최초로 전기가 근육을 활성화시킬 수 있다는 증거를 제시한 사람은 누구인가요?
전기근육자극요법
루이지 갈바니(1791)가 최초로 전류가 근육을 활성화시킬 수 있다는 증거를 제시했다. 19~20세기 동안 학자들은 근육이 움직일 수 있는 정확한 전기적 수치를 연구하고 기록하였다. 그리고 전기적 자극으로부터 유도되는 생체 기능은 근육에 장기간의 변화를 가져온다는 사실을 발견하였다. 60년대 소련에서는 운동선수들의 훈련에 EMS를 도입하였으며 70년대에는 서양의 학술지들과 함께 여러 학회에서 이 연구에 대한 정보를 공유하였다. 하지만 EMS가 구현되는 원리에 대한 이해의 어려움 때문인지 결과에 대한 의견이 분분했다. 최근 의학생리학 연구는 전기적 신호가 근육, 혈관, 신경세포들의 적응을 돕는 원리에 집중을 하고 있다.
활동전위
19세기 과학자들은 신경 다발에서 일어나는 전기 신호 전파를 연구하고 신경 조직이 서로 연결된 관으로 된 망()이 아니라 세포로 이루어져 있다는 것을 증명하였다. 카를로 마테우치()가 갈바니의 뒤를 이어 세포막 안팎으로 전압이 형성되어 있으며 직류 전류를 생산할 수 있다는 것을 증명하였다. 마테우치의 작업은 독일의 생리학자인 에밀 뒤 부아레몽()에게 영감을 주었고, 그는 1848년 활동전위를 발견한다. 활동전위의 전도 속도는 1850년 뒤 부아레몽의 친구인 헤르만 폰 헬름홀츠가 처음 측정하였다. 신경조직이 개개의 세포로 형성되어 있다는 것을 증명하기 위하여 스페인 의사 산티아고 라몬 이 카할은 카밀로 골지가 발명한 염색법을 이용하여 뉴런의 수많은 형태를 밝혔다. 골지와 라몬 이 카할은 그 공로로 1906년 노벨 생리학상을 수상하였다. 그들의 연구는 19세기 신경해부학 분야의 오랜 논쟁을 종식시켰다. 특히 골지는 신경계가 신경망으로 구성되어 있다고 주장하였다.
20세기는 전기생리학의 황금기였다. 1902년과 1912년에 율리우스 베른슈타인은 축삭 막에서 이온의 투과성이 변한 결과 활동전위가 생긴다는 가설을 발전시켰다. 켄 콜()과 하워드 커티스()가 막 전도율이 활동전위 동안 증가한다는 것을 증명하면서 베른슈타인의 가설은 확실해졌다. 1907년에 루이 라피크()는 활동전위가 역치를 넘어서면서 발생한다고 주장하였고, 이후 이온 전도율이 역동적으로 변화한 결과임이 증명된다. 1949년에 앨런 호지킨과 베르나르트 카츠()는 축삭 막이 서로 다른 이온에 대해 투과성이 다를 것을 고려하여 베른슈타인의 가설을 발전시켰다. 특히 호지킨과 카츠는 활동전위에서 나트륨 투과성이 하는 중요한 역할을 증명하였다. 그들은 활동전위를 일으키는 신경 막 안팎의 실제 전기적 변화를 최초로 기록하였다. 1952년 출판된 논문 5개에서 호지킨과 카츠, 그리고 앤드루 헉슬리는 전압 클램프 기술을 도입한다. 그들은 축삭 막의 나트륨 및 칼륨 이온 투과성이 전압과 시간에 의존하는 정도를 측정하였고, 활동전위를 양적으로 재구성할 수 있었다. 호지킨과 헉슬리는 열린형, 닫힌형, 차단형 등 세 형태로 존재할 수 있는 개개의 이온 채널과 연관된 수학적 모델을 고안하였다. 이 가설은 1970년대 중반과 80년대에 걸쳐 에르빈 네어와 베르트 자크만이 개별 이온 채널에서 전도율을 측정하는 패치 클램프 기술을 고안하면서 검증되었다. 21세기에 들어서 원자 수준 해상도의 결정 구조와 형광을 이용한 거리 측정, 동결전자현미경 연구를 통하여 특정한 채널이 각기 다른 종류의 이온에 갖는 선택성과 전도 상태에 대한 구조적 기반에 대하여 이해하기 시작한다.