Luigi Galvani
Luigi Galvani, İtalyan doktor ve fizikçi idi. Biyoelektrikte ilk öncülerden biri olarak, o zamanlarda voltaik yığın icat edilmesine yol açan, bir hayvan dokusunda elektriğin doğası ve etkileri üzerindeki olağanüstü çalışmasıyla tanınır.
Hayatın Erken Dönemi ve Eğitimi:
9 Eylül 1737’de İtalya’nın Bologna kentinde dünyaya gelen Luigi Galvani, babası gibi Bologna’nın tıp fakültesinde tıp diploması aldı.
Katkıları ve Başarıları
Galvani, karşılaştırmalı bir anatomist olarak göreve başladı ve genitoüriner kuş takibi araştırmasıyla ün kazandı. 1762’de Bologna Üniversitesi’nde anatomi öğretim görevlisi oldu. 6 Kasım 1787’de yapılan rasgele bir deney sırasında, Galvani kurbağa kasını kana bir demir tel ve sinire bir bakır tel koyarak alabileceğini keşfetti. Kurbağa sinirinin bir metalin elektroduna bağlandığı ve farklı bir metal elektrotunun kurbağa kası ile tutturulduğu bir düzenek kurdu. Elektrik verildiğinde, bir hayvan bedeninin konvülsif hareketler yaptığı gerçeğinin farkına vardı.
Bu keşif, elektriğin doğrudan eylemde olmadığını kanıtladığı için biyoelektrikte tarihi bir rol oynamıştır. Doğrudan iletkenden kurbağa kasına akmadığını ancak iletkenden “metalik yay” olarak adlandırdığı başka bir elemente deşarj ettiğini tespit etti. Birkaç yıl sonra, Alessandro Volta’nın bulguları onun keşfiyle çelişti ve hayvan elektriğinin olmadığını söyledi.
Galvani, tartışmalara sessiz kaldığı halde, konudan bilimsel görüş yönüyle ayrıldı. Son olarak, 1843’te Emil du Bois-Reymond kurbağa kasındaki potansiyeli başarıyla ölçtü böylece bu duruma bir son getirmiş oldu.
Çalışmaları
Mevcut elektriğin keşfi ile ilgili ünlü çalışması olan Galvani, tıp alanında mesleki eğitimini aldı. Jacopo Bartolomeo Beccari ve Domenico Galeazzi’nin de aralarında bulunduğu, önde gelen birçok tıp öğretmeniyle Bologna’da eğitim gördü. 15 Temmuz 1759’da tıp ve felsefe bölümünden mezun olduktan sonra, Galvani mesleki kariyerinin ilk yıllarını tıbbi ve cerrahi uygulama, anatomik araştırma ve tıpta ders verme bölümlerine ayırdı. Birkaç yılını onurlu bir öğretim görevlisi olarak geçirdikten sonra, 22 Haziran 1768’de katıldığı üniversitede ücretli öğretim görevlisi oldu. 12 Aralık 1775’de Bologna Üniversitesi’nde Galeazzi anatomisinde yardımcı oldu. Bologna Senatosu, Galvani’yi Mart 1766’da anatomik müzenin yöneticisi ve göstericisi yaptı ve 26 Şubat 1782’de Istituto delle Scienze’de doğa profesörü seçti. Hayatının son yıllarında Galvani birkaç kişisel talihsizlik yaşadı. 1790’da sevgili eşi Lucia Galeazzi’nin resepsiyoncusunun kızı öldü. Birkaç yıl sonra Napolyon’un Cisalpine Cumhuriyeti’ne bağlılık sözünü reddettiği için üniversitedeki ve İstituto delle Scienze’deki bürolarından yoksun bırakıldı. Yoksulluk ve üzüntü içinde öldü.
