Голдинг Бёрд (9 декабря 1814 г. – 27 октября 1854 г.) был британским врачом и членом Королевского колледжа врачей . Он стал крупным специалистом по болезням почек и опубликовал всеобъемлющую работу о мочевых отложениях в 1844 году. Он также был известен своими работами в смежных науках, особенно в области медицинского использования электричества и электрохимии . С 1836 года он читал лекции в больнице Гая , известной учебной больнице в Лондоне, которая теперь является частью Королевского колледжа Лондона , и опубликовал популярный учебник по науке для студентов-медиков под названием « Элементы натуральной философии» .
Развив интерес к химии еще в детстве, в основном через самообучение, Берд был достаточно продвинут, чтобы читать лекции своим одноклассникам в школе. Позже он применил эти знания в медицине и провел много исследований по химии мочи и почечных камней . В 1842 году он был первым, кто описал оксалурию , состояние, которое приводит к образованию особого вида камней.
Берд, который был членом Лондонского электрического общества , был новатором в области медицинского использования электричества, спроектировав большую часть своего собственного оборудования. В его время электролечение приобрело дурную славу в медицинской профессии из-за его широкого использования практикующими шарлатанами . Берд прилагал усилия, чтобы противостоять этому шарлатанству, и сыграл важную роль в том, чтобы сделать медицинскую электротерапию общепринятой. Он быстро принял новые инструменты всех видов; он изобрел новый вариант ячейки Даниэля в 1837 году и сделал важные открытия в электрометаллургии с его помощью. Он был не только новатором в области электричества, но и спроектировал гибкий стетоскоп , а в 1840 году опубликовал первое описание такого инструмента.
Будучи набожным христианином, Берд считал, что изучение Библии и молитва так же важны для студентов-медиков, как и их академические занятия. Он стремился пропагандировать христианство среди студентов-медиков и призывал других специалистов делать то же самое. С этой целью Берд был ответственным за создание Христианской медицинской ассоциации, хотя она начала действовать только после его смерти. Берд всю жизнь страдал от слабого здоровья и умер в возрасте 39 лет.
Берд родился в Даунхэме, Норфолк , Англия, 9 декабря 1814 года. Его отец (также по имени Голдинг Берд) был офицером в Налоговой службе в Ирландии, а его мать, Марианна, была ирландкой. Он был не по годам развитым и амбициозным, [2] но детский ревматизм и эндокардит оставили у него плохую осанку и пожизненное слабое здоровье. Он получил классическое образование, когда его отправили вместе с братом Фредериком к священнику в Уоллингфорд , где он выработал пожизненную привычку к самообучению. С 12 лет он учился в Лондоне, в частной школе, которая не продвигала науку и давала только классическое образование. Берд, который, кажется, намного опередил своих учителей в науке, читал лекции по химии и ботанике своим одноклассникам. У него было четверо младших братьев и сестер, из которых его брат Фредерик также стал врачом и опубликовал работы по ботанике. [3] [4]
В 1829 году, когда ему было 14 лет, Берд оставил школу, чтобы пройти обучение у аптекаря Уильяма Претти в Бертон-Кресент, Лондон. Он закончил ее в 1833 году и получил лицензию на практику от Worshipful Society of Apothecaries в Apothecaries' Hall в 1836 году. Он получил эту лицензию без экзаменов из-за репутации, которую он приобрел, будучи студентом Guy's, лондонской учебной больницы, где он стал студентом-медиком в 1832 году, все еще работая в своем ученичестве. В Guy's на него оказал влияние Томас Аддисон , который рано распознал его таланты. Берд был амбициозным и очень способным учеником. В начале своей карьеры он стал членом Высшего физического общества, для чего требовалась диссертация. Он получил премии по медицине, акушерству и офтальмологической хирургии в Guy's и серебряную медаль по ботанике в Apothecaries' Hall. Примерно с 1839 по 1840 год он работал над лечением заболеваний груди в клинике Guy's в качестве помощника сэра Эстли Купера . [5]
Берд окончил Университет Сент-Эндрюс со степенью доктора медицины в 1838 году и степенью магистра в 1840 году, продолжая работать в Лондоне. В Сент-Эндрюсе не требовалось места жительства или экзамена для получения степени доктора медицины. Берд получил свою степень, предоставив рекомендации от квалифицированных коллег, что было обычной практикой в то время. Получив квалификацию в 1838 году, в возрасте 23 лет он начал заниматься общей практикой в хирургическом кабинете по адресу 44 Seymour Street, Euston Square , London, но поначалу не преуспел из-за своей молодости. Однако в том же году он стал врачом в Finsbury Dispensary , и занимал эту должность в течение пяти лет. К 1842 году его доход от частной практики составлял 1000 фунтов стерлингов в год. С учетом инфляции это составляет покупательную способность около 119 000 фунтов стерлингов в настоящее время. [6] В конце его карьеры его доход составлял чуть менее 6000 фунтов стерлингов. В 1840 году он стал лиценциатом Королевского колледжа врачей , а в 1845 году — его членом . [7]
Берд читал лекции по естественной философии , медицинской ботанике и патологии мочевыводящих путей с 1836 по 1853 год в Guy's. Он читал лекции по materia medica в Guy's с 1843 по 1853 год и в Королевском колледже врачей с 1847 по 1849 год. Он также читал лекции в Медицинской школе Олдерсгейта . На протяжении всей своей карьеры он много публиковал не только по медицинским вопросам, но и по электротехнике и химии. [8]
