Trenger fysikk en lege? De viktigste oppdagelsene i medisinens historie.

Utrolige fakta

Menneskelig helse er direkte relatert til hver enkelt av oss.

Mediene er fulle av historier om vår helse og kropp, fra oppdagelsen av nye medisiner til oppdagelsen av unike kirurgiske teknikker som gir håp til funksjonshemmede.

Nedenfor er de siste prestasjonene. moderne medisin.

Nylige fremskritt innen medisin

10 forskere har identifisert en ny kroppsdel

Allerede i 1879 beskrev en fransk kirurg ved navn Paul Segond i en av sine studier et «perle, motstandsdyktig fibrøst vev» som løper langs leddbåndene i en persons kne.

Denne studien ble trygt glemt frem til 2013, da forskere oppdaget det anterolaterale leddbåndet, leddbånd i kneet, som ofte er skadet av skader og andre problemer.

Med tanke på hvor ofte det menneskelige kneet blir skannet, ble oppdagelsen gjort veldig sent. Den er beskrevet i tidsskriftet "Anatomy" og publisert på nettet i august 2013.

9. Hjerne-datamaskin-grensesnitt

Forskere som jobber ved Korea University og German University of Technology har utviklet et nytt grensesnitt som lar brukeren kontrollere eksoskjelettet i underekstremitetene.

Det fungerer ved å dekode spesifikke hjernesignaler. Resultatene av studien ble publisert i august 2015 i tidsskriftet Neural Engineering.

Deltakerne i eksperimentet hadde på seg et elektroencefalogram-hodeplagg og kontrollerte eksoskjelettet ganske enkelt ved å se på en av de fem lysdiodene installert på grensesnittet. Dette fikk eksoskjelettet til å bevege seg fremover, svinge til høyre eller venstre og sitte eller stå.

Foreløpig har systemet kun blitt testet på friske frivillige, men man håper at det etter hvert kan brukes til å hjelpe funksjonshemmede.

Studiemedforfatter Klaus Muller forklarte at "Personer med ALS eller ryggmargsskader har ofte problemer med å kommunisere og kontrollere lemmene sine; å dechiffrere hjernesignalene med et slikt system gir en løsning på begge problemene."

Prestasjoner av vitenskap i medisin

Kilde 8A enhet som kan bevege et lammet lem med sinnet

I 2010 ble Ian Burkhart lam da han brakk nakken i en bassengulykke. I 2013, takket være den felles innsatsen fra Ohio State University og Battelle, ble en mann den første personen i verden som nå kan omgå ryggmargen og bevege et lem ved kun å bruke tankekraften.

Gjennombruddet kom med bruken av en ny type elektronisk nervebypass, en enhet på størrelse med erter som implantert i menneskets motoriske cortex.

Brikken tolker hjernesignaler og overfører dem til en datamaskin. Datamaskinen leser signalene og sender dem til en spesiell hylse som bæres av pasienten. På denne måten, de riktige musklene aktiveres.

Hele prosessen tar en brøkdel av et sekund. Men for å oppnå et slikt resultat måtte teamet jobbe hardt. Ingeniørteamet fant først ut den nøyaktige rekkefølgen av elektrodene som gjorde at Burkhart kunne bevege armen.

Deretter måtte mannen gjennom flere måneders terapi for å gjenopprette atrofierte muskler. Sluttresultatet er at han er nå kan rotere hånden, knytte den til en knyttneve, og også bestemme ved berøring hva som er foran ham.

7Bakteriene som lever av nikotin og hjelper røykere å slutte med vanen

Å slutte å røyke er en ekstremt vanskelig oppgave. Alle som har forsøkt å gjøre dette vil bekrefte det som er sagt. Nesten 80 prosent av dem som forsøkte å gjøre dette ved hjelp av farmasøytiske preparater mislyktes.

I 2015 gir forskere fra Scripps Research Institute nytt håp til de som ønsker å slutte. De var i stand til å identifisere et bakteriell enzym som spiser nikotin før det i det hele tatt når hjernen.

Enzymet tilhører bakterien Pseudomonas putida. Dette enzymet er ikke den siste oppdagelsen, men det ble først nylig klart å bli fjernet i laboratoriet.

Forskere planlegger å bruke dette enzymet til å lage nye måter å slutte å røyke på. Ved å blokkere nikotin før det når hjernen og utløser produksjonen av dopamin, håper de at de kan fraråde røykeren å putte en sigarett i munnen.

