen konstanten Strom fließen (Fig. 213), so entsteht im Moment der

Schließung dieses primären Stromes in der zweiten, der „+sekundären

Spirale+“, ebenfalls ein Strom. Dieser „+Induktionsstrom+“ ist von ganz

kurzer Dauer; er entsteht nur im Moment der Schließung des primären

Stromes, um sofort wieder zu verschwinden. Solange der primäre Strom

durch die primäre Spirale fließt, ist nicht der geringste Strom

mehr in der sekundären Spirale vorhanden. Dagegen entsteht sofort

wieder ein kurzer Induktionsstrom in der sekundären Spirale, sobald

der primäre Strom geöffnet wird. Also nur im Moment der Schließung

und der Oeffnung des primären Stromes entsteht ein Induktionsstrom.

Der „+Schließungs-Induktionsstrom+“ ist aber in gewisser Beziehung

ganz wesentlich von dem „+Oeffnungs-Induktionsstrom+“ unterschieden.

Während der Schließungs-Induktionsstrom die entgegengesetzte Richtung

hat wie der primäre Strom, ist der Oeffnungs-Induktionsstrom dem

primären Strome gleich gerichtet. Diese Tatsache ist wichtig, denn

sie erklärt uns gleichzeitig einen anderen Unterschied zwischen dem

Schließungs- und Oeffnungsschlag. Wird nämlich der Strom in der

primären Spirale geschlossen, so induziert er bei seinem Entstehen

nicht nur in der sekundären Spirale, sondern auch in den Windungen

der eigenen Spirale einen entgegengesetzt gerichteten Strom, und

dieser ihm entgegenlaufende „+Extrastrom+“ hemmt das Anschwellen des

primären Stromes, bis letzterer die Höhe seiner Intensität erreicht

hat, auf der die Induktionswirkung aufhört. Das ist bei der Oeffnung

des primären Stromes aber anders, denn der Extrastrom, der bei der

Oeffnung des primären Stromes in den Windungen der primären Spirale

entsteht, ist diesem gleich gerichtet. Daher macht sich auch in

der sekundären Spirale ein wesentlicher Unterschied zwischen dem

Induktionsschließungsschlag und dem Induktionsöffnungsschlag bemerkbar,

insofern beim Schließungsschlag die elektrische Spannung wegen des

langsameren Anschwellens des primären Stromes sich allmählicher

ausgleicht als beim Oeffnungsschlag, wo der Ausgleich ganz plötzlich

erfolgt. Wo es sich daher darum handelt, einen ganz momentanen

Strom auf ein lebendiges Objekt einwirken zu lassen, da werden wir

ausschließlich den Induktionsöffnungsschlag verwenden. Abstufen läßt

sich die Intensität der Induktionsschläge durch die Abstände, die man

zwischen primärer und sekundärer Spirale läßt. Bei größerem Abstand ist

die Intensität geringer, bei kleinerem größer, am größten aber, wenn

man die sekundäre Drahtrolle, die man immer etwas größer wählt, über

die primäre ganz hinüberschiebt.

[Illustration: Fig. 214. +~Neef~scher oder ~Wagner~scher Hammer.+]

[Illustration: Fig. 215. +~Du Bois-Reymond~s Schlitten-Induktorium.+]

Ein derartiger Apparat zur Erregung von Induktionsströmen ist das

zum allernotwendigsten Handwerkszeug des Physiologen gehörige

„+Schlitten-Induktorium+“ von ~Du Bois-Reymond~. Dieser Apparat,

der die sekundäre Drahtrolle auf einer schlittenartigen Bahn

verschieben läßt (Fig. 215), ist gleichzeitig dazu eingerichtet,

einzelne Induktionsschläge schnell und rhythmisch hintereinander zu

erzeugen. Die Vorrichtung, die das ermöglicht, ist der ~Neef~sche

oder ~Wagner~sche Hammer (Fig. 214) und beruht auf folgendem

Prinzip. Bekanntlich hat der galvanische Strom die Eigentümlichkeit,

ein Stück weichen Eisens, das er umfließt, in einen Magneten zu

verwandeln, solange er geschlossen bleibt. Wird der Strom geöffnet,

so verschwindet der Magnetismus auch wieder aus dem weichen Eisen.

Beim ~Neef~schen Hammer haben wir nun eine Messingsäule _S_, die

eine gerade gestreckte Feder trägt. Diese Feder, an deren freiem

Ende ein kleiner Hammer aus weichem Eisen befestigt ist, berührt in

ihrer Ruhelage eine Stellschraube _T_, welche mit einem Draht _P_

in Verbindung steht, der in Windungen um einen senkrecht unter dem

Federhammer befindlichen Stab aus weichem Eisen herumläuft und in

einer zweiten kleinen Messingsäule endigt. Die beiden Messingsäulen

tragen Klemmschrauben, um die zuleitenden Drähte vom Elemente _E_ her

zu befestigen. Wird der galvanische Strom des Elements geschlossen, so

geschieht folgendes. Der Strom tritt durch die Messingsäule _S_ ein,

geht durch die Feder, von hier aus in die Schraube _T_, dann weiter

durch die Drahtrolle _P_, von hier um den Eisenstab herum und zur

zweiten, kleineren Messingsäule, von wo er zum Element zurückkehrt.

Die Folge davon ist, daß der weiche Eisenstab magnetisch wird und den

über ihm schwebenden Hammer anzieht. Dadurch wird der Kontakt der

Feder mit der Schraube _T_ aufgehoben. Durch die Aufhebung dieses

Kontakts aber ist der Strom unterbrochen; folglich hört der Magnetismus

in dem weichen Eisenstab auch wieder auf, und der Hammer schnellt

vermöge der Federkraft der Feder wieder in die Höhe. Infolgedessen

berührt die Feder wieder die Schraube _T_, und der Strom ist von neuem

geschlossen. So wird durch diese sinnreiche Einrichtung, solange das

Element eingeschaltet bleibt, der Strom fortwährend geschlossen und

unterbrochen in schneller, rhythmischer Aufeinanderfolge. Beim ~Du

Bois-Reymond~schen Schlittenapparat (Fig. 215) ist ein derartiger

Hammer in den primären Stromkreis eingeschaltet, und indem der

Hammer spielt, bekommen wir bei jeder Oeffnung und jeder Schließung

im sekundären Kreise einen Induktionsschlag, so daß eine schnelle

Aufeinanderfolge von Induktionsschlägen entsteht, die es gestattet, ein

Präparat in schnellem Rhythmus intermittierend zu reizen. Es ist zwar

nicht zu übersehen, daß mittels dieses Apparates keine rhythmischen

Reize von wirklich vollkommen gleicher Intensität und gleicher Frequenz

zu erzielen sind, aber die Konstruktion einfacher Apparate, die diese

Anforderungen tatsächlich erfüllen und die gleichzeitig eine beliebige

Abstufung sowohl der Intensität als der Frequenz der Einzelreize

gestatten, stößt vorläufig auf unüberwindliche Schwierigkeiten, so sehr

ein solcher Apparat den sehnlichen Wunsch des Physiologen bildet.

Wir verdanken die Konstruktion der meisten oben abgebildeten Apparate

allein ~Du Bois-Reymond~s Erfindergabe, die uns eine Methodik

geschaffen hat, die in vielen Gebieten der Physiologie unentbehrlich

geworden ist.

