Har fysik brug for en læge? De mest betydningsfulde opdagelser i medicinens historie.

Utrolige fakta

Menneskets sundhed er direkte relateret til hver enkelt af os.

Medierne er fyldt med historier om vores helbred og krop, fra opdagelsen af ​​nye lægemidler til opdagelsen af ​​unikke kirurgiske teknikker, der bringer håb til handicappede.

Nedenfor er de seneste præstationer. moderne medicin.

Nylige fremskridt inden for medicin

10 videnskabsmænd har identificeret en ny kropsdel

Allerede i 1879 beskrev en fransk kirurg ved navn Paul Segond i en af ​​sine undersøgelser et "perle, modstandsdygtigt fibrøst væv", der løber langs ledbåndene i en persons knæ.

Denne undersøgelse blev sikkert glemt indtil 2013, da forskere opdagede det anterolaterale ledbånd, knæ ledbånd, som ofte er beskadiget af skader og andre problemer.

I betragtning af hvor ofte det menneskelige knæ scannes, blev opdagelsen gjort meget sent. Det er beskrevet i tidsskriftet "Anatomy" og offentliggjort online i august 2013.

9. Hjerne-computer interface

Forskere, der arbejder ved Korea University og det tyske teknologiske universitet, har udviklet en ny grænseflade, der gør det muligt for brugeren kontrollere eksoskeletet i underekstremiteterne.

Det virker ved at afkode specifikke hjernesignaler. Resultaterne af undersøgelsen blev offentliggjort i august 2015 i tidsskriftet Neural Engineering.

Deltagerne i eksperimentet bar en elektroencefalogram hovedbeklædning og kontrollerede eksoskeletet blot ved at se på en af ​​de fem LED'er installeret på grænsefladen. Dette fik eksoskelettet til at bevæge sig fremad, dreje til højre eller venstre og sidde eller stå.

Indtil videre er systemet kun testet på raske frivillige, men man håber, at det på sigt kan bruges til at hjælpe handicappede.

Studiets medforfatter Klaus Muller forklarede, at "Folk med ALS eller rygmarvsskader har ofte svært ved at kommunikere og kontrollere deres lemmer; at dechifrere deres hjernesignaler med et sådant system tilbyder en løsning på begge problemer."

Præstationer af videnskab i medicin

Kilde 8 En enhed, der kan bevæge et lammet lem med sindet

I 2010 blev Ian Burkhart lam, da han brækkede nakken i en poolulykke. I 2013, takket være et samarbejde mellem Ohio State University og Battelle, blev en mand den første person i verden til at omgå sin rygmarv og bevæge et lem ved kun at bruge sindets kraft.

Gennembruddet kom med brugen af ​​en ny slags elektronisk nervebypass, en enhed på størrelse med ærter, der implanteret i den menneskelige motoriske cortex.

Chippen fortolker hjernens signaler og sender dem til en computer. Computeren læser signalerne og sender dem til en speciel sleeve, som patienten bærer. På denne måde de rigtige muskler aktiveres.

Hele processen tager en brøkdel af et sekund. Men for at opnå et sådant resultat måtte holdet arbejde hårdt. Ingeniørholdet fandt først ud af den nøjagtige rækkefølge af elektroder, der gjorde det muligt for Burkhart at bevæge sin arm.

Derefter måtte manden gennemgå flere måneders terapi for at genoprette atrofierede muskler. Slutresultatet er, at han er nu kan dreje sin hånd, knytte den til en knytnæve og også ved berøring bestemme, hvad der er foran ham.

7Bakterierne, der lever af nikotin og hjælper rygere med at holde op med vanen

At holde op med at ryge er en ekstremt vanskelig opgave. Enhver, der har forsøgt at gøre dette, vil bevidne, hvad der er blevet sagt. Næsten 80 procent af dem, der forsøgte at gøre dette ved hjælp af farmaceutiske præparater, mislykkedes.

I 2015 giver forskere fra Scripps Research Institute nyt håb til dem, der ønsker at holde op. De var i stand til at identificere et bakterielt enzym, der spiser nikotin, før det overhovedet når hjernen.

Enzymet tilhører bakterien Pseudomonas putida. Dette enzym er ikke den seneste opdagelse, men det er først for nylig lykkedes at blive fjernet i laboratoriet.

Forskere planlægger at bruge dette enzym til at skabe nye måder at holde op med at ryge på. Ved at blokere nikotin, før det når hjernen og udløser produktionen af ​​dopamin, håber de, at de kan afskrække rygeren fra at putte en cigaret i munden.

For at være effektiv skal enhver terapi være tilstrækkelig stabil uden at forårsage yderligere problemer under aktivitet. Det i øjeblikket laboratorieproducerede enzym Opfører sig stabilt i mere end 3 uger mens det er i en bufferopløsning.

Tests med laboratoriemus viste ingen bivirkninger. Forskerne offentliggjorde deres resultater online i augustudgaven af ​​American Chemical Society.

6. Universal influenzavaccine

Peptider er korte kæder af aminosyrer, der findes i cellestrukturen. De fungerer som den vigtigste byggesten for proteiner. I 2012 arbejdede forskere ved University of Southampton, University of Oxford og Retroskin Virology Laboratory, lykkedes med at identificere et nyt sæt peptider fundet i influenzavirussen.

Dette kan føre til en universel vaccine mod alle virusstammer. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Nature Medicine.

I tilfælde af influenza muterer peptiderne på den ydre overflade af virussen meget hurtigt, hvilket gør dem næsten utilgængelige for vacciner og medicin. De nyopdagede peptider lever i cellens indre struktur og muterer ret langsomt.

Hvad mere er, kan disse interne strukturer findes i alle influenza-stammer, fra klassisk til fugle. En moderne influenzavaccine tager omkring seks måneder at udvikle, men giver ikke langsigtet immunitet.

Ikke desto mindre er det muligt, med fokus på arbejdet med interne peptider, at skabe en universel vaccine, der vil give langsigtet beskyttelse.

Influenza er en virussygdom i de øvre luftveje, der påvirker næse, svælg og lunger. Det kan være dødeligt, især hvis et barn eller en ældre person er smittet.

