Глава 1 Краткая история относительности О том, как Эйнштейн заложил основы двух фундаментальных теорий ХХ века: общей теории относительности и квантовой механики Альберт Эйнштейн, создатель специальной и общей теорий относительности, родился в 1879 г. в немецком городе

Физика современная и физика фундаментальная Прежде всего выясним суть новой физики, отличавшую ее от физики предыдущей. Ведь опыты и математика Галилея не выходили за пределы возможностей Архимеда, которого Галилей не зря называл «божественнейшим». В чем Галилей вышел

История науки Арнольд В.И. Гюйгенс и Барроу, Ньютон и Гук. М.: Наука, 1989.Белый Ю.А. Иоганн Кеплер. 1571–1630. М.: Наука, 1971.Вавилов С.И. Дневники. 1909–1951: В 2 кн. М.: Наука, 2012.Вернадский В.И. Дневники. М.: Наука, 1999, 2001, 2006, 2008; М.: РОССПЭН, 2010.Визгин В.П. Единые теории поля в первой трети ХХ

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ БАКа Главным архитектором БАКа стал Лин Эванс. Я слышала одно из его выступлений в 2009 г., но встретиться с этим человеком мне довелось лишь на конференции в Калифорнии в начале января 2010 г. Момент был удачным - БАК наконец начал работать, и даже сдержанный

История астрономии 115. Кто были первые астрономы? Астрономия - самая старая из наук. Или так говорят про астрономов. Первыми астрономами были доисторические люди, задававшиеся вопросом, каковы Солнце, Луна и звезды.Ежедневное движение Солнца установило часы.

Краткая история квантовой физики 1858 23 апреля. В Киле (Германия) родился Макс Планк.1871 30 августа. В Брайтуотере (Новая Зеландия) родился Эрнест Резерфорд.1879 14 марта. В Ульме (Германия) родился Альберт Эйнштейн.1882 11 декабря. В Бреслау (Германия) родился Макс Борн.1885 7 октября. В

6. Семейная история Как только главное решение было принято, все остальное постепенно встало на свои места, если не автоматически, то с некоторым усилием с нашей стороны. Следующий год пролетел незаметно в приливе эйфории. Какие бы сомнения по поводу состояния здоровья

Невероятные факты

Человеческое здоровье напрямую касается каждого из нас.

Средства массовой информации изобилуют рассказами о нашем здоровье и теле, начиная созданием новых лекарственных препаратов и заканчивая открытиями уникальных методов хирургии, которые дают надежду инвалидам.

Ниже мы расскажем о самых свежих достижениях современной медицины.

Последние достижения медицины

10. Учёные идентифицировали новую часть тела

Ещё в 1879 году французский хирург по имени Пол Сегон (Paul Segond) описал в одном из своих исследований "жемчужную, устойчивую волокнистую ткань", проходящую вдоль связок в колене человека.

Об этом исследовании благополучно забыли до 2013 года, когда учёные обнаружили переднебоковую связку, коленную связку , которая часто повреждается при возникновении травм и других проблем.

Учитывая, как часто сканируется колено человека, открытие было сделано очень поздно. Оно описано в журнале "Анатомия" и опубликовано он-лайн в августе 2013 года.

9. Интерфейс мозг-компьютер

Учёные, работающие в Корейском университете и Технологическом университете Германии, разработали новый интерфейс, который даёт возможность пользователю управлять экзоскелетом нижних конечностей.

Он работает с помощью декодирования конкретных мозговых сигналов. Результаты исследования были опубликованы в августе 2015 года в журнале "Нейронная инженерия".

Участники эксперимента носили электроэнцефалограммовый головной убор и управляли экзоскелетом, просто смотря на один из пяти светодиодов, установленных на интерфейсе. Это заставляло экзоскелет двигаться вперёд, поворачивать направо или налево, а также сидеть или стоять.

Пока система была протестирована лишь на здоровых добровольцах, но есть надежда, что в конечном итоге её можно будет использовать, чтобы помочь инвалидам.

Соавтор исследования Клаус Мюллер (Klaus Muller) объяснил, что "люди с боковым амиотрофическим склерозом или с травмами спинного мозга часто сталкиваются с трудностями в общении и в контролировании своих конечностей; расшифровка их мозговых сигналов такой системой предлагает решение обеих проблем".

