फ्रॉग गैल्वेनोस्कोप

मेंढक गैल्वेनोस्कोप वोल्टेज का पता लगाने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक संवेदनशील विद्युत उपकरण था अठारहवीं और उन्नीसवीं सदी के अंत में। इसमें चमड़ी वाले मेंढक के पैर होते हैं जो एक तंत्रिका से विद्युत कनेक्शन के साथ होते हैं। उपकरण का आविष्कार लुइगी गलवानी के माध्यम से  किया गया था और कार्लो मैटटुची  के माध्यम से सुधार किया गया था।

फ्रॉग गैल्वेनोस्कोप, और मेंढकों के साथ अन्य प्रयोगों ने विद्युत के स्वभाव के बारे में गैल्वानी और अलेक्जेंडर वोल्टा के बीच विवाद में एक भूमिका निभाई। यह उपकरण अत्यंत संवेदनशील होता है और नौवीं शताब्दी तक उपयोग किया जाता रहा है, यहां तक ​​कि इलेक्ट्रोमैकेनिकल मीटर्स का उपयोग होने लगा।

शब्दावली
इस उपकरण के लिए समानार्थक शब्दों में गैल्वेनोस्कोपिक मेंढक, मेंढक का पैर गैल्वेनोस्कोप, मेंढक गैल्वेनोमीटर, रियोस्कोपिक मेंढक और मेंढक इलेक्ट्रोस्कोप शामिल हैं। डिवाइस को 'गैल्वेनोमीटर' के बजाय 'गैल्वेनस्कोप' कहा जाता है क्योंकि बाद वाला सटीक माप का तात्पर्य करता है जबकि गैल्वेनोस्कोप केवल एक संकेत देता है। आधुनिक उपयोग में एक बिजली की शक्ति नापने का यंत्र  वर्तमान को मापने के लिए एक संवेदनशील प्रयोगशाला उपकरण है, न कि वोल्टेज। क्षेत्र में उपयोग के लिए प्रतिदिन चालू होने वाले मीटरों को एम्मिटर कहा जाता है। वोल्टेज माप के लिए  विद्युतदर्शी,  विद्युतमापी  और  वाल्टमीटर  के बीच एक समान भेद किया जा सकता है।