Influenzastammer har været ansvarlige for adskillige pandemier gennem historien, den værste er pandemien i 1918. Ingen ved med sikkerhed, hvor mange mennesker der er døde af denne sygdom, men nogle skøn anslår den til 30-50 millioner på verdensplan.

Seneste medicinske fremskridt

5. Mulig behandling af Parkinsons sygdom

I 2014 tog videnskabsmænd kunstige, men fuldt fungerende menneskelige neuroner og implanterede dem med succes i hjernen på mus. Neuroner har potentialet til at behandle og endda helbrede sygdomme som Parkinsons sygdom.

Neuronerne blev skabt af et team af specialister fra Max Planck Instituttet, Universitetshospitalet Münster og Universitetet i Bielefeld. Forskere har skabt stabilt neuralt væv fra neuroner omprogrammeret fra hudceller.

Med andre ord inducerede de neurale stamceller. Dette er en metode, der øger kompatibiliteten af ​​nye neuroner. Efter seks måneder udviklede musene ingen bivirkninger, og de implanterede neuroner integrerede perfekt med deres hjerner.

Gnaverne viste normal hjerneaktivitet, der resulterede i dannelsen af ​​nye synapser.

Den nye teknik har potentialet til at give neuroforskere muligheden for at erstatte syge, beskadigede neuroner med sunde celler, der en dag kan bekæmpe Parkinsons sygdom. På grund af det dør neuronerne, der leverer dopamin.

Til dato er der ingen kur mod denne sygdom, men symptomerne kan behandles. Sygdommen udvikler sig normalt hos personer i alderen 50-60 år. Samtidig bliver musklerne stive, ændringer i talen opstår, gangarten ændres og rysten opstår.

4. Verdens første bioniske øje

Retinitis pigmentosa er den mest almindelige arvelige øjensygdom. Det fører til delvist tab af synet og ofte til fuldstændig blindhed. Tidlige symptomer omfatter tab af nattesyn og problemer med perifert syn.

I 2013 blev Argus II retinale protesesystem skabt, verdens første bioniske øje designet til at behandle fremskreden retinitis pigmentosa.

Argus II-systemet er et par ydre ruder udstyret med et kamera. Billederne omdannes til elektriske impulser, der overføres til elektroder implanteret i patientens nethinde.

Disse billeder opfattes af hjernen som lysmønstre. En person lærer at fortolke disse mønstre og gradvist genoprette visuel opfattelse.

Argus II-systemet er i øjeblikket kun tilgængeligt i USA og Canada, men der er planer om at udrulle det over hele verden.

Nye fremskridt inden for medicin

3. En smertestillende medicin, der kun virker med lys

Alvorlige smerter behandles traditionelt med opioider. Den største ulempe er, at mange af disse stoffer kan være vanedannende, så potentialet for misbrug er enormt.

Hvad hvis videnskabsmænd kunne stoppe smerte ved kun at bruge lys?

I april 2015 meddelte neuroforskere ved Washington University School of Medicine i St. Louis, at det var lykkedes.

Ved at forbinde et lysfølsomt protein til opioidreceptorer i et reagensglas, var de i stand til at aktivere opioidreceptorer på samme måde, som opiater gør, men kun ved hjælp af lys.

Det er håbet, at eksperter kan udvikle måder at bruge lys til at lindre smerte, mens de bruger lægemidler med færre bivirkninger. Ifølge forskning foretaget af Edward R. Siuda er det sandsynligt, at med mere eksperimentering kan lys fuldstændigt erstatte lægemidler.

For at teste den nye receptor blev en LED-chip på størrelse med et menneskehår implanteret i en musehjerne, som derefter blev forbundet med receptoren. Mus blev anbragt i et kammer, hvor deres receptorer blev stimuleret til at frigive dopamin.

Hvis musene forlod det udpegede område, blev lyset slukket, og stimuleringen stoppede. Gnaverne vendte hurtigt tilbage til deres plads.

2. Kunstige ribosomer

Ribosomet er en molekylær maskine, der består af to underenheder, der bruger aminosyrer fra celler til at lave proteiner.

Hver af ribosomunderenhederne syntetiseres i cellekernen og eksporteres derefter til cytoplasmaet.

I 2015 forskerne Alexander Mankin og Michael Jewett skabte verdens første kunstige ribosom. Takket være dette har menneskeheden en chance for at lære nye detaljer om driften af ​​denne molekylære maskine.

04/05/2017

Moderne klinikker og hospitaler er udstyret med det mest sofistikerede diagnostiske udstyr, ved hjælp af hvilket det er muligt at etablere en nøjagtig diagnose af sygdommen, uden hvilken, som du ved, enhver farmakoterapi bliver ikke kun meningsløs, men også skadelig. Der observeres også betydelige fremskridt i fysioterapiprocedurer, hvor de tilsvarende enheder viser høj effektivitet. Sådanne præstationer blev mulige takket være indsatsen fra designfysikere, der, som videnskabsmænd joker, "tilbagebetaler gælden" til medicin, fordi ved begyndelsen af ​​dannelsen af ​​fysik som en videnskab ydede mange læger et meget betydeligt bidrag til det.

William Gilbert: ved oprindelsen af ​​videnskaben om elektricitet og magnetisme

William Gilbert (1544-1603), en kandidat fra St John's College, Cambridge, er i bund og grund grundlæggeren af ​​videnskaben om elektricitet og magnetisme. Denne mand, takket være sine ekstraordinære evner, gjorde en svimlende karriere: to år efter sin eksamen fra college bliver han en bachelor, fire - en master, fem - en læge i medicin og endelig modtager han stillingen som dronning Elizabeths læge.

På trods af at han havde travlt, begyndte Gilbert at studere magnetisme. Tilsyneladende var drivkraften til dette, at en knust magnet i middelalderen blev betragtet som en medicin. Som et resultat skabte han den første teori om magnetiske fænomener, der fastslår, at enhver magnet har to poler, mens modsatte poler tiltrækker og lignende poler frastøder. Ved at udføre et eksperiment med en jernkugle, der interagerede med en magnetisk nål, foreslog videnskabsmanden for første gang, at Jorden er en kæmpemagnet, og at begge Jordens magnetiske poler kan falde sammen med planetens geografiske poler.

