(nato a Wittenberg, Germania, 24 giugno 1795; morto a Lipsia, Germania, 26 gennaio 1878). anatomia, fisiologia, psicofisica.
Weber era il maggiore dei tre fratelli Weber che per tutta la vita furono strettamente legati nella loro attività scientifica. Il loro più grande successo fu l’applicazione dei moderni metodi esatti della fisica matematica allo studio del funzionamento di vari sistemi degli animali superiori e dell’uomo. Leader in questo sforzo, Ernst attirò molto presto l’attenzione del fisico Wilhelm Eduard sui problemi della meccanica della circolazione e più tardi influenzò l’orientamento di Eduard Friedrich verso la medicina teorica, aiutandolo ad ottenere un posto alla scuola medica di Lipsia e a rimanervi come suo stretto collaboratore. Eduard fu successivamente stimolato e aiutato da Wilhelm nello studio della meccanica muscolare.
Il padre, Michael Weber, fu professore di teologia a Wittenberg dal 1789 e poi – dopo la caduta della città, roccaforte napoleonica, nel 1814 e l’evacuazione dell’università – ad Halle. Ernst, il terzo dei suoi tredici figli, era stato notevolmente influenzato da Ernst Chladni, che di dieci ha visitato la famiglia ed eccitato l’interesse dei ragazzi in fisica come base di tutte le scienze naturali Weber frequentato la scuola secondaria a Meissen, dove ha acquisito un’ottima conoscenza del latino. Nel 1811 iniziò gli studi di medicina a Wittenberg, ma la guerra lo costrinse presto a partire per Lipsia. Ricevette il dottorato nel 1815 dall’Università di Wittenberg, poi evacuò temporaneamente a Schmiedeberg, con una dissertazione sull’anatomia comparata. Non poté, tuttavia, rimanere lì perché l’università non aveva strutture per il suo lavoro anatomico e il suo status era incerto. A Lipsia, Weber divenne assistente presso la clinica medica gestita da J. C. Clarus, si qualificò come docente nel 1817 con un lavoro sull’anatomia comparata del nervus sympathicus, e l’anno successivo divenne professore straordinario di anatomia comparata. Nel 1821 fu nominato alla cattedra di anatomia umana, che nel 1840 fu unita alla fisiologia. Nel 1865 rinunciò alla fisiologia e sostenne la nomina di Carl Ludwig, che fondò un istituto fisiologico indipendente che attirò molti studenti stranieri. Nel 1871 Weber si ritirò dalla cattedra di anatomia.
Weber iniziò con la ricerca in anatomia e scoprì diverse strutture importanti, alcune delle quali portano ancora il suo nome – per esempio, gli ossicini di Weber, che formano una catena di piccole ossa su ogni lato della vescica aerea, e l’atrio dell’orecchio di alcuni pesci (l’apparato weberiano). Questo lavoro segnò l’inizio di una serie di studi embriologici e paleontologici comparativi che portarono alla scoperta degli stadi intermedi tra le strutture primitive dello splancnocranio e gli ossicini uditivi dell’orecchio medio dei mammiferi – un passo brillante nella dimostrazione dei legami tra fatti isolati e continuità nell’evoluzione della struttura e della funzione. L’iniezione di Weber dei dotti di alcune ghiandole dimostrò che i loro rami più sottili terminano alla cieca negli acini e non hanno una comunicazione diretta con i piccoli vasi sanguigni circostanti, come era stato supposto nonostante le precedenti finificazioni di Malpighi (1686). Si dimostrò definitivamente che i succhi digestivi sono prodotti specifici delle ghiandole, formati dal materiale portato dal sangue, non solo separati dal plasma sanguigno. Questa scoperta aprì un nuovo campo di ricerca fisiologica e chimica La vasta esperienza di Weber sia nella ricerca che nell’insegnamento gli permise di scrivere un’edizione rivista dell’Handbuch der Anatomie di G. F. Hildebrandt. La sua prima parte, Allgemeine Anatomie, interamente riscritta, divenne una preziosa fonte di informazioni perché Weber separava attentamente i fatti dalla teoria e non si accontentava di descrivere semplicemente le strutture; piuttosto, aggiungeva ciò che era noto delle loro proprietà fisiche e della composizione chimica, così come una valutazione del loro significato. Era convinto che una conoscenza di molte condizioni, non semplicemente della struttura anatomica, fosse necessaria per comprendere i fenomeni della vita. Lo svantaggio dell’edizione rivista di Weber fu che fu completata prima del progresso portato dal successivo sviluppo della ricerca microsopica e dalla teoria cellulare. Egli revisionò anche l’Handbuch der Anatomie (1840) di J. C. Rosenmullerüller.