Достижения науки в медицине

8. Устройство, которое может двигать парализованную конечность силой мысли

В 2010 году Яна Беркхарта (Ian Burkhart) парализовало, когда во время несчастного случая в бассейне он сломал себе шею. В 2013 году благодаря совместным усилиям специалистов университета штата Огайо и Баттелль, мужчина стал первым в мире человеком, который теперь может обойти свой спинной мозг и двигать конечностью, используя только силу мысли.

Прорыв случился благодаря использованию нового вида электронного нервного байпаса, устройства размером с горошину, которое имплантируется в моторную кору головного мозга человека.

Чип интерпретирует сигналы мозга и передаёт их на компьютер. Компьютер считывает сигналы и посылает их на специальный рукав, который носит пациент. Таким образом, нужные мышцы приводятся в действие.

Весь процесс занимает доли секунды. Однако, чтобы добиться такого результата, команде пришлось изрядно потрудиться. Команда технологов сначала выяснила точную последовательность электродов, которая позволяла Беркхарту двигать рукой.

Затем мужчине пришлось проходить несколько месяцев терапию для восстановления атрофированных мышц. Конечным результатом является то, что теперь он может вращать рукой, сжимать её в кулак, а также на ощупь определять, что перед ним находится.

7. Бактерия, которая питается никотином и помогает курильщикам завязать с пагубной привычкой

Бросить курить – это чрезвычайно трудная задача. Любой, кто пытался это сделать, подтвердит сказанное. Почти 80 процентов тех, кто пробовал это совершить с помощью аптечных препаратов, претерпел неудачу.

В 2015 году учёные из научно-исследовательского института Скриппса дают новую надежду желающим бросить. Им удалось выявить бактериальный фермент, который поедает никотин ещё до того, как он успевает добраться до мозга.

Фермент принадлежит бактерии Pseudomonas putida. Данный фермент не является новейшим открытием, однако, его только недавно удалось вывести в лабораторных условиях.

Исследователи планируют использовать этот фермент для создания новых методов отказа от курения. Блокируя никотин прежде, чем он достигнет мозга и вызовет производство допамина, они надеются, что они смогут отбить у курильщика желание взять в рот сигарету.

Чтобы стать работоспособной, любая терапия должна быть достаточно стабильной, не вызывая во время активности дополнительных проблем. В настоящее время произведенный в лабораторных условиях фермент ведёт себя стабильно в течение более трёх недель , находясь в буферном растворе.

Тесты с участием лабораторных мышей не показали никаких побочных эффектов. Учёные опубликовали результаты своего исследования в он-лайн версии августовского номера журнала "Американское химическое сообщество".

6. Универсальная вакцина против гриппа

Пептиды – это короткие цепочки аминокислот, которые существует в клеточной структуре. Они выступают в качестве основного строительного блока для белков. В 2012 году учёным, работавшим в университете Саутгемптона, Оксфордском университете и лаборатории вирусологии Ретроскин, удалось выявить новый набор пептидов, найденных у вируса гриппа.

Это может привести к созданию универсальной вакцины против всех штаммов вируса. Результаты были опубликованы в журнале Nature Medicine.

В случае гриппа пептиды на внешней поверхности вируса очень быстро мутируют, что делает их почти недосягаемыми для вакцин и лекарств. Недавно обнаруженные пептиды живут во внутренней структуре клетки и мутируют довольно медленно.

Более того, эти внутренние структуры можно обнаружить в каждом штамме гриппа, начиная от классического и заканчивая птичьим. Для разработки современной вакцины от гриппа требуется около шести месяцев, однако, она не обеспечивает иммунитетом на долгое время.

Тем не менее, возможно, сориентировав усилия на работе внутренних пептидов, создать универсальную вакцину, которая даст долговременную защиту.

Грипп – это вирусное заболевание верхних дыхательных путей, которое поражает нос, горло и лёгкие. Оно может быть смертельно опасным, особенно если заразился ребёнок или пожилой человек.

Штаммы гриппа ответственны за несколько пандемий на протяжении всей истории, самая страшная из которых, - пандемия 1918 года. Никто не знает наверняка, сколько людей погибло от этой болезни, но по некоторым оценкам, 30-50 миллионов человек во всем мире.

Новейшие медицинские достижения

5. Возможное лечение болезни Паркинсона

В 2014 году учёные взяли искусственные, но полностью функционирующие человеческие нейроны и успешно привили их в мозг мышам. У нейронов есть потенциал для лечения и даже вылечивания таких заболеваний, как болезнь Паркинсона.

Нейроны были созданы группой специалистов из института Макса Планка, университетской клиники Мюнстера и университета Билефельда. Учёным удалось создать стабильную нервную ткань из нейронов, перепрограммированных из клеток кожи.