Берд стал первым главой отделения электричества и гальванизма в Guy's в 1836 году под руководством Эддисона, поскольку Берд не окончил университет до 1838 года. В 1843 году он был назначен помощником врача в Guy's, должность, которую он упорно лоббировал, и в октябре того же года он был поставлен заведовать детским амбулаторным отделением. Как и его пациенты электротерапии, дети были в основном бедными пациентами, которые не могли позволить себе платить за лечение и часто использовались для обучения студентов-медиков. В то время было общепринято, что бедные пациенты могут использоваться для экспериментального лечения, и их разрешение не требовалось. Берд опубликовал в больничном журнале серию отчетов о детских болезнях, основанных на исследованиях случаев из этой работы. [9] [10]
Женившись на Мэри Энн Бретт в 1842 году, Берд переехал из своего семейного дома на Уилмингтон-сквер , 22 , Клеркенуэлл , в Мидделтон-сквер , 19. У них было две дочери и три сына, второй из которых, Катберт Хилтон Голдинг-Берд (1848–1939), стал известным хирургом. [1] Другой сын, Персиваль Голдинг-Берд, стал священником в Ротерхите, [11]
Бёрд был членом Линнеевского общества (избран в 1836 году), Геологического общества (избран в 1836 году) и Королевского общества (избран в 1846 году). [12] Он вступил в Патологическое общество Лондона (которое в конечном итоге слилось с Королевским медицинским обществом ), когда оно было сформировано в 1846 году. [13] Он также принадлежал к Лондонскому электрическому обществу, основанному Уильямом Стердженом и другими. Эта организация была совсем не похожа на элитные научные учреждения; она была больше похожа на ремесленную гильдию со склонностью к эффектным демонстрациям. Тем не менее, в ней было несколько выдающихся членов, и новые машины и аппараты регулярно обсуждались и демонстрировались. [14] Бёрд также был масоном с 1841 года и был досточтимым мастером ложи Святого Павла в 1850 году. Он покинул масонов в 1853 году. [15] [16]
Берд был тщеславным, склонным к саморекламе, и его неудержимое честолюбие время от времени приводило его к конфликтам с другими. Он был вовлечен в ряд очень публичных диспутов в современных медицинских журналах, включая диспут с компанией Pulvermacher и диспут по поводу разработки стетоскопа. Однако, как говорят, он уделял своим пациентам все свое внимание и полную приверженность их благополучию. Он был прекрасным оратором, хорошим лектором и красноречивым спорщиком. [17]
У Берда в 1848 или 1849 году брат диагностировал у него болезнь сердца, и он был вынужден прекратить работу. Однако к 1850 году он снова работал так же усердно, как и прежде, и расширил свою практику настолько, что ему пришлось переехать в более просторный дом на Рассел-сквер. Но в 1851 году острый ревматизм заставил Берда провести длительный отпуск со своей женой в Тенби , где он в качестве развлечения занимался исследованиями в области ботаники, морской фауны и пещерной жизни. Эти длинные летние каникулы повторялись в 1852 и 1853 годах в Торки и Тенби. Даже во время отпуска его слава заставляла его получать много запросов на консультации. В 1853 году он купил поместье Сент-Кутберт в Танбридж-Уэллсе для своей пенсии , но оно требовало некоторой доработки, и он не мог покинуть Лондон до июня 1854 года. Тем временем он продолжал принимать пациентов, но только у себя дома, несмотря на серьезное ухудшение здоровья. Он умер 27 октября 1854 года в Сент-Кутберте от инфекции мочевыводящих путей и страдал от камней в почках . Его ранняя смерть в возрасте 39 лет могла быть вызвана сочетанием слабого здоровья на протяжении всей жизни и переутомления, которое, как знал сам Берд, разрушало его. [18] Он похоронен на кладбище Вудбери-Парк в Танбридж-Уэллсе. [19]
После его смерти Мэри учредила Золотую медаль и стипендию Голдинга Берда за санитарную науку, позже названную Золотой медалью и стипендией Голдинга Берда за бактериологию, которая ежегодно вручалась в учебной больнице Гая. Премия была учреждена в 1887 году и все еще вручалась в 1983 году, хотя она больше не является текущей премией. С 1934 года Золотая медаль и стипендия Голдинга Берда также вручались за акушерство и гинекологию . Среди известных получателей медали были Натаниэль Хэм (1896), Альфред Солтер (1897), Рассел Брок (1926), Джон Бил (1945) и Д. Бернард Амос ( около 1947–1951). [20]
Сопутствующие науки — это те науки, которые играют важную роль в медицине, но сами по себе не являются ее частью, особенно физика, химия и ботаника (потому что ботаника — богатый источник лекарств и ядов). До конца первой половины XIX века химический анализ редко использовался в медицинской диагностике — в некоторых кругах даже существовала враждебность к этой идее. Большая часть работы в этой области в то время была выполнена исследователями, связанными с Guy's. [21]
К тому времени, когда Голдинг Берд был студентом-медиком в Guy's, в больнице уже существовала традиция изучения физики и химии в их связи с медициной. Берд следовал этой традиции и был особенно под влиянием работы Уильяма Праута , эксперта в области химической физиологии. Берд стал хорошо известен своими познаниями в химии. Ранний пример датируется 1832 годом, когда он прокомментировал статью о тесте на медный купорос для отравления мышьяком , представленную его будущим шурином Р. Х. Бреттом Физическому обществу школьников. Берд раскритиковал положительный результат теста, когда образуется зеленый осадок, [22] утверждая, что тест был неубедительным, потому что осадки, отличные от арсенита меди, могут давать тот же зеленый цвет. [23]
Берд не ограничился тем, что бросил вызов своему будущему зятю. В 1834 году Берд и Бретт опубликовали статью об анализе сыворотки крови и мочи, в которой они выступили против некоторых работ Праута. Праут сказал (в 1819 году), что розовый осадок в моче был вызван присутствием пурпурата аммония , но тесты Берда не смогли подтвердить это. Хотя Берд был еще только студентом, а Праут обладал большим авторитетом, Праут счел необходимым ответить на вызов. В 1843 году Берд попытался идентифицировать розовое соединение; он потерпел неудачу, но был убежден, что это новое химическое вещество, и дал ему название пурпурин . [24] Однако это название не прижилось, и соединение стало известно как уроэритрин по работе Франца Симона. [25] Его структура была окончательно идентифицирована только в 1975 году. [26]
