(Aus dem Physiologischen Institut der Universitat Wien.)

Uber Reizung mit rhythmischen Kondensatorentladungen. Von

Ferdinand Scheminzky, Wien.

Mit 4 Textabbildungen.

(Eingegangen am 19. Mgirz 1930.)

Gelegentlich der Mitteilung einiger Anwendungsarten von Elek- tronenrShren ffir physiologische Zwecke hat der Verf. aueh auf die Eig- hung der Hittoffsehen Schaltung zur Erzeugung rhythmiseher Kon- densatorentladungen aufmerksam gemacht 1. Es wurde damals eine Einriehtung zur rhythmischen Reizung mit Kondensatorenttadungen beschrieben, bei der die Aufladung des Kondensators fiber eine Elek- tronenrShre, die Entladung fiber eine Glimmlampe bzw. Glimmstrecke und einen Widerstand bzw. Transformator erfolgt. An den Widerstand oder Transformator konnte das Reizobjekt angeschaltet werden. Spi~ter wurden dann einige weitere Erfahrungen fiber diesen Reizapparat mit- geteilt 2. Die vorgeschlagene Schaltung hat sich bereits bei den verschie- densten Untersuehungen verwenden ]assen und die nach ihr gebauten Reizapparate sind an vielen Instituten im Gebrauch. Da der Appar~t bei den in diesem Archiv mitgeteilten Untersuehungen fiber den Wen- dungseffekt ~ zur Erzielung versehieden lang dauernder Entladungen von ]e~ht einstellbarer Intensit~t umgebaut wurde und sieh in dieser Form auch zur Reizung glatter Muskeln gut bew~hrt hat, sollen im folgenden einige weitere Mitteilungen fiber unsere Erfahrungen gemacht werden.

Die Sehaltung zur Erzeugung rhythmischer Kondensatorentladungen besteht darin, dal~ ein Kondensator fiber eine Elektronenr6hre in Widerstandsschaltung yon einem Netz hohe~ Spannung (110--220 V) ]angsam aufgeladen wird0 wobei die Spannung an seinen Belegungen steigt. Dem Kondensator ist eine Glimmstrecke parallel geschaltet,

1 Ferd. Scheminzky, Pfliigers Arch. 213, 119 (1926). 2 Ferd. Scheminzky, Z. Biol. 8~', 189 (1928). 3 Z. v. Gulacsy, Pfliigers Arch. 223, 407 (1929); ferner diovier dieser Mitteilung

vorausgehenden Arbeiten yon Fe. und Ft. Scheminzky, HeUer, Stiassny und Kann in diesem Bande des Archivs.

304 F. Seheminzky :

die bei niedriger Spannung keinen Strom durchl~Bt, von einem gewissen Grenzwert, der Ziindspannung, an pl6tzlich ionisiert, Mtend wird und die auf dem Kondensator aufgesammelte Elektrizit~tsmenge rasch ab- fliegen laBt. Der Entladungsvorgang reigt beim unteren Grenzwert, der LOschspannung, ab. Schaltet man gleichzeitig in den Entladungskreis des Kondensators auBer der Glimmstrecke noch einen Widerstand ein, so kann ein im NebenschluB dazu befindliches Objekt, z. B. ein Muskel, yon einem Teil des StromstoBes durchflossen werden. An Stelle des Widerst~ndes kann man auch einen Transformator einschMten, auf dessen Sekund~rseite sich der Muskel befindet. In diesem Falle ist der Muskel zur Einstellung einer bestimmten Reizstromst~rke mit einen~ ver~nderlichen Widerstand von ein bis mehrere tausend Ohm zu shunten. Der Vorteil, dab die Aufladung des Kondensators fiber die Elektronenr5hre erfolgt, liegt darin, dab 1. durch Ver~nderung der Hei. zung mittels des tteizwiderstandes die Frequenz der Entladungen seh r r~sch ver~ndert und eine gewfinschte Frequenz leicht eingestellt werden kann, 2. die Anschaltung des Apparates an ein Lichtnetz erfolgen kann, weft die vorhandenen Spannungsschwankungen yon der Elek- tronenr6hre kompensiert werden, und 3. infolge der Gleichrichterwirkung der ElektronenrShre der Apparat auch mit gew5hnlichem Lichtwechsel- strom betrieben werden kann. Beim ursprfinglichen Modell wurde in den Apparat nut ein 0,5 #F-Kondensator eingebaut. Bei der neueren Ausffihrungsform ist eine gr61~ere Zahl yon Kondensatoren vorgesehen und der Transformator durch ein Hochohmpotentiometer ersetzt. Das letztere, in dessen Nebenschlug sich das Reizobjekt befindet, bietet den Vorteil einer Mchten und bequemen Einstellung der Reizintensitat und vermeidet auch das Entstehen yon mehreren Schwingungen bei der Kondensatorentladung fiber den als Se]bstinduktion wirkenden Trans- formator. Solche Schwingungen kommen gelegentlich bei Glimmstrecken v0r, die eine sehr kleine L6schspannung und damit auch nur einen kleinen inneren Widerstand haben. Da neuerdings recht gute und billige Hochohmpotentiometer im Radiohandel zu bekommen sind, haben wir den Transformator dureh ein solehes Potentiometer ersetzt; wir ver- wendeten mit gutem Erfolg die selbstinduktionsfreien Hochohmpotentio- meter Marke ,,Graetz-Oarter Hi-Pot" yon I000, 5000 oder 10000 Q.