Gilbert opdagede, at når en magnet opvarmes over en bestemt temperatur, forsvinder dens magnetiske egenskaber. Efterfølgende blev dette fænomen undersøgt af Pierre Curie og kaldt "Curie-punktet".

Gilbert studerede også elektriske fænomener. Da nogle mineraler, når de blev gnidet mod uld, fik egenskaben til at tiltrække lyslegemer, og den største effekt blev observeret i rav, introducerede videnskabsmanden et nyt udtryk i videnskaben, der kaldte sådanne fænomener elektriske (fra lat. electricus- "rav"). Han opfandt også et instrument til at detektere ladning, elektroskopet.

Til ære for William Gilbert er måleenheden for den magnetomotoriske kraft i CGS, gilberten, navngivet.

Jean Louis Poiseuille: en af ​​rheologiens pionerer

Jean Louis Poiseuille (1799-1869), medlem af det franske lægeakademi, er opført i moderne encyklopædier og opslagsbøger ikke kun som læge, men også som fysiker. Og dette er sandt, fordi han beskæftiger sig med spørgsmål om blodcirkulation og respiration hos dyr og mennesker, formulerede lovene om blodets bevægelse i karrene i form af vigtige fysiske formler. I 1828 brugte videnskabsmanden først et kviksølvmanometer til at måle blodtrykket hos dyr. I processen med at studere problemerne med blodcirkulationen var Poiseuille nødt til at engagere sig i hydrauliske eksperimenter, hvor han eksperimentelt etablerede loven om væskestrøm gennem et tyndt cylindrisk rør. Denne type laminær strømning kaldes Poiseuille-strømmen, og i den moderne videnskab om væskestrømmen - rheologi - er enheden for dynamisk viskositet, poise, også opkaldt efter ham.

Jean-Bernard Léon Foucault: En visuel oplevelse

Jean-Bernard Léon Foucault (1819-1868), en uddannet læge, forevigede på ingen måde sit navn ved præstationer inden for medicin, men frem for alt ved at konstruere selve pendulet, opkaldt efter ham og nu kendt af ethvert skolebarn, med hjælp som det var tydeligt. Jordens rotation om sin akse er blevet bevist. I 1851, da Foucault første gang demonstrerede sin erfaring, blev der talt om det overalt. Alle ønskede at se Jordens rotation med deres egne øjne. Tingene nåede dertil, at Frankrigs præsident, prins Louis-Napoleon, personligt tillod dette eksperiment at blive iscenesat i en virkelig gigantisk skala for at demonstrere det offentligt. Foucault fik bygningen af ​​Paris Pantheon, hvis kuppelhøjde er 83 m, da afvigelsen af ​​pendulets svingplan under disse forhold var meget mere mærkbar.

Derudover var Foucault i stand til at bestemme lysets hastighed i luft og vand, opfandt gyroskopet, var den første til at være opmærksom på opvarmning af metalmasser under deres hurtige rotation i et magnetfelt (Foucault-strømme), og fik også mange andre opdagelser, opfindelser og forbedringer inden for fysik. I moderne encyklopædier er Foucault ikke opført som læge, men som fransk fysiker, mekaniker og astronom, medlem af Paris Academy of Sciences og andre prestigefyldte akademier.

Julius Robert von Mayer: forud for sin tid

Den tyske videnskabsmand Julius Robert von Mayer, søn af en farmaceut, som dimitterede fra det medicinske fakultet ved universitetet i Tübingen og efterfølgende fik en doktorgrad i medicin, satte sit præg på videnskaben både som læge og som fysiker. I 1840-1841 han deltog i rejsen til øen Java som skibslæge. Under rejsen bemærkede Mayer, at farven på sømændenes veneblod i troperne er meget lysere end på de nordlige breddegrader. Dette førte ham til den idé, at i varme lande, for at opretholde en normal kropstemperatur, bør mindre mad oxideres ("brændes") end i kolde, dvs. der er en sammenhæng mellem madforbrug og dannelse af varme .

Han fandt også ud af, at mængden af ​​oxiderbare produkter i menneskekroppen stiger, efterhånden som mængden af ​​det arbejde, han udfører, stiger. Alt dette gav Mayer grund til at indrømme, at varme og mekanisk arbejde er i stand til gensidig transformation. Han præsenterede resultaterne af sin forskning i flere videnskabelige artikler, hvor han for første gang klart formulerede loven om energibevarelse og teoretisk beregnede den numeriske værdi af den mekaniske ækvivalent af varme.

"Nature" på græsk er "physis", og på engelsk er lægen stadig "læge", så vittigheden om fysikeres "pligt" over for læger kan besvares med endnu en joke: "Der er ingen gæld, bare navnet på erhvervet forpligtet”

Ifølge Mayer er bevægelse, varme, elektricitet mv. - kvalitativt forskellige former for "kræfter" (som Meyer kaldte energi), der går over i hinanden i lige store kvantitative forhold. Han betragtede også denne lov i forhold til de processer, der forekommer i levende organismer, idet han hævdede, at planter er akkumulatoren af ​​solenergi på Jorden, mens der i andre organismer kun forekommer transformationer af stoffer og "kræfter", men ikke deres skabelse. Mayers ideer blev ikke forstået af hans samtidige. Denne omstændighed, såvel som chikane i forbindelse med anfægtelsen af ​​prioriteringen i opdagelsen af ​​loven om energibevarelse, førte ham til et alvorligt nervesammenbrud.

Thomas Jung: en fantastisk variation af interesser

Blandt de fremtrædende repræsentanter for videnskaben i det XIX århundrede. en særlig plads tilhører englænderen Thomas Young (1773-1829), som var kendetegnet ved en række interesser, blandt hvilke ikke kun medicin, men også fysik, kunst, musik og endda egyptologi.

Fra en tidlig alder viste han ekstraordinære evner og en fænomenal hukommelse. Allerede som toårig læste han flydende, som fireårig kunne han mange engelske digteres værker udenad, i en alder af 14 stiftede han bekendtskab med differentialregning (ifølge Newton), talte 10 sprog, inklusive persisk og arabisk. Senere lærte han at spille næsten alle datidens musikinstrumenter. Han optrådte også i cirkus som gymnast og rytter!