Около 1839 года, признавая способности Берда в химии, Эстли Купер попросил его внести свой вклад в его книгу о заболеваниях груди. Берд написал статью о химии молока, и книга была опубликована в 1840 году. [27] Хотя книга в основном посвящена анатомии человека, она включает главу о сравнительной анатомии, охватывающую несколько видов, для которых Берд провел анализ молока собак и дельфинов. [28] Также в 1839 году Берд опубликовал свой собственный Elements of Natural Philosophy , учебник по физике для студентов-медиков. Придерживаясь мнения, что существующие тексты были слишком математическими для студентов-медиков, Берд избегал такого материала в пользу ясных объяснений. Книга оказалась популярной и оставалась в печати в течение 30 лет, хотя некоторые из ее математических недостатков были исправлены в четвертом издании Чарльзом Бруком . [29]
В 1836 году Берд был назначен ответственным за недавно сформированное отделение электричества и гальванизма под руководством Эддисона. Хотя это была не первая больница, применявшая электротерапию, она все еще считалась очень экспериментальной. Предыдущие применения в больнице были либо кратковременными, либо основывались на прихоти одного хирурга, например, Джона Бирча в больнице Св. Томаса . В Guy's лечение было частью больничной системы и стало хорошо известно публике, настолько, что Guy's был спародирован за использование электричества в сатирическом журнале New Frankenstein . [30]
В своей электротерапии Берд использовал как электрохимические , так и электростатические машины (а позже также и машины электромагнитной индукции ) для лечения очень широкого спектра состояний, таких как некоторые формы хореи . Лечение включало стимуляцию периферических нервов, электрическую мышечную стимуляцию и электрошоковую терапию . Берд также использовал свое изобретение, электрическую моксу, для лечения язв кожи .
Из работ Майкла Фарадея уже было ясно , что электричество и гальванизм по сути одно и то же. Берд это понимал, но продолжал разделять свой аппарат на электрические машины, которые (по его словам) выдавали высокое напряжение при низком токе, и гальванические аппараты, которые выдавали высокий ток при низком напряжении. Гальваническое оборудование, имевшееся в распоряжении Берда, включало электрохимические элементы, такие как вольтов столб и элемент Даниэля , вариант которого Берд изобрел сам. Также частью стандартного оборудования были индукционные катушки , которые вместе с прерывательной цепью использовались с одним из электрохимических элементов для подачи электрического удара. Электрические (в отличие от гальванических) машины, доступные тогда, представляли собой электростатические генераторы с фрикционным приводом , состоящие из вращающегося стеклянного диска или цилиндра, на котором шелковые лоскуты могли волочиться при вращении стекла. Эти машины приходилось вращать вручную во время обработки, но можно было хранить небольшие количества статического электричества в лейденских банках для последующего использования. [32]
К 1849 году генераторы, основанные на законе индукции Фарадея, стали достаточно продвинутыми, чтобы заменить оба типа машин, и Берд рекомендовал их в своих лекциях. Гальванические элементы страдали от неудобств, связанных с необходимостью иметь дело с электролитными кислотами в хирургии и возможностью протечек; электростатические генераторы требовали большого мастерства и внимания, чтобы поддерживать их успешную работу. Электромагнитные машины, с другой стороны, не имеют ни одного из этих недостатков; единственная критика, высказанная Бердом, заключалась в том, что более дешевые машины могли вырабатывать только переменный ток . Для медицинского использования, особенно при лечении проблем с нервами, часто требовался однонаправленный ток определенной полярности, что требовало от машины наличия разъемных колец или подобных механизмов. Однако Берд считал машины переменного тока подходящими для случаев аменореи . [33] [34]
Требуемое направление тока зависело от направления, в котором, как считалось, электрический ток течет в нервах в организме человека или животного. Например, для двигательных функций поток считался направленным от центра к мышцам конечностей, поэтому искусственная электрическая стимуляция должна была быть в том же направлении. Для чувствительных нервов применялось обратное: поток был направлен от конечности к центру, а положительный электрод прикладывался к конечности. Этот принцип был продемонстрирован Бердом в эксперименте с живой лягушкой. Обычно под рукой был запас лягушек, поскольку они использовались в гальваноскопе лягушек . В то время был доступен электромагнитный гальванометр , но Берд все еще использовал лягушачьи лапки из-за их гораздо большей чувствительности к малым токам. В эксперименте лапка лягушки была почти полностью отделена от ее тела, оставляя только седалищный нерв присоединенным, а затем электрический ток подавался от тела к ноге. При стимуляции мышцы наблюдались судороги ноги. Однако изменение направления тока не вызвало никакого движения мышцы, а только кваканье боли у лягушки. В своих лекциях Берд описывает множество экспериментов с аналогичной целью на человеческих органах чувств. В одном эксперименте Грапенгиссера [35] , например, электрический ток пропускался через голову испытуемого от уха к уху, вызывая галлюцинацию звука. Ухо, подключенное к положительному полюсу, слышало более громкий звук, чем подключенное к отрицательному. [36]