Da der im Nebensehlug zum Potentiometer liegende Muskel in den meisten Fallen einen kleineren Widerstand aufweist als der zu ihm parallele Teil des Potentiometers, wfirde sich die Entladungszeit des Kondensators durch Parallelschaltung eines derartigen Reizobjektes vergndern. Deshalb haben wir in den NebensehluB des Potentiometers nicht nur den Muskel, sondern aueh einen selbstinduktionsfreien Hoch- ohmwiderstand yon 10000--20000 ~Q eingesehaltet, so dab der Fehler, den die Zuschaltung des Nebenschlusses zum Potentiometer bewirkt,

Ober Reizung mit rhythmisehen Kondensatorentladungen. 305

relat iv klein und zu vernaehl~ssigen ist. Die absolute GrSBe dieses Vorsehaltwiderstandes braueht dabei im allgemeinen gar n icht bekannt zu sein.

Abb. 1 zeigt die naeh diesen Gesichtspunkten sich ergebende Sehaltung zur Reizung mit rhythmisehen Kondensatorentladungen. Die ElektronenrShre E wird von einer an die Klemmen H1 und H 2 angesehlossenen Akkumulatorenbatterie yon 2--4 V geheizt, wobei eine Ausschaltung dureh den Sehliissel N und eine Ver- anderung der Heizstromst~rke dutch den Widerstand _R~ erfolgen kann. Ein an die Klemmen V~ und V~ angeschaltetes Voltmeter erlaubt die Konstanz der Span- nung am Heizfaden zu kontrollieren und, da die Frequenz der Reizung yon der Heizung abhangt, eine einmal eingestellte Reizfrequenz jederzeit wieder zu er- zielen. An den Heizkreis der ElektronenrShre ist ein Pol des Liehtnetzes N 1 (bei Gleichstrom der negative) angesehlossen, der zweite, N2, fiihrt zu einer Serie yon einpolig parallelgeschalteten Kondensatoren C I bis C a. Der gewiinsehte Konden- sator wird mit dem Wahlschalter W gewAhlt, der mit Anode und Gitter der Elek-

Abb "1. 01, G2 C~ ~ Kondensa to ren ; E = Elekt ronenrShre ; G1 = Gl immst recke ; H~, H2 = Klem- m e n ftir den He izs t rom; NI , ~V~ = Pole des Lichtnetzes; M ~ Yluskel; P = Hochohmpoten t iome te r ( 1 0 0 0 - 5 0 0 0 - 1 0 0 0 0 ~Q); R = Vorscha l twiders tand yon 10000- -20000 o.; Rh = Heizwiders tand; RS1, RS~. = K l e m m e n fiir den Re izs t rom; S = Ausschal ter fiir den t I e i z s t rom; V1, V~ ~ K l e m m e n

flit ein Vol tmete r ; W = Wahlschal te r .

tronenr6hre verbunden ist. Der Entladungskreis des gewahlten Kondensators enth~lt die Glimmstreeke Gl und das genannte Hochohmpotentiometer P, yon dem der Reizstrom an den Klemmen RS1 und RS~ abgenommen werden kann. An diese Klemmen wird der Muskel M unter Vorsetmltung eines Widerstandes R yon 10000--20000 Q angeschlossen.