Fra 1792 til 1803 studerede Thomas Jung medicin i London, Edinburgh, Göttingen, Cambridge, men blev derefter interesseret i fysik, især optik og akustik. Som 21-årig blev han medlem af Royal Society, og fra 1802 til 1829 var han dets sekretær. Modtog en doktorgrad i medicin.

Jungs forskning inden for optik gjorde det muligt at forklare karakteren af ​​akkommodation, astigmatisme og farvesyn. Han er også en af ​​skaberne af bølgeteorien om lys, han var den første til at påpege forstærkningen og dæmpningen af ​​lyd, når lydbølger overlejres, og han foreslog princippet om overlejring af bølger. I elasticitetsteorien hører Young til studiet af forskydningsdeformation. Han introducerede også egenskaben ved elasticitet - trækmodulet (Youngs modul).

Og alligevel forblev Jungs hovedbeskæftigelse medicin: fra 1811 til slutningen af ​​hans liv arbejdede han som læge ved St. George i London. Han var interesseret i problemerne med at behandle tuberkulose, han studerede hjertets funktion, arbejdede på oprettelsen af ​​et klassifikationssystem for sygdomme.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz: i "medicinfri tid"

Blandt de mest berømte fysikere i det XIX århundrede. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821–1894) betragtes som et nationalklenodie i Tyskland. I første omgang modtog han en lægeuddannelse og forsvarede sit speciale om nervesystemets struktur. I 1849 blev Helmholtz professor ved Institut for Fysiologi ved Universitetet i Königsberg. Han var glad for fysik i sin fritid fra medicin, men meget hurtigt blev hans arbejde med loven om energibevarelse kendt for fysikere over hele verden.

Forskerbogen "Fysiologisk optik" blev grundlaget for al moderne synsfysiologi. Med navnet på en læge, matematiker, psykolog, professor i fysiologi og fysik Helmholtz, opfinder af øjenspejlet, i det 19. århundrede. grundlæggende rekonstruktion af fysiologiske ideer er uløseligt forbundet. En genial kender af højere matematik og teoretisk fysik, han satte disse videnskaber i fysiologiens tjeneste og opnåede fremragende resultater.

Opdagelser fødes ikke pludseligt. Hver udvikling, før medierne fandt ud af det, er forudgået af et langt og møjsommeligt arbejde. Og før test og piller dukker op på apoteket og i laboratorier - nye diagnostiske metoder, skal tiden gå. I løbet af de seneste 30 år er antallet af medicinsk forskning steget næsten 4 gange, og de indgår i lægepraksis.

Biokemisk blodprøve i hjemmet
Snart vil en biokemisk blodprøve, ligesom en graviditetstest, tage et par minutter. MIPT nanobioteknologer sætter en højpræcisions blodprøve ind i en almindelig teststrimmel.

Biosensorsystemet baseret på brugen af ​​magnetiske nanopartikler gør det muligt nøjagtigt at måle koncentrationen af ​​proteinmolekyler (markører, der indikerer udviklingen af ​​forskellige sygdomme) og at forenkle proceduren for biokemisk analyse så meget som muligt.

"Traditionelt er test, der kan udføres ikke kun i laboratoriet, men også i marken, baseret på brugen af ​​fluorescerende eller farvede etiketter, og resultaterne bestemmes "ved øjet" eller ved hjælp af et videokamera. Vi bruger magnetiske partikler, som har fordelen af: med deres hjælp er det muligt at udføre analyser selv ved at dyppe en teststrimmel i en fuldstændig uigennemsigtig væske, for eksempel for at bestemme stoffer direkte i fuldblod,” forklarer Alexei Orlov, forsker ved GPI RAS og hovedforfatter af undersøgelsen.

Hvis den sædvanlige graviditetstest rapporterer enten "ja" eller "nej", så giver denne udvikling dig mulighed for nøjagtigt at bestemme koncentrationen af ​​proteinet (det vil sige på hvilket udviklingsstadium det er).

"Numerisk måling udføres kun elektronisk ved hjælp af en bærbar enhed. Situationer "enten ja eller nej" er udelukket," siger Alexei Orlov. Ifølge en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Biosensors and Bioelectronics har systemet med succes bevist sig selv i diagnosticering af prostatacancer, og i nogle henseender endda overgået "guldstandarden" for bestemmelse af PSA - enzymimmunoassay.

Når testen dukker op på apotekerne, er udviklerne stadig tavse. Det er planen, at biosensoren blandt andet skal kunne udføre miljøovervågning, analyser af produkter og lægemidler og alt dette lige på stedet uden unødvendige instrumenter og omkostninger.

Trænbare bioniske lemmer
Nutidens bioniske hænder adskiller sig ikke meget fra rigtige med hensyn til funktionalitet – de kan bevæge fingrene og tage genstande, men alligevel er de stadig langt fra det "originale". For at "synkronisere" en person med en maskine, implanterer forskere elektroder i hjernen, fjerner elektriske signaler fra muskler og nerver, men processen er besværlig og tager flere måneder.

GalvaniBionix-teamet, der består af MIPT-studerende og kandidatstuderende, har fundet en måde at gøre læring lettere og gøre det så, at ikke en person tilpasser sig en robot, men en lem tilpasser sig en person. Et program skrevet af forskere ved hjælp af specielle algoritmer genkender hver patients "muskelkommandoer".

"De fleste af mine klassekammerater, som har en meget cool viden, går op i at løse økonomiske problemer - de går på arbejde i virksomheder, laver mobilapplikationer. Det her er ikke dårligt og ikke godt, det er bare anderledes. Jeg ville personligt gøre noget globalt, i slutningen, så børnene har noget at fortælle om. Og hos Phystech fandt jeg ligesindede: de er alle fra forskellige felter - fysiologer, matematikere, programmører, ingeniører - og vi fandt sådan en opgave for os selv, "Alexey Tsyganov , et medlem af GalvaniBionix-teamet, delte sit personlige motiv.

DNA-kræftdiagnose
Et ultrapræcis testsystem til tidlig diagnosticering af kræft er blevet udviklet i Novosibirsk. Ifølge Vitaly Kuznetsov, en forsker ved Vector Center for Virology and Biotechnology, lykkedes det hans team at skabe en bestemt oncomarker - et enzym, der kan opdage kræft på et tidligt tidspunkt ved hjælp af DNA isoleret fra spyt (blod eller urin).