Gehen wir nach diesem Exkurs über die Technik der galvanischen Reizung

zu den Wirkungen über, die der galvanische Reiz auf die lebendige

Substanz ausübt.

a) Erregungswirkungen.

Es ist eine bemerkenswerte Tatsache, daß die elektrische Reizung,

obwohl sie in der Physiologie seit langer Zeit zu den gewöhnlichsten

und alltäglichsten Handhabungen gehört, früher fast ausschließlich

auf die Nerven- und Muskelfaser und nur gelegentlich auch auf

Pflanzenzellen und einzellige Organismen angewendet worden ist. Dieser

Umstand hängt eng mit der einseitigen Entwicklung unserer Wissenschaft

als einer reinen Organphysiologie der Wirbeltiere zusammen. Wenn man

sich auf die Organe des hochentwickelten Tierkörpers beschränkt,

dann ist es bei der Abhängigkeit fast aller Gewebe vom Nervensystem

bei diesen Objekten sehr naheliegend und in vielen Fällen sogar

unvermeidlich, die verschiedenen Gewebe nur indirekt durch die

dazugehörigen Nerven zu reizen, da man die Beteiligung der zwischen

allen Gewebezellen ungemein verzweigten Nervenfasern bei der Reizung

meistens kaum ausschalten kann. Nur für den Muskel haben wir im

Curare, jenem äußerst merkwürdigen Pfeilgift der südamerikanischen

Indianer, ein Mittel kennen gelernt, um ihn der Einwirkung des

Nervensystems vollständig zu entziehen. Die Zellen der Drüsengewebe,

der Schleimhäute, der Bindegewebe etc. dagegen sind von dem Einfluß der

sie versorgenden Nerven nicht zu befreien, und wenn wir daher einen

elektrischen Strom auf sie einwirken lassen, so bekommen wir bei der

viel höheren Erregbarkeit der Nervenfasern nie eine direkte Reizung der

betreffenden Gewebezellen allein, sondern immer zugleich eine Reizung

der Nervenfasern, die nun ihrerseits wieder ihre eigene Erregung auf

die Drüsenzelle, Bindegewebezelle etc. übertragen. Um ein Gewebe durch

Reizung in Tätigkeit zu versetzen, genügt es freilich und ist es nicht

nur sehr bequem, sondern sogar auch den natürlichen Verhältnissen am

meisten entsprechend, dasselbe indirekt durch den Nerven zu reizen;

die Wirkungen des galvanischen Stromes auf das Gewebe selbst aber

lassen sich dabei nicht studieren. So kommt es, daß es sich bei allen

unzähligen elektrischen Reizversuchen am Wirbeltierkörper fast immer

nur um direkte Nerven- oder Muskelreizung gehandelt hat.

Dieser Umstand hat in der Physiologie zu mancherlei einseitigen

Vorstellungen über die Wirkungen der galvanischen Reizung geführt. Das

ist besonders hervorgetreten bei der Formulierung der Gesetzmäßigkeiten

in den polaren Wirkungen des konstanten Stromes auf die lebendige

Substanz. +Läßt man einen konstanten Strom durch ein lebendiges Objekt

fließen, so zeigt sich, daß nicht die ganze vom Strom durchflossene

Strecke gleichzeitig erregt wird, sondern daß die Erregung an der

Eintritts- resp. Austrittsstelle des Stromes, also an der Anode resp.

Kathode primär entsteht und von hier erst sich über das ganze Objekt

ausbreitet. Anode und Kathode sind also die Stellen, an denen der Strom

überhaupt allein direkt erregend wirkt+, aber wann Anode und wann

Kathode Ausgangspunkt der Erregung ist, das ist einer ganz bestimmten

Gesetzmäßigkeit unterworfen, und diese Gesetzmäßigkeit findet ihren

Ausdruck in dem +Gesetz der polaren Erregung+.

Wenn man durch einen motorischen Nerven einen konstanten Strom

schickt, so wird der Nerv bei der Schließung an der Kathode erregt,

und von hier aus pflanzt sich die Erregung durch Nervenleitung bis

zum Muskel fort, der dann eine Zuckung ausführt. Bei der Oeffnung des

Stromes dagegen findet die Erregung des Nerven an der Anode statt

und pflanzt sich von hier aus zum Muskel fort, daß er zuckt. Dieses

Gesetz der polaren Erregung des Nerven hat ~Pflüger~[448] bereits im

Jahre 1859 begründet. Man überzeugt sich von seiner Richtigkeit auf

verschiedene Weise, am besten durch folgenden Versuch. Man läßt einen

konstanten Strom in verschiedener Richtung durch den Nerven eines

Nerv-Muskelpräparats fließen, einmal in absteigender Richtung, d. h.

so, daß die Anode dem zentralen Ende und die Kathode dem Muskel näher

liegt, und das andere Mal in aufsteigender Richtung, d. h. umgekehrt,

so daß die Anode dem Muskel und die Kathode dem zentralen Ende des

Nerven am nächsten liegt, und läßt beide Male die Zuckung des Muskels

auf einer Myographiontafel[449] aufzeichnen. Dann findet man aus der

Länge des Stadiums der latenten Reizung, daß bei der Schließung des

absteigenden Stromes der Muskel früher zuckt als bei der Schließung

des aufsteigenden Stromes, daß dagegen bei der Oeffnung das umgekehrte

Verhältnis stattfindet, und zwar beträgt die Differenz in der Zeit

gerade so viel als die Dauer der Erregungsleitung in der intrapolaren

Nervenstrecke. Daraus geht hervor, daß die Erregung bei der Schließung

von der Kathode, bei der Oeffnung von der Anode ausgehen muß. Dieses

selbe Gesetz der polaren Erregung wurde alsbald auch von ~Bezold~[450]

für den quergestreiften Muskel als gültig erkannt, und ~Engelmann~[451]

zeigte, daß es auch auf den glatten Muskel Anwendung findet. Nachdem

dann spätere Untersuchungen, besonders von ~Biedermann~[452], noch

eine Anzahl neuer Beweise für die Gültigkeit dieses Gesetzes geliefert

hatten, nahm man stillschweigend an, daß ebenso wie der Nerv und der

Muskel überhaupt alle lebendige Substanz durch den galvanischen Strom

bei der Schließung an der Kathode und bei der Oeffnung an der Anode

erregt würde. Allein, hier zeigte sich, wie die einseitige Untersuchung

des Nerven und Muskels zu Irrtümern zu führen geeignet ist, die bei

einer vergleichend-physiologischen Untersuchung vermieden werden

können, denn die Prüfung anderer Formen der lebendigen Substanz,

und zwar der verschiedenartigsten freilebenden Zellen, ergab, +daß

überhaupt nicht ein allgemein gültiges Gesetz der polaren Erregung für

die lebendige Substanz besteht+.

[Illustration: Fig. 216. +Objektträger mit Kästchen für galvanische

Reizung mikroskopischer Objekte.+ _a_ und _a_{′}_, Leisten von

gebranntem Ton, _b_ und _b_{′}_ isolierende Kittwälle, welche mit den

Leisten zusammen ein Kästchen abgrenzen, in das die Objekte gebracht

werden.]