Mit der Gr6Be des Kondensators n immt die Dauer der En t l adung zu, ebenso aber auch mi t der Ohmzahl des t toehohmpotent iometers . Man kann so in fast beliebigem AusmaB die StromfluBzeit des Einzel- reizes einstellenl Allerdings ver~ndert sich dami t aueh das Frequenz- interva]l, das bei der gegebenen Anordnung zu erzielen ist. Bei groBen Kondensa toren und hohen Widerst~nden, z. B. 8 # F und einem Poten- t iometer von 10000 [2, ist das kleinste Frequenzinterval l e twa 2 Sek. weft die einzelnen rhy thmisehen Ent ladungen infolge einer kurze Zeit nach der En t l adung noch bestehenden Restionisat ion zu einer Dauer- ent ladung versehmelzen wfirden. I m iibrigen ist die untere Grenze flit

Pfl t igers Arch iv f. d. ges. Physiol . Bd. 225. 2 0

306 F. Seheminzky:

e inen gegebenen K o n d e n s a t o r d a d u r c h festgelegt , dab durch Iso la t ions- mi~ngel bei sehr ger ingem L a d e s t r o m die L a d u n g des X onde nsa to r s wieder ganz abflieI~en kann.

Kfirzlieh hat E. Spengler 1 einen Apparat beschrieben, weleher der von mir angegebenen Schaltung ziemlieh i~hnlich ist. Der genannte Autor beniitzt gleichfalls eine ElektronenrShre zur Aufladung des Kondensators, wobei auch die Stgrke des Ladestromes dutch die Heizung der RShre reguliert wird. Der Entladungskreis besteht bei ihm aus einer Glimmstreeke and einem Widerstand in Spannungs- teilerschaltung, zu dem das Reizobjekt parallel gelegt wird. Da sich in der Mitteilung des genannten Autors einige nicht zutreffende Angaben tiber meine Anordnung befinden, sollen diese hier kurz riehtiggestellt werden. So wird meine SchaltUng nicht nur mit 120 V betrieben, wie Spengler angibt, es ist vielmehr in meiner 1. Mitteilung auf die Bentitzung eines 220 V-Netzes hingewiesen worden und auch in den abgebildeten Sehaltsehemata sind die Klemmen mit plus und minus 220 V bezeichnet. Bei Bentitzung yon 220 V Wechselstrom ist die ffir die Aufladung in Betracht kommende maximale Spa.nnungsamplitude sogar 300 V. Es kSnnen demnach selbstverstgndlich nicht nut Glimmstrecken mit einer Zfindspannung von 110 V, sondern auch solche mit einer Ztindspannung bis zu 200 V, bei Weehsel- strom sogar his 250 oder 280 V bentitzt werden. Es ist ferner auch nieht riehtig, dal3 die niedrigen Spannungen, die bei meiner Anordnung benfitzt werden, keine Gewithr fiir andauernde Gleiehmi~gigkeit geben; denn erstens sind sie nieht so niedrig, wie der Autor angibt, und zweitens ist die Gleichm~gigkeit der Entladungen, wie wiederholte Kontrollversuehe gezeigt haben, ffir den Zweek des Apparates, ngmlieh rhythmisehe Reizung yon Muskeln und Nerven, v611ig ausreichend. Ubrigens ist die 1. Mitteilung yon mir fiber die besproehene Schaltung im J~hre 1926 in Pfltigers Arch. a ersehienen und nicht erst in den beiden yon Spengler zitierten Sammelreferaten fiber die Anwendung yon ElektronenrShren im Jahre 1927 bzw. 1928.