Nu udføres en lignende test ved at analysere de specifikke proteiner, der danner tumoren. Novosibirsk-tilgangen foreslår at se på det modificerede DNA fra en kræftcelle, som dukker op længe før proteiner. Derfor giver diagnosen dig mulighed for at opdage sygdommen i den indledende fase.

Et lignende system bruges allerede i udlandet, men i Rusland er det ikke certificeret. Forskere formåede at "billigere" den eksisterende teknologi (1,5 rubler mod 150 euro - 12 millioner rubler). Medarbejdere i "Vector" forventer, at deres analyse snart vil blive inkluderet i den obligatoriske liste til klinisk undersøgelse.

elektronisk næse
En "elektronisk næse" er blevet skabt på Siberian Institute of Physics and Technology. Gasanalysatoren vurderer kvaliteten af ​​fødevarer, kosmetik og medicinske produkter og er også i stand til at diagnosticere en række sygdomme ved udåndingsluft.

"Vi undersøgte æbler: vi satte kontroldelen i køleskabet og efterlod resten indendørs ved stuetemperatur," siger Timur Muksunov, en forskningsingeniør ved laboratoriet for sikkerhedsmetoder, systemer og teknologier ved Siberian Institute of Physics and Technology.

"Efter 12 timer, ved hjælp af installationen, var det muligt at afsløre, at den anden del udsender gasser mere intensivt end kontrolen. Nu, på vegetabilske baser, modtages produkter i henhold til organoleptiske indikatorer, og ved hjælp af enheden, der oprettes , vil det være muligt mere præcist at bestemme holdbarheden af ​​produkter, hvilket vil påvirke dets kvalitet", - sagde han. Muksunov sætter sit håb til opstartsstøtteprogrammet – "næsen" er helt klar til serieproduktion og venter på finansiering.

pille mod depression
Forskere fra sammen med kolleger fra dem. N.N. Vorozhtsova har udviklet et nyt lægemiddel til behandling af depression. Tabletten øger koncentrationen af ​​serotonin i blodet og hjælper derved med at klare blåtonerne.

Nu er antidepressivummet under arbejdsnavnet TC-2153 under prækliniske forsøg. Forskerne håber, at "det med succes vil passere alle de andre og hjælpe med at opnå fremskridt i behandlingen af ​​en række alvorlige psykopatologier," skriver Interfax.

Doktor i biologiske videnskaber Y. PETRENKO.

For et par år siden blev Fakultetet for Fundamental Medicin åbnet ved Moscow State University, som uddanner læger med bred viden inden for de naturlige discipliner: matematik, fysik, kemi og molekylærbiologi. Men spørgsmålet om, hvor grundlæggende viden er nødvendig for en læge, forårsager fortsat heftig debat.

Videnskab og liv // Illustrationer

Blandt medicinens symboler afbildet på pedimenterne af biblioteksbygningen på det russiske statsmedicinske universitet er håb og helbredelse.

Et vægmaleri i foyeren på det russiske statsmedicinske universitet, som forestiller fortidens store læger, der sidder i tanker ved det ene langbord.

W. Gilbert (1544-1603), hoflæge for dronningen af ​​England, naturforsker, der opdagede jordisk magnetisme.

T. Jung (1773-1829), berømt engelsk læge og fysiker, en af ​​skaberne af bølgeteorien om lys.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), fransk læge, der var glad for fysisk forskning. Ved hjælp af et 67 meter pendul beviste han Jordens rotation omkring sin akse og gjorde mange opdagelser inden for optik og magnetisme.

JR Mayer (1814-1878), tysk læge, der etablerede de grundlæggende principper for loven om energibevarelse.

G. Helmholtz (1821-1894), tysk læge, studerede fysiologisk optik og akustik, formulerede teorien om fri energi.

Er det nødvendigt at undervise i fysik til fremtidige læger? For nylig har dette spørgsmål været bekymrende for mange, og ikke kun dem, der uddanner fagfolk inden for medicin. Som sædvanlig eksisterer to ekstreme meninger og støder sammen. De, der går ind for, tegner et dystert billede, som var resultatet af en forsømmelse af grundlæggende discipliner i uddannelse. De, der er "imod", mener, at en humanitær tilgang bør dominere i medicin, og at en læge først og fremmest skal være psykolog.

Moderne teoretisk og praktisk medicin har opnået stor succes, og fysisk viden har i høj grad hjulpet hende med dette. Men i videnskabelige artikler og journalistik holder stemmer om medicinens krise i almindelighed og lægeuddannelsen i særdeleshed ikke op med at lyde. Der er bestemt fakta, der vidner om krisen - dette er udseendet af "guddommelige" healere og genoplivningen af ​​eksotiske helbredelsesmetoder. Besværgelser som "abracadabra" og amuletter som frølår er tilbage i brug, som i forhistorisk tid. Neovitalisme vinder popularitet, en af ​​grundlæggerne af hvis, Hans Driesch, mente, at essensen af ​​livsfænomener er entelechi (en slags sjæl), der handler uden for tid og rum, og at levende ting ikke kan reduceres til et sæt fysiske og kemiske fænomener. Anerkendelse af entelechi som en vital kraft benægter vigtigheden af ​​fysiske og kemiske discipliner for medicin.

Der kan nævnes mange eksempler på, hvordan pseudovidenskabelige ideer erstatter og fortrænger ægte videnskabelig viden. Hvorfor sker dette? Ifølge Francis Crick, en nobelpristager og opdager af DNA-strukturen, viser unge mennesker, når et samfund bliver meget rigt, en modvilje mod at arbejde: de foretrækker at leve et nemt liv og laver småting som astrologi. Dette gælder ikke kun for rige lande.

Hvad angår medicinkrisen, kan den kun overvindes ved at hæve niveauet af fundamentalitet. Det antages normalt, at fundamentalitet er et højere niveau af generalisering af videnskabelige ideer, i dette tilfælde ideer om den menneskelige natur. Men selv på denne vej kan man nå paradokser, for eksempel at betragte en person som et kvanteobjekt, der fuldstændig abstraherer fra de fysisk-kemiske processer, der forekommer i kroppen.