Galvani’nin bilimsel çalışmalarının çoğu basitti ama oldukça önemli anatomik konulardı. 1762’de yayınladığı ilk yayın, kemiklerin yapısı, fonksiyonu ve patolojisi üzerine bir tez yazısıydı. Kemiklerin oluşturulduğu kimyasal ve anatomik öğeleri, büyüme modellerini ve tabi oldukları çeşitli hastalıkları tanımladı. 1767’de kuşların böbrekleri üzerine bir makale yayınladı. Burada diğer şeylerin yanı sıra, üç katmanlı üreter duvarını ve tahriş üzerine peristaltik ve antiperistaltik hareketi tanımladı.
Galvani, Antonio Scarpa’nın bu konuda yayınlamasından hemen önce, kuşlarda kulağın anatomisini birkaç kağıt da ayırdı. Orta ve iç kulaktaki kan damarları, kaslar ve sinirlerin dağılımına dikkat eden bazı kuş türlerinde işitsel kanalın karşılaştırmalı anatomisini belirli bir hassasiyetle anlattı.
Galvani, hayvan elektriği problemleri için yaptığı önemli ve kapsamlı soruşturmalar üzerine konuşma yaptı. 1770’lerin araştırma konuları, özellikle sinirler ve kaslar olmak üzere, büyük oranda anatomiden daha sık fizyolojik çalışmalara kaymıştır. 1772’de Galvani, Hallerian sinirlilik sorunlarını Istituto delle Scienze’ye okudu ve 1773’de kurbağaların aynı vücudun önündeki kas hareketini tartıştı.
1774’de afyonların(uyuşturucu ilaç) kurbağa sinirleri üzerindeki etkilerinden bahseden bir makale okudu. Bu araştırmalar sayesinde akıllarında, İtalyanlar tarafından yapılan on sekizinci yüzyıl çalışmalarıyla, bazıları sinir ve kasların elektriksel uyarımı anlaşılır hale geldi. Beccaria, Leopoldo Caldani, Felice Fontana ve Tommaso Laghi’nin yakın geçmişte kaldığı yerden alan Galvani, 1780 yılının sonlarında kurbağalarda düzgün hazırlanmış statik elektriğin yarattığı sinirlenebilir tepkilere kapsamlı ve titiz bir dizi araştırma başlattı.
Galvani’nin kurbağa hazırlıkları, omurilik kordonları, kral sinirler ve birimi olarak parçalanmış alt ekstremitelerdi. Bu preparatları kullanarak, önce statik elektrikli bir makinenin iletkeniyle doğrudan omuriliğe dokundu (bir cam bölmesinde tutuldu) ve sözde ‘’magin square’’ üzerinde duran alt ekstremitelerde kasların konvulsif kasılmalarını tek bir cam levhanın her iki tarafına bir metal folyo tabakası bağlayarak yapılan düz plaka yoğunlaştırıcısıyla izledi. Galvani görünüşe göre kas kontraksiyonunun kuvvetliliği ile doğrudan uygulanan elektrikli sıvı miktarı ve iletkenden sinir ve kas uzaklığı arasındaki genel yasalara varmaya çalışıyordu. Galvani, bu basit işlemin çok tekrarlanması ve bazen karmaşık olarak değiştirilmesinden sonra, beklenmedik bir sonuçla karşı karşıya kalmıştı. Kurbağa makineden tamamen yalıtıldığında ve bundan biraz uzaklaştığında bile alt ekstremite daraldı. Kurallı sinirler topraklanmış bir iletken tarafından tutulduğu sürece, kıvılcım doğrudan kurbağa preparatına çarpmasa da elektrikli bir makineden bir kıvılcım çekildiğinde kaslar daralırdı.