Bei der vorliegenden Schaltung hat sieh die Philipsr6hre A 409 wegen der leichten Einstellungsm6glichkeit der gewtinschten Frequenzen reeht gut bewghrt. Die R6hre ist ftir 4 V bestimmt, wird aber meistens nur mit 2 V geheizt; es wird ein Heizwiderstand yon 30 t2 bentitzt. Die Glimmstreeke stammt yon Kohl in Leipzig. Zur Erzielung hoher akustischer ~requenzen kann auch die Philips- Glimmstrecke Nr. 369 empfohlen werden, bei langsamen Frequenzen neigt sie allerdings zum Auftreten yon Oberschwingungen.

Die a m P o t e n t i o m e t e r abgre i fba ren Spannungsschwankungen hgngen in ihrer GrSBe yon der Differenz zwischen Zfind- und L6schspannung ab. Diese be iden s ind im a l lgemeinen bei verseh iedenen Gl immst recken verschieden nnd zur E ichung einer speziellen Anordnung mfissen diese gemessen werden. E i n gew6hnliches Vol tmeter , das e twa an die Pole de r Gl immst recke angescha l te t wird, k o m m t h ierzu n ich t in Be t raeh t . Der K o n d e n s a t o r k a n n n~mlich durch den das Vo l tme te r pass ie renden S t rom wieder en t l aden werden, wghrend ja die Gl immst recke in der Pause zwischen den E n t l a d u n g e n vo l lkommen isoliert . Das Vo l tme te r muB p rak t i s ch ohne Stromverbrauch arbei ten . Es g ib t dazu versehiedene Methoden, wobei E lek t ronenrShren in Verb indung mi t G a lva nome te rn

1 E. Spengler, Z. exper. Med. 69, 337 (1930). 2 Ferd. Schemlnzky, Pflfigers Arch. 213, 119 (1926).

t~ber Reizung mit rhythmischen Kondensatorentladungen. 307

benfi~zt werden. Dari iber iS~ Ni~heres bei Schallreuter 1 und Ge//cken 2

zu f inden.

Ich bediente reich einer einfacheren Methode zur Messung der Zfind- und LSsehspannung, da unser Institut ein elektrostatisches Multicellularvoltmeter yon Hartmann and Braun besitzt. Dieses mit Spiegelablesung und ~esserzeiger aus- gestattete Instrument erlaubt Gleichspannungen yon 5--150 V ohne jedea Strom- verbrauch zu messen. Der durch die Isolation abfliel3ende Strom ist vollkommen zu vernaehlassigen, da infolge der Verwendung yon Bernstein der Isolationswider- stand grOl3er ist als 101~ P.. Das Instrument hat allerdings eine verhaltnisma$ig grol3e Ausschlagszeit von einigen Sekunden. Das Multicellularvoltmeter kann ohne weiteres an die Glimmstrecke angeschlossen werden, da es keinen Strom ver- braucht, tteizt man die Elektronenr6hre nur so stark, da$ eine Entladung etwa jede Minute erfolgt, so kann man bequem das Ansteigen der Spannung am Kon- densator and ihr Zusammenbrechen beim Eintritt der Entladung verfolgen. Der Zeiger sehlagt allerdiags nicht bis zur L6sehspannung zuriiek, well das Riiek- schwingen einige Sekunden dauert; die Entladung des Kondensators erfolgt abet nur in Bruchteilen einer Sekunde, so da$ also wahrend tier Zeigerbewegung schon wieder eine gewisse Aufladung des Kondensators zustande kommt. Da sich jedoeh diese am Beginn nahezu linear abspielt, so last sieh der Fehler bereehnen, wenn man mit einer Stoppuhr die Zeit mist, die tier Zeiger vom Absinken des maximalen Aussehlages his zum Erreiehen des minimalen Aussehlages braueht. Hat man vorher mit einer Stoppuhr gemessen, um wievlel Volt die Spannung am Konden- sator im Gebiete der L6sehspanaung pro Sekunde steigt, so last sieh der Span- aungszuwaehs wahrend tier Riiekbewegungszeit des Zeigers angeben. Die LOsch- spannung wird dann erhalten, wenn der Minimalaussehlag um den Aufladungs- betrag wahrend der Rfiekbewegungszeit vermindert wird. Ziind- und LSsch- spanaung lassen sieh so mit einer Genauigkeit von etwa 1/2 V bestimmen. Tab. 1 zeigt fiir versehiedene Glimmstrecken, die yon uns willkiirhch mit Nummern be- zeiehnet wordea sind, Ziind- und L6sehspannung und die auftretenden Spannungs- differenzen. Wie die Zahlen der Tab. 1 und andere, nicht wiedergegebene Mes-

Tabelle 1. Zi~nd- und LSschspannung verschiedener Glimmstreckeu (Entladung '~ber einen Widerstand von 80 ~).