Другими словами, они индуцировали нейронные стволовые клетки. Это метод, который увеличивает совместимость новых нейронов. Спустя шесть месяцев у мышей не развилось никаких побочных эффектов, а имплантированные нейроны отлично интегрировались с их мозгом.

Грызуны продемонстрировали нормальную мозговую деятельность, в результате которой сформировались новые синапсы.

У новой методики есть потенциал, который может дать нейрологам возможность заменить больные, поврежденные нейроны здоровыми клетками, которые в один прекрасный день смогут справиться с болезнью Паркинсона. Из-за неё нейроны, поставляющие допамин, умирают.

На сегодняшний день никакого лечения от этого заболевания нет, но симптомы поддаются лечению. Болезнь, как правило, развивается у людей в возрасте 50-60 лет. При этом мышцы становятся жёсткими, происходят изменения в речи, меняется походка и появляется тремор.

4. Первый в мире бионический глаз

Пигментный ретинит является наиболее распространённым среди наследственных заболеваний глаз. Он приводит к частичной потере зрения, а зачастую и к полной слепоте. К ранним симптомам относится потеря ночного видения и трудности с периферийным зрением.

В 2013 году была создана система протезирования сетчатки Argus II, первый в мире бионический глаз, предназначенный для лечения запущенной стадии пигментного ретинита.

Система Argus II – это пара наружных стёкол, оснащённых камерой. Изображения преобразуются в электрические импульсы, которые передаются электродам, имплантированным в сетчатку глаза пациента.

Эти изображения головным мозгом воспринимаются как световые шаблоны. Человек учится интерпретировать эти паттерны, постепенно восстанавливая зрительное восприятие.

В настоящее время система Argus II пока доступна только на территории США и Канады, но есть планы по её внедрению во всём мире.

Новые достижения в области медицины

3. Обезболивающее, которое работает только за счёт света

Сильную боль традиционно лечат опиоидными препаратами. Основной недостаток в том, что многие такие препараты могут вызывать привыкание, поэтому потенциал для злоупотреблений у них огромен.

А что если учёные смогли бы останавливать боль не используя ничего, кроме света?

В апреле 2015 года неврологи Вашингтонской медицинской школы при университете в Сент-Луисе объявили, что им удалось это сделать.

Путём соединения свето-чувствительного белка с опиоидными рецепторами в пробирке, они смогли активировать опиоидные рецепторы также, как это делают опиаты, но только с помощью света.

Есть надежда, что эксперты смогут разработать способы использования света для облегчения боли при применении лекарств с меньшими побочными эффектами. Согласно исследованиям Эдварда Сиуда (Edward R. Siuda), вполне вероятно, что после дополнительных экспериментов, свет сможет полностью заменить лекарства.

Для тестирования нового рецептора светодиодный чип размером примерно с человеческий волос был имплантирован в мозг мыши, который после этого связали с рецептором. Мышей помещали в камеру, где их рецепторы стимулировали на выработку допамина.

Если мыши уходили из специальной отведённой зоны, то свет выключали и стимулирование останавливалось. Грызуны быстро возвращались на место.

2. Искусственные рибосомы

Рибосома – это молекулярная машина, состоящая из двух субъединиц, которые используют аминокислоты из клеток, чтобы создавать белки.

Каждая из субъединиц рибосом синтезируется в ядре ячейки, а затем экспортируется в цитоплазму.

В 2015 году исследователи Александр Мэнкин (Alexander Mankin) и Майкл Джеветт (Michael Jewett) смогли создать первую в мире искусственную рибосому. Благодаря этому у человечества появился шанс узнать новые подробности о работе этой молекулярной машины.

Самые важные открытия в истории медицины

1. Анатомия человека (1538)

Андреас Везалий анализирует человеческие тела на основе вскрытий, излагает подробные сведения о человеческой анатомии и опровергает различные толкования по этой теме. Везалий считает, что понимание анатомии имеет решающее значение для проведения операций, поэтому он анализирует человеческие трупы (что необычно для того времени).

Его анатомические схемы кровеносной и нервной систем, написанные в качестве эталона для помощи своим ученикам, копируются так часто, что он вынужден опубликовать их, чтобы защитить их подлинность. В 1543 году он публикует работу De Humani Corporis Fabrica , которая послужила началом рождения науки - анатомии.

2. Кровообращение (1628)

Уильям Харви обнаруживает, что кровь циркулирует по организму и называет сердце как орган, ответственный за кровообращение крови. Его новаторские работы, анатомический очерк о работе сердца и циркуляции крови у животных, опубликованный в 1628 году, составил основу для современной физиологии.