For å være effektiv må enhver terapi være tilstrekkelig stabil uten å forårsake ytterligere problemer under aktivitet. Det for tiden laboratorieproduserte enzymet Oppfører seg stabil i mer enn 3 uker mens det er i en bufferløsning.

Tester med laboratoriemus viste ingen bivirkninger. Forskerne publiserte funnene sine på nettet i augustutgaven av American Chemical Society.

6. Universal influensavaksine

Peptider er korte kjeder av aminosyrer som finnes i cellestrukturen. De fungerer som hovedbyggesteinen for proteiner. I 2012 jobbet forskere ved University of Southampton, University of Oxford og Retroskin Virology Laboratory, lyktes i å identifisere et nytt sett med peptider funnet i influensaviruset.

Dette kan føre til en universell vaksine mot alle virusstammer. Resultatene ble publisert i tidsskriftet Nature Medicine.

Når det gjelder influensa, muterer peptidene på den ytre overflaten av viruset veldig raskt, noe som gjør dem nesten utilgjengelige for vaksiner og medisiner. De nyoppdagede peptidene lever i cellens indre struktur og muterer ganske sakte.

Dessuten kan disse interne strukturene finnes i alle typer influensa, fra klassisk til fugle. En moderne influensavaksine tar omtrent seks måneder å utvikle, men gir ikke langvarig immunitet.

Likevel er det mulig, med fokus på arbeidet med interne peptider, å lage en universell vaksine som vil gi langsiktig beskyttelse.

Influensa er en virussykdom i de øvre luftveiene som påvirker nese, svelg og lunger. Det kan være dødelig, spesielt hvis et barn eller en eldre person er smittet.

Influensastammer har vært ansvarlige for flere pandemier gjennom historien, den verste er pandemien i 1918. Ingen vet med sikkerhet hvor mange mennesker som har dødd av denne sykdommen, men noen anslag anslår den til 30-50 millioner på verdensbasis.

Siste medisinske fremskritt

5. Mulig behandling for Parkinsons sykdom

I 2014 tok forskere kunstige, men fullt fungerende menneskelige nevroner og implanterte dem med hell i hjernen til mus. Nevroner har potensial til behandle og til og med kurere sykdommer som Parkinsons sykdom.

Nevronene ble skapt av et team av spesialister fra Max Planck Institute, University Hospital Münster og University of Bielefeld. Forskere har skapt stabilt nevralt vev fra nevroner omprogrammert fra hudceller.

Med andre ord induserte de nevrale stamceller. Dette er en metode som øker kompatibiliteten til nye nevroner. Etter seks måneder utviklet musene ingen bivirkninger, og de implanterte nevronene integrerte perfekt med hjernen deres.

Gnagerne viste normal hjerneaktivitet som resulterte i dannelsen av nye synapser.

Den nye teknikken har potensial til å gi nevroforskere muligheten til å erstatte syke, skadede nevroner med friske celler som en dag kan bekjempe Parkinsons sykdom. På grunn av det dør nevronene som leverer dopamin.

Til dags dato er det ingen kur for denne sykdommen, men symptomene kan behandles. Sykdommen utvikler seg vanligvis hos personer i alderen 50-60 år. Samtidig blir musklene stive, endringer i tale oppstår, gangarten endres og skjelvinger vises.

4. Verdens første bioniske øye

Retinitis pigmentosa er den vanligste arvelige øyesykdommen. Det fører til delvis tap av synet, og ofte til fullstendig blindhet. Tidlige symptomer inkluderer tap av nattsyn og problemer med perifert syn.

I 2013 ble Argus II retinal protesesystem laget, verdens første bioniske øye designet for å behandle avansert retinitis pigmentosa.

Argus II-systemet er et par ytre ruter utstyrt med et kamera. Bildene omdannes til elektriske impulser som overføres til elektroder implantert i pasientens netthinne.

Disse bildene oppfattes av hjernen som lysmønstre. En person lærer å tolke disse mønstrene, og gradvis gjenopprette visuell persepsjon.

Argus II-systemet er foreløpig bare tilgjengelig i USA og Canada, men det er planer om å rulle det ut over hele verden.

Nye fremskritt innen medisin

3. En smertestillende som kun virker med lys

Alvorlige smerter behandles tradisjonelt med opioider. Den største ulempen er at mange av disse stoffene kan være vanedannende, så potensialet for misbruk er enormt.

Hva om forskere kunne stoppe smerte ved å bruke noe annet enn lys?

I april 2015 annonserte nevrovitenskapsmenn ved Washington University School of Medicine i St. Louis at de hadde lyktes.