Glimmstrecke Ziindspannung L6schspannung Differenz I~ummer V V

1 2 3 I

II

120 153 130 116 205

82 108 97 79

155

38 45 33 37 50

sungen zeigen, liegen die ffir die Reizung ausn~tzbaren Spannungsdifferenzen etwa zwisehen 30 und 50 V. Wichtig ist die Feststellung, daS zwar die Ziindspannung im weseatlichen unveranderlich ist, dagegen die LOschspannung sich bei ~nderung der augeren Bedingungen andert. So steigt sie (z. B. d. h., es reiSt die Entladung friiher ab), wean der Widerstand im Entladungskreis gr6$er wird. Es ist weiterhin die Stromriehtuag fiir die L6schsloaanung yon Bedeutung. Es k6nnen so vet-

1 Walter Sehaltreuter, r Schwingungserseheinungen in Entladungsr6hren. Sammlung Vieweg I-I. 66. Braunschweig: Verlag Vieweg & Sohn 1923.

H. Ge]]eken, Physik. Z. 26, 241 (1925).

20*

308 F. Scheminzky:

schieden starke StromstSBe erzielt werden, je nachdem, wie man die Glimmstrecke in den Apparat einsetzt. Es ist zweckmhBig, einen Pol der Glimmstreeke zu be- zeichnen und sie immer wieder in der gleiehen Art einzustecken, wenn stets gleich starke StromstSl]e erzielt werden sollen. Tab. 2 zeigt fiir eine Glimmstreeke die verschiedenen Werte der L5schspannung bei Ver~nderung der ~uBeren Bedin: gungen. Diese Zahlen sollen nur als Beispiel dienen und haben natfirlieh ffir andere Glimmstrecken keine Gfiltigkeit.

T~belle 2. Veri~nderung der L6sehspannung der gleichen Glimmstrecke (Nr. 3) bel ~nderung der i~ufleren Bedingungen.

Ziindspannung LSschspannung Differenz Anmerkung V V

130 130 130

97 I 33 101 29

84 46 I

Entladung fiber 80 Entladung fiber 10000 Entladung fiber 10000 tO, Glimm-

strecke um 180 ~ verkehrt eingesetzt

Der neugebaute Reizapparat enthMt folgende Kondensatoren: 8,2, 0,5, 0,1 #F, 20000, 10000, 5000 und ]000 cm sowie einen besonderen Ansehlul~ ffir einen Dreh- kondensator. Jeder der Kondensatoren kann dutch einen Wahlsehalter eingestellt werden. Der Satz yon Kondensatoren erlaubt sowohl hohe akustische Frequenzen bis zu 10000 Hertz zu erzeugen, andererseits bis auf eine Einzelentladung pro Stunde und noch welter her~bzugehen. Er reieht somit ffir die meisten Zwecke der Reizphysiologie aus. t tohe Frequenzen fiber 100 dfirften allerdings mehr fiir akustische Zwecke in Frage kommen, well die Intensit~t des einzelnen Strom- stoBes infolge der notwendigen kleinen Kapazitgten h5ehstens fiir eine unmittel- bare Nervenerregung ausreichen dfirfte. Da der Apparat ffir direkte Muskel- reizung gebraucht wurde und fiir uns nur die ersten 4 der genannten Konden- satoren in Frage kamen, so haben wir die Entladungen der kleinen Kondensatoren nieht geprfift. Es wurde nur beobaehtet, dab eine Muskelreizung mit dem Kon- densator yon 20000 em noeh m5glieh war. Die obere Grenze des mir den ersten 4 Kondensatoren erzielbaren Frequenzbereiches kann der Tab. 3 entnommen werden. Die untere Grenze liegt, wie schon erwghnt, bei einem Reiz pro Stunde oder fiir eine noeh li~ngere Zeit. Die Zahlen der Tab. 3 gelten ffir die Einschaltung eines Potentiometers yon 10000 ~. Die StromfluBzeit der StromstSBe bei Verwendung dieser Kondensatoren kann gleichfalls der Tab. 3 entnommen werden. Die Zahlen

gelten allerdings nur fiir die Glimm- Tabelle 3.

