شوک الکتریکی

چرخه الکتریکی از یک سرچشمه توان، راه گذر، بار الکتریکی و توانگیر تشکیل شده. راه گذر گردش از یک منبع تغذیه آغاز و به زمین پایان می‌گیرد. همیشه الکتریسیته یا جریان الکتریکی، کوتاه‌ترین راه را برای رسیدن به زمین پیدا می‌کند. از آنجا که ۷۰ درصد تن ما را آب تشکیل داده و آب رسانای بسیار خوبی برای گذر جریان الکتریکی می‌باشد پس هنگامی که انگشت ما با یک سیم حامل جریان تماس پیدا می‌کند یعنی کوتاه‌ترین راه برای گذر جریان پیدا شده‌است.

عبور جریان الکتریکی از بافتهای زنده با توجه به جریان عبوری، نوع برق گرفتگی، مدت زمان برق گرفتگی و… میتواند آثار مختلفی را در پی داشته باشد و عمق آثار نیز با توجه به هر کدام از عوامل، متفاوت خواهد بود.

آثار جدی و مهم برق گرفتگی بر روی بدن جانداران و به ویژه انسان دو دسته هستند:

سوختگی

گذر جریان از بدن به اندازه ۱ میلی آمپر را آستانه پایین دریافت برق گرفتگی می‌گویند. یک حس قلقلک پدید می آید اما این جریان اگر از ۱۰۰ میلی‌آمپر بیشتر باشد و ولتاژ تغذیه نیز به اندازه کافی بسیار باشد بدن دچار از دست دادن پاره تن می‌گردد. اگر ولتاژ چیزی بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ ولت باشد، به دلیل اُهم کم تن گردش بسیاری پیدایش می‌شود. اما همان اندازه کم ایستادگی در تن در برابر گذر گردش، مایه پیدایش گرمای بسیار و در پایان سوختگی بیرونی و درونی می‌شود.

تأثیر بر روی دستگاه عصبی

مسئله دیگر عبور جریان الکتریکی از بدن که میتوان آن را مهلک‌ترین اثر برق‌گرفتگی بر روی بدن دانست، تأثیر آن بر روی سیستم عصبی است. منظور از سیستم عصبی، شبکهٔ بین سلولهای عصبی یا همان نرونها است، که وظیفه آن‌ها تنظیم فرایندهایی است که در اعضای بدن انجام میپذیرد. از جمله بخشهای مهم سیستم عصبی میتوان از مغز، نخاع و سلولهای حسی بدن را نام برد.

ارتباط بین سلولهای عصبی به وسیله جریان الکتریکی انجام میپذیرد. این سلولها برای برقراری ارتباط از سیگنال های الکتریکی با جریان و ولتاژ بسیار پایین استفاده میکنند. به وسیله این سیگنالها دستور از سیستم عصبی به قسمتهای مختلف بدن مانند ماهیچه ها یا غده درون‌ریز میرسد. حال اگر جریان برق در بدن یک موجود زنده به اندازه کافی زیاد باشد، سیگنال‌های الکتریکی فرستاده شده به وسیله مغز را خنثی خواهد کرد؛ بنابراین از ایجاد عکس العمل در بدن مصدوم جلوگیری خواهد کرد. همچنین عبور جریان الکتریکی از رگ‌های عصبی موجب به وجود آمدن حرکات غیرارادی در بدن مصدوم خواهد شد به طوری که مصدوم نمیتواند هیچ اقدامی در مدت برق‌گرفتگی انجام دهد. این حالت زمانی که مصدوم هادی برق‌دار را در دست خود گرفته، میتواند خیلی خطرناک‌تر باشد چرا که ماهیچه های قرار گرفته بر روی ساعد که مسئول خم کردن انگشتان هستند از ماهیچه هایی که مسئول صاف کردن انگشتها هستند قویترند. هنگام برق گرفتگی هر دو نوع ماهیچه تلاش میکنند تا منقبض شوند اما در این حالت به علت قوی تر بودن ماهیچههای خم کننده پیروزی با آنهاست. اتفاقی که در این لحظه رخ میدهد این است که دست با تمام قوا مشت میشود؛ اگر زمانی که این اتفاق رخ میدهد هادی حامل جریان در کف دست مصدوم باشد، با مشت شدن دست هادی، به دست چسبیده و هدایت الکتریکی بهتر برقرار خواهد شد. این رخداد ممکن است موقعیت مصدوم را بیش از پیش خطرناک کند. باید به این نکته اشاره کرد که در این حالت رها کردن هادی برای مصدوم غیرممکن است.

افرادی که تجربه برق گرفتگی دارند احتمالاً با تشنجهای به وجود آمده در این حالت آشنا هستند. این تشنجها تنها در حالتی از بین خواهند رفت که عبور جریان از بدن متوقف شود. البته حتی پس از قطع برق نیز تا مدتی کنترل بعضی ماهیچه‌ها برای مصدوم غیرممکن است و همچنین عملکرد انتقال دهنده‌های عصبی تا مدتی مختل خواهد شد. از این قابلیت برای ساخت سلاحهای بی‌حرکت کننده استفاده میشود (توضیحات بیشتر در انتهای صفحه).