Ved å koble et lysfølsomt protein til opioidreseptorer i et reagensrør, klarte de å aktivere opioidreseptorer på samme måte som opiater gjør, men kun ved hjelp av lys.

Det er håp om at eksperter kan utvikle måter å bruke lys for å lindre smerte mens de bruker medisiner med færre bivirkninger. I følge forskning utført av Edward R. Siuda er det sannsynlig at med mer eksperimentering kan lys fullstendig erstatte medisiner.

For å teste den nye reseptoren ble en LED-brikke på omtrent størrelse med et menneskehår implantert i en musehjerne, som deretter ble koblet til reseptoren. Mus ble plassert i et kammer hvor deres reseptorer ble stimulert til å frigjøre dopamin.

Hvis musene forlot det angitte området, ble lyset slått av og stimuleringen stoppet. Gnagerne kom raskt tilbake til plassen sin.

2. Kunstige ribosomer

Ribosomet er en molekylær maskin som består av to underenheter som bruker aminosyrer fra celler til å lage proteiner.

Hver av ribosomunderenhetene syntetiseres i cellekjernen og eksporteres deretter til cytoplasmaet.

I 2015, forskerne Alexander Mankin og Michael Jewett skapte verdens første kunstige ribosom. Takket være dette har menneskeheten en sjanse til å lære nye detaljer om driften av denne molekylære maskinen.

04/05/2017

Moderne klinikker og sykehus er utstyrt med det mest sofistikerte diagnostiske utstyret, ved hjelp av hvilket det er mulig å etablere en nøyaktig diagnose av sykdommen, uten hvilken, som du vet, enhver farmakoterapi blir ikke bare meningsløs, men også skadelig. Betydelig fremgang er også observert i fysioterapiprosedyrer, hvor de tilsvarende enhetene viser høy effektivitet. Slike prestasjoner ble mulig takket være innsatsen til designfysikere, som, som forskere spøker, "tilbakebetaler gjelden" til medisin, fordi ved begynnelsen av dannelsen av fysikk som en vitenskap, ga mange leger et veldig betydelig bidrag til det.

William Gilbert: ved opprinnelsen til vitenskapen om elektrisitet og magnetisme

William Gilbert (1544–1603), utdannet ved St John's College, Cambridge, er i hovedsak grunnleggeren av vitenskapen om elektrisitet og magnetisme. Denne mannen, takket være sine ekstraordinære evner, gjorde en svimlende karriere: to år etter at han ble uteksaminert fra college, blir han en bachelor, fire - en master, fem - en doktor i medisin og får til slutt stillingen som dronning Elizabeths medisinske offiser.

Til tross for at han var opptatt, begynte Gilbert å studere magnetisme. Tilsynelatende var drivkraften for dette det faktum at en knust magnet i middelalderen ble ansett som en medisin. Som et resultat skapte han den første teorien om magnetiske fenomener, og slo fast at alle magneter har to poler, mens motsatte poler tiltrekker seg og som poler frastøter. Ved å utføre et eksperiment med en jernkule som interagerte med en magnetisk nål, foreslo forskeren for første gang at jorden er en gigantisk magnet, og at begge jordens magnetiske poler kan falle sammen med planetens geografiske poler.

Gilbert oppdaget at når en magnet varmes opp over en viss temperatur, forsvinner dens magnetiske egenskaper. Deretter ble dette fenomenet undersøkt av Pierre Curie og kalt "Curie-punktet".

Gilbert studerte også elektriske fenomener. Siden noen mineraler, når de ble gnidd mot ull, fikk egenskapen til å tiltrekke lette kropper, og den største effekten ble observert i rav, introduserte forskeren et nytt begrep i vitenskapen, og kalte slike fenomener elektriske (fra lat. elektrisitet- "rav"). Han oppfant også et instrument for å oppdage ladning, elektroskopet.

Til ære for William Gilbert er måleenheten for den magnetomotoriske kraften i CGS, gilberten, navngitt.

Jean Louis Poiseuille: en av pionerene innen reologi

Jean Louis Poiseuille (1799–1869), medlem av det franske medisinske akademiet, er oppført i moderne oppslagsverk og oppslagsverk, ikke bare som lege, men også som fysiker. Og dette er sant, fordi han, i forbindelse med spørsmålene om blodsirkulasjon og respirasjon hos dyr og mennesker, formulerte lovene for blodbevegelse i karene i form av viktige fysiske formler. I 1828 brukte forskeren først et kvikksølvmanometer for å måle blodtrykket hos dyr. I prosessen med å studere problemene med blodsirkulasjonen, måtte Poiseuille delta i hydrauliske eksperimenter, der han eksperimentelt etablerte loven om væskestrøm gjennom et tynt sylindrisk rør. Denne typen laminær strømning kalles Poiseuille-strømmen, og i den moderne vitenskapen om flyten av væsker - reologi - er enheten for dynamisk viskositet, poise, også oppkalt etter ham.

