510 XIV. Jahrg. 



Naturwissenschaftliche Rundschau. 



1899. Nr. 40. 



der Hypothese geführt, dafs es die Abschmelzproducte 

 der Polarcalotte sind, welche sich äquatorwärts aus- 

 breiten und dabei den hellen Ton der vermuthlichen 

 Festländer dämpfen, die dunkle Färbung der „Meere" 

 verstärken. Dafs zufolge der kinetischen Gastheorie 

 Wasser nicht die Rolle spielen kann wie auf der Erde, 

 ist kein stichhaltiger Einwurf gegen obige Hypothese. 

 Man braucht nur das Vorhandensein eines anderen 

 Stoffes von höherem specifischem Gewichte (und 

 niedrigerem Schmelzpunkte) anzunehmen; schon oft 

 ist Kohlensäure als die Substanz genannt worden, 

 aus der sich die Polarflecken bilden. Spectroskopische 

 Untersuchungen an lichtstarken Fernrohren dürften 

 mit der Zeit die Entscheidung bringen. A. Berberich. 



W. Nernst: Zur Theorie der elektrischen 



Reizung. (Nachrichten der Göttinger Gesellschaft der 

 Wissenschaft. 1899, S. 104.) 



Im Anschlufs an eine im Nernstschen Institute für 

 physikalische Chemie ausgeführte Expcrimentalunter- 

 suchung des Herrn R. v. Zeynek über die Erregbar- 

 keit sensibler Nervenendigungen durch Wechselströme, 

 in welcher die kleinsten Stromstärken ermittelt wurden, 

 welche an den Fingern eben eine prickelnde Em- 

 pfindung hervorrufen, wenn Wechselströme zur An- 

 wendung kommen , die von der sehr hohen Unter- 

 brechuugszahl der Teslaströme bis zur Frequenz Null 

 variiren, hat Herr Nernst nachstehende Theorie 

 der elektrischen Reizung der Gesellschaft vorgelegt: 



Im organisirten Gewebe bringt der galvanische 

 Strom zweierlei Wirkungen hervor; er entwickelt 

 Joule sehe Wärme, wie in gewöhnlichen Leitern, und 

 veranlagst physiologische Reizerscheinungen. Die 

 letztere Wirkung tritt so sehr in den Vordergrund, 

 dafs sie bisher wohl ausschlief slich beobachtet worden 

 ist ; aber in der vorstehenden Notiz findet sich der 

 interessante Nachweis , dafs bei geeigneter Versuchs- 

 anordnung auch der umgekehrte Fall eintreten kann. 

 [Bei Anwendung von Telaströmen hat nämlich Herr 

 v. Zeynek in der Mehrzahl der Versuche, in denen 

 keine der geläufigen physiologischen Stromwirkungen 

 auftrat, eine deutliche Erwärmung der beiden zum 

 Versuche verwendeten Finger verspürt, die er für 

 Joule sehe Wärme hält.] 



Ich möchte im folgenden den Versuch machen, 

 die Theorie der elektrischen Reizung zu entwickeln, 

 wie sie sich mir mit Nothwendigkeit aus den jetzigen 

 Anschauungen der elektrolytischen Leitung zu er- 

 geben scheint. 



Nach unseren bisherigen Kenntnissen kann der 

 galvanische Strom im organisirten Gewebe, also einem 

 Leiter rein elektrolytischer Natur, keine anderen 

 Wirkungen als Ionenverschiebungen, d. h. Concen- 

 trationsänderungen, verursachen; wir schliefsen 

 also, dafs letztere die Ursache des physiologischen 

 Effects sein müssen. Bei Wechselströmen, mit denen 

 wir uns hier hauptsächlich beschäftigen wollen, treten 

 Concentrationsänderungen in mit der Richtung des 

 Stromes wechselndem Sinne auf. Wenn ihr Mittel- 

 werth einen bestimmten Betrag erreicht , wird die 



physiologische Wirkung merklich werden, d. h. die 

 Reizschwelle ist erreicht. 



Es scheint nun möglich , diese mittleren Concen- 

 trationsänderungen zu berechnen, ohne gar zu spe- 

 cielle Vorstellungen zu Hülfe nehmen zu müssen. Es 

 ist bekannt, dafs im organisirten Gewebe die Zusammen- 

 setzung der wässerigen Lösung, die den elektrolytischen 

 Leiter bildet, nicht überall die gleiche ist, und insbe- 

 sondere ist sie innerhalb und aufserhalb der Zellen ver- 

 schieden. Halbdurchlässige Membranen verhindern den 

 Ausgleich durch Diffusion; nur an diesen Membranen 

 können Concentrationsänderungen durch den Strom 

 erzeugt werden , während bekanntlich im Inneren 

 einer Lösung von überall gleicher Zusammensetzung 

 der Strom eine solche Wirkung nicht hervorbringen 

 kann, weil in jedes Volumelement in jedem Augen- 

 blicke ebenso viel Ionen hinein- wie hinauswandern. 



An den halbdurchlässigen Membranen hingegen 

 müssen Concentrationsänderungen auftreten, weil der 

 Strom daselbst Salz hintransportirt , dessen weiteren 

 Transport die Membran verhindert. Salze, welche 

 die Membran zu passiren imstande sind, übernehmen 

 die Stromleitung durch die Membran. Hier ist offen- 

 bar der Sitz der elektrischen Reizung zu suchen. 



Wenn nun ein Strom von der Dichtigkeit eins die 

 Salzmenge v an die Membran transportirt, so wird 

 gleichzeitig infolge Diffusion eine Rückwanderung 

 des Salzes eintreten ; die mittlere Concentrations- 

 änderung an der Membran wird also bedingt durch 

 die entgegenwirkenden Effecte des Stromes und der 

 Diffusion. 



Die Gleichungen dieser Processe sind leicht zu 



entwickeln ; betrachten wir einen Wechselstrom von 



der Intensität 



i 



(1) i = asinmt, 



worin a die Amplitude des Stromes , t die variable 

 Zeit und m/27t die Anzahl der Wechsel pro Secunde 

 bezeichnet, so bringt dieser Strom in der Zeit dt die 

 Menge (v asinmt) dt Salz an die Membran, die aus 

 der unmittelbaren Nähe derselben durch den Diffusions- 

 strom sofort in die benachbarten Schichten zurück- 

 geführt werden mufs, weil ja anderenfalls in der aller- 

 nächsten Nähe der Membran unendlich grofse bezw. 

 unendlich kleine Concentrationen (je nach der Strom- 

 richtung) auftreten müfsten. Bezeichnet x die 

 Richtung des durch den galvanischen Strom beding- 

 ten Salzstromes und die damit gleiche, aber entgegen- 

 gesetzte des Diffusionsstromes, so gilt für # = 0, 

 d. h. für die nächste Nähe der Membran, wenn wir 

 x von der Membran aus zählen : fc z- @er**e*^y^*UZ->?\ 



(2) v asinmt = — kdc/dx, 



worin k den Diffusionscoefficienten , — kdc/dx also 

 die Dichtigkeit des Diffusionsstromes bezeichnet. 



In hinreichender Entfernung von der Membran 

 bleibt die Concentration ungeändert, d. h. es ist 



(3) c = c für x = oo . 



Ueberall gilt die bekannte Diffnsionsgleichung 



(4) dc/dt = kd*e/dx 2 , 