Gr6fite Frequenz und Entladungszeit pro Einzelentladung bei verschiedener Gr6fle des Kondensatom (Entladung ~ber 10 000 to).

K IGr6i~te :Frequenz. :Entladungszeit

ondensator Entladungen " ~:F bzw. cm pro Sek . tiberinl0000a ,(2

8 1/2--V~ 2 1 0,5 4 0,1 12

20 000 30 10 000 60

280 70 40 20

streeke Hr. 3, doeh sind Sie mit denen anderer Glimmstreeken wenigstens gr6Benordnungsgleieh. Die Tatsache, dab die StromfluBzeit nur bei den groBen Kondensatoren der Kapazits proportional ist, h~ngt d~mit zusam- men, dab bei den kleinen Konden- satoren die Verluste dureh Neben- sehliisse - - z. B. dureh die Paraffin- isolierung der verwendeten sog. Tele- phonkondensatoren - - sehon ins Ge- wieht fallen.

Der beim Leitendwerden der Glimmstreeke auftretende Stromstol~

Uber Reizung mit rhythmisehen Kpndensatorent ladungen. 309

zeigt einen steilen Anstieg and einen exponentiellen Abfall. Da w~hrend der Ent* ladung die Glimmstrecke und das eingeschaltete Fotent iometer in Hintereinander- sehaltung sind, kommt es zu einer Spannungsverteilung. Dieffir die Reizung jeweils abgegriffene maximaIe Spannung am Poten- t iometer kann dureh Rechnung, dureh Mes- sung des Aussehlages eines raseh reagierenden Ins t rumentes , Voltmeters oder SMtengal- vanometers , gefunden werden. Sie ist je naeh der Gr6ge des Potentiometerwider- standes und des Widerstandes der Glimm- streeke versehieden, liegt jedoeh im Mittel zwisehen 15 und 20 V. Von diesem Strom- stog kann nun mi t Hilfe des bewegliehen Mit telkontaktes des Potent iometers ein be- liebiger Bruehtei l abgegriffen werden. Wird der Widers tand ira Verbraueherkreis, wie sehon friiher erwiihnt, dureh einen Zusatz- widerstand yon 10000--20000 L) genfi~end grog gemaeht, so ist die Reizintensi t~t - - eine gleiehm/igige BesehaffelLheit des Poten- t iomete r svorausgese tz t - -de rWinke ld rehung Abb. 2. Form der Entladungsknrven des Knopfes des Hoehohmpotent iometers eines 3 uF-Kondensators fiber Bin Po~en-

tiometer yon 10000 g2. ~![uskel and 8aite proportional. Fiir die meisten Zwecke ist jeweils im Nebenschlug bei der Poten- es ausreiehend, wenn z. B. die Reizintensi t~t tiometerstellung 5, 10 and 15. Kurven fiir den Maximalreiz eingestellt werden kann ; yon reehts naeh links zu lesen. Zeit- ftir untermaximMe Reizung]~gt sieh dann der marken (Ordinaten) in 1/25 Sekunde. Bruchtei l veto Maximalreiz an der Skala unge- f/~hr ablesen. Es ist wich~ig zu wissen, dab der gMchen Potent iometers tel lung immer wieder gMehe Reizst~rken entsprechen; oft ist es weniger wichtig, die absolufe Gr6ge des Reizes zu kennen. I s t das letztere erwiinseht, so kann leicht eine Eiehung mit einem SMtengalvanometer oder mit einem ballistischen Gal- vanometer vorgenommen wer- den. Abb. 2 zeigt 3 Ent ladungen eines Kondensators von 3 tIF 1 fiber ein Hoehohmpotent iometer von 10000 D. bei der Potentio- meterstellung 5, l0 und 15. Zur Darstellung des langsamen Ab- falles wurde in diesem Falle mit einer aperiodisehen Saite regi- striert, wodurch die Steilheit des Abb. 3. Kontraktionskltrve eines ~uges yon Anodonta Anstieges etwaszuflaeherseheint , bei rhythmischer l~eizung mit den Entladungen des Die Abbildung zeigt die Form 8~F-KondensatorsfiberdasPotentiome~ervonl0000f2,

