قرن هفدهم ابزار ايجاد الکتريسيته ساکن (static Eelectricity) را فراهم نمود و قرن هجدهم استفاده آن را با اختراع قوطى ليدن (Leyden Jar) در دسترس قرار داد. (۱۷۴۵) در اواخر اين دوره بود که گالوانى (Galvani) آزمايش‌هاى خود را با تحريک پاى قورباغه به‌وسيله جريان‌هاى الکتريکى شروع نمود. تا آغاز سال ۱۷۹۱ او کشف کرده بود که پاى قورباغه در اثر اتصال قسمت بريده شده با بخش بيرونى عضله به‌وسيله دو ميله از دو فلز مختلف به حرکت درمى‌آيد. بعدها وى مشاهده کرد که او قادر به حرکت درآوردن ساق پاى قورباغه با لمس عصب فقط با يک فلز، کف پاى قورباغه با فلز ديگر و هر دو با دو فلز است. با اين کار در واقع او يک باطرى‌تر ساخته بود که مى‌توانست جريان الکتريکى براى به حرکت درآوردن عضله ايجاد کند. او دريافت که اگر ساق پاى قورباغه را با عصب آن از قلاب برنجى آويزان کنيم به شکلى که کف پاى او با بشقابى نقره‌اى برروى زمين تماس داشته باشد، پاى حيوان بدون وقفه لگد مى‌زند، زيرا که هر لگد رابطه را قطع نموده و به پا اجازه مى‌دهد که دوباره با بشقاب تماس داشته و مدار الکتريکى را کامل نمايد. از اين آزمايش‌ها گالوانى به اين نتيجه رسيد که بافت حيوانى جريان الکتريکى از خود توليد مى‌کند. او در اين باره در سال ۱۷۹۱ کتابى به‌نام De Viribus Electvicitatis In Motu Muscularti نگاشت. آنچه اشاره شد حوادثى بود که آغاز اعتقاد به وجود الکتريسيته حيوانى را نشان مى‌داد. قبل از آن نيز علاقه‌مندى به مغناطيسم حيوانى (Animal Magnitism) نشان داده شده بود. مسمر (Mesmer) که براى درمان بيماران در سال ۱۷۶۶ از آهن‌ربا استفاده نموده بود، بعدها دريافت که همان درمان را مى‌تواند بدون ميله آهنى مغناطيسى به‌دست آورد و لذا نتيجه گرفت که حتماً مغناطيسم حيوانى در خود او بود که اين کار را مى‌کرد. گالوانى آگاه نبود که اولين باطرى الکتريکى را اختراع کرده و ساخته است. او همچنين نمى‌دانست که بعد از او جريان مداومى را که باطرى او ايجاد مى‌کرد الکتريسيته حيوانى نخواهند ناميد، بلکه به جريان گالوانيک (Galvanic current) معروف خواهد شد. در آن زمان الکتريسيته هنوز پديده‌اى اسرارآميز بود.
اين ولتا بود که نشان داد مى‌توان اين نوع جريان الکتريسيته را بدون داشتن بافت حيوانى ايجاد نمود. او به سال ۱۸۰۰ وسيله‌اى ساخت که بعدها به‌نام مجموعه‌اى ولتائيک ناميده شد و مجموعه‌اى از صفحه‌هاى فلزي، مانند نقره، مقواى خيس و اشباع‌شده در آب نمک، زينک و غيره بود. و بين بالاترين و پائين‌ترين صفحه اين مجموعه، ولتاژى جريان داشت. ولتا تصور مى‌کرد که با ساختن باطرى غيرآلى خود وجود الکتريسيته را نفى نموده است، ليکن يوهانس ميولر در سال ۱۸۳۴ هنوز بر اين اعتقاد بود که تکانه عصبى بايد ماهيت الکتريکى داشته باشد. به‌خصوص چون که سرعت هادى بودن آن آنقدر زياد است.
