Ученые хирурги которые сделали важнейшие открытия. Великие ученые физики и их открытия

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

В середине ХІХ столетия произошло множество потрясающих открытий. Как бы удивительно это не звучало, но огромная часть этих открытий была сделана во сне. Поэтому здесь даже скептики теряются, и затрудняются сказать что-либо в опровержение существования провидческих или вещих снов. Многие ученые занимались изучением этого феномена. Немецкий физик, врач, физиолог и психолог Герман Гельмольц в своих исследованиях пришёл к выводу, что в поисках истины человек накапливает знания, потом он анализирует и осмысливает полученную информацию, и после этого наступает самый главный этап – озарение, которое так часто случается во сне. Именно таким способом озарение пришло ко многим учёным- первооткрывателям. Сейчас мы предоставляем Вам возможность ознакомиться с некоторыми открытиями, сделанными во сне.

Французский философ, математик, механик, физик и физиолог Рене Декарт всю жизнь утверждал, что в мире нет ничего таинственного, чего нельзя было бы понять. Однако, всё же одно необъяснимое явление в его жизни существовало. Этим явлением были вещие сны, которые приснились ему в возрасте двадцати трех лет, и которые помогли ему сделать ряд открытий в различных областях науки. В ночь с 10 на 11 ноября 1619 года Декарт увидел три вещих сна. Первый сон был о том, как сильный вихрь вырывает его из стен церкви и колледжа, унося его в направлении прибежища, в котором ему уже не страшны ни ветер, ни другие силы природы. Во втором сне он наблюдает за мощной бурей, и понимает, что как только ему удается рассмотреть причину происхождения этого урагана, он тут же стихает и не может ему причинить никакого вреда. А в третьем сне Декарт читает латинскую поэму, которая начинается со слов «Какой мне следовать дорогой жизни?». Проснувшись, Декарт понял, что ему открылся ключ к истинному основанию всех наук.

Датский физик-теоретик, один из создателей современной физики Нильс Бор ещё со школьных лет проявлял интерес к физике и математике, а в Копенгагенском университете он защитил свои первые труды. Но самое главное открытие ему удалось сделать во сне. Он долго размышлял в поисках теории строения атома, и однажды его озарил сон. В этом сне Бор находился на раскалённом сгустке огненного газа – Солнце, вокруг которого вращались планеты, связанные с ним нитями. Потом газ затвердел, а «Солнце» и «планеты» резко уменьшились. Проснувшись, Бор понял, что это и есть модель атома, которую он так долго пытался открыть. Солнце являлось ядром, вокруг которого вращались электроны (планеты)! Это открытие в дальнейшем стало основой всех научных работ Бора. Теория положила начало атомной физике, что принесло Нильсу Бору мировое признание и Нобелевскую премию. Но вскоре, во время Второй Мировой Войны, Бор в некоторой мере пожалел о своем открытии, которое могло использоваться в качестве оружия против человечества.

До 1936 года медики полагали, что нервные импульсы в организме передаются электрической волной. Переворотом в медицине стало открытие Отто Лёви — австрийско-немецкого и американского фармаколога, который в 1936 году стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине. В молодом возрасте Отто впервые предположил, что нервные импульсы передаются посредством химических медиаторов. Но так, как никто не прислушался к молодому студенту, теория осталась в стороне. Но в 1921 году, через семнадцать лет после выдвижения начальной теории, накануне пасхального воскресенья, Лёви, проснувшись ночью, по его собственным словам, «набросал несколько пометок на клочке тонкой бумаги. Утром я не смог расшифровать свои каракули. На следующую ночь, ровно в три часа, та же мысль вновь осенила меня. Это была схема эксперимента, призванного определить, верна ли гипотеза химической передачи импульса, высказанная мной 17 лет назад. Я тотчас встал с постели, направился в лабораторию и поставил простой эксперимент на сердце лягушки в соответствии с возникшей ночью схемой». Таким образом, благодаря ночному сновидению, Отто Лёви продолжил исследования своей теории и доказал всему миру, что импульсы передаются не электрической волной, а посредством химических медиаторов.