Jean-Bernard Léon Foucault: En visuell opplevelse

Jean-Bernard Léon Foucault (1819–1868), en lege av utdannelse, udødeliggjorde navnet hans på ingen måte ved prestasjoner innen medisin, men fremfor alt ved å konstruere selve pendelen, oppkalt etter ham og nå kjent for hvert skolebarn, med hjelp som det var visuelt Rotasjonen av jorden på sin akse er bevist. I 1851, da Foucault først demonstrerte sin erfaring, ble det snakket om det overalt. Alle ønsket å se jordens rotasjon med egne øyne. Ting kom til det punktet at Frankrikes president, prins Louis-Napoleon, personlig tillot dette eksperimentet å bli iscenesatt i en virkelig gigantisk skala for å demonstrere det offentlig. Foucault fikk bygningen av Paris Pantheon, hvis kuppelhøyde er 83 m, siden under disse forholdene var avviket til pendelens svingplan mye mer merkbart.

I tillegg var Foucault i stand til å bestemme lyshastigheten i luft og vann, oppfant gyroskopet, var den første som tok hensyn til oppvarming av metallmasser under deres raske rotasjon i et magnetfelt (Foucault-strømmer), og gjorde også mange andre oppdagelser, oppfinnelser og forbedringer innen fysikkfeltet. I moderne leksikon er Foucault ikke oppført som lege, men som fransk fysiker, mekaniker og astronom, medlem av Paris Academy of Sciences og andre prestisjetunge akademier.

Julius Robert von Mayer: forut for sin tid

Den tyske vitenskapsmannen Julius Robert von Mayer, sønn av en farmasøyt, som ble uteksaminert fra det medisinske fakultetet ved Universitetet i Tübingen og deretter fikk en doktorgrad i medisin, satte sitt preg på vitenskapen både som lege og som fysiker. I 1840–1841 han deltok på reisen til øya Java som skipslege. Under reisen la Mayer merke til at fargen på sjømennenes venøse blod i tropene er mye lysere enn på de nordlige breddegrader. Dette førte ham til ideen om at i varme land, for å opprettholde en normal kroppstemperatur, bør mindre mat oksideres ("brennes") enn i kalde land, det vil si at det er en sammenheng mellom matforbruk og dannelse av varme .

Han fant også at mengden oksiderbare produkter i menneskekroppen øker ettersom arbeidsvolumet som utføres av ham øker. Alt dette ga Mayer grunn til å innrømme at varme og mekanisk arbeid er i stand til gjensidig transformasjon. Han presenterte resultatene av sin forskning i flere vitenskapelige artikler, hvor han for første gang klart formulerte loven om energibevaring og teoretisk beregnet den numeriske verdien av den mekaniske ekvivalenten til varme.

"Nature" på gresk er "physis", og på engelsk er legen fortsatt "lege", så vitsen om fysikeres "plikt" overfor leger kan besvares med en annen vits: "Det er ingen gjeld, bare navnet på yrket forpliktet»

Ifølge Mayer, bevegelse, varme, elektrisitet, etc. - kvalitativt forskjellige former for "krefter" (som Meyer kalte energi), som går over i hverandre i like kvantitative forhold. Han vurderte også denne loven i forhold til prosessene som skjer i levende organismer, og hevdet at planter er akkumulatoren av solenergi på jorden, mens det i andre organismer bare skjer transformasjoner av stoffer og "krefter", men ikke deres skapelse. Mayers ideer ble ikke forstått av hans samtidige. Denne omstendigheten, så vel som trakassering i forbindelse med bestridelsen av prioriteringen i oppdagelsen av loven om bevaring av energi, førte ham til et alvorlig nervøst sammenbrudd.

Thomas Jung: et utrolig utvalg av interesser

Blant de fremtredende representantene for vitenskapen på XIX århundre. en spesiell plass tilhører engelskmannen Thomas Young (1773-1829), som ble preget av en rekke interesser, blant annet var ikke bare medisin, men også fysikk, kunst, musikk og til og med egyptologi.