Muskel mit 10000 Y2 in Serie, Potentiomet~erstellung 15. der Ent ladung, woraus aueh die Bei W Effekt der Stromwendtmg. Stromflugzeit mi t etwa 100 a ab- gelesen werden, kann, und sie zeigt auch, dab das Potent iometer annahernd gleich- magig besehaffen ist. Abweiehungen der Potent iometerskala k6nnen dureh Ausmessung der Ampl i tuden so]chef Kurven und ihrer Korrek tur an Hand der Eiehkurve festgestellt werden; sie sind bei Reizversuehen, we die Intensit~tt

1 Bei diesem Versuehe war aus besonderen Grfinden ein Kondensator yon 3 # F an die Klemmen gesehalteb, we sonst~ ein Drehkondensator angesehlossen werden kann.

8~F

W

310 F. Scheminzky:

des Reizes bekannt sein muB, natiirlioh zu berticksichr Bei den in Abb. 2 sichtbaren Kurven war nebst einem hochohmigen Vorschaltwiderstand und dem Musket die mit 10 19 geshuntete SMte im Nebenkreis des Potentiometers.

Die Vorteile der neuen Schaltung liegen darin, dag die Reizintensiti t ohne jeden Higswiderstand am Apparat selbst eingestellt werden kann und andererseits durch die Verli~ngerung der Entladungszeit dureh das Hochohmpotentiometer und Benfitzung yon Kondensa~oren groGer Kaloazitit auch glatte Muskeln rhythmisch gereizt werden k6nnen; die alte Schaltung eignete sich nur zur Erregung von Nerven und quer- gestreiften Muskeln. Die rhythmisehe Reizung glatter Muske ! erforderte bisher besondere Einrichtungcn, da die lange Erschlaffungszeit nur einen l%eizrhythmus mit groBen Pausen zulieG ; mit dem beschriebenen Apparat k6nnen solche beliebig lange Pausen zwischen den Einzelreizen ein- gestellt werden. Abb. 3 zeigt eine Kontraktionsreihe eines Muschel- iuges (Anodonta), ein Pri~parat, das kiirzlich yon Ludany 1 niher nnter- sucht wurde. Die Knrve zeigt, wie in einfachster Weise sch6ne gMch- mi~Gige Kontraktionen auch bei rhythmischer Reizung glatter Muskeln erzielt werden k6nnen. Benfitzt wurden Entladnngen des 8/ tF-Kon- densators im Rhythmus yon 1 Min. Die Potentiometerstellung betrug 15 ~ der einzelne StromstoB hatte demnach eine Spannung yon etwa 5 V. Bei W wurde der Strom gewendet, wobei sich analog dem fiir die quergestreiften 1Vluskeln beschriebenen Wendungseffekt (siehe Ful]- note 3 auf S. 303) eine vorfibergehende Steigerung der Zuckungsh6he ergab. In ganz analoger Weise lassen sieh auch andere glatte Muskeln, z. B. der FnB yon Helix u. a., rhythmisch erregen.

Die in den Arbeiten iiber den Wendungseffekt (siehe FuBnote 3 auf S. 303) berichte~en Erfahrungen fiber den EinfluB der Stromform auf den Verlauf der Ermfidungsknrve werfen die Frage auf, inwieweit die vom Rgizapparat gelieferten Stromst6ge den bekannten und gebri~uch- lichen Stromformen analog sind. In Abb. 4 werden 2 Ermiidungsknrven yon eincm Muskelpaar gezeigt, yon welehem der Muskel 1 mit Offnungs- induktionsschligen yon etwa 20 o Dauer nnd der Muskcl 2 mi$ Entta- dungen des 0,1 #F-Kondensators untermaximal gereizt wurde. Die Ent- ladungen dieses Kondensators tiber das Potentiometer yon 10000 1 2 dauerten nach Tab. 3 gleichfalls 20 o. Aus der Abbildung geht hervor, dab die verwendete Kondensatorentladung den 0ffnungsinduk~ions- schligen ganz analog wirkt und aueh eine v611ig gleiehartige Ermiidungs- kurve liefert. Derartige Kondensatorentladungen k6nnen also ohne weiteres dort beniitzt werden, wo bisher Offnungsinduktionsschlgge zur Anwendung kamen.