3. Группы крови (1902)

Капрл Ландштейнер

Австрийский биолог Карл Ландштейнер и его группа обнаруживает четыре группы крови у человека и разрабатывает систему классификации. Знание различных типов крови имеет решающее значение для выполнения безопасного переливания крови, что является в настоящее время обычной практикой.

4. Анестезия (1842-1846)

Некоторые ученые обнаружили, что определенные химические вещества могут быть использованы в качестве анестезии, что позволяет выполнять операции без боли. Первые эксперименты с анестетиками - закисью азота (веселящий газ) и серного эфира – начали использоваться в 19 веке в основном стоматологами.

5. Рентгеновские лучи (1895)

Вильгельм Рентген случайно обнаруживает рентгеновские лучи, проводя эксперименты с излучением катодных лучей (выброс электронов). Он замечает, что лучи способны проникать через непрозрачную черную бумагу, обернутую вокруг электронно-лучевой трубки. Это приводит к свечению цветов, расположенных на соседнем столике. Его открытие явилось революцией в области физики и медицины, что принесло ему первую в истории Нобелевскую премию по физике в 1901 году.

6. Теория микробов (1800)

Французский химик Луи Пастер считает, что некоторые микробы являются болезнетворными агентами. В то же время, происхождение таких заболеваний, как холера, сибирская язва и бешенство остается загадкой. Пастер формулирует микробную теорию, предполагая, что эти заболевания и многие другие, вызваны соответствующими бактериями. Пастера называют "отцом бактериологии", потому что его работа стала преддверием новых научных исследований.

7. Витамины (в начале 1900-х годов)

Фредерик Хопкинс и другие обнаружили, что некоторые заболевания, вызванные недостатком определенных питательных веществ, которые позже получили название витаминов. В экспериментах с питанием над лабораторными животными, Хопкинс доказывает, что эти "факторы аксессуары питания" имеют важное значение для здоровья.

Образование – одна из основ развития человечества. Только благодаря тому, что из поколения в поколение человечество передавало свои эмпирические знания, в настоящий момент мы можем пользоваться благами цивилизации, жить в определенном достатке и без уничтожающих расовых и племенных войн за доступ к ресурсам существования.
Образование проникло и в сферу Интернет. Один из образовательных проектов получил название – Отрок.

=============================================================================

8. Пенициллин (1920-1930-е годы)

Александр Флеминг открыл пенициллин. Говард Флори и Эрнст Борис выделили его в чистом виде, создав антибиотик.

Открытие Флеминга произошло совершенно случайно, он заметил, что плесень убила бактерии определенного образца в чашке Петри, которая просто валялась в раковине лаборатории. Флеминг выделяет образец и называет его Penicillium нотатум. В следующих экспериментах, Горвард Флори и Эрнст Борис подтвердили лечение пенициллином мышей с бактериальными инфекциями.

9. Серосодержащие препараты (1930)

Герхард Домагк обнаруживает, что пронтозила, оранжево-красный краситель, эффективен для лечения инфекций, вызванных бактериями стрептококка общего. Это открытие открывает путь к синтезу химиотерапевтических препаратов (или «чудо-лекарства") и производству сульфаниламидных препаратов, в частности.

10. Вакцинация (1796)

Эдвард Дженнер, английский врач, проводит первую вакцинацию против оспы, определив то, что прививка коровьей оспы обеспечивает иммунитет. Дженнер сформулировал свою теорию после того, как заметил, что пациенты, которые работают с крупным рогатым скотом и вступали в контакт с коровой, не заболели оспой, во время эпидемии в 1788 году.

11. Инсулин (1920)

Фредерик Бантинг и его коллеги обнаружили гормон инсулин, который помогает сбалансировать уровень сахара в крови у больных сахарным диабетом и позволяет им жить нормальной жизнью. До открытия инсулина, спасти больных диабетом было невозможно.

12. Открытие онкогенов (1975)

13. Открытие человеческого ретровируса ВИЧ (1980)

Ученые Роберт Галло и Люк Монтанье отдельно друг от друга открыли новый ретровирус, названный позже ВИЧ (вирус иммунодефицита человека), и классифицировали его в качестве возбудителя СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита).

Доктор биологических наук Ю. ПЕТРЕНКО.