Немецкий химик-органик – Фридрих Август Кекуле заявил во всеуслышание, что свое открытие в химии он сделал благодаря вещему сну. Многие годы он пытался найти молекулярную структуру бензола, входившего в состав природной нефти, но ему никак не поддавалось это открытие. Он думал над решением проблемы и днём, и ночью. Иногда ему даже снилось, что он уже открыл структуру бензола. Но эти видения были лишь результатом работы его перегруженного сознания. Но однажды, ночью 1865 года Кекуле сидел дома возле камина и незаметно задремал. Позже он сам рассказывал о своём сне: «Я сидел и писал учебник, но работа не двигалась, мои мысли витали где-то далеко. Я повернул мой стул к огню и задремал. Атомы снова запрыгали перед моими глазами. На этот раз небольшие группы скромно держались на заднем плане. Мой умственный взгляд мог теперь различить длинные ряды, извивающиеся подобно змеям. Но смотрите! Одна из змей схватила свой собственный хвост и в таком виде, как бы дразня, завертелась перед моими глазами. Как будто вспышка молнии разбудила меня: и на этот раз я провел остаток ночи, разрабатывая следствия из гипотезы». В результате он выяснил, что бензол, это не что иное, как кольцо из шести атомов углерода. На то время это открытие стало переворотом в химии.

Сегодня каждый, наверное, слышал, что знаменитая Периодическая таблица химических элементов Дмитрия Ивановича Менделеева была увидена им во сне. Но не каждый знает, как это происходило на самом деле. Об этом сне стало известно со слов друга великого учёного А. А. Иностранцева. Он рассказал, что Дмитрий Иванович очень долго работал над систематизацией всех известных на тот момент химических элементов в одной таблице. Он чётко видел структуру таблицы, но не имел представления, как туда поместить такое множество элементов. В поисках решения проблемы он даже не мог спать. На третьи сутки он от измождения уснул прямо на рабочем месте. Тотчас он увидел во сне таблицу, в которой все элементы были расставлены правильно. Он проснулся и быстро записал увиденное на клочке бумаги, оказавшейся под рукой. Как потом выяснилось, таблица была сделана почти идеально правильно с учетом существующих на то время данных о химических элементах. Дмитрий Иванович внёс только некоторые коррективы.

Немецкий анатом и физиолог, профессор Дерптского (Тартуского) (1811) и Кёнигсбергского (1814) университетов – Карл Фридрих Бурдах придавал очень большое значение своим снам. Благодаря сновидениям он сделал открытие о кровообращении. Он писал, что во сне ему нередко приходили в голову научные догадки, которые представлялись ему очень важными и от этого он пробуждался. Такие сны в основном случались в летние месяцы. В основном эти сны относились к предметам, изучением которых он в то время занимался. Но порою ему снились предметы, о которых на то время он даже и не размышлял. Вот рассказ самого Бурдаха: «… в 1811 г., когда я еще твердо придерживался обычных воззрений на кровообращение и на меня по данному вопросу не оказывали никакого влияния воззрения какого-нибудь другого лица, а сам я, вообще говоря, был занят совсем другими вещами, приснилось мне, что кровь течет своей собственной силой и впервые приводит в движение сердце, так что рассматривать последнее как причину движения крови - это все равно, что объяснять течение ручья действием мельницы, которую именно он приводит в движение». Благодаря этому сну на свет появилась идея о кровообращении. Позже, в 1837 году Фридрих Бурдах издал свою работу под названием «Антропология, или Рассмотрение человеческой природы с различных сторон», в которой была размещена информация о крови, её составе и назначении, об органах кровообращения, претворения и дыхания.