Nel 1821, assistito da suo fratello Wilhelm, -allora solo diciassettenne e preparando il suo esame di ammissione all’università- Weber iniziò un lungo studio fisico del flusso e del progresso delle onde nei fluidi, in particolare nei tubi elastici. Nella loro Wellenlehre (1825) formularono le leggi fondamentali dell’idrodinamica e furono i primi ad applicare quel ramo della fisica alla circolazione del sangue. Ernst studiò – all’inizio con Wilhemm, un genio precoce – le proprietà meccaniche delle arterie, descrivendole come un dispositivo tecnico, l’effetto dell’elasticità che trasforma il movimento pulsatile del sangue nelle grandi arterie in un flusso continuo in quelle piccole (18274). Dimostrò anche che l’impulso è un’onda nelle arterie causata dall’azione del cuore e che la sua propagazione – calcolata dal ritardo della pulsazione in un’arteria più lontana – è molto più veloce del flusso del sangue (1834) e che oltre alla dilatazione dovuta alla pressione all’interno di un tubo elastico, i vasi sanguigni cambiano anche il loro diametro sotto l’influenza dei nervi sulla parete muscolare (1831). Riassunse le sue scoperte, la teoria delle onde nei tubi elastici e le leggi del movimento del sangue nei vasi nel 1850.
Weber dimostrò anche la resistenza del letto capillare, l’importanza del volume del sangue e la sua influenza sul movimento e la distribuzione del sangue nel corpo. Il suo lavoro pose le basi per l’analisi esatta del movimento dei fluidi nei tubi elastici; e sebbene la circolazione del sangue sia stata successivamente sottoposta a una ricerca approfondita, il lavoro di Weber, con alcune aggiunte ma senza modifiche sostanziali, ne è rimasto il fondamento.
Un altro grande contributo alla fisiologia della circolazione del sangue fu la sorprendente scoperta di Eduard ed Ernst Weber che la stimolazione elettrica di alcune parti del cervello o dell’estremità periferica del nervo vago rallenta l’azione del cuore e può addirittura portarlo a fermarsi (1845). Era il primo caso di azione nervosa che causava l’inibizione di un’attività autonoma, piuttosto che eccitarla. Divenne un’importante pietra miliare nell’evoluzione della fisiologia non solo per il suo significato per la circolazione ma anche perché la sua scoperta portò alla luce un tipo di azione nervosa fino ad allora sconosciuta ma essenziale. La catena di indagini che ne seguì dimostrò che l’inibizione è un fenomeno comune nel sistema nervoso centrale e che un adeguato equilibrio tra eccitazione e inibizione è indispensabile per il suo normale funzionamento.