اثرات عبور جریان الکتریکی در بدن تنها به ماهیچه‌های حرکتی بدن محدود نمیشود. قلب و ششها دارای دیافراگم ها یا دریچه‌هایی هستند که عملکرد آن‌ها را کنترل میکند. با عبور جریان از بدن سیگ‌های الکتریکی مغز برای این ماهیچه‌ها خنثی خواهد شد و بدین ترتیب این ماهیچه‌ها دچار عارضه "fibrillation" یا انقباض بی‌نظم عضلانی خواهد شد (در صورت AC بودن جریان)؛ در این حالت قلب با سرعت بیشتر و با فشار کمتری میتپد به طوری که نمیتواند عمل رساندن خون به قسمت‌های حساس بدن را انجام دهد. در هر حال نتیجه یک برق گرفتگی با شدت بالا، چه ایست قلبی باشد و چه خفگی مرگبار خواهد بود.

جریان الکتریکی از جهت نوع AC یا DC نیز میتواند آثار متفاوتی بر روی بدن داشته باشد. جریان DC همواره دارای مقداری ثابت است این خاصیت جریان DC میتواند موجب شود مصدوم در هنگام برق گرفتگی کاملاً فلج شود. بر عکس در جریان AC به خاطر تغییرات دائمی در بین هر سیکل، امکان فرار از حالت بی حرکت شدن بیشتر است؛ بنابراین از نظر بی حرکت‌کنندگی جریان DC از AC خطرناک‌تر است. اما تأثیرات جریان AC بر روی قلب میتواند مرگبارتر باشد چرا که جریان AC به راحتی قلب را دچار حالت ضربان نامنظم (fibrillation) میکند و این در حالی است که جریان DC تنها موجب ایست قلبی میشود. در اینجا باید به این نکته اشاره کرد که امکان بازگشت برای قلبی که دچار ایست شده باشد از قلبی که دچار ضربان نامنظم شده باشد بیشتر است.

از شوک الکتریکی در برخی روشها برای معالجه بیماریهای خاص و با در نظر گرفتن ملاحظات استفاده میشود. بعضی از این روشها عبارت‌اند از:

• برای معالجه برخی بیماریهای روانی در روانپزشکی: از شوک الکتریکی امروزه در روش ECT یا درمان با تشنج الکتریکی (Electroconvulsive therapy) استفاده میشود. هدف از معالجه در این روش به وجود آوردن یک حمله صرعی مصنوعی است، نه ایجاد شوک یا تشنج فیزیکی. در ضمن باید به نکته اشاره کرد که به علت بیهوشی بیمار دردی در هنگام حمله احساس نخواهد کرد. امروزه از این روش بیشتر در مورد بیماران مبتلا به افسردگی شدید استفاده میشود از این روش همچنین برای درمان بیماریهای روانی دیگر مانند شیدایی (mania)، کاتاتونی (catatonia) و روان‌گسیختگی (schizophrenia) نیز استفاده میشود. در انتها باید به این نکته اشاره کرد که آثار درمانی این روش برای تقریباً نصف استفاده‌کنندگان زودگذر است.
• به عنوان معالجه برای بیمارانی که دچار ضربان نامنظم قلب یا fibrillation هستند، در این روش از دستگاهی به نام defibrillator استفاده میکنند. دستگاه defibrillator یک درمان قطعی برای بیمارانی است که دچار ضربان نامنظم قلب هستند. این دستگاه یک جریان DC با مقدار مناسب را از قفسه سینه عبور داده و با خنثی کردن ضربان به قلب اجازه میدهد تا به‌طور طبیعی به ضربان منظم برسد.
• به عنوان روشی برای کاهش درد: در این روش از دستگاهی با نام TranscutaneousElectrical Nerve Stimulator) TENS) استفاده میشود. این دستگاه یک شبیه‌ساز سیگنالهای عصبی است که آن‌ها را از راه پوست به بدن انتقال میدهد. انتقال سیگنالها به وسیله دو یا چند الکترودها صورت میگیرد. این دستگاه به ویژه در مورد کاهش درد زایمان مورد استفاده قرار میگیرد. با این وجود عدهای از متخصصان زایمان استفاده این دستگاه را در کاهش درد زایمان بی‌اثر میدانند.
• برای شرطی‌سازی: در این روش از شوک الکتریکی به عنوان یک تنبیه و برای شرطی‌سازی افراد دچار عقب ماندگی ذهنی استفاده میشود. این روش از جمله روشهای بحث‌انگیز در استفاده از شوک الکتریکی است و تنها در یک مؤسسه با نام Judge Rotenberg در ایالات متحده مورد استفاده قرار میگیرد. این مؤسسه همچنین از شوک الکتریکی به عنوان تنبیه برای کودکان مبتلا به مشکلات رفتاری نیز استفاده میکند.

تفنگ شوک الکتریکی یا Taser نوعی اسلحه خاص برای ایجاد اغتشاش ماهیچه‌ها و در نتیجه بی‌حرکت کردن فرد است. این اسلحه بر طبق اصول برق‌گرفتگی به‌طور ناگهانی و برای مدت بسیار کوتاهی ولتاژ بسیار بالا اما با جریان کم را بین دو الکترود خود ایجاد میکند. حال اگر فردی در تماس با اسلحه قرار داشته باشد سیستم انتقال عصبی او دچار اختلال شده و به این ترتیب فرد کنترل ماهیچه های خود را برای مدتی از دست خواهد داد این عملکرد با درد شدیدی برای فرد همراه خواهد بود. برای اکثر مردم حداقل دو تا سه ثانیه طول میکشد تا تعادل خود را از دست بدهند. ولتاژ بین الکترودها وابسته به نوع سلاح بین ۵۰ kV تا ۱ MV خواهد بود اما ولتاژهای رایج برای این اسلحه بین ۲۰۰ kV تا ۳۰۰ kV هستند.