Fra en tidlig alder viste han ekstraordinære evner og et fenomenalt minne. Allerede i en alder av to leste han flytende, som fireåring kunne han mange engelske diktere utenat, i en alder av 14 ble han kjent med differensialregning (ifølge Newton), snakket 10 språk, inkludert persisk og arabisk. Senere lærte han å spille nesten alle musikkinstrumenter på den tiden. Han opptrådte også i sirkuset som turner og rytter!

Fra 1792 til 1803 studerte Thomas Jung medisin i London, Edinburgh, Göttingen, Cambridge, men ble deretter interessert i fysikk, spesielt optikk og akustikk. Som 21-åring ble han medlem av Royal Society, og fra 1802 til 1829 var han dets sekretær. Fikk en doktorgrad i medisin.

Jungs forskning innen optikk gjorde det mulig å forklare akkommodasjonens natur, astigmatisme og fargesyn. Han er også en av skaperne av bølgeteorien om lys, han var den første som påpekte forsterkning og demping av lyd når lydbølger overlagres, og han foreslo prinsippet om superposisjonering av bølger. I elastisitetsteorien tilhører Young studiet av skjærdeformasjon. Han introduserte også egenskapen til elastisitet - strekkmodulen (Youngs modul).

Og likevel forble Jungs hovedbeskjeftigelse medisin: fra 1811 til slutten av livet jobbet han som lege ved St. George i London. Han var interessert i problemene med å behandle tuberkulose, han studerte hjertets funksjon, arbeidet med å lage et klassifiseringssystem for sykdommer.

Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz: i "medisinfri tid"

Blant de mest kjente fysikerne på XIX århundre. Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz (1821–1894) regnes som en nasjonalskatt i Tyskland. Opprinnelig fikk han en medisinsk utdannelse og forsvarte sin avhandling om nervesystemets struktur. I 1849 ble Helmholtz professor ved Institutt for fysiologi ved Universitetet i Königsberg. Han var glad i fysikk på fritiden fra medisin, men veldig raskt ble arbeidet hans med loven om bevaring av energi kjent for fysikere over hele verden.

Boken til forskeren "Fysiologisk optikk" ble grunnlaget for all moderne synsfysiologi. Med navnet på en lege, matematiker, psykolog, professor i fysiologi og fysikk Helmholtz, oppfinneren av øyespeilet, på 1800-tallet. fundamental rekonstruksjon av fysiologiske ideer er uløselig forbundet. En strålende kjenner av høyere matematikk og teoretisk fysikk, han satte disse vitenskapene til tjeneste for fysiologien og oppnådde fremragende resultater.

Oppdagelser blir ikke født plutselig. Hver utvikling, før media fikk vite om det, er innledet av et langt og møysommelig arbeid. Og før tester og piller dukker opp i apoteket, og i laboratorier - nye diagnostiske metoder, må tiden gå. I løpet av de siste 30 årene har antallet medisinsk forskning økt nesten 4 ganger, og de inngår i medisinsk praksis.

Biokjemisk blodprøve hjemme
Snart vil en biokjemisk blodprøve, som en graviditetstest, ta et par minutter. MIPT nanobioteknologer passer en høypresisjons blodprøve inn i en vanlig teststrimmel.

Biosensorsystemet basert på bruk av magnetiske nanopartikler gjør det mulig å nøyaktig måle konsentrasjonen av proteinmolekyler (markører som indikerer utviklingen av ulike sykdommer) og å forenkle prosedyren for biokjemisk analyse så mye som mulig.

"Tradisjonelt er tester som kan utføres ikke bare i laboratoriet, men også i felt, basert på bruk av fluorescerende eller fargede etiketter, og resultatene bestemmes "med øyet" eller ved hjelp av et videokamera. Vi bruker magnetiske partikler, som har fordelen av: med deres hjelp er det mulig å utføre analyser selv ved å dyppe en teststrimmel i en helt ugjennomsiktig væske, for eksempel for å bestemme stoffer direkte i fullblod, forklarer Alexei Orlov, forsker ved GPI RAS og hovedforfatter av studien.

Hvis den vanlige graviditetstesten rapporterer enten "ja" eller "nei", lar denne utviklingen deg nøyaktig bestemme konsentrasjonen av proteinet (det vil si på hvilket utviklingsstadium det er).

"Numerisk måling utføres kun elektronisk ved hjelp av en bærbar enhet. Situasjoner "enten ja eller nei" er utelukket, sier Alexei Orlov. Ifølge en studie publisert i tidsskriftet Biosensors and Bioelectronics, har systemet med suksess bevist seg i diagnostisering av prostatakreft, og i noen henseender til og med overgått "gullstandarden" for å bestemme PSA - enzymimmunoassay.