Несколько лет назад в Московском государственном университете был открыт факультет фундаментальной медицины, на котором готовят врачей, обладающих широкими знаниями в естественных дисциплинах: математике, физике, химии, молекулярной биологии. Но вопрос о том, насколько необходимы фундаментальные знания врачу, продолжает вызывать острые споры.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Среди символов медицины, изображенных на фронтонах здания библиотеки Российского государственного медицинского университета, - надежда и исцеление.

Настенная роспись в фойе Российского государственного медицинского университета, на которой изображены великие врачи прошлого, сидящие в раздумье за одним длинным столом.

У. Гильберт (1544-1603), придворный врач английской королевы, естествоиспытатель, открывший земной магнетизм.

Т. Юнг (1773-1829), известный английский врач и физик, один из создателей волновой теории света.

Ж.-Б. Л. Фуко (1819-1868), французский врач, увлекавшийся физическими исследованиями. С помощью 67-метрового маятника доказал вращение Земли вокруг оси и сделал много открытий в области оптики и магнетизма.

Ю. Р. Майер (1814-1878), немецкий врач, установивший основные принципы закона сохранения энергии.

Г. Гельмгольц (1821-1894), немецкий врач, занимался физиологической оптикой и акустикой, сформулировал теорию свободной энергии.

Надо ли преподавать физику будущим врачам? В последнее время этот вопрос волнует многих, и не только тех, кто готовит профессионалов в области медицины. Как обычно, существуют и сталкиваются два крайних мнения. Те, кто "за", рисуют мрачную картину, которая явилась плодом пренебрежительного отношения к базисным дисциплинам в образовании. Те, кто "против", считают, что в медицине должен доминировать гуманитарный подход и врач прежде всего должен быть психологом.

Современная теоретическая и практическая медицина достигла больших успехов, и физические знания ей сильно в этом помогли. Но в научных статьях и публицистике не перестают звучать голоса о кризисе медицины вообще и медицинского образования в частности. Факты, свидетельствующие о кризисе, определенно есть - это и появление "божественных" целителей, и возрождение экзотических методов врачевания. Заклинания типа "абракадабры" и амулеты вроде лягушачьей лапки вновь в ходу, как в доисторические времена. Приобретает популярность неовитализм, один из основоположников которого, Ханс Дриш, считал, что сущность жизненных явлений составляет энтелехия (своего рода душа), действующая вне времени и пространства, и что живое не может сводиться к совокупности физико-химических явлений. Признание энтелехии в качестве жизненной силы отрицает значение физико-химических дисциплин для медицины.

Можно привести множество примеров того, как псевдонаучные представления подменяют и вытесняют подлинно научные знания. Почему так происходит? По мнению нобелевского лауреата, открывателя структуры ДНК Фрэнсиса Крика, когда общество становится очень богатым, молодежь проявляет нежелание работать: она предпочитает жить легкой жизнью и заниматься пустяками, вроде астрологии. Это справедливо не только для богатых стран.

Что касается кризиса в медицине, то преодолеть его можно, только повышая уровень фундаментальности. Обычно считают, что фундаментальность - это более высокий уровень обобщения научных представлений, в данном случае - представлений о природе человека. Но и на этом пути можно дойти до парадоксов, например, рассматривать человека как квантовый объект, полностью абстрагируясь от физико-химических процессов, протекающих в организме.

Никто не отрицает, что вера больного в исцеление играет важную, иногда даже решающую роль (вспомним эффект плацебо). Так какой же врач нужен больному? Уверенно произносящий: "Ты будешь здоров" или же долго раздумывающий, какое лекарство выбрать, чтобы получить максимальный эффект и при этом не навредить?

По воспоминаниям современников, знаменитый английский ученый, мыслитель и врач Томас Юнг (1773-1829) нередко застывал в нерешительности у постели больного, колебался в установлении диагноза, часто и надолго умолкал, погружаясь в себя. Он честно и мучительно искал истину в сложнейшем и запутанном предмете, о котором писал так: "Нет науки, сложностью превосходящей медицину. Она выходит за пределы человеческого разума".

С точки зрения психологии врач-мыслитель мало соответствует образу идеального врача. Ему недостает смелости, самонадеянности, безапелляционности, нередко свойственных именно невеждам. Наверное, такова природа человека: заболев, уповать на быстрые и энергичные действия врачующего, а не на размышления. Но, как сказал Гёте, "нет ничего страшнее деятельного невежества". Юнг как врач большой популярности у больных не приобрел, а вот среди коллег его авторитет был высоким.