Берд разработал собственную схему прерывателя для подачи электрошока пациентам от гальванического элемента через индукционную катушку. Ранее прерыватель был механическим устройством, требующим от врача поворачивать зубчатое колесо или нанимать помощника для этого. Берд хотел освободить свои руки, чтобы подавать электричество более точно к нужной части пациента. Его прерыватель работал автоматически за счет магнитной индукции с достаточно высокой скоростью. [37] Чем быстрее переключается прерыватель, тем чаще пациенту подается электрический шок; цель состоит в том, чтобы сделать частоту как можно выше. [38]
Прерыватель Берда имел невыгодную с медицинской точки зрения особенность, заключающуюся в том, что ток подавался в противоположных направлениях во время операций включения и выключения . Лечение часто требовало подачи тока только в одном определенном направлении. Берд создал однонаправленный прерыватель, используя механизм, который теперь называется разрезными кольцами. Эта конструкция страдала от недостатка, заключавшегося в том, что автоматическое управление терялось, и прерыватель снова приходилось заводить вручную. Тем не менее, эта конструкция оставалась более дешевым вариантом, чем электромагнитные генераторы в течение некоторого времени. [37] [39]
Использовалось три класса электротерапии. Один из них — электрическая ванна , которая заключалась в том, что пациента сажали на изолированный табурет со стеклянными ножками и подключали к нему один электрод , обычно положительный, электростатической машины. Кожа пациента заряжалась, как будто он или она находились в «ванне электричества». Второй класс лечения можно было проводить, пока пациент находился в электрической ванне. Он состоял в том, чтобы поднести отрицательный электрод близко к пациенту, обычно около позвоночника, вызывая возникновение искр между электродом и пациентом. Электроды различной формы были доступны для различных медицинских целей и мест приложения на теле. Лечение проводилось в несколько сеансов продолжительностью около пяти минут, часто вызывая волдыри на коже. Третий класс лечения — электрошоковая терапия, при которой электрический разряд подавался от гальванической батареи (позднее электромагнитные генераторы) через индукционную катушку для значительного увеличения напряжения. Также можно было подавать электрический разряд от заряда, хранящегося в лейденской банке, но это был гораздо более слабый удар. [40]
Электростимуляция использовалась для лечения нервных расстройств, когда нервная система не могла стимулировать необходимую секрецию желез или мышечную активность. Ранее она успешно применялась для лечения некоторых форм астмы. Берд использовал свой аппарат для лечения хореи Сиденгама (пляски святого Витта) и других форм спазмов , некоторых форм паралича (хотя лечение было бесполезным, когда нервы были физически повреждены), передозировки опиатов (так как она не давала пациенту спать), вызывания менструации там, где она не проходила ( аменорея ), и истерии , предполагаемой женской болезни. Парализованная функция мочевого пузыря у молодых девушек приписывалась теперь уже архаичному состоянию истерии. Ее лечили с помощью применения сильного электрического тока между крестцом и лобком . Хотя лечение работало, заставляя мочевой пузырь опорожняться, Берд подозревал, что во многих случаях это происходило больше из-за страха и боли, чем из-за любого терапевтического свойства электричества. [41]
Электрошоковая терапия стала модной среди общественности, но часто не одобрялась врачами, за исключением последнего средства. Ее популярность привела к множеству ненадлежащих методов лечения, и было широко распространено мошенничество. Шарлатаны утверждали, что это лечение излечивает практически все, независимо от его эффективности, и зарабатывали на этом большие суммы денег. Однако Берд продолжал придерживаться этого метода, если он применялся правильно. Он убедил изначально скептически настроенного Эддисона в его достоинствах, и первая публикация (в 1837 году), описывающая работу электризующего устройства, была написана Эддисоном, а не Бердом, хотя Берд явно и справедливо приписывается Аддисону. То, что статья была написана Эддисоном, во многом способствовало ее принятию во все еще подозрительном медицинском сообществе. Эддисон обладал большим авторитетом, тогда как Берд на этом этапе был неизвестен. Статья Берда 1841 года в Guy's Hospital Reports содержала впечатляюще длинный список успешных исследований случаев. В 1847 году он полностью перенес эту тему в область materia medica , когда прочитал ежегодную лекцию в Королевском колледже врачей по этому вопросу. Он неустанно выступал против многочисленных шарлатанов-практиков, в одном случае разоблачив железнодорожных телеграфистов, которые утверждали, что они были медицинскими электриками, хотя у них вообще не было медицинского образования. Таким образом, Берд в значительной степени отвечал за восстановление электролечения среди врачей. Его работа, при поддержке Эддисона, вместе с возрастающей простотой использования машин по мере развития технологий, привели к более широкому использованию этого метода в медицинской профессии. [33] [42]
Берд изобрел электрическую моксу в 1843 году. Название является ссылкой на акупунктурный метод прижигания и, вероятно, было вызвано введением электроакупунктуры , при которой иглы усиливаются электрическим током, двумя десятилетиями ранее во Франции. Однако электрическая мокса не была предназначена для акупунктуры. Она использовалась для создания гнойной язвы на коже пациента для лечения некоторых состояний воспаления и застоя с помощью метода противораздражения . Ранее язва создавалась гораздо более болезненными способами, такими как прижигание или даже сжигание угля. Конструкция Берда была основана на модификации существующего инструмента для местного электрического лечения гемиплегии и состояла из серебряного электрода и цинкового электрода, соединенных медной проволокой. На коже образовывались два небольших волдыря, к которым затем подключались два электрода и удерживались на месте в течение нескольких дней. Электричество вырабатывалось путем электролитического воздействия на жидкости организма. Волдырь под серебряным электродом зажил, но тот, что был под цинковым электродом, дал необходимую гнойную язву. [43]