Circa il 1826 Weber iniziò una lunga serie di notevoli studi sistematici delle funzioni sensoriali, specialmente dei “sensi inferiori”, che fino ad allora erano stati una delle aree più trascurate della fisiologia. I fisiologi avevano studiato principalmente i problemi della vista e dell’udito, che sembravano più interessanti e promettenti. Nei suoi studi di altri problemi fisiologici Weber, un distinto anatomista, di solito seguiva la funzione in stretta relazione con la struttura. In questo campo, tuttavia, non c’erano basi anatomiche perché i recettori cutanei, muscolari e viscerali furono scoperti solo più tardi (Meissner, 1852; Krause, 1860). Tuttavia, il suo approccio fisico e i suoi tentativi di determinare relazioni quantitative dello stimolo al suo effetto, la sensazione, portarono a risultati notevoli nonostante i metodi molto semplici utilizzati nelle sue osservazioni ed esperimenti. Una caratteristica importante degli esami e dei confronti di Weber era l’uso della nozione di soglia (anche se questo termine non era effettivamente usato). Egli era ben consapevole dell’importanza dei suoi valori esattamente determinati per stimare e confrontare le prestazioni della pelle e di altri organi sensoriali. Una capacità marcatamente maggiore di distinguere due pesi molto leggermente diversi quando sono sollevati da, piuttosto che quando sono posti sulla, mano, è spiegata dal senso muscolare speciale. Esaminando il senso del tatto in dettaglio, specialmente il senso locale e la soglia differenziale con una bussola, Weber determinò le caratteristiche delle sensazioni di pressione e di temperatura – positive (caldo) e negative (freddo) – e sottolineò il ruolo dell’adattamento e delle differenze locali. Così diede alla fisiologia sensoriale un nuovo orientamento verso l’approccio e i metodi quantitativi, mettendo in risalto sia i fatti (per lo più le sue stesse scoperte) che i problemi. Non solo raccolse sistematicamente i fatti, ma trasse anche una conduzione razionale sulle basi fisiologiche dei fenomeni osservati Assunse una conduzione isolata nelle fibre nervose e formulò teorie di proiezione e oggettivazione. La divisione di ogni fibra nervosa in un piccolo cerchio di terminazioni nervose era lo sfondo della discriminazione locale e delle differenze nel suo limen come determinato da una bussola.
Utilizzando le sue considerazioni fisiche come base per esaminare le soglie differenziali delle sensazioni cutanee e muscolari, Weber trovò che due sensazioni sono solo sensibilmente diverse finché il rapporto tra le forze in ogni coppia di stimoli rimane costante. Per esempio, la più piccola differenza apprezzabile tra due pesi o lunghezze (di solito chiamata “differenza appena percettibile” o “frazione di Weber”) è una frazione costante dei pesi stessi, circa 1/30 (un incremento di intensità appena discriminabile).
Si supponeva che la legge di Weber fosse generalmente valida, ma molte discussioni e critiche hanno portato all’opinione più moderata che per la maggior parte delle modalità si applica solo su una gamma limitata di intensità. Tuttavia, Fechner, assumendo che gli incrementi discriminabili sono unità uguali di sensazione, ha derivato la formula
S = K log I + C,
dove l’intensità della sensazione (S) è una funzione lineare del logaritmo dell’intensità dello stimolo (I) e K e C sono costanti. La derivazione di Fechner è stata criticata soprattutto perché lo stimolo – un fattore fisico – può essere facilmente misurato, mentre la sensazione – un’impressione soggettiva – non può essere espressa in termini fisici. Confronti quantitativi sono diventati possibili, tuttavia, quando i moderni metodi elettrofisiologici hanno reso possibile seguire la risposta di singole fibre sensoriali, cioè la frequenza dei messaggi da un singolo recettore. In una certa gamma di intensità, è effettivamente una funzione lineare del logaritmo dello stimolo, come è stato dimostrato per il fuso muscolare da B. H. Matthews e per l’occhio di Limulus da H. K. Hartline e C. H. Graham. Non si può affermare se sia adatta alla risposta di tutte le forme di organi di senso, ma sembra che l’equazione di Fechner corrisponda a una caratteristica fondamentale del comportamento degli organi di senso.