Schon im Jahre 1864 machte ~Kühne~[453] die eigentümliche Beobachtung,

daß das +Actinosphaerium Eichhornii+ (Fig. 217) einem ganz abweichenden

Erregungsgesetze gehorche. Allein, die Beobachtung ~Kühne~s blieb

mehr als zwei Jahrzehnte lang vereinzelt und unbeachtet, weil man

einerseits in dem vollkommen unbegründeten Vorurteil befangen war,

daß das Gesetz der polaren Erregung des Muskels und Nerven allgemein

für alle lebendige Substanz gelten müsse und weil man andererseits in

der Physiologie in einer so weitgehenden Unkenntnis der wirbellosen

Tiere lebte, daß man sich mit der Deutung der an diesen beobachteten

Vorgänge gar nicht zu befassen wagte. Erst als man gewisse andere

Wirkungen des galvanischen Stromes, die „Galvanotaxis“, entdeckte,

wurde die ~Kühne~sche Beobachtung wieder beachtet und mit vollkommneren

Methoden bestätigt. Daran schloß sich die Beobachtung einer langen

Reihe von freilebenden Zellformen, die sämtlich ein vom Nerven und

Muskel in verschiedener Weise abweichendes Gesetz der polaren Erregung

befolgen[454].

[Illustration: Fig. 217. +Actinosphaerium Eichhornii+ in vier

aufeinanderfolgenden Stadien der polaren Erregung durch den konstanten

Strom. Von der Anode her zerfällt das Protoplasma.]

Um unter dem Mikroskop auf dem Objektträger galvanische Reizversuche

mit unpolarisierbaren Elektroden vorzunehmen, bedienen wir uns am

zweckmäßigsten eines Objektträgers (Fig. 216), auf dem zwei Leisten

von porösem Ton, wie er in den Tonzellen der galvanischen Elemente

Verwendung findet, parallel nebeneinander (_a_ und a_{′}) aufgekittet

und an ihren Enden durch je einen kleinen Wall isolierenden Kittes

(Kolophonium und Wachs) verbunden sind (_b_ und b_{′}), so daß ein

kleines offenes Kästchen auf dem Objektträger entsteht, in das man

die Wassertropfen mit den zu untersuchenden Objekten hineinbringen

kann. An die beiden parallelen Tonleisten werden die Pinsel der

gewöhnlichen unpolarisierbaren Elektroden angelegt. Mittels dieser

kleinen Vorrichtung gelingt es, die mikroskopischen Objekte nahezu

parallel zu durchströmen und die Wirkungen der Reizung gleichzeitig

unter dem Mikroskop zu beobachten. Reizt man auf diese Weise das

+Actinosphaerium+, wenn es seine Pseudopodien wie Sonnenstrahlen

geradlinig aus dem kugelförmigen Körper herausgestreckt hat, durch

einen konstanten Strom, so findet man, daß im Moment der Schließung

an denjenigen Pseudopodien, die in der Richtung der Anode und der

Kathode ausgestreckt sind, sich Kontraktionsvorgänge bemerkbar machen,

indem das Protoplasma der Pseudopodien sich zu kleinen Kügelchen

und Spindelchen zusammenballt und dem Körper zuströmt (Fig. 216).

Diejenigen Pseudopodien, die senkrecht zur Stromesrichtung ausgestreckt

sind, bleiben dagegen in Ruhe. +Wir haben also im Moment der Schließung

eine kontraktorische Anoden- und Kathodenerregung.+ Die Erregung

an der Anode ist von beiden die stärkere. Während der Dauer des

konstanten Stromes macht sich das auch bemerkbar. Die Erregungssymptome

an der Kathode verschwinden nämlich sehr bald nach der Schließung

allmählich, und die Pseudopodien nehmen hier ihr glattes Aussehen

wieder an, während an der Anodenseite die Erregung fortdauert, solange

der Strom geschlossen bleibt. Das äußert sich in den immer weiter

fortschreitenden Kontraktionsvorgängen. Das Protoplasma zieht sich

immer mehr von der Anodenseite her nach dem Körper zurück; bald sind

die Pseudopodien ganz eingezogen. Jetzt macht sich die Kontraktion

am Körper selbst bemerkbar: das Protoplasma der Vakuolenwände fließt

mehr und mehr nach dem Innern hinein, dabei zerplatzen die Vakuolen,

und ihre Wand selbst zerfällt zum Teil in feine Körnchen. Dieser

Einschmelzungs- und Zerfallsprozeß dauert so lange fort, wie der Strom

hindurchfließt, nimmt aber allmählich etwas an Intensität ab. +Es

kann also kein Zweifel bestehen, daß der konstante Strom auch während

seiner Dauer Erregung erzeugt.+ In dem Moment, wo der Strom geöffnet

wird, hört dagegen auch der Einschmelzungsprozeß des Protoplasmas an

der Anode sofort auf. Statt dessen machen sich an der Kathode geringe

Erregungssymptome bemerkbar, indem die Pseudopodien hier wieder

Kontraktionsvorgänge zeigen und ihr Protoplasma zu Kugeln und Spindeln

zusammenfließen lassen. Diese Wirkung hört aber nach einiger Zeit

allmählich wieder auf, und es kommt meist nicht zu einer vollständigen

Einziehung der kathodischen Pseudopodien. Oeffnet man den Strom

nicht, so zerfällt der Körper des +Actinosphaerium+ von der Anode her

immer weiter, aber im Laufe der Zeit immer langsamer, bis der Zerfall

schließlich, wenn der Strom nur schwach war, ganz stehen bleibt. War

der Strom dagegen stärker, so schreitet der Zerfallsprozeß schnell

fort, bis der ganze Körper in einen leblosen Körnerhaufen zerfallen

ist. +Das Actinosphaerium wird also bei der Schließung des konstanten

Stromes an der Anode und an der Kathode, bei der Oeffnung nur an der

Kathode kontraktorisch erregt.+

[Illustration: Fig. 218. +Amphistegina Lessonii+ (vergl. Fig. 185 p.

441). Die linsenförmige Kalkschale steht auf der scharfen Kante und

entsendet aus der zum Boden gerichteten Schalenöffnung nach allen

Seiten hin fadenförmige Pseudopodien, die am anodischen Pol sehr

starke, am kathodischen Pol etwas schwächere kontraktorische Erregung

deutlich erkennen lassen.]

Ganz ebenso wie +Actinosphaerium+ werden auch viele marine Rhizopoden,

wie +Orbitolites+, +Amphistegina+ (Fig. 218) u. a., bei der Schließung

des Stromes an der Anode stark, an der Kathode schwach kontraktorisch

erregt, eine Tatsache, die auf den langen fadenförmigen Pseudopodien

noch viel deutlicher in ihrer Reinheit hervortritt als bei

+Actinosphaerium+, indem sich auf den Pseudopodienfäden die für jede

starke kontraktorische Erregung so überaus charakteristischen Kügelchen

und Spindelchen an beiden Polen ganz besonders schön entwickeln[455].

An Flimmerepithelien von Wirbeltieren sah ~Kraft~[456] gleichfalls,

daß beim Hindurchfließen des konstanten Stromes die Flimmerbewegung

im Moment der Schließung an beiden Polen beschleunigt wurde. Ueber

die polare Wirkung der Oeffnung konnte er nicht zu einem definitiven

Ergebnis gelangen. Schließlich hat ~Loeb~[457] gefunden, daß auch

bei +Amblystoma+, einer amerikanischen Schwanzlurchform, die

Hautdrüsenzellen bei der Schließung des Stromes an der Anode erregt

werden, so daß am anodischen Pol die Ausscheidung eines weißlichen

Sekrets stattfindet, gleichgültig in welcher Richtung der Strom durch

den Körper geschickt wird.