Познай самого себя, и ты познаешь весь мир. Первым занимается медицина, вторым - физика. Изначально связь между медициной и физикой была тесной, недаром совместные съезды естествоиспытателей и врачей проходили вплоть до начала XX века. И между прочим, физику во многом создали врачи, а к исследованиям их часто побуждали вопросы, которые ставила медицина.

Врачи-мыслители древности первыми задумались над вопросом, что есть теплота. Они знали, что здоровье человека связано с теплотой его тела. Великий Гален (II век н.э.) ввел в обиход понятия "температура" и "градус", ставшие основополагающими для физики и других дисциплин. Так что врачи древности заложили основы науки о тепле и изобрели первые термометры.

Уильям Гильберт (1544-1603), лейб-медик английской королевы, изучал свойства магнитов. Он назвал Землю большим магнитом, доказал это экспериментально и придумал модель для описания земного магнетизма.

Томас Юнг, о котором уже упоминалось, был практикующим врачом, но при этом сделал великие открытия во многих областях физики. Он по праву считается, вместе с Френелем, создателем волновой оптики. Кстати, именно Юнг открыл один из дефектов зрения - дальтонизм (неспособность различать красный и зеленый цвета). По иронии судьбы это открытие обессмертило в медицине имя не врача Юнга, а физика Дальтона, который оказался первым, у кого обнаружился этот дефект.

Юлиус Роберт Майер (1814-1878), внесший огромный вклад в открытие закона сохранения энергии, служил врачом на голландском корабле "Ява". Он лечил матросов кровопусканием, которое считалось в то время средством от всех болезней. По этому поводу даже острили, что врачи выпустили больше человеческой крови, чем ее было пролито на полях сражений за всю историю человечества. Майер обратил внимание, что, когда корабль находится в тропиках, при кровопускании венозная кровь почти такая же светлая, как артериальная (обычно венозная кровь темнее). Он предположил, что человеческий организм, подобно паровой машине, в тропиках, при высокой температуре воздуха, потребляет меньше "топлива", а потому и "дыма" выделяет меньше, вот венозная кровь и светлеет. Кроме того, задумавшись над словами одного штурмана о том, что во время штормов вода в море нагревается, Майер пришел к выводу, что всюду должно существовать определенное соотношение между работой и теплотой. Он высказал положения, которые легли по существу в основу закона сохранения энергии.

Выдающийся немецкий ученый Герман Гельмгольц (1821-1894), тоже врач, независимо от Майера сформулировал закон сохранения энергии и выразил его в современной математической форме, которой до настоящего времени пользуются все, кто изучает и использует физику. Помимо этого Гельмгольц сделал великие открытия в области электромагнитных явлений, термодинамике, оптике, акустике, а также в физиологии зрения, слуха, нервных и мышечных систем, изобрел ряд важных приборов. Получив медицинское образование и будучи профессиональным медиком, он пытался применить физику и математику к физиологическим исследованиям. В 50 лет профессиональный врач стал профессором физики, а в 1888 году - директором физико-математического института в Берлине.

Французский врач Жан-Луи Пуазейль (1799-1869) экспериментально изучал мощность сердца как насоса, качающего кровь, и исследовал законы движения крови в венах и капиллярах. Обобщив полученные результаты, он вывел формулу, оказавшуюся чрезвычайно важной для физики. За заслуги перед физикой его именем названа единица динамической вязкости - пуаз.

Картина, показывающая вклад медицины в развитие физики, выглядит достаточно убедительной, но можно добавить к ней еще несколько штрихов. Любой автомобилист слышал о карданном вале, передающем вращательное движение под разными углами, но мало кто знает, что изобрел его итальянский врач Джероламо Кардано (1501-1576). Знаменитый маятник Фуко, сохраняющий плоскость колебаний, носит имя французского ученого Жан-Бернара-Леона Фуко (1819-1868), врача по образованию. Знаменитый русский врач Иван Михайлович Сеченов (1829-1905), чье имя носит Московская государственная медицинская академия, занимался физической химией и установил важный физико-химический закон, описывающий изменение растворимости газов в водной среде в зависимости от присутствия в ней электролитов. Этот закон и сейчас изучают студенты, причем не только в медицинских вузах.

