Bioelektricitet från Galvanis dansande grodor till temporära elektroder
Bioelektricitetens och bioelektronikens världar är ofta sammanvävda. De associeras för det mesta med kronisk stimulering av elektriskt aktiva celler, som vid behandling av Parkinsons sjukdom eller användning av pacemakers för att styra hjärtrytmen, men även med futuristiska koncept. Det som är fascinerande när vi tänker på framtiden är idéer om AI (artificiell intelligens) och avancerade elektroniska kretsar integrerade i hjärnan för att förbättra kognitiv förmåga – kretsar som skall vara med oss resten av livet. Dessa koncept låter som något ur en science fiction-berättelse, men de är inte längre helt utom räckhåll.
Mindre uppmärksammat, men med lika stor potential, är idén om tillfälliga elektroder. Dessa är designade för att implanteras i kroppen utan behov av invasiv kirurgi. Efter att ha utfört sin funktion, upplöser de sig själva och försvinner, vilket eliminerar behovet av ytterligare kirurgiska ingrepp för att avlägsna dem. Denna teknik öppnar upp för nya, skonsamma behandlingsmetoder för diverse sjukdomstillstånd.
Men vad är bioelektricitet och vad innebär elektrisk stimulering? För att få en form av förståelse för detta, börjar vi från början och tar oss tillbaka till slutet av 1700-talet. Det var då Luigi Galvani, en banbrytande italiensk forskare, gjorde en epokgörande upptäckt. Galvani påvisade existensen av det han kallade ”animalisk elektricitet”. Denna upptäckt inspirerade även en annan italiensk vetenskapsman, Alessandro Volta, som läste Galvanis publikation, troligen något hastigt, som man kan läsa ett översäljande abstrakt, där den initiala fascinationen snabbt kan övergå till en skeptisk irritation när man väl betar sig igenom texten. Hur som helst blev Volta eld och lågor och skrev ett överväldigande brev till Galvani där han gratulerade honom för denna fantastiska upptäckt, men sedan läste han publikationen noggrant … Detta inledde en minst sagt infekterad debatt, där Volta påstod att den så kallade animaliska elektriciteten endast uppkom på grund av att Galvanis berömda dansande grodor var upphängda på så sätt att två olika metaller interagerade och generade en elektrisk ström; det var inte tal om någon inneboende animal elektricitet. Utifrån denna debatt fick Alessandro Volta idén till världens första batteri ”Voltas stapel”, som han också byggde vilket gav honom stor berömmelse, medan Luigi Galvani dog i vanära och fattigdom 1798.
Giovanni Aldini, Galvanis brorson, kämpade för att återupprätta sin farbrors rykte. Aldini, mest berömd för sina kontroversiella experiment, utförde 1803 en offentlig demonstration av elektrisk stimulering på George Forster, en färskt avrättad brottsling, vilket syftade till att illustrera principerna bakom Luigi Galvanis upptäckter om bioelektricitet. Paradoxalt nog använde Aldini en Voltaisk stapel för att tillföra elektrisk ström till Forsters kropp. När strömmen applicerades på Forsters olika kroppsdelar, observerades konvulsioner som såg ut som om den avlidnes ansikte visade uttryck av smärta och ilska samtidigt som kroppen började att röra på sig, vilket fick åskådarna att tro att Forster var på väg att återupplivas. Detta gav Mary Shelley inspiration till sin berömda roman Frankenstein.
Hur som helst, en som inte riktigt köpte Voltas nedsvärtande av Galvanis påstådda animaliska elektricitet var Alexander von Humboldt, en av historiens mest berömda vetenskapsmän som blivit glömd. Alexander von Humboldt är känd för sina djärva och smärtsamma experiment på sig själv. Han var också den förste som påvisade naturens cirkulära system och att påverkan på den kan ge klimateffekter, men det är en annan historia. Ett särskilt anmärkningsvärt experiment under hans studier innebar att han förde in en silverelektrod i sitt rektum och stoppade en zinkelektrod munnen. Genom att sluta denna krets upplevde von Humboldt en stark visuell stimulering, där det ”blixtrade” i hans ögon, samtidigt som han upplevde gastrointestinala fenomen som buksmärtor, muskelsammandragningar och ofrivilliga evakueringar. Historien vill påskina att när von Humboldt kom till sina sinnes fulla bruk efter experimentet, var hans första tanke: Vad händer om jag för upp silverelektroden ännu längre?