Når testen dukker opp i apotek, er utviklerne fortsatt tause. Det legges opp til at biosensoren blant annet skal kunne gjennomføre miljøovervåking, analyser av produkter og medisiner, og alt dette rett på stedet, uten unødvendige instrumenter og kostnader.

Trenbare bioniske lemmer
Dagens bioniske hender er ikke mye forskjellig fra ekte når det gjelder funksjonalitet - de kan bevege fingrene og ta gjenstander, men fortsatt er de langt fra det "originale". For å "synkronisere" en person med en maskin, implanterer forskere elektroder i hjernen, fjerner elektriske signaler fra muskler og nerver, men prosessen er arbeidskrevende og tar flere måneder.

GalvaniBionix-teamet, bestående av MIPT-studenter og hovedfagsstudenter, har funnet en måte å gjøre læringen enklere og gjøre det slik at ikke en person tilpasser seg en robot, men en lem tilpasser seg en person. Et program skrevet av forskere ved hjelp av spesielle algoritmer gjenkjenner "muskelkommandoer" til hver pasient.

"De fleste av klassekameratene mine, som har veldig kul kunnskap, går inn i å løse økonomiske problemer - de går på jobb i selskaper, lager mobilapplikasjoner. Dette er ikke dårlig eller bra, det er bare annerledes. Jeg personlig ønsket å gjøre noe globalt, i slutt "slik at barna har noe å fortelle om. Og på Phystech fant jeg likesinnede: de er alle fra forskjellige felt - fysiologer, matematikere, programmerere, ingeniører - og vi fant en slik oppgave for oss selv," Alexey Tsyganov, et medlem av GalvaniBionix-teamet, delte sitt personlige motiv.

DNA-kreftdiagnose
Et ultrapresist testsystem for tidlig diagnose av kreft er utviklet i Novosibirsk. Ifølge Vitaly Kuznetsov, en forsker ved Vector Center for Virology and Biotechnology, klarte teamet hans å lage en viss oncomarker – et enzym som kan oppdage kreft på et tidlig stadium ved hjelp av DNA isolert fra spytt (blod eller urin).

Nå utføres en lignende test ved å analysere de spesifikke proteinene som danner svulsten. Novosibirsk-tilnærmingen foreslår å se på det modifiserte DNAet til en kreftcelle, som vises lenge før proteiner. Følgelig lar diagnosen deg oppdage sykdommen i det innledende stadiet.

Et lignende system brukes allerede i utlandet, men i Russland er det ikke sertifisert. Forskere klarte å "billigere" den eksisterende teknologien (1,5 rubler mot 150 euro - 12 millioner rubler). Ansatte i "Vector" forventer at analysen deres snart vil bli inkludert i den obligatoriske listen for klinisk undersøkelse.

elektronisk nese
En "elektronisk nese" er blitt opprettet ved Siberian Institute of Physics and Technology. Gassanalysatoren vurderer kvaliteten på matvarer, kosmetikk og medisinske produkter, og er også i stand til å diagnostisere en rekke sykdommer med utåndingsluft.

"Vi undersøkte epler: vi satte kontrolldelen i kjøleskapet, og lot resten ligge innendørs i romtemperatur," sier Timur Muksunov, en forskningsingeniør ved laboratoriet for sikkerhetsmetoder, systemer og teknologier ved Siberian Institute of Physics and Technology.

"Etter 12 timer, ved bruk av installasjonen, var det mulig å avsløre at den andre delen avgir gasser mer intensivt enn kontrollen. Nå, på vegetabilske baser, mottas produkter i henhold til organoleptiske indikatorer, og ved hjelp av enheten som lages , vil det være mulig å mer nøyaktig bestemme holdbarheten til produktene, noe som vil påvirke kvaliteten" , - sa han. Muksunov setter sitt håp til oppstartsstøtteprogrammet – «nesen» er helt klar for serieproduksjon og venter på finansiering.

pille mot depresjon
Forskere fra sammen med kolleger fra dem. N.N. Vorozhtsova har utviklet et nytt legemiddel for behandling av depresjon. Tabletten øker konsentrasjonen av serotonin i blodet, og hjelper derved med å takle de blå fargene.

Nå er antidepressiva under arbeidsnavnet TC-2153 under prekliniske utprøvinger. Forskerne håper at «det vil lykkes med å passere alle de andre og bidra til å oppnå fremgang i behandlingen av en rekke alvorlige psykopatologier», skriver Interfax.

Doktor i biologiske vitenskaper Y. PETRENKO.