В отличие от врачей прошлого многие современные студенты-медики попросту не понимают, зачем им преподают естественно-научные дисциплины. Вспоминается одна история из моей практики. Напряженная тишина, второкурсники факультета фундаментальной медицины МГУ пишут контрольную. Тема - фотобиология и ее применение в медицине. Заметим, что фотобиологические подходы, основанные на физических и химических принципах действия света на вещество, признаются сейчас самыми перспективными для лечения онкологических заболеваний. Незнание этого раздела, его основ - серьезный ущерб в медицинском образовании. Вопросы не слишком сложные, все в рамках материала лекционных и семинарских занятий. Но итог неутешителен: почти половина студентов получили двойки. И для всех, кто не справился с заданием, характерно одно - в школе физику не учили или учили спустя рукава. На некоторых этот предмет наводит самый настоящий ужас. В стопке контрольных работ мне попался листок со стихами. Студентка, не сумевшая ответить на вопросы, в поэтической форме жаловалась, что ей приходится зубрить не латынь (вечное мучение студентов-медиков), а физику, и в конце восклицала: "Что делать? Ведь мы - медики, нам формул не понять!" Юная поэтесса, назвавшая в своих стихах контрольную "судным днем", испытания физикой не выдержала и в конце концов перевелась на гуманитарный факультет.

Когда студенты, будущие медики, оперируют крысу, никому и в голову не придет спрашивать, зачем это надо, хотя организмы человека и крысы различаются довольно сильно. Зачем будущим врачам физика - не так очевидно. Но сможет ли врач, не понимающий основных физических законов, грамотно работать со сложнейшим диагностическим оборудованием, которым "напичканы" современные клиники? Кстати, многие студенты, преодолев первые неудачи, начинают с увлечением заниматься биофизикой. В конце учебного года, когда были изучены такие темы, как "Молекулярные системы и их хаотические состояния", "Новые аналитические принципы рН-метрии", "Физическая природа химических превращений веществ", "Антиоксидантное регулирование процессов перекисного окисления липидов", второкурсники написали: "Мы открывали фундаментальные законы, определяющие основу живого и, возможно, мироздания. Открывали их не на основе умозрительных теоретических построений, а в реальном объективном эксперименте. Нам было тяжело, но интересно". Возможно, среди этих ребят есть будущие Федоровы, Илизаровы, Шумаковы.

"Лучший способ изучить что-либо - это открыть самому, - утверждал немецкий физик и писатель Георг Лихтенберг. - То, что вы были принуждены открыть сами, оставляет в вашем уме дорожку, которой вы сможете снова воспользоваться, когда в том возникнет необходимость". Этот самый эффективный принцип обучения стар как мир. Он лежит в основе "метода Сократа" и носит название принципа активного обучения. Именно на этом принципе построено обучение биофизике на факультете фундаментальной медицины.

Фундаментальность для медицины - залог ее сегодняшней состоятельности и будущего развития. По-настоящему достичь цели можно, рассматривая организм как систему систем и идя путем более углубленного ее физико-химического осмысления. А как быть с медицинским образованием? Ответ ясен: повышать уровень знаний студентов в области физики и химии. В 1992 году в МГУ создан факультет фундаментальной медицины. Цель состояла в том, чтобы не только вернуть в университет медицину, но и, не снижая качества врачебной подготовки, резко усилить естественно-научную базу знаний будущих врачей. Такая задача требует интенсивной работы и преподавателей и студентов. Предполагается, что студенты сознательно выбирают фундаментальную медицину, а не обычную.

Еще раньше серьезной попыткой в этом направлении стало создание медико-биологического факультета в Российском государственном медицинском университете. За 30 лет работы факультета подготовлено большое число врачей-специалистов: биофизиков, биохимиков и кибернетиков. Но проблема этого факультета в том, что до сих пор его выпускники могли заниматься только медицинскими научными исследованиями, не имея права лечить больных. Сейчас эта проблема решается - в РГМУ совместно с Институтом повышения квалификации врачей создан учебно-научный комплекс, который позволяет студентам старших курсов пройти дополнительную врачебную подготовку.

Начало 21 века ознаменовалось многими открытиями в области медицины, о которых еще 10-20 лет назад писали в фантастических романах, а сами пациенты о них могли лишь мечтать. И хотя многие из этих открытий ждет длинная дорога внедрения в клиническую практику, они уже относятся не к разряду концептуальных разработок, а являются реально работающими устройствами, пусть пока и не массово применяющимися в медицинской практике.

1. Искусственное сердце AbioCor

В июле 2001 года группа хирургов из Луисвилля (Кентукки) сумела имплантировать пациенту искусственное сердце нового поколения. Устройство, получившее название AbioCor, было имплантировано человеку, который страдал от сердечной недостаточности. Искусственное сердце разработано компанией Abiomed, Inc.. Хотя подобные устройства использовались и раньше, AbioCor является наиболее совершенным в своём роде.