Am SehluB seien noch einige Bemerkungen fiber die Konstanz der Entladungen gemacht. Schwankungen der Net~sloannung sind ohne

i G. v. Luddny, Arbei~en aus der II. Abe. des ung. biolog. Forschungs- instituts S. 254 (1929).

~ber Reizung mit rhythmischen Kondensatorentladungen. 311

Einflul~, da sie durch die ElektronenrShre hindurch nicht wirken kSnnen. Wichtig isf dugegen die Konstanz der Heizung, wus nichf genug bctonf werden kann. Zur Heizung ist un- bedingt ein zuverl~ssiger, womSg- lieh neuer Akkumulator zu ver- wenden. Fortlaufende Messungen der Ziindsp~nnung bei langs~mer Enfladung haben gezeigt, dab kleine Differenzen auf~reten kSn- nen. Anderungen der Z/indsp~n- nung machen sich n~turgem~B so- wohl in der Frequenz ~ls aueh wegen der damif ver~nderten Auf- ladezeit des Kondensators in der Intensit~t, in der pro Reiz tmns- portierfen Elektrizit~tsmenge, be- merkb~r. Nach unseren Messungen gehen diese Sohw~nkungen bei guten Glimmstreeken nie ~ber 5% hindus. Diese Ungenauigkeit scheint uns ffir d~s Anwendungs- bereich des Appurates (n~mlich zur rhythmischen Reizung yon Nerven und Muskeln in Vorlesungs- versuchen, zur Unfersuchung des Ermfidungsverl~ufes u. dgl.) g~nz- lich bel~nglos. Auch mech~nische Unterbrechereinrichtungen, die mit einem Motor ~ngetrieben wer- den, weisen nur unfer besondercn Bedingungen einen kleineren Feb- let ~uf.

Es sei schlieBlich noch d~rauf hingewiesen, dul~ bei Einstellung des Potentiometers ~uf m~ximale Sp~nnung ~n die Klemmen des Appamtes ~uch ein gew6hnliches Telephonrelais angeschaltet werden k~nn, d~s durch die Enfladung eines 8/zl~-Kondens~fors in f~st

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beliebigem Rhythmus yon 10--15 Schl~gen in der Sekunde ~bw~rts bis zu einem Schl~g pro S~unde und weniger bedien~ werden k~nn und kurzdauernd einen S~romkreis schlieB~ oder unterbricht. M~n k~nn so

312 F. Scheminzky: 0ber Reizung mit rhythmischen Kondensatorentladungen.

rhythmisch rechtwinklige GleichstromstSl~e erzeugen oder mit dem Relais ein e]ek~romagnetisches ZeitsignM verbinden, das z. B. mit einer fiir die meisten Zwecke ausreichenden Genauigkeit Zeitsignale yon 1 Min., 1/2 Std. oder 1 Std. registriert.

Zusammen~assung. Es wird eine neue Ausfiihrungsform des Apparates zur Reizung mit

rhythmischen Kondensatorentladungen beschrieben, die eine Einstellung der Reizintensiti~t und eine Eichung zulii~t. Das FrequenzintervM1 und die Dauer des einzelnen Stromsto~es lassen sich in weiten Grenzen v~riieren. Es kSnnen nicht nur Nerven und quergestreifte Muskeln, sondern auch gZatte Muskeln mit dem App~rat rhythmisch gereizt werden. Der Vergleich yon Ermiidungskurven bei Reizung mi~ 0ffnungsinduk- tionsschl~gen und mit gle~ch l~ng dauernden Stromst61~en des Apparates zeigt eine vollkommene Ubereinstimmung. In Verbindung mit einem Relais kann die Einrichtung auch zur Erzeugung yon Gleichstrom- stSl~en benutzt werden, so insbesondcre zur Beti~tigung eines elektro- magnetischen Zeitschreibers zur Registrierung ]angdauernder Zeit- intervMle.