इतिहास
मेंढक प्रारंभिक वैज्ञानिकों की प्रयोगशालाओं में प्रयोग का एक लोकप्रिय विषय थे। वे छोटे हैं, आसानी से संभाले जा सकते हैं, और एक तैयार आपूर्ति है। उदाहरण के लिए, मार्सेलो माल्पीघी ने सत्रहवीं शताब्दी में अपने फेफड़ों के अध्ययन में मेंढकों का इस्तेमाल किया था। मेंढक मांसपेशियों की गतिविधि के अध्ययन के लिए विशेष रूप से उपयुक्त थे। विशेष रूप से पैरों में, मांसपेशियों के संकुचन आसानी से देखे जाते हैं और तंत्रिकाओं को आसानी से बाहर निकाल दिया जाता है। वैज्ञानिकों के लिए एक और वांछनीय विशेषता यह थी कि ये संकुचन मृत्यु के बाद काफी समय तक जारी रहे। इसके अलावा सत्रहवीं शताब्दी में, लियोपोल्डो कालदानी और हैप्पी फोंटाना  ने अल्बर्ट वॉन हॉलर के हेलरियन फिजियोलॉजी का परीक्षण करने के लिए मेंढकों को बिजली के झटके दिए। बोलोग्ना विश्वविद्यालय के एक व्याख्याता लुइगी गैलवानी, लगभग 1780 से मेंढकों के तंत्रिका तंत्र पर शोध कर रहे थे। इस शोध में अफीम और स्थैतिक बिजली के लिए मांसपेशियों की प्रतिक्रिया शामिल थी, जिसके लिए एक मेंढक की रीढ़ की हड्डी और पिछले पैरों के प्रयोगों को एक साथ विच्छेदित किया गया था। और त्वचा को हटा दिया। 1781 में, एक मेढक की चीर-फाड़ करते समय एक अवलोकन किया गया था। एक इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर ठीक उसी समय डिस्चार्ज हो गया, जब गलवानी के एक सहायक ने एक विच्छेदित मेंढक की क्रुरल तंत्रिका को स्केलपेल से छुआ। डिस्चार्ज होते ही मेंढक के पैर ऐंठ गए। गलवानी ने पाया कि वह एक तंत्रिका से एक मांसपेशी तक एक धातु सर्किट को जोड़कर एक मेंढक के तैयार पैर (#निर्माण खंड देखें) को चिकोटी बना सकता है, इस प्रकार पहले मेंढक गैल्वेनोस्कोप का आविष्कार किया। गलवानी ने इन परिणामों को 1791 में ऑन द पावर ऑफ इलेक्ट्रिसिटी में प्रकाशित किया। दूरी पर मेंढक की प्रतिक्रिया की कहानी के एक वैकल्पिक संस्करण में मेंढकों को उसी टेबल पर सूप के लिए तैयार किया जा रहा है जिस पर एक इलेक्ट्रिक मशीन चल रही है। गलवानी की पत्नी ने मेंढक के हिलने की सूचना तब दी जब एक सहायक ने गलती से एक नस को छू लिया और अपने पति को इस घटना की सूचना दी। यह कहानी जीन लुइस एलिबर्ट के साथ उत्पन्न होती है और, पिकोलिनो और ब्रेसाडोला के अनुसार, शायद उनके माध्यम सेआविष्कार किया गया था। गलवानी और उनके भतीजे गियोवन्नी एल्डिनी ने अपने विद्युत प्रयोगों में मेंढक गैल्वेनोस्कोप का इस्तेमाल किया। कार्लो मैटटुची ने उपकरण में सुधार किया और इसे व्यापक रूप से ध्यान में लाया। गलवानी ने मेंढक गैल्वेनोस्कोप का उपयोग जानवरों की बिजली के सिद्धांत की जांच और प्रचार करने के लिए किया, यानी कि जीवित चीजों में एक जीवनवाद था जो खुद को एक नए प्रकार की बिजली के रूप में प्रकट करता था। एलेसेंड्रो वोल्टा ने इस सिद्धांत का विरोध किया, यह विश्वास करते हुए कि गलवानी और अन्य समर्थक जो बिजली देख रहे थे, वह सर्किट में धातु संपर्क विद्युतीकरण के कारण थी। वोल्टाइक पाइल (सामान्य जस्ता-कार्बन बैटरी का अग्रदूत) का आविष्कार करने में वोल्टा की प्रेरणा काफी हद तक उसे गैर-जैविक सामग्री के साथ पूरी तरह से एक सर्किट बनाने में सक्षम बनाने के लिए थी, यह दिखाने के लिए कि जानवरों में देखे जाने वाले विद्युत प्रभावों का उत्पादन करने के लिए महत्वपूर्ण बल आवश्यक नहीं था। प्रयोग। वोल्टा के जवाब में माट्टुची ने और यह दिखाने के लिए कि धातु के संपर्क आवश्यक नहीं थे, एक मेंढक बैटरी  सहित पूरी तरह से जैविक सामग्री से एक सर्किट का निर्माण किया। न तो गलवानी का पशु विद्युत सिद्धांत और न ही वोल्टा का संपर्क विद्युतीकरण सिद्धांत आधुनिक विद्युत विज्ञान का हिस्सा है। हालाँकि, 1930 के दशक में एलन हॉजकिन ने दिखाया कि वास्तव में नसों में एक आयनिक धारा प्रवाहित होती है। मट्टुची ने फ्रॉग गैल्वेनोस्कोप का उपयोग मांसपेशियों के साथ बिजली के संबंध का अध्ययन करने के लिए किया, जिसमें ताजा कटे हुए मानव अंग भी शामिल हैं। माट्टुची ने अपने माप से निष्कर्ष निकाला कि एक विद्युत प्रवाह लगातार आंतरिक से बह रहा था, सभी मांसपेशियों के बाहरी हिस्से में। माट्टुची के विचार को उनके समकालीनों के माध्यम से व्यापक रूप से स्वीकार किया गया था, लेकिन अब इस पर विश्वास नहीं किया जाता है और उनके परिणामों को अब चोट की संभावना के संदर्भ में समझाया गया है।

निर्माण
मेढक के शरीर से एक पूरे मेंढक के हिंद पैर को हटा दिया जाता है, जिसमें कटिस्नायुशूल तंत्रिका अभी भी जुड़ी हुई है, और संभवतः रीढ़ की हड्डी का एक हिस्सा भी। पैर की खाल उधेड़ दी जाती है और दो बिजली के कनेक्शन कर दिए जाते हैं। इन्हें धातु के तार या पन्नी से लपेटकर मेंढक के पैर की नस और पैर को बनाया जा सकता है, लेकिन छवि में दिखाई गई मैटटुकी की व्यवस्था एक अधिक सुविधाजनक साधन है। पैर को एक कांच की नली में रखा जाता है, जिसमें केवल तंत्रिका बाहर निकली होती है। तंत्रिका पर दो अलग-अलग बिंदुओं से संबंध बनाया जाता है।

माट्टुची के अनुसार, यदि मांसपेशियों के साथ सीधे विद्युत संपर्क से बचा जाता है तो उपकरण सबसे सटीक होता है। यानी कनेक्शन सिर्फ नर्व से ही बनते हैं। माट्टुची यह भी सलाह देते हैं कि तंत्रिका को अच्छी तरह से साफ किया जाना चाहिए और सीधे तंत्रिका पर तेज धातु जांच का उपयोग करने से बचने के लिए गीले कागज से संपर्क किया जा सकता है।