For noen år siden ble Fakultet for grunnleggende medisin åpnet ved Moscow State University, som utdanner leger med bred kunnskap innen naturdisiplinene: matematikk, fysikk, kjemi og molekylærbiologi. Men spørsmålet om hvor grunnleggende kunnskap er nødvendig for en lege, skaper fortsatt heftig debatt.

Vitenskap og liv // Illustrasjoner

Blant symbolene på medisin som er avbildet på pedimentene til bibliotekbygningen til det russiske statlige medisinske universitetet, er håp og helbredelse.

Et veggmaleri i foajeen til det russiske statsmedisinske universitetet, som skildrer fortidens store leger, sittende i tanker ved ett langbord.

W. Gilbert (1544-1603), hofflege for dronningen av England, naturforsker som oppdaget jordmagnetisme.

T. Jung (1773-1829), kjent engelsk lege og fysiker, en av skaperne av bølgeteorien om lys.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), fransk lege som var glad i fysisk forskning. Ved hjelp av en 67 meter lang pendel beviste han jordens rotasjon rundt sin akse og gjorde mange funn innen optikk og magnetisme.

JR Mayer (1814-1878), tysk lege som etablerte de grunnleggende prinsippene for loven om bevaring av energi.

G. Helmholtz (1821-1894), tysk lege, studerte fysiologisk optikk og akustikk, formulerte teorien om fri energi.

Er det nødvendig å lære fysikk til fremtidige leger? Den siste tiden har dette spørsmålet vært bekymret for mange, og ikke bare de som utdanner fagfolk innen medisin. Som vanlig eksisterer to ekstreme meninger og kolliderer. De som er for, tegner et dystert bilde, som var et resultat av en forsømmelse av grunnleggende disipliner i utdanningen. De som er «mot» mener at en humanitær tilnærming bør dominere i medisinen og at en lege først og fremst bør være psykolog.

Moderne teoretisk og praktisk medisin har oppnådd stor suksess, og fysisk kunnskap har i stor grad hjulpet henne med dette. Men i vitenskapelige artikler og journalistikk slutter ikke stemmer om krisen innen medisin generelt og medisinsk utdanning spesielt å høres. Det er definitivt fakta som vitner om krisen - dette er utseendet til "guddommelige" healere, og gjenopplivingen av eksotiske helbredelsesmetoder. Trollformler som "abracadabra" og amuletter som froskebeinet er tilbake i bruk, som i forhistorisk tid. Neovitalisme blir stadig mer populært, en av grunnleggerne av denne, Hans Driesch, mente at essensen av livsfenomener er entelechi (en slags sjel), som handler utenfor tid og rom, og at levende ting ikke kan reduseres til et sett av fysiske og kjemiske fenomener. Anerkjennelse av entelechi som en vital kraft benekter viktigheten av fysiske og kjemiske disipliner for medisin.

Det kan nevnes mange eksempler på hvordan pseudovitenskapelige ideer erstatter og fortrenger genuin vitenskapelig kunnskap. Hvorfor skjer dette? Ifølge Francis Crick, en nobelprisvinner og oppdager av DNA-strukturen, viser unge mennesker en motvilje mot å jobbe når et samfunn blir veldig rikt: de foretrekker å leve et enkelt liv og gjøre småtterier som astrologi. Dette gjelder ikke bare for rike land.

Når det gjelder krisen i medisinen, kan den bare overvinnes ved å heve nivået av fundamentalitet. Det antas vanligvis at fundamentalitet er et høyere nivå av generalisering av vitenskapelige ideer, i dette tilfellet ideer om menneskets natur. Men selv på denne veien kan man nå paradokser, for eksempel å betrakte en person som et kvanteobjekt, fullstendig abstrahere fra de fysisk-kjemiske prosessene som skjer i kroppen.

Ingen benekter at pasientens tro på helbredelse spiller en viktig, noen ganger til og med avgjørende rolle (husk placeboeffekten). Så hva slags lege trenger pasienten? Selvsikkert å uttale: "Du vil være frisk" eller gruble lenge på hvilken medisin du skal velge for å få maksimal effekt og samtidig ikke skade?

Ifølge samtidens memoarer frøs den berømte engelske vitenskapsmannen, tenkeren og legen Thomas Jung (1773-1829) ofte i ubesluttsomhet ved sengekanten til pasienten, nølte med å stille en diagnose, var ofte og i lang tid taus og stupte inn i han selv. Han søkte ærlig og smertefullt etter sannheten i det mest komplekse og forvirrende emnet, som han skrev om: "Det er ingen vitenskap som overgår medisin i kompleksitet. Den går utover grensene for menneskesinnet."