Заживление волдыря под серебряным электродом не имело значения для процедуры противораздражающего воздействия, но это навело Берда на мысль, что электрическая мокса может быть использована для лечения трудно поддающихся лечению язв ног . Это была распространенная жалоба среди рабочего класса во времена Берда, и больницы не могли принять большинство случаев для лечения. Мокса улучшила ситуацию, позволив пострадавшим лечиться амбулаторно. Серебряный электрод моксы прикладывался к язве, которую нужно было заживить, в то время как цинковый электрод прикладывался на расстоянии нескольких дюймов от места, где был срезан верхний слой кожи. Затем весь аппарат был перевязан на месте, как и прежде. Эту технику успешно применили другие по рекомендации Берда. Томас Уэллс позже обнаружил, что не было необходимости повреждать кожу под цинковой пластиной. Он просто смачивал кожу уксусом перед нанесением цинкового электрода. [44]
Были некоторые разногласия по поводу одобрения Бердом машины, изобретенной неким И. Л. Пульвермахером, которая стала известна как цепь Пульвермахера . [45] Основным рынком для этого устройства были те самые шарлатаны, которых Берд так ненавидел, но оно действительно работало как генератор. Берду дали образец этой машины в 1851 году, и он был достаточно впечатлен, чтобы дать Пульвермахеру свидетельство, в котором говорилось, что машина была полезным источником электричества. Берд считал, что врачи могли бы использовать ее в качестве портативного устройства. Электрически машина работала как гальванический столб, но была сконструирована по-другому. Она состояла из ряда деревянных штифтов , каждый с бифилярной обмоткой из медных и цинковых катушек. Каждая обмотка была соединена со следующим штифтом с помощью металлических крючков и проушин, которые также обеспечивали электрическое соединение. Электролит обеспечивался путем замачивания штифтов в уксусе. [46]
Наивно, Берд, похоже, ожидал, что Пульвермахер не будет использовать этот отзыв в своей рекламе. Когда компания Пульвермахера сделала это, Берд подвергся некоторой критике за непрофессиональное поведение, хотя никогда не предполагалось, что Берд получил финансовую выгоду, и Берд заявил в свою защиту, что отзыв был задуман только как рекомендательное письмо для врачей в Эдинбурге. Берд был особенно расстроен тем, что компания Пульвермахера использовала цитаты из публикаций Берда о преимуществах электролечения и неверно истолковала их как описание преимуществ продукта Пульвермахера. Берд также раскритиковал утверждение Пульвермахера о том, что цепь можно обернуть вокруг пораженной конечности для медицинского лечения. Хотя гибкая природа ее конструкции подходила для обертывания, Берд сказал, что она будет почти бесполезна в такой конфигурации. По словам Берда, тело пациента обеспечит токопроводящий путь через каждую ячейку, тем самым не давая устройству создавать полезное с медицинской точки зрения напряжение на своих клеммах. [47]
Берд использовал свою должность заведующего кафедрой электричества и гальванизма для продолжения своих исследовательских усилий и для помощи в обучении своих студентов. Он интересовался электролизом и повторял эксперименты Антуана Сезара Беккереля , Эдмунда Дэви и других, чтобы извлекать металлы таким образом. Его особенно интересовала возможность обнаружения низких уровней ядов тяжелых металлов с помощью этой техники, впервые разработанной Дэви. [48] Берд также изучал свойства альбумина при электролизе, обнаружив, что альбумин коагулирует на аноде , потому что там образуется соляная кислота . Он исправил более раннее ошибочное заключение У. Т. Бранде о том, что сильный электрический ток вызывает коагуляцию также и на катоде , показав, что это было полностью из-за потоков жидкости, вызванных сильным электрическим полем. [49]
Образование медных пластин на катоде было замечено в ячейке Даниэля вскоре после ее изобретения в 1836 году. Берд начал тщательное исследование этого явления в следующем году. Используя растворы хлорида натрия , хлорида калия и хлорида аммония , ему удалось покрыть ртутный катод натрием , калием и аммонием соответственно, получив амальгамы каждого из них. Использовались не только хлориды ; бериллий , алюминий и кремний были получены из солей и оксидов этих элементов. [50]
В 1837 году Берд построил свою собственную версию ячейки Даниэля. Новой особенностью ячейки Берда было то, что два раствора сульфата меди и сульфата цинка находились в одном сосуде, но были разделены барьером из гипса , распространенного материала, используемого в больницах для фиксации переломов костей . Будучи пористым, гипс позволяет ионам пересекать барьер, не допуская при этом смешивания растворов. Такое расположение является примером одноячеечной ячейки Даниэля, и изобретение Берда было первым в своем роде. Ячейка Берда стала основой для более поздней разработки пористой ячейки горшка, изобретенной в 1839 году Джоном Дансером . [51]
Эксперименты Берда с его ячейкой были важны для новой дисциплины электрометаллургии . Непредвиденным результатом стало осаждение меди на штукатурке и внутри нее, без какого-либо контакта с металлическими электродами. При разрушении штукатурки было обнаружено, что образовались прожилки меди, проходящие прямо через нее. Этот результат был настолько неожиданным, что поначалу в него не поверили исследователи электрохимии, включая Фарадея. Осаждение меди и других металлов было отмечено и ранее, но только на металлических электродах. Эксперименты Берда иногда приносят ему славу основателя промышленной области электрометаллургии. В частности, открытие Берда является принципом, лежащим в основе гальванопластики . Однако сам Берд никогда не использовал это открытие на практике и не проводил никаких работ в металлургии как таковой. Некоторые современники Берда, интересовавшиеся электрометаллургией, хотели приписать заслуги Берду, чтобы дискредитировать коммерческие претензии своих конкурентов. [51] [52]