Ingen benægter, at patientens tro på helbredelse spiller en vigtig, nogle gange endda afgørende rolle (husk placeboeffekten). Så hvilken slags læge har patienten brug for? Selvsikkert at udtale: "Du vil være sund" eller overveje i lang tid, hvilken medicin du skal vælge for at få den maksimale effekt og samtidig ikke gøre skade?

Ifølge hans samtidiges erindringer frøs den berømte engelske videnskabsmand, tænker og læge Thomas Jung (1773-1829) ofte i ubeslutsomhed ved patientens seng, tøvede med at stille en diagnose, blev ofte tavs i lang tid og kastede sig ind i ham selv. Han søgte ærligt og smerteligt efter sandheden i det mest komplekse og forvirrende emne, som han skrev om: "Der er ingen videnskab, der overgår medicin i kompleksitet. Den går ud over grænserne for det menneskelige sind."

Fra et psykologisk synspunkt svarer lægetænkeren ikke meget til billedet af den ideelle læge. Han mangler mod, arrogance, overbærenhed, ofte karakteristisk for den uvidende. Sandsynligvis er dette en persons natur: efter at være blevet syg, stol på lægens hurtige og energiske handlinger og ikke på refleksion. Men, som Goethe sagde, "der er intet mere forfærdeligt end aktiv uvidenhed." Jung opnåede som læge ikke stor popularitet blandt patienter, men blandt hans kolleger var hans autoritet høj.

Kend dig selv, og du vil kende hele verden. Den første er medicin, den anden er fysik. Til at begynde med var forholdet mellem medicin og fysik tæt, det var ikke uden grund, at der fandt fælles kongresser af naturvidenskabsmænd og læger sted indtil begyndelsen af ​​det 20. århundrede. Og i øvrigt blev fysik i høj grad skabt af læger, og de blev ofte tilskyndet til forskning af spørgsmål, som medicinen stillede.

Antikkens læger-tænkere var de første til at tænke over spørgsmålet om, hvad varme er. De vidste, at en persons helbred er relateret til varmen fra hans krop. Den store Galenus (2. århundrede e.Kr.) introducerede begreberne "temperatur" og "grad", som blev grundlæggende for fysik og andre discipliner. Så antikkens læger lagde grundlaget for videnskaben om varme og opfandt de første termometre.

William Gilbert (1544-1603), læge for dronningen af ​​England, studerede magneters egenskaber. Han kaldte Jorden en stor magnet, beviste det eksperimentelt og kom med en model til at beskrive jordens magnetisme.

Thomas Jung, som allerede er blevet nævnt, var en praktiserende læge, men han gjorde også store opdagelser inden for mange områder af fysikken. Han anses med rette, sammen med Fresnel, for skaberen af ​​bølgeoptik. Forresten var det Jung, der opdagede en af ​​de visuelle defekter - farveblindhed (manglende evne til at skelne mellem røde og grønne farver). Ironisk nok forevigede denne opdagelse i medicin ikke navnet på lægen Jung, men fysikeren Dalton, som var den første til at opdage denne defekt.

Julius Robert Mayer (1814-1878), som ydede et stort bidrag til opdagelsen af ​​loven om energibevarelse, tjente som læge på det hollandske skib Java. Han behandlede sømænd med blodårer, som dengang blev betragtet som et middel mod alle sygdomme. Ved denne lejlighed jokede de endda med, at lægerne frigav mere menneskeblod, end det blev spildt på slagmarkerne i hele menneskehedens historie. Meyer bemærkede, at når et skib er i troperne, er venøst ​​blod næsten lige så let som arterielt blod under blodudskillelse (normalt er venøst ​​blod mørkere). Han foreslog, at den menneskelige krop, ligesom en dampmaskine, i troperne, ved høje lufttemperaturer, forbruger mindre "brændstof", og derfor udsender mindre "røg", så venøst ​​blod lysner. Efter at have tænkt over en navigatørs ord om, at vandet i havet under storme opvarmes, kom Meyer til den konklusion, at der må være et vist forhold mellem arbejde og varme overalt. Han udtrykte de bestemmelser, der dannede grundlaget for loven om energibevarelse.

Den fremragende tyske videnskabsmand Hermann Helmholtz (1821-1894), også læge, formulerede uafhængigt af Mayer loven om energibevarelse og udtrykte den i en moderne matematisk form, som stadig bruges af alle, der studerer og bruger fysik. Derudover gjorde Helmholtz store opdagelser inden for elektromagnetiske fænomener, termodynamik, optik, akustik, såvel som i fysiologi af syn, hørelse, nerve- og muskelsystemer, opfandt en række vigtige enheder. Efter at have modtaget en medicinsk uddannelse og som professionel læge forsøgte han at anvende fysik og matematik til fysiologisk forskning. I en alder af 50 blev en professionel læge professor i fysik, og i 1888 - direktør for Fysik og Matematik Institut i Berlin.

Den franske læge Jean-Louis Poiseuille (1799-1869) undersøgte eksperimentelt hjertets kraft som en pumpe, der pumper blod, og undersøgte lovene for blodets bevægelse i venerne og kapillærerne. Ved at opsummere de opnåede resultater udledte han en formel, der viste sig at være ekstremt vigtig for fysikken. For tjenester til fysik er enheden for dynamisk viskositet, balancen, opkaldt efter ham.

Billedet, der viser medicinens bidrag til udviklingen af ​​fysik, ser ret overbevisende ud, men der kan tilføjes et par flere streger. Enhver bilist har hørt om en kardanaksel, der overfører rotationsbevægelser i forskellige vinkler, men få mennesker ved, at den blev opfundet af den italienske læge Gerolamo Cardano (1501-1576). Det berømte Foucault-pendul, som bevarer svingningsplanet, bærer navnet på den franske videnskabsmand Jean-Bernard-Leon Foucault (1819-1868), en læge af uddannelse. Den berømte russiske læge Ivan Mikhailovich Sechenov (1829-1905), hvis navn Moscow State Medical Academy bærer, studerede fysisk kemi og etablerede en vigtig fysisk og kemisk lov, der beskriver ændringen i opløseligheden af ​​gasser i et vandigt medium afhængigt af tilstedeværelsen af elektrolytter i den. Denne lov studeres stadig af studerende, og ikke kun på medicinske skoler.