[Illustration: Fig. 219. +Pelomyxa palustris.+ _I_ Normal, kuglig

kontrahiert. _II_ Im Moment der Schließung beginnt an der Anode das

Protoplasma zu zerfallen.]

Etwas anders, aber auch vom Muskel abweichend, verhält sich

+Pelomyxa+[458]. Wenn man dieses Protoplasmaklümpchen mit einem

konstanten galvanischen Strom reizt, so tritt im Moment der Schließung

nur an der Anode eine Erregung ein, die sich in einer plötzlichen,

ruckartigen Kontraktion mit sofort darauffolgendem Zerfall der

Anodenseite äußert (Fig. 219). Bei der Oeffnung des Stromes erfolgt

eine gleiche Kontraktion an der Kathodenseite, während der Zerfall

an der Anode sofort sistiert wird. Läßt man dagegen den Strom länger

geschlossen, so zerfällt schließlich der Körper von der Anodenseite

her allmählich in eine tote Masse. +Also Pelomyxa zeigt ebenfalls, daß

auch die Dauer des konstanten Stromes als Reiz wirkt.+ Dabei wird, je

länger der Strom geschlossen bleibt, die Erregbarkeit immer geringer.

Wird nach einiger Zeit der Einwirkung der Strom geöffnet, so wirkt

häufig die Oeffnung gar nicht mehr erregend, und um bei der Schließung

einen neuen Erfolg zu bekommen, muß man jetzt bedeutend stärkere

Ströme anwenden als zuvor. Die Abnahme der Erregbarkeit bei längerer

Einwirkung des Stromes ist auch der Grund, weshalb am +Actinosphaerium+

bei gleichbleibender Intensität des durchfließenden Stromes der

Einschmelzungsprozeß immer mehr an Intensität abnimmt. +Die lebendige

Substanz verliert eben bei längerer Einwirkung eines Reizes an

Erregbarkeit.+ Das Erregungsgesetz der +Pelomyxa+ ist also folgendes:

+Pelomyxa wird bei der Schließung an der Anode und bei der Oeffnung an

der Kathode kontraktorisch erregt.+

[Illustration: Fig. 220. +Amoeba proteus.+ Links ungereiztes Individuum

mit zahlreichen Pseudopodien, rechts zwei Individuen durch den

galvanischen Strom gereizt. An der Anode zeigt sich eine typische

Kontraktion, an der Kathode eine starke Expansion des Protoplasmas, was

besonders deutlich bei plötzlicher Wendung der Stromrichtung bemerkbar

wird.]

Wieder eine andere Form der polaren Erregung, die aber vielleicht noch

interessanter ist, zeigt uns die +Amoeba proteus+[459]. Schickt

man durch den Amöbenkörper, wenn er nach verschiedenen Richtungen hin

seine Pseudopodien ausstreckt, einen konstanten Strom, so sieht man,

daß er alsbald die typische Form der +Amoeba limax+ annimmt,

d. h. die langgestreckte Form, bei der das Protoplasma in einer

einzigen Richtung fließt, so daß der ganze Körper gewissermaßen ein

einziges dickes, großes Pseudopodium bildet. Dabei zeigt sich, daß der

langgestreckte Körper an der Anode kontraktorisch erregt ist, denn hier

entwickeln sich die charakteristischen ~Bütschli~schen Vakuolen

im Protoplasma, und das letztere zieht sich stark von der Anodenseite

zurück, während an der Kathode im Gegenteil eine Expansion erfolgt,

denn hier breitet sich das Protoplasma zu einem breiten Lappen aus,

der Kathode entgegen. Man sieht diese Vorgänge am besten, wenn man

plötzlich die Richtung des Stromes wendet, so daß nunmehr Kathode wird,

was vorher Anode war, und umgekehrt (Fig. 220).

[Illustration: Fig. 221. +Paramaecium aurelia, polare

Erregungsvorgänge.+

_A_ Ungereiztes Individuum. _B_ Wirkung eines starken Stromes: das

anodische Ende hat sich zipfelförmig zusammengeschnürt und seinen

Trichocysteninhalt ausgestoßen. _C_ Schwinglage der Wimpern (es ist

nur der Körperumriß gezeichnet): an der Anode sind die Wimpern stärker

nach dem spitzen hinteren Körperpol gebogen, an der Kathode mehr nach

dem stumpfen Vorderende. _D_ Dasselbe bei umgekehrter Körperlage. Nach

~Ludloff~.]

Ganz analoge Erregungsverhältnisse hat ~Ludloff~[460] an +Paramaecium+

nachgewiesen. Bei der Schließung des Stromes kommen auch hier zunächst

schon in der äußeren Körperform an der Anode Kontraktionsvorgänge zum

Ausdruck, indem das anodische Körperende bei starken Strömen sich

zipfelförmig zusammenschnürt und seinen Trichocysten-Inhalt auspreßt,

so daß die Trichocystenfäden das betreffende Körperende umgeben (Fig.

221 _B_). Viel charakteristischer aber äußert sich die polare Wirkung

des Stromes an der Wimperbewegung. Es werden nämlich die Wimpern an

beiden Körperpolen in entgegengesetztem Sinne erregt, und zwar werden

die anodischen Wimpern kontraktorisch erregt, indem sie stärker

nach dem Hinterende des Körpers schlagen, die kathodischen Wimpern

dagegen zeigen ein Ueberwiegen der expansorischen Bewegungsphase,

indem sie stärker nach dem Vorderende des Körpers hin schwingen,

gleichgültig in welcher Lage zur Stromrichtung der Körper fixiert

sein mag (Fig. 221 _C_ u. _D_). +Wir sehen also, daß bei der Amöbe

sowohl wie beim Paramaecium die Schließung des Stromes an beiden

Polen entgegengesetzte Wirkungen erzeugt, und zwar an der Anode eine

kontraktorische Erregung, an der Kathode ein stärkeres Hervortreten der

Expansionsphase.+

Die polaren Wirkungen des galvanischen Stromes sind aber auch beim

Muskel, wie uns besonders die Untersuchungen von ~Biedermann~[461] an

glatten und quergestreiften Muskeln gezeigt haben, in Wirklichkeit

noch komplizierter, als es das Erregungsgesetz des Muskels in der

Form, wie es früher ausgesprochen wurde, angibt. Wir müssen auch

hier die Wirkungen noch weiter spezialisieren und nicht nur die

kontraktorische Erregung, sondern auch die expansorischen Wirkungen

berücksichtigen. Aus den Untersuchungen von ~Biedermann~ geht hervor,

daß der konstante Strom am Muskel bei der Schließung nicht nur eine

kontraktorische Erregung an der Kathode, sondern gleichzeitig eine

expansorische Wirkung an der Anode erzeugt. Am Muskel, der sich auf

der Höhe seiner Ausstreckung befindet, kann die expansorische Wirkung

an der Anode begreiflicherweise nicht zum Ausdruck kommen, denn der

vollständig ausgestreckte Muskel kann nicht noch zu einer weiteren

Ausstreckung gebracht werden. Daß aber die Anode bei der Schließung

expansorisch erregend wirkt, wird sofort sichtbar, wenn man die

Reizung an glatten oder quergestreiften Muskeln ausführt, die sich im

Kontraktionszustande befinden. Im Moment der Schließung erfolgt alsdann

unmittelbar an der Anode sofort eine lokale Erschlaffung. Ebenso konnte

~Biedermann~ am Herzmuskel feststellen, daß umgekehrt bei der Oeffnung

außer der kontraktorischen Erregung an der Anode auch noch eine

expansorische Wirkung an der Kathode sich einstellt. Demnach ergibt

sich die interessante Tatsache, daß die Wirkungen bei der Oeffnung

an beiden Polen die entgegengesetzten sind wie bei der Schließung.