Берд считал, что существует связь между функционированием нервной системы и процессами, наблюдаемыми при электролизе при очень низких, постоянных токах. Он знал, что токи в обоих случаях были одного порядка. Для Берда, если такая связь существовала, это делало электрохимию важным предметом для изучения по биологическим причинам. [53]
В 1837 году Берд принял участие в исследовании опасностей, которые представляет содержание мышьяка в дешевых свечах. Это были стеариновые свечи с добавлением белого мышьяка , который заставлял их гореть ярче обычных свечей. Сочетание дешевизны и яркости сделало их популярными. Расследование проводилось Вестминстерским медицинским обществом , студенческим обществом Вестминстерской больницы, и возглавлялось Джоном Сноу , который позже прославился своими исследованиями в области общественного здравоохранения. Сноу ранее исследовал отравление мышьяком, когда он и несколько его сокурсников сильно заболели после того, как он представил новый процесс консервации трупов по предложению лектора Хантера Лейна. Новый процесс включал инъекцию мышьяка в кровеносные сосуды трупа. Сноу обнаружил, что мышьяк попадал в воздух в результате химических реакций с разлагающимся трупом, и именно так он попадал в организм. Роль Берда в исследовании свечей заключалась в анализе содержания мышьяка в свечах, которое, как он обнаружил, в последнее время было значительно увеличено производителями. Берд также подтвердил экспериментально, что мышьяк попал в воздух, когда горели свечи. Исследователи подвергали воздействию свечей различные виды животных и птиц в контролируемых условиях. Все животные выжили, но птицы погибли. Берд исследовал случаи смерти птиц и проанализировал тела, обнаружив небольшое количество мышьяка. Однако на перьях мышьяк не был обнаружен, что указывает на то, что отравление не было вызвано вдыханием мышьяка, находящегося в воздухе, поскольку мышьяк в воздухе, как ожидается, должен был прилипнуть к перьям. Однако Берд обнаружил, что большое количество мышьяка было в питьевой воде птиц, что указывает на то, что это был путь, по которому действовал яд. [54]
Хотя способ приготовления оксида углерода был известен с 1776 года, поначалу не признавалось, что отравление оксидом углерода является механизмом смерти и травм от печей, сжигающих углеродистое топливо. Расследование коронера по факту смерти в 1838 году Джеймса Трики, ночного сторожа, который провел всю ночь у новой печи, работающей на древесном угле, в Сент-Майкле, Корнхилл , пришло к выводу, что отравлением была угольная кислота (то есть диоксид углерода ), а не оксид углерода. И Берд, и Сноу дали показания следствию, подтверждающие отравление угольной кислотой. Сам Берд начал страдать от неприятных ощущений, когда собирал образцы воздуха с пола возле печи. Однако производители печи, Харпер и Джойс, представили ряд собственных экспертов-свидетелей, которые убедили присяжных решить, что смерть наступила в результате апоплексического удара , и что «нечистый воздух» был лишь способствующим фактором. Среди ненаучных утверждений, сделанных на следствии Харпером и Джойсом, было то, что углекислый газ поднимется к потолку (на самом деле он тяжелее воздуха и, по словам Берда, будет лежать слоем близко к полу, как раз там, где будет покоиться голова спящего Трики) и что «вредные пары» из гробов в хранилищах поднялись в церковь. После следствия Джойс пригрозила подать в суд на журнал, который продолжал критиковать печь за отсутствие вентиляции. В последующем разъяснении Берд ясно дал понять, что любая печь, сжигающая углеродистое топливо, опасна, если у нее нет дымохода или других средств вентиляции. Фактически Трики был помещен в церковь в первую очередь по предложению Харпера, который ожидал от него благоприятных отзывов о работе новой печи. [55] [56]
В 1839 году Берд прочитал доклад в Высшем физическом обществе, в котором сообщалось о проведенных им испытаниях воздействия отравления углеродистыми парами на воробьев. Этот доклад имел определенное значение и привел к тому, что Берд в том же году изложил свои взгляды Британской ассоциации . (Он исполнял обязанности секретаря химического отдела Британской ассоциации в Бирмингеме.) Берд также представил доклад в Вестминстерской медицинской школе, где Сноу проявил к нему особый интерес. До тех пор Сноу и многие другие считали, что угольная кислота действует просто путем исключения кислорода . Эксперименты Берда и других убедили его, что она вредна сама по себе, но он все еще не разделял точку зрения Берда, что это активный яд. Также в 1839 году Берд опубликовал всеобъемлющую статью в Guy's Hospital Reports , полную множества историй болезни, в которых он документирует состояние знаний. Он понял, что по крайней мере некоторые случаи отравления от печей были вызваны не углекислотой, а каким-то другим агентом, хотя он все еще не идентифицировал его как оксид углерода. [57] [58]
Берд провел много исследований в области урологии , включая химию как мочи, так и почечных камней, и вскоре стал признанным экспертом. Эта работа заняла большую часть его усилий, и его труды по мочевым отложениям и почечным камням были самыми передовыми в то время. Его работа продолжила и во многом была под влиянием работ Александра Марсе и Уильяма Праута. Марсе также был врачом в Guy's; Праут не занимал никакой должности в Guy's, но был связан с больницей и был там хорошо известен. Например, когда Марсе открыл новый компонент почечных камней, ксантановый оксид , он отправил его Прауту для анализа. Праут сам открыл новое вещество в 1822 году, компонент мочи, который он назвал мелановой кислотой , потому что он становился черным при контакте с воздухом. [59]