ऑपरेशन
जब मेंढक का पैर एक विद्युत क्षमता वाले सर्किट से जुड़ा होता है, तो मांसपेशियां सिकुड़ जाती हैं और पैर थोड़ी देर के लिए हिल जाता है। सर्किट टूट जाने पर यह फिर से चिकोटी काटेगा। उपकरण अत्यंत छोटे वोल्टेज का पता लगाने में सक्षम है, और उन्नीसवीं शताब्दी के पहले छमाही में विद्युत चुम्बकीय गैल्वेनोमीटर और सोने की पत्ती वाले इलेक्ट्रोस्कोप सहित उपलब्ध अन्य उपकरणों को पार कर सकता है। इस कारण से, अन्य उपकरणों के उपलब्ध होने के बाद भी यह लंबे समय तक लोकप्रिय रहा। गैल्वेनोमीटर को 1820 में हैंस क्रिश्चियन ओर्स्टेड की खोज से संभव बनाया गया था कि विद्युत धाराएं एक कम्पास सुई को विक्षेपित करेंगी, और सोने की पत्ती वाला इलेक्ट्रोस्कोप इससे भी पहले था (अब्राहम बेनेट, 1786)। फिर भी गोल्डिंग बर्ड अभी भी 1848 में लिख सकता था कि एक मेंढक के पैरों की चिड़चिड़ी मांसपेशियां सबसे संवेदनशील कंडेनसिंग इलेक्ट्रोमीटर की तुलना में 56,000 गुना अधिक नाजुक होती हैं। यहां बर्ड  के माध्यम से प्रयुक्त कंडेनसर शब्द का अर्थ एक कॉइल है, इसलिए जोहान पोगेनडॉर्फ  के माध्यम से  कैपेसिटर # कंडेनसर के लिए वोल्टा के शब्द के अनुरूप नाम दिया गया है।

मेंढक गैल्वेनोस्कोप का उपयोग विद्युत प्रवाह की दिशा का पता लगाने के लिए किया जा सकता है। इसके लिए एक मेंढक के पैर की जरूरत होती है, जो कुछ हद तक असंवेदनशील हो चुका होता है। उपकरण की संवेदनशीलता ताजा तैयार पैर के साथ सबसे बड़ी होती है और फिर समय के साथ गिर जाती है, इसलिए इसके लिए एक पुराना पैर सबसे अच्छा होता है। पैर की प्रतिक्रिया दूसरी दिशा की तुलना में एक दिशा में धाराओं के लिए अधिक होती है और उपयुक्त रूप से निष्क्रिय पैर के साथ यह केवल एक दिशा में धाराओं का जवाब दे सकता है। तंत्रिका से पैर में जाने वाले करंट के लिए, सर्किट बनाने पर पैर फड़फड़ाएगा। पैर से बाहर निकलने वाली धारा के लिए, यह परिपथ को तोड़ने पर फड़फड़ाएगा। मेंढक गैल्वेनोस्कोप का प्रमुख दोष यह है कि मेंढक के पैर को बार-बार बदलने की आवश्यकता होती है। पैर 44 घंटे तक जवाब देना जारी रखेगा, लेकिन उसके बाद नया पैर तैयार करना होगा।

ग्रन्थसूची

 * Clarke, Edwin; Jacyna, L. S., Nineteenth-Century Origins of Neuroscientific Concepts, University of California Press, 1992 ISBN 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 ISBN 0930405250.
 * Bird, Golding, Chapter XX, "Physiological electricity, or galvanism", Elements of Natural Philosophy, London: John Churchill, 1848.
 * Hackmann, Willem D., "Galvanometer", in Bud, Robert; Warner, Deborah Jean (eds), Instruments of Science: An Historical Encyclopedia, pp. 257–259, Taylor & Francis, 1998 ISBN 0815315619.
 * Hare, Robert, "Of galvanism, or voltaic electricity", A Brief Exposition of the Science of Mechanical Electricity, Philadelphia: J. G. Auner, 1840.
 * Hellman, Hal, Great Feuds in Medicine, John Wiley and Sons, 2001 ISBN 0471347574
 * Keithley, Joseph F., The Story of Electrical and Magnetic Measurements: From 500 BC to the 1940s, IEEE Press, 1999 ISBN 0780311930.
 * Piccolino, Marco; Bresadola, Marco, Shocking Frogs: Galvani, Volta, and the Electric Origins of Neuroscience, Oxford University Press, 2013 ISBN 0199782164.
 * Matteucci, Carlo "The muscular current" Philosophical Transactions, pp. 283–295, 1845.
 * Wilkinson, Charles Henry, Elements of Galvanism, London: John Murray, 1804.