Bu tuhaf sonucun incelenmesi sırasında, 1780’li yılların ortalarında Galvani, daha garip bir sonuç ortaya çıkarmıştır. O ve araştırma görevlileri, atmosferik elektriğin kurbağa preparatları üzerindeki etkilerini keşfetmeye başlamışlardı, uzaktan elektrikli makineler tarafından uyarılan konvülsiyonlar ile bazen atmosferdeki statik deşarjdan kaynaklanan konvülsiyonlar arasında bazı benzerlikler bulunduğu varsayımına dayanıyordu. Beklenen benzer sonuçlar elde edildi. Fakat Galvani, kas kontraksiyonlarının atmosferik elektriğin boşaltılmadan da gerçekleştiğini beklenmedik bir şekilde gözlemledi. Galvani, daha sonra “motu musculari commentarius (1791)” de De viribus electrictricitatis’inde (1791) açıkladığı gibi, bir noktada bazı hazır kurbağaları, omurgalarındaki pirinç kancalarla evin belli bir asılı bahçesini çevreleyen bir demir korkulukla tutturdu. Bu kurbağalar sadece yıldırım çaktığında değil, gökyüzü sessiz ve sakin olduğu zamanlarda bile kasılmalara girdi ve kasıtlı olarak omurgadaki pirinç kancaları demir parmaklıklar üzerine basarak yoğunlaştırdı. Kurbağayı bir demir plaka üzerine yerleştirerek ve ona karşı pirinç kanca bastırarak benzer sonuçlar elde etti. Kasılmalar sadece iç mekanlarda cam veya reçine yerine metal kullanıldığında ortaya çıkmıştır. Bu kasılmalar bazı metallerde diğerlerinden daha kuvvetli göründü. Bir dizi takipte, Galvani metalik yaylar denedi. Omuriliğin kancalarına bir ucunu, diğer ucunu kurbağa bacağındaki kaslara değen, eğilmiş metal iletkenleri denedi. Kasılmalar, kuvveti kanca ve yay için kullanılan metallere bağlı olarak ortaya çıkardı. Yayda iletken olmayan metal yer değiştirdiğinde kasılmalar meydana gelmedi.
Galvani burada merkezi bir galvanizmin fenomenine çarptı. Nemli bir ortamda iki farklı metalin temasından gelen elektrik akımı üretti. Bununla birlikte, kendi keşfini bu şekilde yorumlamadı. Bunun yerine Galvani, 18. yüzyılda zaman zaman eğlendirilen, hayvanların sinir ve kaslarında sıradan elektriğe benzeyen ince bir sıvı bulunduğuna dair şüpheleri vardı. Kendisi zaman zaman bu fikre kapılmaktaydı ancak daha önce bu fikri hiç uygulamamıştı. Ancak metalik yaylar ile yaptığı deneyler, özel bir “hayvan elektriği”nin açık ve hatasız bir kanıtı olduğu görüşündeydi ve teorisini belirlemek ve detaylandırmak için büyük çaba gösterdi.
Galvani’nin tam açıklaması, Commentarius’un IV. Kısmındadır. Kasın, iki elektrik şarjı ile şarj edilmiş küçük bir Leyden kavanozu ve kavanoz iletkenine olan siniri ile karşılaştırılabileceğini açıklıyor. Hayvansal elektrik akışı beyindeki kandan üretilir ve sinirler vasıtasıyla kasların çekirdeğine geçer ve böylece dış negatif hale gelirken iç pozitif yüklenir. Kas içindeki elektriksel denge, bir Leyden kavanozunda olduğu gibi, iletken ile çekirdeğin arasında bir yay uygulayarak veya bir elektrik makinesinden bir kıvılcım çıkararak bozulabilir. Kas bu yollardan biriyle deşarj olduğunda, lifleri şiddetli, sinir bozucu kasılmaya teşvik eder. Hem uzaktaki kıvılcım üzerine konvulsif kontraksiyonun orijinal anomalisi hem de metalik yay tarafından tahrik edilen kasılmaların gözlemlenmesi “hayvan elektriği” ve özel deşarj yolları açısından açıklanmıştır.