Die Erfahrungen am Nerven liefern dazu ein vollständiges Analogon. Am

Nerven haben wir nämlich auch zwei entgegengesetzte Wirkungen an beiden

Polen. Das kommt in der Veränderung der Erregbarkeit zum Ausdruck,

die an den Polen eintritt, wenn der Nerv von einem galvanischen

Strom durchflossen wird. Der Zustand, in dem sich ein Nerv oder

Muskel befindet, solange er von einem konstanten galvanischen Strome

durchflossen wird, ist von ~Du Bois-Reymond~ als „+Elektrotonus+“

bezeichnet worden. Reizversuche an solchen Nerven, die sich in diesem

„+elektrotonischen+“ Zustande befinden, haben nämlich gezeigt, daß nach

der Schließung des Stromes die Erregbarkeit an der Kathode gegen die

Norm erhöht, an der Anode dagegen herabgesetzt ist, und daß sich dieses

Verhältnis bei der Oeffnung des Stromes vollkommen umkehrt, so daß noch

kurze Zeit nach der Oeffnung eine Erregbarkeitssteigerung an der Anode

und eine Erregbarkeitsherabsetzung an der Kathode bemerkbar ist. +Wir

haben also an der Kathode und Anode bei der Schließung entgegengesetzte

Prozesse, die sich bei der Oeffnung an beiden Polen in ihr Gegenteil

umkehren.+ Ob sich auch bei manchen freilebenden Zellen ähnliche

Verhältnisse zwischen den Wirkungen von Schließung und Oeffnung

einerseits und denen der beiden Pole anderseits werden auffinden

lassen, müssen spätere Versuche zeigen. Daß aber dieser Gegensatz, wie

er beim Muskel und Nerven besteht, nicht für +alle+ lebendige Substanz

verallgemeinert werden darf, zeigt einfach die Tatsache, daß z. B. beim

+Actinosphaerium+, bei +Orbitolites+, bei +Amphistegina+ ein Gegensatz

in den Wirkungen beider Pole bei der Schließung gar nicht vorhanden

ist, daß vielmehr hier sowohl an der Anode als an der Kathode eine

kontraktorische Erregung entsteht.

+Fassen wir das Ergebnis unserer Erfahrungen über die polaren Wirkungen

des galvanischen Stromes kurz zusammen, so können wir nur sagen, daß

die primären Wirkungen des konstanten Stromes an der Eintrittsstelle

(Anode) und an der Austrittsstelle (Kathode) der lebendigen Substanz

lokalisiert sind, daß aber die Art der Wirkungen bei den verschiedenen

Formen der lebendigen Substanz an der Kathode und an der Anode bei der

Schließung und bei der Oeffnung sehr verschieden ist, und daß sich

demnach kein allgemein gültiges Gesetz der polaren Erregung für alle

lebendige Substanz aufstellen läßt.+

* *

*

Verlassen wir aber nunmehr die Betrachtung der polaren Wirkungen des

galvanischen Stromes, und fassen wir zum Schluß noch die verschiedenen

+Arten+ von Erregungswirkungen ins Auge, welche die elektrische Reizung

hervorbringt.

Bei den Kontraktionsbewegungen treten die expansorischen Wirkungen

der galvanischen Reizung in den Hintergrund, und wir haben ja bereits

gesehen, daß es nur in gewissen Fällen möglich ist, dieselben überhaupt

zu beobachten. Dagegen machen sich die kontraktorischen Wirkungen

überall bemerkbar. Schon am +Actinosphaerium+ und der +Amphistegina+

sahen wir die typischen Kontraktionsvorgänge in der Kugel- und

Spindelbildung des Protoplasmas der erregten Pseudopodien. +Amöben+

und +Leukocyten+ ziehen auf einzelne Induktionsschläge hin, wie

~Golubew~[462] und ~Engelmann~[463] gezeigt haben, ihre Pseudopodien

ein und nehmen Kugelform an. Das Protoplasma der Pflanzenzellen wird,

wie ~Kühne~[464] an den Zellen der Staubfädenhaare von +Tradescantia

virginica+ nachwies, durch wiederholte Schließung und Oeffnung des

konstanten Stromes oder durch einzelne Induktionsschläge ebenso

zur Bildung von Kugeln veranlaßt, wie sie auch für die nackten

Protoplasmaformen charakteristisch ist, eine Wirkung, die auch bei

lokaler Anwendung der Reize lokal erzielt werden kann.

Die Tätigkeit der Flimmerhaare wird, wie ~Engelmann~[465] und in

neuerer Zeit ~Kraft~[466] an Flimmerepithelien beobachtet haben, durch

den galvanischen Strom zu größerer Geschwindigkeit gesteigert, indem

besonders die Frequenz und Amplitude des Wimperschlages und damit

der Nutzeffekt beeinflußt wird. Auch am einzelnen Geißelfaden der

Flagellatenzelle, z. B. von +Peranema+, kann man die erregende Wirkung

des elektrischen Reizes beobachten, die sich z. B. bei Einwirkung eines

einzelnen Induktionsschlages in einem energischen Schlage der sonst

gleichmäßig rhythmisch schwingenden Geißel äußert.

[Illustration: Fig. 222. +Tradescantia virginica.+ Eine Zelle aus den

Staubfädenhaaren. _A_ Ungereizt, _B_ durch den Induktionsstrom gereizt.

Das Protoplasma ist bei _a_, _b_, _c_, _d_ zu Kugeln und Klumpen

zusammengeflossen. Nach ~Kühne~.]

[Illustration: Fig. 223. +Peranema, ein Geißelinfusor.+ _a_ Ruhig

schwimmend, _b_ durch einen Induktionsschlag gereizt.]

Bei den Myoiden der Infusorien, wie z. B. beim Stielmyoid der

Vorticellen, ferner bei den glatten Muskelzellen und schließlich

bei den quergestreiften Muskelfasern kommt die Erregung durch

einen einzelnen kurzen elektrischen Reiz, etwa einen einzelnen

Induktionsschlag, in einer Zuckung zum Ausdruck, die man bei

quergestreiften Skelettmuskeln mittels eines Myographions graphisch

verzeichnen kann.

[Illustration: Fig. 224. _I_ +Myographion+. _II_ +Zuckungskurve+. Nach

~Helmholtz~. _a_ Moment der Reizung durch einen Induktionsschlag. Die

zweite Erhebung beruht auf Fehlern des Apparates.]