Берд изучал и классифицировал коллекцию камней в Guy's, уделяя особое внимание кристаллическим структурам ядер, поскольку образование камней происходило после того, как появлялось ядро, на котором оно формировалось. Он считал химию ядер наиболее важным аспектом образования камней. Берд идентифицировал множество видов камней, классифицированных по химии ядра, но решил, что все они попадают в две общие группы: органические камни, вызванные неправильным физиологическим процессом, и избыточные неорганические соли, вызывающие осадок, на котором мог образовываться камень . [60] В 1842 году Берд стал первым, кто описал оксалурию , иногда называемую болезнью Берда, которая иногда вызывается избытком оксалата извести в моче. [61] Это наиболее распространенный тип почечных камней. Сейчас известно, что наиболее распространенной причиной образования камней в почках является избыток кальция в моче, а не оксалата, хотя камни из оксалата кальция являются наиболее распространенным типом, именно избыток кальция является наиболее распространенной причиной их образования. Однако у некоторых людей в моче наблюдается избыток оксалата, и из-за этого образуются камни из оксалата кальция; это может быть связано с диетой, наследственными факторами или кишечными заболеваниями. Сегодня мы знаем, что наиболее распространенным типом камней в почках являются оксалат кальция (около 74%), фосфат кальция (около 20%) и мочевая кислота (около 4% в целом, но чаще встречаются у людей с ожирением и у людей с подагрой). [62] В своей замечательной работе «Отложения в моче» Берд уделяет много внимания идентификации химических веществ в моче путем микроскопического исследования внешнего вида кристаллов в ней. Он показывает, как внешний вид кристаллов одного и того же химического вещества может сильно различаться в различных условиях, и особенно как внешний вид меняется при заболевании. «Urinary Deposits» стал стандартным текстом по этой теме; между 1844 и 1857 годами было пять изданий. В четвертом издании Берд добавил рекомендацию промывать мочевой пузырь в случаях щелочной мочи, после того как эксперимент Сноу показал, что застоявшаяся моча становится щелочной, когда в нее медленно капают свежую мочу. Берд знал, что щелочная моча способствует осаждению фосфатов и последующему образованию корки и камней. Последнее издание « Urinary Deposits» было обновлено после смерти Берда Эдмундом Ллойдом Биркеттом. [63]
Берд был первым, кто распознал, что определенные формы мочевых цилиндров являются признаком болезни Брайта . Цилиндры были впервые обнаружены Генри Бенсом Джонсом . Они представляют собой микроскопические цилиндры белка Тамма-Хорсфалла , которые осаждались в почках, а затем выделялись в мочу; теперь мы знаем, что эти цилиндры являются нормальными находками, если только они не содержат клеток внутри; эти клеточные цилиндры указывают на аномалию в почках. [64] [65]
Распространенной идеей в XVIII и начале XIX веков было то, что болезнь является результатом состояния всего тела. Таким образом, окружающая среда и деятельность пациента играли большую роль в любом лечении. Воплощением такого рода мышления была концепция жизненной силы , которая, как предполагалось, управляла химическими процессами в организме. Эта теория утверждала, что органические соединения могут образовываться только внутри живых организмов, где жизненная сила могла вступить в игру. Это убеждение было известно как ложное с тех пор, как Фридриху Вёлеру удалось синтезировать мочевину из неорганических предшественников в 1828 году. Тем не менее, жизненная сила продолжала использоваться для объяснения органической химии во времена Берда. Где-то в середине XIX века начал формироваться новый способ мышления, особенно среди молодых врачей, подпитываемый быстрым прогрессом в понимании химии. Впервые стало возможным идентифицировать определенные химические реакции с определенными органами тела и проследить их эффекты через различные функциональные связи органов и обмены между ними. [66]
Среди этих молодых радикалов были Берд и Сноу; среди старой школы был Уильям Аддисон (другой человек, нежели начальник Берда в Guy's). Аддисону не нравилась современная опора на лабораторные и теоретические результаты, предпочитаемая новым поколением, и он бросил вызов Ричарду Брайту (который дал свое имя болезни Брайта), когда Брайт предположил, что источником проблемы отеков являются почки. Аддисон предпочитал верить, что это состояние было вызвано невоздержанностью или каким-то другим внешним фактором, и что, поскольку все тело было нарушено, его нельзя было локализовать в определенном органе. Аддисон далее бросил вызов ученику Брайта, Сноу, когда в 1839 году Сноу предположил на основе исследований случаев и лабораторного анализа, что отек был связан с повышением уровня альбумина в крови. Аддисон отверг это как простое эпифеномен . Берд не согласился с предложенным Сноу лечением, но его аргументы ясно показывают, что он находится на радикальной стороне дебатов, и он полностью избегал аргументов, касающихся всего тела. Сноу обнаружил, что доля мочевины в моче его пациентов была низкой, и сделал из этого вывод, что мочевина накапливается в крови, и поэтому предложил кровопускание, чтобы противостоять этому. Берд оспаривал, что повышенное содержание мочевины в крови было причиной заболевания почек, и сомневался в эффективности этого лечения, ссылаясь на результаты Франсуа Мажанди , который вводил мочевину в кровь, по-видимому, без каких-либо побочных эффектов. Неясно, принял ли Берд рассуждения Сноу о том, что мочевина должна накапливаться, или он просто принял их ради аргумента; будучи студентом в 1833 году, он оспаривал этот самый пункт с другим учеником Брайта, Джорджем Ризом. [67] [68]
