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'''カエル検流器'''({{Lang-en-short|frog galvanoscope}})とは、18世紀末から19世紀にかけて[[電位差]]の検出に用いられた高感度の計測器である<ref>Keithley, p. 51</ref>。[[カエル]]の肢の皮を剥き、神経に電極をつないで作られる。[[ルイージ・ガルヴァーニ]]によって発明され、[[カルロ・マテウッチ]]によって改良された。
[[File:Frog's_leg_galvanoscope.jpg|サムネイル|カエル検流器]]
'''カエル検流器'''({{Lang-en-short|frog galvanoscope}})とは、18世紀末から19世紀にかけて[[電位差]]の検出に用いられた高感度の計測器である。[[カエル]]の肢の皮を剥き、神経に電極をつないで作られる。[[ルイージ・ガルヴァーニ]]によって発明され、[[カルロ・マテウッチ]]によって改良された。
 
ガルヴァーニと[[アレッサンドロ・ボルタ]]の間で戦われた[[電気]]の性質についての論争では、カエル検流器などカエルを使った実験が一定の役割を果たした。この種の検流計は非常に高感度であり、19世紀に入って{{仮リンク|電気機械技術|en|Electromechanics|label=電気機械的}}な計器が実用化された後も使われ続けた。
離れた場所での放電がカエルを反応させたという話には異説があり、起電機が置かれたテーブルでスープを作るためにカエルを処理していたのだという。助手がたまたま神経に触れたときカエルがけいれんし、ガルヴァーニの妻がそれに気づいて夫に伝えた<ref>Wilkinson, p. 6</ref>。この説の出所は{{仮リンク|ジャン=ルイ=マルク・アリベール|en|Jean-Louis-Marc Alibert|label=ジャン=ルイ・アリベール}}であり、ピッコリーノとブレッサドーラによるとおそらく創作である<ref>Piccolino & Bresadola, p. 5, citing [[Adolphe Ganot]]</ref>。
 
ガルヴァーニと甥の{{仮リンク|ジョヴァンニ・アルディーニ|en|Giovanni Aldini}}はカエル検流器を電気実験に用いた。[[カルロ・マテウッチ]]はこの器具を改良して広めた<ref>Hare, pp. 3–4</ref>。ガルヴァーニはカエル検流器によって、生物中の[[生気論|生命力]]が新しい種類の電気として現れたという「動物電気」説を確立しようとした。[[アレッサンドロ・ボルタ]]はこの説に反論し、ガルヴァーニと同調者が観察したのは回路中で金属が{{仮リンク|接触帯電|en|Contact electrification}}したことによる電気だと考えた。ボルタが[[ボルタ電池]](一般に用いられている[[マンガン乾電池]]の前身)を発明した大きな動機は、動物の実験で見られる電気現象に生命力が必要ないと示すため、生物性の材料を全く使わずに電気回路を構成しようとしたのだった。マテウッチはボルタへの回答として、金属間の接触が必要ではないことを示すため、{{仮リンク|カエル電池|en|Frog battery|label=カエルの肢からなる電池}}のような生物性の材料だけで回路を構築してみせた。ガルヴァーニの動物電気説もボルタの接触帯電説も現代の電気学には姿を残していないが<ref>{{multiref|Clarke & Jacyna, p. 199|Clarke & O'Malley, p. 186|Hellman, pp. 31–32|Bird (1848), pp. 344–345|Matteucci (1845), pp.284–285}}</ref>、1930年代には[[アラン・ロイド・ホジキン|アラン・ホジキン]]が実際に[[イオン]]電流が神経を通っていることを示している<ref name="Picc75">Piccolino & Bresadola, p. 75</ref>。
 
マテウッチはカエル検流器を用いて電気と筋肉の関係を研究し、切断直後の人間の手足なども対象とした。マテウッチは自身の測定から、あらゆる筋肉では内から外に向けて常に電流が流れていると結論した<ref>Bird, p. 270</ref>。この考えは同時代人の多くに受け入れられたが、現在では否定されており、マテウッチの実験結果は{{仮リンク|損傷電流|en|Current of injury|label=損傷電位}}に基づいて説明される<ref>Clarke & Jacyna, p. 199</ref>。
 
