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从历史上看，电生理学发源于科学史上著名的一场争论。1786年意大利Bologna大学解剖学教授Luigi Galvani无意中发现，如果用双金属导体连接蛙腿肌肉与神经，则肌肉就会发生颤抖。他把这个现象的发生原因归之于“动物电”。他认为神经与肌肉带有相反的电荷，而金属导体的作用仅是把神经与肌肉之间的通路接通而已。他的论文发表于Bologna学院1791年的会议录中。这个著名著作引起了当时的一场争论。Galvani的同时代人物理学家Volta不同意Galvani的见解，他认为Galvani实验中发现的现象，是由于实验中用的金属性质不同所致。他后来因此而发明了伏特电池，他用一组铜板和另一组锌板．中间隔以盐水，由于不同金属与电解质相接触，因而产生电动势。Galvani为了验证自己的观点，进行了一个出色的试验。他发现在无金属参与的情况下，将一个神经肌肉标本搭在一个肌肉标本的损伤处，可以引起该神经肌肉标本的肌肉产生收缩。这个发现成为神经电生理学的一个开端。电生理学的产生和发展从一开始就是与电化学和电学的研究紧密相关的。

以后电生理学的发展，与电学仪器的发明分不开的。发明了电流计以后，1848年一个德国人Du Bois Reymond就用电流计测量神经传导时的电变化，他将电流计的一极与神经表面相接触，而另一极则连于神经的切面。他发现当神经进行传导时，伴有电变化。电表的偏动表明这种电流方向是正常部位向损伤部，他把这种变化称之为“负电变化”。

1850年Helmholtz测定了神经传导速度。这是神经生理学发展中的一件大事。在此以前都认为既然电的传导速度等于光速，因而怀疑神经的传导速度也是光速。Helmholtz以很简单的试验测出，蛙神经的传导速度仅20-30米/秒。

在损伤的神经或肌肉中，正常部位与损伤部位之间的电位差，称为损伤电位。细胞膜只对钾离子有特殊的通透性，而对较大的阳离子和阴离子则均无通透性。由于细胞内、外钾离子分布不均匀，故在膜两侧形成一个电位差，此即为静息电位。

剑桥大学Hodgkin和Huxley应用金属微电极对乌贼巨神经纤维电活动进行系统研究，提出离子假说。获得1963年生理学或医学诺贝尔奖。Ling和Gerard（1949）首先发明玻璃微电极进行胞内记录。玻璃微电极、电压钳和膜片钳的发明将电生理研究推向分子水平。

Neher和Sakman（1976）建立了膜片钳（patch clamp）技术，记录单个通道离子流的电信号，方法是将玻璃微电极尖端与细胞膜接触（而不是刺入胞内），然后通过玻璃微电极另一端开口施加适当的负压，使与电极尖端接触的膜局部与电极尖端管壁形成紧密封接，使膜局部与其余部分在电学上完全隔开，或进一步将该膜局部撕下，制成仅含一个或几个载体或通道分子的一小片膜，可对其进行电压钳实验，测量单通道离子电流。

随着电子技术的发展，人们现在已经能够记录人体各种细胞和组织的电位变化，如心电图、肌电图、视网膜电图、脑电图等。有关生物电的研究已经形成专门的生理学分支即电生理学。利用电生理学方法，可以深入研究细胞和组织的电学特性及在不同条件下的变化，对于深入揭示机体生理功能活动的规律具有重要意义。