В предыдущих версиях пациент должен был быть присоединён к огромной консоли через трубки и проводки, которые вживлялись ему через кожу. Это означало, что человек оставался прикованным к кровати. AbioCor же полностью автономно существует внутри человеческого тела, и ему не нужны дополнительные трубки или проводки, которые выходят наружу.

2. Биоискусственная печень

Идея создания биоискусственной печени пришла в голову доктору Кенннету Матсумуре (Kenneth Matsumura), который решил по-новому подойти к вопросу. Учёный создал устройство, которое использует клетки печени, собранные у животных. Приспособление считается биоискусственным, поскольку оно состоит из биологического и искусственного материала. В 2001 году биоискусственная печень была названа Изобретением года по версии журнала TIME.

3. Таблетка с камерой

С помощью такой таблетки можно диагностировать рак на самых ранних стадиях. Устройство было создано с целью получать качественные цветные изображения в ограниченных пространствах. Таблетка-камера может зафиксировать признаки рака пищевода, её размер приблизительно равняется ширине ногтя взрослого человека и дважды его длиннее.

4. Бионические контактные линзы

Бионические контактные линзы разработали исследователи Вашингтонского университета (University of Washington). Они сумели соединить эластичные контактные линзы с отпечатанной электронной схемой. Это изобретение помогает пользователю видеть мир, накладывая компьютеризированные картинки поверх его собственного зрения. По словам изобретателей, бионические контактные линзы могут пригодиться шофёрам и пилотам, показывая им маршруты, информацию о погоде или транспортных средствах. В дополнение, эти контактные линзы могут следить за такими физическими показателями человека как уровень холестерола, присутствие бактерий и вирусов. Собранные данные могут быть отправлены на компьютер при помощью беспроводной передачи.

5. Бионическая рука iLIMB

Созданная Дэвидом Глоу (David Gow) в 2007 году, бионическая рука iLIMB стала первой в мире искусственной конечностью, которая снабжена пятью индивидуально механизированными пальцами. Пользователи устройства смогут брать в руку объекты различной формы - например, ручки чашек. iLIMB состоит из 3 отдельных частей: 4-х пальцев, большого пальца и ладони. Каждая из частей содержит свою систему управления.

6. Роботы-помощники во время операций

Хирурги уже некоторое время пользуются роботизированными руками, однако теперь появился робот, который может самостоятельно проводить операцию. Группа учёных из Университета Дьюка (Duke University) уже протестировала робота. Они использовали его на мёртвой индейке (поскольку мясо индейки имеет схожую структуру с человеческим). Успешность роботов оценивается в 93%. Конечно, ещё рано говорить об автономных роботах-хирургах, однако данное изобретение является серьёзным шагом в этом направлении.

7. Устройство, читающее мысли

«Чтение мыслей» - термин, используемый психологами, который подразумевает подсознательное обнаружение и анализ невербальных сигналов, например, выражений лица или движений головы. Такие сигналы помогают людям понять эмоциональное состояние друг друга. Это изобретение является детищем трёх учёных из MIT Media Lab. Читающая мысли машина сканирует сигналы мозга пользователя и оповещает о них тех, с кем происходит общение. Устройство может быть использовано для работы с аутистами.

8. Elekta Axesse

Elekta Axesse - это современное устройство для борьбы с раком. Оно было создано с целью лечить опухоли по всему телу - в позвоночнике, лёгких, простате, печени и многих других. Elekta Axesse совмещает в себе несколько функциональных возможностей. Устройство может производить стереотаксическую радиохирургию, стереотаксическую лучевую терапию, радиохирургию. Во время лечения доктора имеют возможность наблюдать 3D-изображение участка, который будет обработан.

9. Экзоскелет eLEGS

Экзоскелет eLEGS является одним из наиболее впечатляющих изобретений 21-го века. Он прост в использовании, и пациенты могут носить его не только в больнице, но и дома. Устройство позволяет стоять, ходить и даже подниматься по ступенькам. Экзоскелет подходит для людей ростом от 157 см до 193 см и весом до 100 кг.

10 . Глазописец

Это устройство с целью помочь в общении людям, прикованным к постели. Глазописец - общее творение исследователей из Ebeling Group, Not Impossible Foundation и Graffiti Research Lab. В основе технологии лежат дешёвые, отслеживающие движение глаз очки, оснащённые программным обеспечением с открытым исходным кодом. Такие очки позволяют людям, страдающим нервно-мышечным синдромом, общаться, рисуя или записывая на экране при помощи фиксирования движения глаз и преобразования его в линии на дисплее.

Екатерина Мартыненко