Galvani’nin yayınlanan yansımalarına tepkisi biraz karışık olmasına rağmen hararetli idi. Ünlü İtalyan elektrikçi Alessandro Volta, yeni hayvan elektriği teorisini ilk alan kişiler arasında yer aldı, ancak 1792/1793 yıllarına gelindiğinde orijinal desteği şüpheci rezerve döndü. Volta, Kraliyet Cemiyetinin Felsefe İşlemlerinde yayınlanan gazetelerde, Galvani teorisine inanmayı ilan ettiyse de, deneylerde kullanılan metallerin, hayvanların nemli cesetlerine uygulanmasıyla kendiliğinden yapabileceği tezini aynı anda geliştirdi. Elektrik akışkanını dinlendirmek için harekete geçirin ve çıkarın böylece hayvanın organları yalnızca pasif hareket eder. Volta, 1793 yılı sonuna kadar, Galvani’nin hayvan elektriğini kendi temas teorisi için atmıştı. Buna göre belli kategorideki iletken organlar, özellikle de metaller, yalnızca elektrik sıvılarını heyecanlandırarak, çeşitli sinir bozucu tepkiler uyandırabiliyordu. Galvani yenilgiyi kabul etmeye hazır değildi. Yeğeni Giovanni Aldini, 1790’lı yılların ortalarında, özel bir hayvan elektriğinin varlığından şüphe etttiği için bir kampanya başlattı. 1794 ve 1797’de kurbağa sinir kas preparatlarını (metal içermeyen) kullanan deneyleri açıkladı. Konvülsiyon kontraksiyonlarının sadece sinirlere kaslara dokunmasıyla üretilebileceğini gösterdi.
Aynı zamanda, Galvani, deniz torpidolarının elektriksel özelliklerini kapsamlı bir şekilde inceledi. Bu hayvanların sıradan sinir ve kaslara benzer yapılarında güçlü elektrik boşalımının gerçekleştiğini keşfetti. Bu şekilde hayvan elektriği teorisine ek destek sağlamaya başlamıştı. Volta’nın karşı saldırısı, 1799 yılında, ilk ilkel ıslak-hücreli batarya olan yığın metal-metal, nemli-iletken elementlerden oluşan yığını icat etti. Galvani öldüğünde, teorisinin gündemde kalma ihtimali çok düşüktü. Bununla birlikte, hayvan elektrik kavramı için destek, on dokuzuncu yüzyıla kadar sürdü ve sonunda 1840’lı yıllarda Emil du Bois-Reymond’un temel çalışmasına yöneldi.
Ölümü
Galvani, hayatının sonuna kadar hayvansal elektriği aktif biçimde araştırdı. Fransa’nın Kuzey İtalya’daki işgallerinden sonra 1797’de kurulan bir Fransız istemci devlet olan Cisalpine Cumhuriyeti, her üniversite profesöründen yeni otoriteye sadakat yemini vermelerini şart koşuyordu. Toplumsal ve siyasi karışıklığa itiraz eden Galvani, diğer meslektaşlarıyla birlikte sadakat yeminini reddetti. Bu, yeni otoritenin tüm mali desteğini alan tüm akademik ve kamusal kurumlardan yoksun kalmasına neden oldu. Galvani, kardeşinin evinde, Bologna’da, 4 Aralık 1798’de, depresyonda ve yoksul durumda öldü.
Galvani’nin mirası şunları içerir:
. Galvani ‘nin araştırmalarına ilişkin raporu, Mary Shelley tarafından yaz aylarında okunan listenin bir parçası olarak, İsviçre’ de yağışlı bir günde geçici bir hayalet öykü yarışması ve bunun sonucunda ortaya çıkan roman (Frankenstein) ve yeniden canlandırdığı yapıya kadar uzanıyordu. Bununla birlikte, Frankenstein’da elektriksel canlanmadan doğrudan bahsedilmez.
. Galvanizin adı, günlük dilde (galvaniz) bir fiil olarak ve ayrıca daha özel terimlerle de varlığını sürdürüyor; galvanik hücre, galvani potansiyeli, galvanik korozyon, galvanometre, galvanizasyon ve galvanik cilt tepkisi.
. Ay’daki krater Galvani onun adını almıştır.
. Società Chimica Italiana, yabancı elektrokimyacıların çalışmalarını tanıyan bir madalya ödüllendirdi.
. Ar-Ge biyoelektronik şirketi Galvani Bioelectronics onun adını almıştır.