I modsætning til tidligere læger forstår mange medicinstuderende i dag simpelthen ikke, hvorfor de bliver undervist i naturvidenskaberne. Jeg husker en historie fra min praksis. Intens stilhed, sophomores fra Fakultetet for Fundamental Medicin ved Moscow State University skriver en test. Emnet er fotobiologi og dens anvendelse i medicin. Bemærk, at fotobiologiske tilgange baseret på de fysiske og kemiske principper for lysets virkning på stof nu anerkendes som de mest lovende til behandling af onkologiske sygdomme. Uvidenhed om dette afsnit, dets grundlæggende er en alvorlig skade i medicinsk uddannelse. Spørgsmålene er ikke for komplicerede, alt er inden for rammerne af materialet til forelæsninger og seminarer. Men resultatet er skuffende: næsten halvdelen af ​​eleverne modtog toere. Og for alle, der ikke klarede opgaven, er én ting karakteristisk – de underviste ikke i fysik i skolen eller lærte det gennem ærmerne. For nogle inspirerer dette emne til ægte rædsel. I en stak testpapirer stødte jeg på et ark poesi. Den studerende, der ikke var i stand til at besvare spørgsmålene, klagede i poetisk form over, at hun ikke skulle proppe latin (medicinstuderendes evige pine), men fysik, og til sidst udbrød hun: "Hvad skal man gøre? Vi er jo læger. , vi kan ikke forstå formlerne!" Den unge digterinde, der i sine digte kaldte kontrollen "dommedag", kunne ikke stå for fysikkens prøve og overgik til sidst til Det Humanistiske Fakultet.

Når studerende, kommende læger, opererer en rotte, ville det aldrig falde nogen ind at spørge, hvorfor det er nødvendigt, selvom menneske- og rotteorganismer adskiller sig ret meget. Hvorfor fremtidens læger har brug for fysik er ikke så indlysende. Men kan en læge, der ikke forstår fysikkens grundlæggende love, kompetent arbejde med det mest komplekse diagnostiske udstyr, som moderne klinikker er "proppet" med? Forresten begynder mange studerende, der har overvundet de første fiaskoer, at engagere sig i biofysik med entusiasme. I slutningen af ​​det akademiske år, hvor emner som "Molekylære systemer og deres kaotiske tilstande", "Nye analytiske principper for pH-metri", "Fysisk karakter af kemiske transformationer af stoffer", "Antioxidantregulering af lipidperoxidationsprocesser" var studeret, skrev sophomores: "Vi opdagede de grundlæggende love, der bestemmer grundlaget for det levende og muligvis universet. Vi opdagede dem ikke på grundlag af spekulative teoretiske konstruktioner, men i et rigtigt objektivt eksperiment. Det var svært for os, men interessant." Måske blandt disse fyre er der fremtidige Fedorovs, Ilizarovs, Shumakovs.

"Den bedste måde at studere noget på er at opdage det selv," sagde den tyske fysiker og forfatter Georg Lichtenberg. "Det, du blev tvunget til at opdage dig selv, efterlader en vej i dit sind, som du kan bruge igen, når behovet opstår." Dette mest effektive undervisningsprincip er lige så gammelt som verden. Det ligger til grund for den "sokratiske metode" og kaldes princippet om aktiv læring. Det er på dette princip, at undervisningen i biofysik på Det Grundlæggende Medicinske Fakultet er bygget op.

Grundlæggende for medicin er nøglen til dens nuværende levedygtighed og fremtidige udvikling. Det er muligt virkelig at nå målet ved at betragte kroppen som et system af systemer og følge vejen til en mere dybdegående forståelse af dens fysisk-kemiske forståelse. Hvad med lægeuddannelsen? Svaret er klart: at øge vidensniveauet hos studerende inden for fysik og kemi. I 1992 blev Fakultetet for Fundamental Medicin oprettet ved Moscow State University. Målet var ikke blot at returnere medicin til universitetet, men også, uden at forringe kvaliteten af ​​lægeuddannelsen, kraftigt styrke fremtidens lægers naturvidenskabelige vidensgrundlag. Sådan en opgave kræver intensivt arbejde af både lærere og elever. De studerende forventes bevidst at vælge grundlæggende medicin frem for konventionel medicin.

Endnu tidligere var et seriøst forsøg i denne retning oprettelsen af ​​et medicinsk-biologisk fakultet ved det russiske statsmedicinske universitet. I 30 år af fakultetets virke er der uddannet en lang række speciallæger: biofysikere, biokemikere og kybernetik. Men problemet med dette fakultet er, at indtil nu kunne dets kandidater kun engagere sig i medicinsk videnskabelig forskning, uden at have ret til at behandle patienter. Nu er dette problem ved at blive løst - på det russiske statsmedicinske universitet er der sammen med instituttet for avanceret uddannelse af læger blevet oprettet et pædagogisk og videnskabeligt kompleks, som giver seniorstuderende mulighed for at gennemgå yderligere medicinsk uddannelse.

Ofte overrasker og inspirerer videnskabelige opfindelser positivt til optimisme. Nedenfor er seks opfindelser, der kan blive meget brugt i fremtiden og gøre livet lettere for patienterne. Læs og undrer dig!

voksede blodkar

20 procent af mennesker i USA dør hvert år af cigaretrygning. De mest brugte rygestopmetoder er faktisk ineffektive. Forskere fra Harvard University fandt under en undersøgelse, at nikotintyggegummi og -plastre ikke gjorde meget for at hjælpe storrygere med værger med at holde op.

Nikotin-gummi og -plastre hjælper ikke storrygere med en værge med at holde op med at ryge.

Chrono Therapeutics, der er baseret i Hayward, Californien, USA, har foreslået en enhed, der kombinerer teknologierne fra både en smartphone og en gadget. I sin handling ligner det et gips, men dets effektivitet øges mange gange. Rygere bærer en lille elektronisk enhed på håndleddet, der af og til afgiver nikotin til kroppen, men når det er mest nødvendigt for en erfaren ryger. Om morgenen efter at være vågnet og efter at have spist, overvåger enheden "peak"-øjeblikkene for rygeren, når behovet for nikotin stiger, og reagerer straks på dette. Da nikotin kan forstyrre søvnen, slukker enheden, når personen falder i søvn.