Юстус фон Либих — еще одна важная фигура в развитии нового мышления, хотя его позиция неоднозначна. Он объяснял химические процессы в организме с точки зрения сложения и вычитания простых молекул из более крупной органической молекулы, концепция, которой следовал Берд в своей работе. Но даже материалист Либих продолжал ссылаться на жизненную силу для процессов внутри тел живых животных. Похоже, это было основано на вере в то, что для осуществления этих химических процессов требуется все живое животное. Берд помог развеять этот тип мышления, показав, что конкретная химия связана с конкретными органами в теле, а не со всем животным. Он оспорил некоторые выводы Либиха относительно химии животных. Например, Либих предсказал, что соотношение мочевой кислоты и мочевины будет зависеть от уровня активности вида или особи; Берд показал, что это неверно. Берд также считал, что недостаточно просто подсчитывать атомы, как это делал Либих, но что также требуется объяснение того, почему атомы рекомбинируют одним определенным образом, а не каким-либо другим. Он предпринял несколько попыток дать это объяснение, прибегнув к электрической силе, а не к жизненной силе, основываясь на своих собственных экспериментах по электролизу. [69]
Берд спроектировал и использовал гибкий трубчатый стетоскоп в июне 1840 года, и в том же году он опубликовал первое описание такого инструмента. В своей статье он упоминает инструмент, который уже использовался другими врачами (докторами Клендиннингом и Страудом), который он описывает как «змеиную ушную трубку ». Он считал, что этот инструмент имел некоторые серьезные технические недостатки; в частности, его большая длина приводила к плохой работе. Форма изобретения Берда похожа на современный стетоскоп, за исключением того, что у него только один наушник. В London Medical Gazette произошел сварливый обмен письмами между другим врачом, Джоном Берном, и Бердом. Берн утверждал, что он также использовал тот же инструмент, что и Клендиннинг и Страуд, и был оскорблен тем, что Берд не упомянул его в своей статье. Берн, который работал в Вестминстерской больнице , с подозрением указал на тот факт, что брат Берда Фредерик также работал там. В ответе, полном гнева и сарказма, Берд указал, что в своей оригинальной статье он уже ясно дал понять, что не претендует на заслуги за более ранний инструмент. [70] Берд нашел гибкий стетоскоп удобным, поскольку он избегал неудобного наклона над пациентами (что потребовалось бы при использовании жесткого стетоскопа), а наушник можно было передавать другим врачам и студентам для прослушивания. Это было особенно полезно для Берда, страдающего тяжелым ревматизмом, поскольку он мог прикладывать стетоскоп к пациенту из положения сидя. [71]
Когда Берд начал читать лекции по науке в Guy's, он не мог найти учебник, подходящий для его студентов-медиков. Ему нужна была книга, которая бы углублялась в некоторые детали физики и химии, но которую студенты-медики не сочли бы чрезмерно математической. Берд неохотно взялся написать такую книгу сам, основываясь на своих лекциях 1837–1838 годов, и результатом стали Elements of Natural Philosophy , впервые опубликованные в 1839 году. Они оказались невероятно популярными, даже за пределами целевой аудитории студентов-медиков, и выдержали шесть изданий. Переиздания все еще выпускались более 30 лет спустя в 1868 году. Четвертое издание было отредактировано Чарльзом Бруком, другом Берда, после смерти последнего. Брук восполнил многие математические упущения Берда. Брук редактировал дальнейшие издания и в шестом издании 1867 года полностью обновил его. [72]
Книга была хорошо принята и получила высокую оценку рецензентов за ее ясность. Например, «Литературная газета» считала, что она «учит нас элементам всего круга естественной философии самым ясным и понятным образом». Рецензент рекомендовал ее как подходящую не только для студентов и не только для молодежи, говоря, что она «должна быть в руках каждого человека, который желает вкусить удовольствия божественной философии и получить компетентное знание того творения, в котором они живут». [73]
Медицинские журналы, с другой стороны, были более сдержаны в своих похвалах. Provincial Medical and Surgical , например, в своем обзоре второго издания считал, что это был «хороший и краткий элементарный трактат... представляющий в читабельной и понятной форме большой объем информации, который нельзя найти ни в одном другом трактате». Но у Provincial было несколько технических придирок, среди которых была жалоба на то, что не было описания конструкции стетоскопа. Рецензент Provincial считал, что книга особенно подходит для студентов, которые ранее не изучали физику. Особенно рекомендовались разделы о магнетизме, электричестве и свете. [74]
В своем обзоре 6-го издания Popular Science Review отметил, что теперь автором был Брук, и заметил, что теперь он сделал книгу своей собственной. Рецензенты с ностальгией оглянулись на книгу, которую они знали как «Птица Голдинга», когда были студентами. Они с одобрением отметили множество новых описаний новейших технологий, таких как динамо -машины Генри Уайльда и Вернера фон Сименса , а также спектроскоп Браунинга. [75]
Область охвата книги была широкой и охватывала большую часть известной тогда физики. Первое издание 1839 года включало статику , динамику , гравитацию , механику , гидростатику , пневматику , гидродинамику , акустику , магнетизм , электричество, атмосферное электричество , электродинамику , термоэлектричество , биоэлектричество , свет , оптику и поляризованный свет . Во втором издании 1843 года Берд расширил материал по электролизу до отдельной главы, переработал материал по поляризованному свету, добавил две главы по «термотике» ( термодинамике — существенное упущение из первого издания) и главу о новой технологии фотографии. Более поздние издания также включали главу об электрическом телеграфе . Брук все еще расширял книгу для шестого и последнего издания. Новый материал включал магнитные свойства железа в кораблях и спектральный анализ . [76]
Берд часто упоминался в трудах Медицинского общества Лондона . Вот несколько примеров:
