Техника - молодёжи 1975-11, страница 15

возвращать обратно в молекулы, находящиеся в острых углах ромба, гиря будет то подниматься, то опускаться, выполняя работу двигателя.

Любопытно отметить, что молекулы, расположенные в тупых углах ромба, при движении гири не меняют своих зарядов, а выполняют в этой схеме только роль пружин.

Сокращение длины ромба по вертикали вызывает увеличение его размеров в перпендикулярном направлении. При опытной проверке оказалось, что по такому же закону изменяется длина и ширина живой мышцы (рис. 3).

Еще более любопытен вопрос о том, откуда в мышце появляются большие силы, создающие препятствие к сжатию напряженной мышцы в поперечном направлении. Ответ вы найдете на рис. 2, фиг. 2. Чтобы сжать мышцу, надо приблизить положительные заряды друг к другу и уменьшит!, острые углы ромба, чему противодействуют силы Кулона.

Следовательно, силовой ромб правдоподобен. Предложенная схема показывает, что так мог бы выглядеть элементарный электродвигатель на молекулярном уровне. Но дело усложняется тем, что ромб — это фигура плоскостная, а тонкая протофибрилла в мышце — объемная трубочка (оболочка), заполненная плазмой и молекулами. Для того чтобы силовой ромб стал объемной фигурой, ему надо придать вращение вокруг вертикальной оси. Тогда он превратится в два конуса с общим основанием, где расположатся положительные заряды, а в вершинах отрицательные по-прежнему в отношении семь к одному. Цепочки таких конусов (рис. 4) и будут представлять силовой каркас объемны» тонких протофибрилл. Но они содержат в семь раз больше отрицательных зарядов, чем положительных, а это привело бы к появлению в мышце огромного свободного электрозаряда. Но этого в мышцах не наблюдается. Значит, где-то рядом с отрицательным зарядом должен располагаться равный положительный заряд. И действительно, с помощью электронного микроскопа мы видим, что в центре расположения шести тонких протофибрилл помещается «толстая» протофибрилла (рис. 5), отделенная от них оболочкой. Для того чтобы в мышце все свободные отрицательные заряды тонких протофибрилл были компенсированы, необходимо, чтобы в толстых протофибриллах цепочки конусных многозвенников имели зеркальное расположение зарядов, то есть в вершинах конусов положительные заряды, а в основаниях отрицательные (рис. 6).

На рисунке 7 показаны фотография Т. Хайаши, снятая с помощью

элементарное ыыввчное волокно

0,15 0,001

Рис. 1. Мышца составлена из элементарных поперечно-полосатых мышечных волокон (вверху), каждое из которых состоит из миофибрилл, а те, в свою очередь, из протофибрилл.

Рис. 2 Схема работы «силового ромба «Силовой ромб» расслабленный (фиг. 1), сократившийся (фиг. 2), в состоянии контрактуры (фиг. 3). 1 — положительный заряд, 7 — отрицательный, 4 — уровни сократившегося ромба.

70 tO SO 100

Рис. 3. Изменения поперечных размеров мышцы (экспериментальная кривая) и «силового ромба» (теоретическая нривая).

70 tO SO 100

Рис. 3. Изменения поперечных размеров мышцы (экспериментальная кривая) и «силового ромба» (теоретическая нривая).

Рис. 4. Схема объемного много-звенника.

Рис. Владимира Кузьмина

электронного микроскопа с увеличением в 250 000 раз (видны толстые, темные, и тонкие, светлые, протофиб-риллы) и схема автора. Для сокращения мышцы надо убавить число зарядов в вершинах конусов. Этого можно достигнуть, удалив часть отрицательных зарядов из тонких протофибрилл и нейтрализовать ими часть положительных зарядов в толстых протофибриллах. Но между толстыми и тонкими протофибриллами находятся оболочки. Как же они устроены, чтобы эта нейтрализация происходила только тогда, когда я «хочу» сократить мышцу?

КАК ДОЛЖНА БЫЛА ПРИРОДА УСТРОИТЬ МЕХАНИЗМ ВОЛЕВОГО СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦ1

В технике аналогичные функции выполняют усилительная радиолампа (или кристалл полупроводника). В зависимости от величины потенциала, поступающего на сетку, электропроводность лампы изменяется. Известно, что некоторые клетки и молекулы обладают свойством полупроводников. Следовательно, оболочки протофибрилл должны иметь свойства радиоламп. Если по ним пропускать слабейшие электротоки — «токи действия», то оболочки становятся электропроводными, и через них смогут проходить отрицательные заряды для нейтрализации положительных зарядов толстых протофибрилл. Таким образом, токи действия могут регулировать величину силы мышц и степень их сокращения.

НО ЧТО ТАКОЕ «ТОКИ ДЕЙСТВИЯ»!

Согласно нашей схеме оболочки протофибрилл, так же как волокнистое вещество в нервах-аксонах, должны быть насыщены отрицательными зарядами. Мозговое вещество несет в себе скопление положительных зарядов. Электроны нервов стремятся нейтрализовать эти заряды. Для того чтобы это не произошло самопроизвольно, природа должна была создать механизм, регулирующий движение зарядов от нервов к мозгу. По-видимому, этим устройством является нейрон, которым заканчивается каждый аксон в мозгу. К нейрону присоединяются дендриты, связывающие его с другими нервными клетками мозга. Если я хочу поднять гирю, то через соответствующий дендрит поступает слабейший ток в полупроводниковый нейрон, связанный аксоном с мышцей. Нейрон становится электропроводным. Вдоль нерва и оболочек протофибрилл появляются токи действия. Они регулируют нейтрализацию отрицательных и положительных зарядов в протофибриллах, многозвенники сокращаются, и

15