[Illustration: Fig. 225. +Muskelschreiber.+ In dem Muskelhalter

ist das Nervmuskelpräparat befestigt, dessen Nerv durch zwei

Platinelektrodenspitzen gereizt wird und dessen Muskel durch

Uebertragung auf einen Schreibhebel seine Bewegung auf eine rotierende

schwarze Trommel aufzeichnet.]

Ehe wir aber die Betrachtung der Reizwirkungen an den kontraktilen

Substanzen verlassen, verdient noch die Wirkung schnell

aufeinanderfolgender elektrischer Reize unsere Aufmerksamkeit. Wir

haben nämlich in den rhythmisch sich folgenden Induktionsschlägen des

~Du Bois-Reymond~schen Schlittenapparates bei tätigem Hammer das beste

Mittel, um ein kontraktiles Gebilde in +tetanische Dauerkontraktion+ zu

versetzen. Eine +Amöbe+, ein +Leukocyt+ etc. bleiben unter rhythmisch

aufeinanderfolgenden Induktionsschlägen, solange die Einwirkung

dauert, im Kontraktionsstadium, d. h. sie behalten Kugelform. Ebenso

bleibt der Muskel unter der Einwirkung rhythmisch intermittierender

Induktionsströme dauernd kontrahiert. Am Muskel aber haben wir die

günstigste Gelegenheit, die Entstehung des +Tetanus+ zu verfolgen

und uns besser als bei mechanischer Reizung davon zu überzeugen,

daß die tetanische Kontraktion aus distinuierlichen Einzelzuckungen

entsteht, die sich nur so schnell folgen, daß zwischen den einzelnen

Kontraktionen dem Muskel keine Zeit bleibt, sich wieder zu strecken. Um

die Einzelheiten der tetanischen Kontraktion zu studieren, bedienen wir

uns eines Myographions (Fig. 224 _I_ und Fig. 225), dessen Schreibhebel

uns die Bewegung des Muskels bei der Reizung in Gestalt einer Kurve

auf einer rotierenden Trommel verzeichnet. Reizen wir den Muskel

mittels eines einzigen, nicht zu starken Induktionsschlages, so daß

er nur eine mäßige Zuckung ausführt, so bekommen wir eine einzelne

Zuckungskurve, deren aufsteigender Schenkel die Kontraktionsphase,

deren absteigender Schenkel die Expansionsphase darstellt (Fig. 224

_II_). Lassen wir aber mehrere Induktionsschläge nacheinander auf

den Muskel einwirken, und zwar in regelmäßigen Intervallen in der

Weise, daß jeder folgende Reiz den Muskel immer in dem Moment trifft,

in dem er eben wieder beginnt sich zu strecken, so finden wir, daß

sich die ersten Zuckungen +superponieren+, d. h. daß die Verkürzung

des Muskels mit jeder folgenden Zuckung größer wird, so, als ob der

Verkürzungsgrad, den der Muskel noch von der vorhergehenden Zuckung

hatte, dem Ruhepunkt des Muskels entspräche, von dem aus sich die

Verkürzung der nächsten Zuckung erhebt. So steigt die Verkürzung

treppenartig mit jedem folgenden Reiz bis zu einer bestimmten Höhe,

auf der sie sich dann erhält, auf der sie aber doch noch deutlich die

regelmäßigen Schwankungen zwischen den einzelnen Reizen erkennen läßt

(Fig. 226 _II_). Lassen wir schließlich schneller aufeinanderfolgende

Induktionsschläge auf den Muskel einwirken, wie sie beim Spiel des

~Neef~schen Hammers in der sekundären Spirale entstehen, dann ist die

Wirkung jedes einzelnen Reizes nicht mehr als solche zu unterscheiden,

sondern wir bekommen eine glatte Kurve, die ziemlich steil ansteigt

und sich dann, wenn die Reizung nicht zu lange ausgedehnt wird, als

gerade Linie auf gleicher Höhe erhält (Fig. 226 _III_). So können

wir von vollkommen ausgebildeten Einzelzuckungen an, indem wir die

Geschwindigkeit der Aufeinanderfolge der Reize steigern, durch alle

Uebergangsformen des unvollkommenen Tetanus hindurch die Entstehung

des vollkommenen Tetanus verfolgen und damit den Beweis liefern, daß

der Tetanus in Wirklichkeit auf distinuierlichen Vorgängen beruht.

Die Tatsache, daß die maximale Verkürzung des Muskels, die man mit

einem Einzelreiz erzielen kann, immer etwa 2–5mal niedriger ist

als die Verkürzung, die man bei tetanischer Reizung mit derselben

Reizstärke erhält, wird, wie ~Fröhlich~[467] gezeigt hat, lediglich

dadurch bedingt, daß bei der Einzelzuckung niemals die ganze Strecke

des Muskels ihrer Länge nach +gleichzeitig+ kontrahiert ist. Es ist

vielmehr, während z. B. die obere Partie des Muskels schon kontrahiert

ist, die untere noch erschlafft und während die Kontraktionswelle, die

von oben nach unten hin verläuft, in die untere Partie vorgedrungen

ist, die obere Partie bereits wieder gestreckt. Die Prozesse verlaufen

eben so schnell, daß es gar nicht möglich ist, durch einen Einzelreiz,

der eine von einem Ende ausgehende Kontraktionswelle auslöst, alle

Punkte des Muskels gleichzeitig in Kontraktion zu versetzen. Folgen

aber Einzelreize schnell genug aufeinander, wie bei tetanischer

Reizung so kann man den ganzen Muskel in allen seinen Punkten

gleichzeitig in Kontraktion versetzen und erhält infolgedessen eine

viel stärkere Verkürzung. Das ist die Superposition im Tetanus.

Ebenso wie der künstlich erzeugte Tetanus sind aber auch

alle andauernden Kontraktionen, die wir unter Nerveneinfluß

in unserem Körper ausführen, distinuierliche, aus lauter

schnell aufeinanderfolgenden Einzelerregungen zusammengesetzte

Dauerkontraktionen.

[Illustration: Fig. 226. +Myographische Kurven vom Gastrocnemius

des Frosches.+ _I_ Einzelne Zuckungen, hervorgerufen durch einzelne

Induktionsöffnungsschläge. _II_ Unvollkommener Tetanus, hervorgerufen

durch schneller aufeinanderfolgende Induktionsöffnungsschläge.

_III_ Vollkommener Tetanus, hervorgerufen durch sehr schnell

aufeinanderfolgende Induktionsschläge.]

Schließlich darf nicht unerwähnt bleiben, daß es Formen der lebendigen

Substanz gibt, die überhaupt nicht durch Induktionsschläge, weder

durch einzelne noch durch schnell oder langsam aufeinanderfolgende

beeinflußt werden. Solche Objekte sind z. B. +Orbitolites+,

+Amphistegina+ und andere Meeresrhizopoden. Ihr Protoplasma verlangt

eine längere Reizdauer, um zu reagieren, als sie der blitzartige

Induktionsschlag besitzt[468].

Gehen wir noch kurz auf die anderen Erregungswirkungen der galvanischen

Reizung ein, so finden wir, daß der galvanische Reiz nicht nur an den

kontraktilen Substanzen mechanische Bewegungseffekte auslöst, sondern

z. B. auch an solchen Organismen, die sich wie die +Mimosa+ durch

Turgeszenzveränderungen bewegen. Läßt man auf eine mit ausgespreizten

Zweigen und Blättern dastehende +Mimosa+ einzelne Induktionsschläge

einwirken, so haben diese ganz dieselbe Wirkung wie etwa mechanische

Reizung: die Pflanze senkt sofort ihre Zweige und klappt die Blätter

zusammen in der typischen Form, die wir schon früher kennen lernten.

Auch die Produktion anderer Energieformen wird durch galvanische Reize

ausgelöst. So haben thermoelektrische Messungen am Muskel ergeben, daß

sich derselbe bei der Tätigkeit erwärmt, wenn auch nur in geringem

Maße, und daß die Wärmeproduktion in einem ganz bestimmten Verhältnis

zu der Arbeitsleistung steht. Ja, die Wärmeproduktion ist sogar stets

größer als die Produktion von mechanischer Energie, denn von der

Gesamtenergie, die der Muskel bei der Tätigkeit liefert, wird kaum ein

Fünftel bis ein Drittel in Form von mechanischer Arbeit, alles andere

dagegen als Wärme abgegeben.

Daß auch Elektrizitätsproduktion bei der durch galvanische Reizung

bewirkten Muskelzuckung erfolgen kann, ist nach unseren früheren

Erfahrungen bereits klar, da ja zwischen jeder kontrahierten Stelle und

jeder ruhenden Stelle des Muskels eine elektrische Spannung entsteht,

in der Weise, daß die kontrahierte Stelle sich zur ruhenden Stelle

negativ verhält. Läuft also eine Kontraktionswelle über den ruhenden

Muskel von einem Ende zum anderen, so kann man im Moment, wo dieselbe

beginnt, von beiden Enden des Muskels einen „+Aktionsstrom+“ ableiten,

da das andere Ende sich noch in Ruhe befindet, während das eine sich

eben kontrahiert.

Schließlich wissen wir auch, daß durch elektrische Reizung bei

pelagischen Leuchttieren, wie bei +Radiolarien+ und +Noktiluken+,

Lichtentwicklung erzeugt werden kann.

Daß aber alle diese Formen der Energieproduktion zugleich mit

einer Erregung des Stoffwechsels verbunden sein müssen, ist nach

unseren früheren Betrachtungen selbstverständlich, und hier ist es

hauptsächlich der so viel untersuchte Muskel gewesen, der uns das

direkt gezeigt hat. Der durch Reizung irgendwelcher Art zu dauernder

Tätigkeit erregte Muskel verbraucht mehr Sauerstoff als der ruhende,

er verbraucht das in ihm aufgespeicherte Glykogen, er produziert mehr

Kohlensäure als der ruhende und außerdem Milchsäure und nimmt statt der

neutralen oder alkalischen Reaktion des ruhenden Muskels eine saure

Reaktion an. Alle diese Veränderungen zeigen aufs deutlichste, daß im

Muskel, wenn er durch Reize in Tätigkeit versetzt wird, eine bedeutende

Erregung des Stoffwechsels eintritt.

b) Lähmungswirkungen.

So vielfach und genau die Erregungswirkungen, die durch den

galvanischen Strom erzeugt werden, bisher untersucht worden sind, so

wenig klar sind bisher seine Lähmungswirkungen geworden. Dennoch sind

auch im vorigen Abschnitt schon solche lähmende Wirkungen erwähnt

worden. Die Erschlaffung, die am Muskel bei Schließung des Stromes an

der Anode eintritt, und die Herabsetzung der Erregbarkeit, die unter

den gleichen Bedingungen am Nerven zu beobachten ist, sind offenbar

Lähmungsvorgänge, denn es ist in neuerer Zeit immer wahrscheinlicher

geworden, daß sie in einer Herabsetzung der Dissimilationsprozesse

bestehen. Es darf aber nicht unerwähnt bleiben, daß ~Hering~,

~Gaskell~, ~Meltzer~ und andere diese hemmenden Wirkungen wie alle

Hemmungsprozesse nicht als Ausdruck einer dissimilatorischen Lähmung,

sondern vielmehr als Folgen einer assimilatorischen Erregung auffassen.

Indem durch die Wirkung des konstanten Stromes beim Muskel und Nerven

an der Anode die Assimilationsprozesse gesteigert werden, überwiegt die

Assimilationsphase des Stoffwechsels nach dieser Anschauung über die

Dissimilationsphase und der Ausdruck davon ist die Expansion der vorher

kontrahierten Muskelsubstanz resp. die Herabsetzung der Erregbarkeit

und Leitfähigkeit des Nerven. Neuere Erfahrungen haben jedoch für

andere Hemmungsvorgänge diese Auffassung als unzutreffend erwiesen und

so ist es auch nicht wahrscheinlich, daß sie für diesen speziellen

Fall richtig ist. Indessen soll auf diese Dinge erst weiter unten bei

Erörterung der sogenannten Hemmungsvorgänge näher eingegangen werden.

Andere Lähmungswirkungen des Stromes sind von ~Engelmann~[469] und

~Kraft~[470] an der Flimmerbewegung beschrieben worden.

Die Kiemenleisten der zweiklappigen Muscheln sind mit einem

Flimmerepithel bekleidet, dessen Wimpern sich durch ihre Länge

besonders gut zur Beobachtung der Flimmerbewegung eignen. Reizte

~Engelmann~ diese Flimmerleisten mittels eines einzelnen stärkeren

Induktionsschlages, so verfielen die Wimpern in Starre, genau so,

wie nach stärkerer thermischer Reizung die Wimpern der Infusorien

und Flimmerepithelien in Wärmestarre verfallen. Sie krümmten sich

in der Schlagrichtung hakenförmig um, stellten ihre Bewegung ein

und verharrten in dieser Stellung um so länger, je stärker der

Induktionsschlag gewesen war.

Eine analoge Beobachtung machte ~Kraft~ bei länger dauernder Einwirkung

des konstanten Stromes auf die Flimmerepithelien der Wirbeltiere.

Hier trat im Beginn der Einwirkung zunächst an den beiden Polen, dann

aber durch Fortleitung der Erregung im Gewebe auch in der ganzen

intrapolaren Strecke eine Beschleunigung des Wimperschlages ein,

die aber bei längerer Dauer des Stromes allmählich abnahm und einer

Herabsetzung der Wimpertätigkeit bis zum völligen Stillstand in der

ganzen intrapolaren Strecke Platz machte. Wir haben hier also, wie

es scheint, dasselbe Verhältnis wie auch bei zahlreichen anderen

Lähmungen, daß der betreffende Reiz zunächst Erregung und dann

bei stärkerer oder längerer Einwirkung Lähmung hervorruft. Dieses

Verhältnis zwischen Erregung und Lähmung wird uns weiterhin noch

eingehender zu beschäftigen haben.

------------

Schließlich ist in neuerer Zeit wiederholt die Frage aufgeworfen

worden, welche spezielle Eigenschaft des galvanischen Stromes

die physiologischen Reizwirkungen an der lebendigen Substanz

erzeuge. Es sind hier offenbar verschiedene Möglichkeiten denkbar.