После смерти близкого друга, умершего из-за диабета в 1920 году канадский учёный Фредерик Грант Бантинг решил посвятить свою жизнь созданию лекарства от этой страшной болезни. Он начал с изучения литературы, посвященной этой проблеме. Статья Мозеса Баррона «О блокаде панкреатического протока желчными камнями» произвела на молодого ученого очень большое впечатление, вследствие которого он увидел знаменитое сновидение. В этом сне он понял, как правильно действовать. Проснувшись среди ночи, Бантинг записал методику проведения эксперимента на собаке: «Перевязать протоки поджелудочной железы у собак. Подождать шесть-восемь недель. Удалить и экстрагировать». Очень скоро он воплотил эксперимент в жизнь. Результаты эксперимента были потрясающими. Фредерик Бантинг открыл гормон инсулин, который до сих пор используется в качестве главного лекарства при лечении диабета. В 1923 году 32-летний Фредерик Бантинг (совместно с Джоном Маклеодом) был удостоен Нобелевской премии по физиологии и медицине, став самым молодым лауреатом. А в знак уважения к Бантингу Всемирный день борьбы с диабетом празднуется в его день рожденья — 14 ноября.

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.

Разгадки различных состояний человеческого тела искались долго и мучительно. Далеко не все попытки медиков докопаться до истины воспринимались обществом восторженно и приветственно. Ведь нередко врачам приходилось идти на поступки, которые казались людям дикими. Но при этом без них было невозможно дальнейшее продвижение лечебного дела. АиФ.ru собрал истории самых ярких медицинских открытий, за которые некоторые их авторы подвергались едва ли не гонениям.

Анатомические особенности

Строением тела человека как основой медицинской науки озадачивались ещё лекари древнего мира. Так, например, в Древней Греции уже уделяли внимание взаимосвязи различных физиологических состояний человека и особенностей его физического строения. При этом, как отмечают эксперты, наблюдение носило скорее философский характер: о том, что происходит внутри самого тела, никто и не подозревал, а хирургические вмешательства и вовсе были редкостью.

Анатомия как наука зародилась лишь в эпоху Ренессанса. И для окружающих она была шоком. Так, например, бельгийский врач Андреас Везалий решил практиковать вскрытия трупов, чтобы понять, как именно устроено тело человека. При этом зачастую действовать ему приходилось по ночам и не совсем законными методами. Впрочем, всем врачам, кто решался на изучение таких подробностей, не удавалось действовать открыто, т. к. такое поведение считалось бесовским.

Андреас Везалий. Фото: Public Domain

Сам Везалий выкупал трупы у распорядителя казней. На основе своих выводов и исследований он создал научный труд «О строении человеческого тела», который был опубликован в 1543 году. Данная книга оценивается врачебным сообществом как один из величайших трудов и важнейшее открытие, которое даёт первое полное представление о внутреннем устройстве человека.

Опасное излучение

Сегодня современную диагностику не представить без такой технологии, как рентген. Однако ещё в конце XIX столетия об икс-лучах не было известно совершенно ничего. Столь полезное излучение обнаружил Вильгельм Рентген, немецкий учёный . До его открытия врачам (особенно — хирургам) было в разы сложнее работать. Ведь они не могли просто так взять и посмотреть, где находится инородное тело у человека. Приходилось рассчитывать только на свою интуицию, а также на чувствительность рук.

Открытие произошло в 1895 году. Учёный проводил различные эксперименты с электронами, он использовал для своей работы стеклянную трубку с разряженным воздухом. По окончании экспериментов он потушил свет и собрался уходить из лаборатории. Но в этот момент обнаружил зелёное свечение в банке, оставшейся на столе. Оно появилось из-за того, что учёный не отключил прибор, стоящий в совершенно другом углу лаборатории.

Дальше Рентгену осталось только экспериментировать с полученными данными. Он начал накрывать стеклянную трубку картоном, создавал темноту в целом в комнате. Также он проверял и воздействие луча на разные предметы, помещённые перед ним: лист бумаги, доску, книгу. Когда на пути луча оказалась рука учёного, он увидел свои кости. Сопоставив ряд своих наблюдений, он смог понять, что с помощью таких лучей можно рассматривать то, что происходит внутри тела человека, не нарушая его целостности. В 1901 году Рентген получил Нобелевскую премию в области физики за своё открытие. Оно уже более 100 лет спасает людям жизни, позволяя определять различные патологии на разных этапах их развития.