Den elektroniske gadget er forbundet med applikationen i smartphonen. Smartphonen bruger gamification-metoder (gaming-tilgange, der er meget brugt i computerspil til ikke-gaming-processer) for at hjælpe brugere med at spore helbredsforbedringer efter at have holdt op med cigaretter, give hints til hver ny fase, . Brugerne hjælper også hinanden med at bekæmpe dårlige vaner ved at forene sig i et særligt netværk og udveksle dokumenterede anbefalinger. Chrono planlægger at udforske gadgetten yderligere i år. Forskere håber, at produktet vil dukke op på markedet om 1,5 år.

Neuromodulation i behandlingen af ​​arthritis og Crohns sygdom

Kunstig kontrol af nerveaktivitet (neuromodulation) vil hjælpe med at behandle alvorlige sygdomme som leddegigt og Crohns sygdom.For at opnå dette planlægger forskerne at bygge en lille elektrisk stimulator nær vagusnerven i nakken. Virksomheden, der ligger i Valencia, Californien (USA), bruger neurokirurgen Kevin J. Tracys opdagelse i sit arbejde. Han hævder, at kroppens vagusnerve hjælper med at reducere inflammation. Derudover blev opfindelsen af ​​gadgetten foranlediget af undersøgelser, der beviser, at mennesker med inflammatoriske processer har lav vagusnerveaktivitet.

SetPoint Medical er ved at udvikle en enhed, der bruger elektrisk stimulation til at behandle inflammatoriske sygdomme som f.eks. De første tests på frivillige af SETPOINT-opfindelsen vil begynde i de næste 6-9 måneder, siger lederen af ​​virksomheden, Anthony Arnold.

Forskere håber, at enheden vil reducere behovet for lægemidler, der har bivirkninger. "Det er for immunsystemet," siger chefen for virksomheden.

Chippen hjælper dig med at bevæge dig med lammelse

Forskere i Ohio sigter mod at hjælpe lammede mennesker med at bevæge deres arme og ben ved hjælp af en computerchip. Det forbinder hjernen direkte med musklerne. En enhed kaldet NeuroLife har allerede hjulpet en 24-årig quadriplegisk (firebenet) mand med at bevæge sin arm. Takket være opfindelsen var patienten i stand til at holde et kreditkort i hånden og skubbe det hen over læseren. Derudover kan en ung mand nu prale af at spille guitar i et videospil.

En enhed kaldet NeuroLife hjalp en mand med diagnosen quadriplegi (quad-lammelse) med at bevæge sin arm. Patienten var i stand til at holde et kreditkort i hånden og stryge det hen over læseren. Han kan prale af at spille guitar i et videospil.

Chippen sender hjernesignaler til software, der genkender, hvilke bevægelser personen ønsker at foretage. Programmet omkoder signalerne, før de sendes over ledninger i tøj med elektroder ().

Enheden udvikles af forskere ved Battelle, en non-profit forskningsorganisation, og ved Ohio State University, USA. Den største udfordring var at udvikle softwarealgoritmer, der dechifrerer patientens intentioner gennem hjernesignaler. Signalerne omdannes derefter til elektriske impulser, og patienternes hænder begynder at bevæge sig, siger Herb Bresler, Battelles senior forskningsleder.

Robotkirurger

En kirurgisk robot med et lille mekanisk håndled kan lave mikrosnit i væv.

Forskere ved Vanderbilt University sigter mod at bringe minimalt invasiv robotassisteret kirurgi til det medicinske område. Den har en lille mekanisk arm til minimal vævsskæring.

Robotten består af en hånd lavet af små koncentriske rør, med et mekanisk håndled for enden. Tykkelsen af ​​håndleddet er mindre end 2 mm, og den kan rotere 90 grader.

I det sidste årti er robotkirurger blevet brugt i stigende grad. Et træk ved laparoskopi er, at snittene kun er 5 til 10 mm. Disse små snit, sammenlignet med traditionel kirurgi, tillader vævene at komme sig meget hurtigere og gør helingen langt mindre smertefuld. Men dette er ikke grænsen! Razere kan endda være halvt så små. Dr. Robert Webster håber, at hans teknologi vil blive meget brugt i akupunktur (mikrolaparoskopisk) kirurgi, hvor der kræves snit på mindre end 3 mm.

Kræftscreening

Det vigtigste i kræftbehandlingen er tidlig diagnosticering af sygdommen. Desværre går mange tumorer ubemærket hen, indtil det er for sent. Vadim Beckman, en biomedicinsk ingeniør og professor ved Northwestern University, arbejder på tidlig kræftdetektion ved hjælp af en ikke-invasiv diagnostisk test.

Lungekræft er svær at opdage på et tidligt tidspunkt uden dyre røntgenbilleder. Denne type diagnose kan være farlig for lavrisikopatienter. Men til Beckman-testen, som indikerer, at lungekræft er begyndt at udvikle sig, er der hverken behov for bestråling eller opnåelse af et billede af lungerne eller bestemmelse af tumormarkører, som langt fra altid er pålidelige. Det er nok at tage celleprøver... inde fra patientens kind. Testen registrerer ændringer i cellulær struktur ved at bruge lys til at måle ændringer.

Et specielt mikroskop udviklet af Beckmans laboratorium gør undersøgelsen overkommelig (ca. $100) og hurtig. Hvis testresultatet er positivt, vil patienten blive rådet til at fortsætte yderligere test. Preora Diagnostics, medstifter af Beckman, håber at bringe sin første lungekræftscreeningstest på markedet i 2017.

I det 21. århundrede overrasker videnskabsmænd hvert år med fantastiske opdagelser, som er svære at tro. Nanorobotter, der er i stand til at dræbe kræftceller, gøre brune øjne blå, skifte hudfarve, en 3D-printer, der udskriver kropsvæv (dette er meget nyttigt til at løse problemer), er ikke en komplet liste over nyheder fra medicinens verden. Nå, vi glæder os til nye opfindelser!