اختراع ابزارى جهت ايجاد جريان‌هاى گالوانيک توسط ولتا منجر به ساخته شدن گالوانومتر براى سنجش جريان و بعدها به پيدايش دستگاه‌هاى پيشرفته‌ترى در اين زمينه شد. چند تن از فيزيولوژيست‌ها در اين زمان علاقه‌مند به مسئله الکتريسيته حيوانى شدند. در سال ۱۸۴۱ متوسى (Matteucci) مقاله‌اى به آکادمى علوم ارائه داد که در آن نشان داد که گالوانومتر وجود جريانى را نشان مى‌دهد، هنگامى که از سطح بيرونى عضله به زخم عضلانى وصل شود، جريانى که بعدها جريان جراحت و همچنين جريان استراحت ناميده شد، چون اين جريان سير خود را بدون انقباض قابل مشاده عضلانى طى مى‌کرد. يوهانس ميولر اين مقاله متوسى را به دانشجوى بسيار باهوش خود دوبوا ريموند - که بعدها جانشين ميولر در کرسى استادى برلن شد - نشان داد. دوبوا بلادرنگ به اين مقاله علاقه‌مند شد. اولين مقاله او در اين زمينه تحت عنوان thietrisch Elektricität در سال ۱۸۴۳ منتشر شد و دو جلد کتاب او در اين رابطه نيز که در سال ۱۸۴۹-۱۸۴۸ انتشار يافت به‌زودى به‌عنوان يک مرجع عمده درآمد. او تئورى دو قطبى‌بودن بافت حيوانى را ارائه داد که در آن چنين فرض شده بود که عضله و عصب شامل عناصر و اجزائى است که بار الکتريکى دارند، بدين صورت که بار منفى در يک قطب و بار مثبت در قطب ديگر قرار دارد. اين اجزاء خود را همانند اجزاء يک آهن‌رباى بزرگ ساخته شده جهت مى‌دهند به اين ترتيب که قطب شمال در يک سو و قطب جنوب در سوى ديگر آن واقع شده است. البته نظريه او غلط بود، ولى دوبوا در پيشرفت تفکر علمى سهيم شد زيرا طرز فکر او به ايجاد مفهوم قطبى بودن بافت به‌صورت امروزى آن کمک کرد.
اين آزمايش‌ەاى دوبوا بود که سبب شد موضوع تکانه‌هاى عصبى از قلمرو فلسفه ماوراءالطبيعه و ارواح حيوانى بيرون آمده و به حيطه علم مادى پا گذارد و در هلمهولتز اين عقيده را ايجاد کند که سرعت تکانه عصبى فى‌البداهه ايجاد نمى‌گردد، بلکه هميشگى و پايدار و قابل سنجش است. به اين موضوع بسيار مهم براى استقرار روانشناسى علمى مجدداً برمى‌گرديم.
سرعت و هدايت تکانهٔ عصبي
انتقال تکانه عصبى به‌قدرى سريع است که عملاً غيرقابل اندازه‌گيرى است. يوهانس ميولر در Handbuch خود سه خاصيت را که در اين رابطه بيان شده بود مى‌آورد. او مى‌گويد که: 'هالر حساب کرده بود، مايع عصبى با سرعت ۹۰۰۰ پا در دقيقه حرکت مى‌کند، سوواژ (Sauvage) اين سرعت را ۳۲۴۰۰۰ و فيزيولوژيست ديگرى آن را ۵۷۶۰۰۰ ميليون پا در ثانيه حساب نموده بود' . مى‌بينيم که حساب هالر که ۱۵۰ پا در ثانيه است نزديکتر به حقيقت است، زيرا که سرعت تکانه عصبى از ۳ تا ۴۰۰ پا در ثانيه در نوسان است و اين بستگى به قطر رشته‌اى دارد که جريان عصبى را هدايت مى‌کند. آخرين رقمى که ميولر نقل کرد تقريباً شصت برابر سرعت نور است. اين رقم بدين ترتيب به‌دست آمده بود که فرض شد که سرعت جريان ارواح حيوانى در لوله‌هاى عصبى و خون در شريان‌ها مساوى بوده و فقط به نسبت معکوس قطر لوله‌ها متفاوت خواهد بود. البته ميولر اين استدلال را کاملاً نپذيرفت. ولى او اين واقعيت را که انتقال جريان‌هاى عصبى فوق‌العاده سريع است قبول کرد و آن را برابر با سرعت نور دانست.