Сила микробов

Есть открытия, к которым учёные двигались целенаправленно десятками лет. Одним из таких было совершённое в 1846 году микробиологическое открытие доктора Игнаца Земмельвейса . В то время медики очень часто сталкивались со смертью рожениц. Дамы, недавно ставшие матерями, умирали от так называемой родильной горячки, т. е. инфекции матки. Причём причину проблемы врачи никак не могли определить. В отделении, где работал доктор, было 2 зала. В одном из них роды принимали врачи, в другом — акушерки. Несмотря на то, что у медиков подготовка была существенно лучше, женщины в их руках погибали чаще, чем в случае родов с акушерками. И этот факт медика крайне заинтересовал.

Игнац Филипп Земмельвейс. Фото: www.globallookpress.com

Земмельвейс стал внимательно наблюдать за их работой, чтобы понять суть проблемы. И оказалось, что врачи кроме родов ещё практиковали вскрытие скончавшихся рожениц. А после анатомических экспериментов снова возвращались в родзал, даже не помыв руки. Это натолкнуло учёного на мысль: не переносят ли медики на руках невидимые частички, которые и влекут смерть пациенток? Проверить свою гипотезу он решил опытным путём: студентов-медиков, участвовавших в процессе родовспоможения, он обязал обрабатывать руки каждый раз (тогда для дезинфекции использовали хлорную известь). И количество смертей молодых матерей тут же упало с 7 % до 1 %. Это позволило ученому сделать вывод, что все заражения родильной горячкой имеют одну причину. При этом связь между бактериями и инфекциями ещё не просматривалась, а идеи Земмельвейса были осмеяны.

Только через 10 лет не менее известный учёный Луи Пастер доказал экспериментально важность незаметных глазу микроорганизмов. И именно он определил, что с помощью пастеризации (т. е. нагрева) их можно уничтожать. Именно Пастер смог доказать связь бактерий и инфекций, проведя серию экспериментов. После этого осталось разработать антибиотики, и жизни больных, ранее считавшихся безнадёжными, были спасены.

Витаминный коктейль

До второй половины XIX века про витамины никто ничего не знал. И ценности этих небольших питательных микроэлементов никто и не представлял. Да и сейчас витамины далеко не всеми оцениваются по заслугам. И это несмотря на то, что без них можно потерять не только здоровье, но и жизнь. Есть целый ряд специфических заболеваний, которые связаны с дефектами питания. Причём данное положение подтверждается многовековым опытом. Так, например, одним из ярчайших примеров разрушения здоровья от недостатка витаминов является цинга. В одном из известных походов Васко да Гамы от неё скончались 100 членов экипажа из 160.

Первым, кто добился успеха на поприще поиска полезных минеральных веществ, стал русский учёный Николай Лунин . Он экспериментировал на мышах, которые потребляли искусственно приготовленную пищу. Их рацион представлял собой следующую систему питания: очищенный казеин, молочный жир, молочный сахар, соли, которые входили в состав как молока, так и воды. По факту это все — необходимые составляющие части молока. При этом мышам чего-то явно не хватало. Они не росли, теряли вес, не ели свой корм и погибали.

Спасение в сахаре

Это сегодня люди с диабетом живут вполне обычной жизнью с некоторыми корректировками. А ещё не так давно все, кто страдал от такого заболевания, являлись безнадёжными больными и умирали. Так происходило, пока не был открыт инсулин.

Следующие попытки датированы 1908 годом. Немецкий специалист Георг Людвиг Цюльцер выделил из поджелудочной железы экстракт, с помощью которого даже производилось в течение некоторого времени лечение больного, умирающего от диабета. Позже начавшиеся мировые войны на время отложили исследования в данной сфере.

Следующим, кто взялся за разгадку тайны, был Фредерик Грант Бантинг , медик, друг которого погиб как раз-таки из-за диабета. После того как молодой человек окончил медшколу и прошёл службу во время Первой мировой, он стал ассистентом профессора в одной из частных медшкол. Читая в 1920 году статью о перевязке протоков поджелудочной железы, он решил поэкспериментировать. Целью такого опыта он ставил получение вещества железы, которое должно было понижать сахар в крови. Вместе с помощником, которого ему выделил его наставник, в 1921 году Бантинг наконец-то смог получить необходимое вещество. После введения его подопытной собаке с диабетом, умиравшей от последствий заболевания, животному стало существенно лучше. Дальше осталось только развивать достигнутые результаты.