Die nächstliegende ist und bleibt immer die Annahme, daß es die

elektrolytischen Prozesse in der lebendigen Substanz selbst sind,

welche die verschiedenen Reizwirkungen hervorrufen. Es ist völlig

zweifellos, daß der galvanische Strom in der lebendigen Substanz

chemische Umsetzungen herbeiführt. Vor allem werden davon die sehr

labilen Verbindungen betroffen werden, die wir, wie sich weiter unten

zeigen wird, in der lebendigen Substanz als wesentliche Bestandteile

annehmen müssen. Mit dem Zerfall dieser Verbindungen ist schon an

sich die Entstehung von Erregungswirkungen verknüpft. Sodann aber ist

von ~Loeb~[471] auch die Hypothese gemacht worden, daß die polare

Erregung bei Objekten, die in einem flüssigen Medium sich befinden,

dadurch bedingt sei, daß durch die an den Grenzflächen der lebendigen

Substanz und des Mediums im letzteren stattfindende Elektrolyse Stoffe

entständen, die nun ihrerseits als chemische Reize auf die lebendige

Substanz einwirken. Nach dieser Auffassung wären die Wirkungen des

elektrischen Stromes als chemische Reizwirkungen zu betrachten. Allein

schon ~Pütter~[472] hat diese Hypothese von ~Loeb~ direkt durch

Experimente widerlegen können und ~Coehn~ und ~Barratt~[473] haben

aus physikalisch-chemischen Gründen ihre Unhaltbarkeit nachgewiesen.

Endlich hat man auch die durch den galvanischen Strom hervorgerufene

Flüssigkeitsverschiebung in porösen mit Flüssigkeit getränkten Körpern

als ein Moment geltend gemacht, das vielleicht eine Komponente in

dem Komplex der Reizwirkungen bei galvanischer Reizung vorstellen

könnte. ~Carlgren~[474] hat vor einiger Zeit gezeigt, daß in der Tat

auch bei abgetöteten Zellen verschiedener Art durch starke Ströme

Wirkungen erzielt werden können, die mit gewissen Reizwirkungen

äußerlich sehr große Analogien aufweisen, die aber doch lediglich auf

Flüssigkeitsverschiebungen zurückgeführt werden müssen. Es wird eine

Aufgabe der künftigen Forschung sein, festzustellen, ob und inwieweit

jeder einzelne dieser Faktoren an den Reizwirkungen beteiligt ist, die

wir als Folgen der galvanischen Durchströmung an den verschiedenen

Formen der lebendigen Substanz beobachten. Vorläufig können wir noch

nicht spezialisieren in dieser Richtung. Vorläufig bleibt uns nichts

anderes übrig, als die geschilderten Reizwirkungen wie bisher als

Wirkungen der „galvanischen Reizung“ schlechthin zu bezeichnen, ohne

Rücksicht auf die speziellere Frage, welche Momente im galvanischen

Strom an ihrer Entstehung mitwirken.

B. Die bewegungsrichtenden Wirkungen einseitiger Reizung.

Unter den physikalischen Unterhaltungen, die uns in den Kulturländern

schon in früher Kindheit geboten werden, pflegt die Beschäftigung

mit den Wirkungen des Magnetismus eine große Anziehungskraft auf den

kindlichen Geist auszuüben. Die merkwürdige Tatsache, daß sich die

freischwingende Magnetnadel unter allen Umständen immer wieder mit

ihrem einen Ende nach dem Nordpol der Erde einstellt, daß die mit

einem Eisenstift versehenen Schiffchen und Tierchen, die das Kind im

Wasserbecken schwimmen läßt, wie von einem Zauber gebannt den feinsten

Bewegungen des Magnetstabes mit unfehlbarer Sicherheit folgen, daß

die auf Papier gestreuten Eisenfeilspäne sich über einem darunter

befindlichen Magneten in ganz charakteristischen Kurven anordnen --

alles das hat uns als Kinder im höchsten Grade gefesselt. Auch auf die

glühende Phantasie der Völker des Orients, die sich in vieler Beziehung

noch jetzt kindliche Züge erhalten haben, mußten die Wirkungen des

Magneten den gleichen tiefen Eindruck machen. Unter den phantasievollen

Märchen der berückenden ~Scheherazade~ haben wir dafür in den

unheimlichen Erzählungen vom Magnetberg, dem Schrecken der Seefahrer,

die ihr Schiff, von der unsichtbaren Gewalt angezogen, unrettbar an dem

glatten Erzfelsen zerschellen sehen, einen sprechenden Ausdruck, der

das Kinderherz noch immer mächtig ergreift.

Dem Erwachsenen ist durch Gewöhnung an die eigentümlichen Wirkungen

des Magneten der Sinn für das Wunderbare und Fesselnde derselben meist

abhanden gekommen, aber die alten Empfindungen unserer Kindheit werden

wieder wach, wenn wir die analogen Wirkungen, wie sie der Magnet auf

die Magnetnadel ausübt, die Anziehung und Abstoßung, als Wirkungen der

verschiedensten Reize in die lebendige Natur übersetzt finden, wenn wir

sehen, daß die Reize eine Wirkung auf die Organismen auszuüben imstande

sind, die sie unter Umständen mit derselben unwiderstehlichen Gewalt

und der gleichen unfehlbaren Sicherheit, wie der Magnetismus das Eisen,

zwingt, sich der Reizquelle zu- oder sich von ihr abzuwenden.

Die Motte fliegt mit tödlicher Sicherheit immer wieder dem Lichte zu,

und obwohl sie sich bereits unzählige Male ihre Flügel gesengt hat,

kann sie dem faszinierenden Reiz des Lichtes nicht widerstehen, bis

sie tot in die Flamme fällt. Da aber bei den höheren Tieren infolge

der Mitwirkung des Nervensystems diese Reizwirkungen eine Komplikation

erfahren, die ihre Uebersichtlichkeit ganz bedeutend erschwert, so

werden wir auch diese Reizwirkungen zweckmäßigerweise vorwiegend an

einfacheren Organismen betrachten, und zwar möglichst an der einzelnen

Zelle.

Seit den ersten grundlegenden Beobachtungen und Experimenten über diese

eigentümlichen Reizwirkungen von ~Pfeffer~, ~Stahl~, ~Engelmann~,

~Strasburger~ und anderen ist eine ganz unübersehbare Literatur über

diesen Gegenstand erschienen. Unzählige spezielle Beispiele aus dem

Gebiete der verschiedenen Reizqualitäten tauchen von Jahr zu Jahr neu

auf in der wissenschaftlichen Literatur, so daß es heute nicht im

entferntesten mehr möglich ist, die Gesamtheit aller Einzelbeispiele

aufzuführen, wie es noch vor 20 Jahren[475] geschehen konnte. Dagegen

ist neuerdings eine vorzügliche zusammenfassende Darstellung auf

diesem Gebiete erschienen von ~Jennings~[476], die auf einer Fülle von

wichtigen eigenen Beobachtungen und Experimenten basiert ist.

Was zum Zustandekommen dieser interessanten und biologisch so

ungemein wichtigen Reizwirkungen unumgänglich notwendig ist, das

ist die Bedingung, daß +Differenzen in der Reizung an verschiedenen

Körperstellen+ bestehen. Wirken die Reize allseitig gleich stark ein,

so beobachten wir zwar alle im vorhergehenden Abschnitt geschilderten

Reizwirkungen, aber eine bewegungsrichtende Wirkung kann nicht zustande

kommen. +Nur eine ungleich von verschiedenen Seiten her einwirkende

Reizung kann die Bewegungsrichtung beherrschen.+

Allgemeine Physiologie · 第 220 / 283 题