== 使用 ==
[[電位|電位差]]が存在する回路にカエル肢を接続すると、筋肉が収縮して少しの間けいれんが起きす。回路を切るともう一度けいれんする<ref name="Hare, p. 4">Hare, p. 4</ref>。この器具は微小な[[電圧]]を検出することができ、19世紀前半に存在した電磁式[[検流計]]や[[検電器|金箔検電器]]よりはるかに高感度だった。そのためほかの方式の計器が発明されてからも長く需要があった。検流計の誕生は1820年で、電流が[[方位磁針|コンパス]]の針を振れさせるという[[ハンス・クリスティアン・エルステッド|ハンス・クリスチャン・エルステッド]]の発見によるものである。金箔検電器はさらに早い({{仮リンク|エイブラハム・ベネット|en|Abraham Bennet}}、1786年)<ref>Keithley, p. 36</ref>。しかし1848年になってもなお、{{仮リンク|ゴールデン・バード|en|Golden Bird}}は「刺激によく反応するカエル下肢の筋肉は、最も高感度なコンデンサ電位計よりも電気の検出手段として56,000倍は繊細だった」と書いている<ref>Bird, p. 345 citing Wilkinson, 1845</ref>。ここでバードがいう「コンデンサ」は[[コイル]]を指しており、[[コンデンサ|現在と同じ意味]]でボルタが用いた言葉を{{仮リンク|ヨハン・クリスチャン・ポッゲンドルフ|en|Johann Christian Poggendorff|label=ヨハン・ポッゲンドルフ}}が転用したものである<ref name="Hackmann, p. 257">Hackmann, p. 257</ref>。
 
カエル検流器は[[電流]]の向きを検出することもできる。このためにはやや感度が落ちた下肢が必要になる。感度は切除した時点が最高で時間とともに下がっていくため、ある程度古い下肢の方が使用に適している。反応の強さは電流の向きによって異なり、適度に感度が落ちれば一方の向きにしか反応しなくなる。神経から肢の向きに電流を流すと、回路をつないだときにけいれんが起きる。肢から神経の向きであれば、回路を切ったときにけいれんする<ref>Bird, p. 346</ref>。
 
カエル検流器は肢をたびたび交換しなければならないのが欠点である<ref>Clarke & Jacyna, citing Matteucci</ref>。肢の反応は44時間まで続くが、その後は新しい肢を用意する必要がある<ref name="Picc75">Piccolino & Bresadola, p. 75</ref>。
 
== 脚注 ==
{{reflist|30em}}
 
 
* <span rel="mw:referencedBy">[./Frog_galvanoscope#cite_ref-Picc75_13-0 <span class="mw-linkback-text">1 </span>][./Frog_galvanoscope#cite_ref-Picc75_13-1 <span class="mw-linkback-text">2 </span>]</span> <span class="mw-reference-text">Piccolino & Bresadola, p. 75</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-14 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Bird, p. 270</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-15 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Clarke & Jacyna, p. 199</span>
* <span rel="mw:referencedBy">[./Frog_galvanoscope#cite_ref-Hare,_p._4_16-0 <span class="mw-linkback-text">1 </span>][./Frog_galvanoscope#cite_ref-Hare,_p._4_16-1 <span class="mw-linkback-text">2 </span>]</span> <span class="mw-reference-text" id="mw-reference-text-cite_note-Hare,_p._4-16">Hare, p. 4</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-Bird345_17-0 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Bird, p. 345</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-18 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Clarke & O'Malley, pp. 188–189</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-19 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Keithley, p. 36</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-20 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Bird, p. 345 citing Wilkinson, 1845</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-21 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Bird, p. 346</span>
* [./Frog_galvanoscope#cite_ref-22 <span class="mw-linkback-text">↑ </span>] <span class="mw-reference-text">Clarke & Jacyna, citing Matteucci</span>
 
== 参考文献 ==
 
* Clarke, Edwin; Jacyna, L. S., ''Nineteenth-Century Origins of Neuroscientific Concepts'', University of California Press, 1992 {{ISBN2|0520078799}}.
* Clarke, Edwin; O'Malley, Charles Donald, ''The Human Brain and Spinal Cord: a historical study illustrated by writings from antiquity to the twentieth century'', Norman Publishing, 1996 {{ISBN2|0930405250}}.
* [[カルロ・マテウッチ|Matteucci, Carlo]] [https://archive.org/stream/philtrans01079243/01079243#page/n0/mode/2up "The muscular current"] ''Philosophical Transactions'', pp.&nbsp;283–295, 1845.
* Wilkinson, Charles Henry, [https://archive.org/stream/elementsgalvani00wilkgoog#page/n10/mode/2up ''Elements of Galvanism''], London: John Murray, 1804 {{OCLC|8497530}}.
 
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