Weber fu il primo a richiamare l’attenzione dei fisiologi sulla pelle come sede di organi di senso differenziati diretti verso il mondo esterno, come altri organi di senso, in contrasto con la sensibilità comune (Gemeingefühl) diretta verso il nostro stesso corpo. La sua ricerca ebbe molte implicazioni filosofiche e un grande impatto sugli ulteriori studi sui sensi della pelle e su alcuni problemi generali della sensazione da parte di fisiologi e psicologi. Ha iniziato un periodo molto fruttuoso nella ricerca sui sensi ed è giustamente considerato come uno dei fondatori della psicofisica. Il suo lavoro sulle sensazioni tattili è diventato un classico.
BIBLIOGRAFIA
I. Opere originali. Una lista parziale degli scritti di Weber fu pubblicata in Almanach der K. Akademie der Wissenschaften in Wien, 2 (1852), 203-211; e, più recentemente, da P. M. Dawson (vedi sotto), 110-113. Essi comprendono Anatomia comparata nervi sympathici (Leipzing, 1817); De aure et auditu hominis et animalium (Leipzing, 1820); Wellenlehre, auf Experimenten be gründet (Leipzing, 1825), scritto con Eduard Weber; Zusätze zur Lehre von Bau and Verrichtungen der Geschlechtsorgane (Leipzig, 1846); “Tastsinn and Gemeingefühl,” in R. Wagner, Handwörterbuch der Physiologie, III, pt. 2 (Brunswick, 1846, repr. separatamente 1851), cioè il Klassiker der Exakten Wissenschaften n. 149 di Ostwald (Leipzing, 1905); Ueber die Anwendung der Wellenlehre auf die Lehre vom Kreislauf des Blutes und insbesondere auf die Pulslehre (Leipzing, 1850); e “Ueber den Raumsinn und die Empfindungskreise in der Haut und im Auge,” in Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften, Math.-fisico. KI. (1852), 85-164, il suo articolo principale sulla proiezione e la teoria dei cerchi.
Gli articoli di Weber furono pubblicati principalmente nel Deutsches Archiv für die Physiologie e Meckel’s Archiv für Anatomie and Physiologie (1820-1828), Müller’s Archiv für Anatomie, Physiologie und wissenschaftliche medizin (1835-1846), e Berichte über die Verhandlungen der K. Sächsichen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig (1846-1850). Dissertazioni scritte sotto la sua guida sono state raccolte in Annotationes anatomicae et physiologicae (Programata collecta), 2 fascs. (Leip-zing, 1827-1834, 1836-1848), entrambi ad ancia. (1851) con fasc. 3, che contiene molti dei suoi importanti articoli.
II. Letteratura secondaria. Un apprezzamento dei risultati scientifici di Weber è C. Ludwig, Rede zum Gedächtniss an Ernst Heinrich Weber (Leipzig, 1878). Un resoconto abbastanza dettagliato in inglese è P. M. Dawson, “The Life and Work of Ernest Heinrich Weber”, in Phi Beta Pi Quarterly, 25 (1928), 86-116. Per quanto riguarda l’importanza e l’impatto del suo lavoro, i documenti su Weber sono piuttosto scarsi. Vedi anche Ursula Bueck-Rich, Ernst Heinrich Weber (1795-1878) und der Anfang einer Physiologie der Hautsinne (tesi di laurea, Zurigo. 1970); H. E. Hoff, “The History of Vagal Inhibition,” in Bulletin of the History of Medicine, 8 (1940), 461-496; P. Hoffmann, “Ernst Heinrich Weber’s Annotationes anatomicae et physiologicae,” in Medizinische Klinik, 30 (1934), 1250. Ci sono molti riferimenti ai lavori di Weber sulla fisiologia sensoriale in E. G. Boring, A History of Experimental Psychology, 2nd ed. (New York, 1950); e Sensation and Perception in the History of Experimental Psychology New York, 1942).
Vladislav Kruta