او نوشت: 'ما شايد هيچ‌گاه نتوانيم امکان سنجش سرعت عمل عصبى را بيابيم، زيرا که امکان مقايسه آن را با نور که در فضا منتشر مى‌شود، نداريم.'
چند سالى نگذشته بود که دانشجوى ارزشمند او يعنى هلمهولتز سرعت جريان عصبى را اندازه‌گيرى کرد و مشاهده کرد که از سرعت صوت نيز به مراتب کمتر بوده و در حقيقت فقط نود پا در ثانيه يعنى کمتر از سرعت آن در عصب حرکتى قورباغه است. او اين آزمايش را هنگامى که استاد فيزيولوژى در کونيگزبرگ (Königsberg) بود انجام داد. او با دستگاه ميوگراف (Myograph) که به تازگى اختراع کرده بود، تأخير حرکت عضلانى را براى اندازه‌هاى مختلف عصب مورد سنجش قرار داد. جهت تعيين زمان در اعصاب حسى او آزمايش‌هاى مربوط به زمان واکنش را صورت داد که قبل از آن نيز در ستاره‌شناسى براى تعيين معادله شخصى به‌کار برده شده بود. او محرکى بر شخص در بالاى ران و نيز انگشتان پا وارد ساخت و تفاوت زمان واکنش را در او اندازه‌گيرى نمود. با اين روش نشان داد که سرعت انتقال تکانه‌هاى حسى بين پنجاه و صد متر در ثانيه است. اين زمان را بعدها دوبواريموند دقيقتر اندازه‌گيرى کرد. اهميت اين کشف را - که انتقال جريان‌هاى عصبى آنى صورت نمى‌گيرد، بلکه به نسبت آهسته و کند است - براى پيشرفت روانشناسى علمى نبايد کم شمرد. در آن زمان روان به‌تدريج همراه با مغز مطرح مى‌شد، ليکن شخصيت او مربوط به کل وجود مى‌دانستند. هر شخصى دست خود را قسمتى از کل بدن مى‌دانست و حرکت ارادى انگشتان، خود عملى بلافاصله و آنى از جانب روان محسوب مى‌شدند، واقعه‌اى که توسط عملى که روان قبلاً انجام داده باشد و پس از مدتى تأخير صورت پذيرد. از نظر مردم جداکردن حرکت در زمان از عوامل ارادى که سبب ايجاد آن شده به‌گونه‌اى مثل جداسازى روان از تن و تقريباً از شخصيت و خويشتن (Self) است. به‌هرحال کشف هلمهولتز قدمى در تحليل و شناخت حرکات بدنى بود که آن را از صورت يک واقعه آنى تبديل به يک سلسله وقايعى که به‌تدريج و آهستگى در طى زمان صورت مى‌گيرد، کرد. و اين به‌نوبه خود کمک به تحکيم ديدگاه فيزيولوژى روان موجود زنده که اساس علم قرن نوزدهم بود، نمود.
قبلاً نظريه يوهانس ميولر درباره انرژى مشخص عصبى همين هدف را در ارتباط با موضوع حواس دنبال کرده بود. در آزمايش هلمهولتز زمينه تمام فعاليت‌هائى که بعداً روانشناسى تجربى در ارتباط با سنجش اعمال روانى و زمان واکنش صورت گرفت ريخته شد. ليکن مهمترين تأثيرى که آزمايش هلمهولتز در ايجاد تحقيقات بعدى گذارد اين بود که روان را قابل اندازه‌گيرى نموده و آن را به قلمرو علوم طبيعى انتقال داد، پديده‌اى که قبلاً غيرقابل اندازه‌گيرى و مربوط به ماوراءالطبيعه مى‌شد.
پس از هلمهولتز، برنشتاين قادر شد که در سال ۱۸۶۶ تکانه عصبى را موج منفى (Wave of Negativity) بداند، که از عصب مى‌گذرد. او کشف کرد هنگامى که جريان عصبى از سطح عصب مى‌گذرد، اين سطح بار منفى الکتريکى نسبت به سطح قسمت قبلى و بعدى عصب پيدا مى‌کند. تا سال ۱۸۷۱ برنشتاين روشن کرده بود که تکانه عصبى عبارت از گسترش بار منفى درون عصب به بار مثبت بيرون از آن است. اين ديدگاه در سال ۱۹۰۲ با راهنمائى برنشتاين و کمک دستگاه جديداً اختراع شده الکترومترمويرگ‌ها (capillary Electrometer) منجر به پيدايش تئورى غشائى هدايت عصبى (The membrane Theory of Nerve conduction) شد، نظريه‌اى که موج منفى را به‌عنوان موجى از دپولاريزاسيون الکتريکى (ElectricalDepolerization) توصيف مى‌کند. براين اساس نه فقط امکان اندازه‌گيرى سرعت جريان عصبى بلکه مدت پايدارى آن نيز پيدا شد. قدم بعدى را فيزيولوژيست‌ها با کشف مرحله کمون (Refractory Phase) در عصب برداشتند، مرحله‌اى که بلافاصله پس از گذشتن جريان، عصب براى مدت کوتاهى غيرقابل تحريک مى‌شود و در اين مدت آماده تحريک‌پذيرى مى‌گردد. در سال ۱۸۷۴ کرونکر (Kronecker) مرحله کمون عضلات قلب را توصيف کرده بود و در سال ۱۸۷۶ مارى (Marey) اين اصطلاح را رايج نموده بود، ولى صادق بودن اين اصل در مورد اعصاب راگاچ (Gotch) و برچ (Burch) کشف کردند. سپس در سال ۱۹۱۲ دو فيزيولوژيست به نام‌هاى آدريان (Adrian) و لوکاس (Lucas) با استفاده از دستگاه‌هاى جديد قادر به تشخيص بين مرحله کمون مطلق (Absolute Refractofy period) که در آن هيچ محرکى قادر به تحريک عصب نيست و مرحله بعدى که عصب به‌تدريج تحريک‌پذيرى خود را به‌دست مى‌آورد شدند. آنها دريافتند که در اين جريان، تحريک‌پذيرى به نقطه اوج مى‌رسد و سپس به حالت نرمال برمى‌گردد. آنها دريافتند که در اين جريان، تحريک‌پذيرى به نقطه اوج مى‌رسد و سپس به حالت نرمال برمى‌گردد. آنها منحنى اين جريان را ترسيم نمودند. تمام اين جريان در پاى قورباغه سه صدم ثانيه طول مى‌کشيد.
در همين احوال اصل همه يا هيچ (All or Nothing Principle) نيز کشف شد. اصلى که نشان مى‌داد يک عضله يا رشته عصبى انرژى لازم براى ايجاد تکانه عصبى را مهيا مى‌کند و خود کاملاً هنگامى که تحريک شود، تخليه الکتريکى مى‌گردد. در سال ۱۸۷۱ بوديچ (Bowditch) معتقد شد که اين اصل در مورد عضله قلب صادق است و لوکاس آن را در ارتباط با عضلات استخوان‌ها نيز مشاهده نمود. اصطلاح بالا را او متداول کرد. لوکاس و آدريان هر دو در اينکه نشان دهند اين قانون در مورد اعصاب نيز صدق مى‌کند، سهيم هستند. لوکاس در سال ۱۹۱۶ناگهان درگذشت و آدريال سخنرانى‌هاى او را منتشر نمود.
نظريه غشائى هدايت عصبى همراه با کشفياتى که در مورد چگونگى و ماهيت هدايت عصبى پيدا شد، و اين نظريه در سال ۱۸۹۰ توسط آستوالد (Ostwald) ارائه شد. برنشتاين در سال ۱۸۹۰ آن را توسعه و استقرار داد. آر.اس.لايلى در ۱۹۰۹ يک سلسله آزمايش‌هائى که تأييدکننده اين نظريه بود انجام داد. اين تئورى توجيه‌کننده واقعيت‌هائى مانند مرحله کمون عصبى و انتقال همه يا هيچ بود و در سال ۱۹۲۰ اکثر فيزيولوژيست‌ها آن را پذيرفته بودند.
