Сайт: Электронная библиотека НиТ
Его диссертация была посвящена взаимосвязи между вязкостью крови и работой сердца. Исследование гемодинамики (физических сил, определяющих и регулирующих движение крови по сосудам) в течение многих лет оставалось основным интересующим его направлением.
В связи с отсутствием финансовых средств для завершения медицинских исследований Х. проходил стажировку по хирургии и офтальмологии в больнице родного округа. Этот опыт позволил ему познакомиться с функционированием сосудистой системы в условиях in vivo. В 1908 г. он открывает свою частную практику по офтальмологии, которая вскоре становится прибыльной и отнимает у него много времени. Оставив эту практику в 1917 г., он получает малооплачиваемое место ассистента в физиологическом институте Цюрихского университета для продолжения исследований по гемодинамике.
На протяжении 10 лет Х. изучал регуляцию частоты сердечных сокращений и артериального давления и их взаимосвязь с другими физиологическими процессами, в частности с дыханием. Его исследования были на время прерваны призывом в армию Швейцарии в годы первой мировой войны, но в 1917 г. он был избран одновременно профессором и руководителем отдела физиологии; эти конкурсные должности он занимал до конца своей карьеры.
К 1925 г. Х. расширил свои исследования изолированной активности дыхательной и сердечно-сосудистой систем для лучшего понимания того, что он назвал «нейрональными механизмами приспособления активности внутренних органов к постоянно меняющимся условиям и друг к другу». Внутренние органы в норме не находятся под контролем сознания; их функции координируются так называемой автономной, или вегетативной, нервной системой. Предшествующие клинические наблюдения за больными с повреждением мозга и проведенные на животных эксперименты свидетельствовали, что промежуточный мозг – группа структур мозга, находящаяся непосредственно под мозолистым телом и сводом, – содержит в себе центры вегетативной нервной системы. «Нечто, все еще находящееся во мраке, когда начались мои собственные исследования, – сказал Х. позднее, – это размещение определенных функций в определенных морфологических структурах... другими словами, органическая структура контроля вегетативной нервной системы в промежуточном мозге. Как можно полнее изучить эту проблему – вот цель, которую я поставил перед собой».
Стандартный метод изучения функционирования определенной области головного мозга – наблюдение ответной реакции экспериментального животного на электрическую стимуляцию этой области. Однако было трудно использовать такую технику для изучения промежуточного мозга, который располагается достаточно глубоко, без повреждения ткани, окружающей кору головного мозга.
Используя стереотаксический инструмент (который может быть направлен по трем плоскостям в направлении специфического участка мозга), Х. внедрял электроды через маленькое отверстие в черепе в определенные области мозга, не видя непосредственно внутренние структуры. Использование тончайших электродов и щадящей хирургической техники позволяло наблюдать за экспериментальными животными во время манипуляции без применения наркоза. Вначале Х. надеялся, что за относительно короткое время в ходе экспериментов он сможет установить основные функции промежуточного мозга (в особенности гипоталамуса, находящегося под таламусом). Центры гипоталамуса, располагающиеся близко друг к другу, контролируют различные функции, и нельзя предсказать, какой эффект вызовет стимуляция в той или иной точке. Таким образом, Х. вступил на путь длительной и кропотливой работы. Он дополнил первоначальные опыты анатомированием и гистологическими исследованиями, фильмами о поведении животных после стимуляции и сравнивал, насколько их поведение адекватно мелким повреждениям тех или иных участков мозга.
Результаты этой работы показали, что электрическая стимуляция различных участков гипоталамуса может вызывать изменения артериального давления, дыхания, температуры тела и других функций внутренних органов. Х. сделал вывод, что гипоталамус контролирует эмоциональные ответные реакции и стимуляция некоторых его участков вызывает гнев, страх, сексуальное возбуждение, расслабление или сон.
Х. проводил исследования с 1925 по 1940 г. Поскольку Швейцария была нейтральной страной и не участвовала во второй мировой войне, он имел возможность продолжать свои эксперименты, но публикация результатов стала возможна лишь после окончания войны. В 1948 г. вышла его книга «Функциональная организация промежуточного мозга» («The Functional Organization of the Deencephalon»), в которой были обобщены результаты исследований, полученные им за 25 лет. В этой работе обосновано функционирование промежуточного мозга как связующего звена между внутренней и внешней областями головного мозга. Х. полагал, что ситуационная идентификация, например идентификация ситуации страха, связана с деятельностью коры головного мозга, однако ответную реакцию животного (в данном случае страх), такую, как рычание, вздыбленная шерсть и учащение сердечных сокращений, вызывает промежуточный мозг. Наоборот, промежуточный мозг, контролируя концентрацию сахара в крови и степень растяжения желудка, в момент, когда животное испытывает голод, стимулирует кору и толкает животное на поиски пищи. Верхняя часть промежуточного мозга контролирует моторные функции, в то время как нижняя часть, особенно гипоталамус, регулирует ответные реакции внутренних органов. Книга Х. стала классическим научным трудом не только из-за описания промежуточного мозга, но также потому, что результаты исследований были образцом точности и основательности.
Х. был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине 1949 г. «за открытие функциональной организации промежуточного мозга как координатора активности внутренних органов». Он разделил эту премию с нейрохирургом Эгашем Мопишем. В приветственной речи по поводу вручения премии Герберт Оливекрона из Каролинского института отметил, что исследования Х. показали, «что в промежуточном мозге находятся высшие центры автономных функций, координирующие эти функции с реакциями скелетной мускулатуры, приспособленными к выполнению отдельных функций». Оливекрона далее сказал, что «своими изысканиями Х. блестяще ответил на ряд сложных вопросов относительно взаимосвязи отдельных участков головного мозга» и подконтрольных им функций жизнедеятельности организма.
В 1951 г., после ухода из института физиологии, Х. продолжил исследования функций промежуточного мозга и интегративной функции нервной системы.
В 1908 г. Х. женился на Луизе Зандмайер; у них родились сын и дочь. В своем летнем доме в южных Альпах он с удовольствием занимался садоводством, возделывал виноградники и обучался традиционным ремеслам у местных фермеров.
Умер Х. в 1973 г. в Асконе, вблизи Локарно (Швейцария), в возрасте 92 лет.
Среди многочисленных наград и титулов Х. – почетные степени Университета Мак-Гилла, университетов Берна, Женевы и Фрейбурга. Он был членом многих профессиональных обществ и Папской академии наук.