Fra et psykologisk synspunkt samsvarer ikke lege-tenkeren mye med bildet av den ideelle legen. Han mangler mot, arroganse, overbærenhet, ofte karakteristisk for de uvitende. Sannsynligvis er dette naturen til en person: etter å ha blitt syk, stol på legens raske og energiske handlinger, og ikke på refleksjon. Men, som Goethe sa, "det er ikke noe mer forferdelig enn aktiv uvitenhet." Jung, som lege, oppnådde ikke stor popularitet blant pasienter, men blant kollegene var hans autoritet høy.

Kjenn deg selv og du vil kjenne hele verden. Den første er medisin, den andre er fysikk. Til å begynne med var forholdet mellom medisin og fysikk nært, det var ikke uten grunn at felleskongresser for naturvitere og leger fant sted frem til begynnelsen av 1900-tallet. Og forresten, fysikk ble i stor grad skapt av leger, og de ble ofte tilskyndet til forskning av spørsmål som medisinen stilte.

Antikkens leger-tenkere var de første som tenkte på spørsmålet om hva varme er. De visste at en persons helse er relatert til varmen fra kroppen hans. Den store Galen (II århundre e.Kr.) introduserte begrepene "temperatur" og "grad", som ble grunnleggende for fysikk og andre disipliner. Så antikkens leger la grunnlaget for vitenskapen om varme og oppfant de første termometrene.

William Gilbert (1544-1603), lege for dronningen av England, studerte egenskapene til magneter. Han kalte jorden en stor magnet, beviste det eksperimentelt og kom opp med en modell for å beskrive jordens magnetisme.

Thomas Jung, som allerede er nevnt, var en praktiserende lege, men han gjorde også store oppdagelser på mange områder av fysikken. Han regnes med rette, sammen med Fresnel, skaperen av bølgeoptikk. Forresten, det var Jung som oppdaget en av de visuelle defektene - fargeblindhet (manglende evne til å skille mellom røde og grønne farger). Ironisk nok udødeliggjorde denne oppdagelsen i medisinen navnet til ikke legen Jung, men fysikeren Dalton, som var den første som oppdaget denne defekten.

Julius Robert Mayer (1814-1878), som ga et stort bidrag til oppdagelsen av loven om bevaring av energi, tjente som lege på det nederlandske skipet Java. Han behandlet sjømenn med blodåre, som på den tiden ble ansett som et middel mot alle sykdommer. Ved denne anledningen spøkte de til og med at legene ga ut mer menneskeblod enn det ble sølt på slagmarkene i hele menneskehetens historie. Meyer bemerket at når et skip er i tropene, er venøst ​​blod nesten like lett som arterielt blod under blodslipp (vanligvis er venøst ​​blod mørkere). Han foreslo at menneskekroppen, som en dampmaskin, i tropene, ved høye lufttemperaturer, bruker mindre "drivstoff", og derfor slipper ut mindre "røyk", så venøst ​​blod lysner. I tillegg, etter å ha tenkt på ordene til en navigatør om at vannet i havet varmes opp under stormer, kom Meyer til den konklusjon at det må være et visst forhold mellom arbeid og varme overalt. Han uttrykte bestemmelsene som dannet grunnlaget for loven om bevaring av energi.

Den fremragende tyske vitenskapsmannen Hermann Helmholtz (1821-1894), også en lege, formulerte uavhengig av Mayer loven om bevaring av energi og uttrykte den i en moderne matematisk form, som fortsatt brukes av alle som studerer og bruker fysikk. I tillegg gjorde Helmholtz store oppdagelser innen elektromagnetiske fenomener, termodynamikk, optikk, akustikk, samt i fysiologien til syn, hørsel, nerve- og muskelsystemer, oppfant en rekke viktige enheter. Etter å ha mottatt medisinsk utdanning og som profesjonell lege, prøvde han å bruke fysikk og matematikk til fysiologisk forskning. I en alder av 50 år ble en profesjonell lege professor i fysikk, og i 1888 - direktør for Fysikk- og matematikkinstituttet i Berlin.

Den franske legen Jean-Louis Poiseuille (1799-1869) studerte eksperimentelt kraften til hjertet som en pumpe som pumper blod, og undersøkte lovene for blodbevegelse i venene og kapillærene. Ved å oppsummere resultatene som ble oppnådd, utledet han en formel som viste seg å være ekstremt viktig for fysikk. For tjenester til fysikk er enheten for dynamisk viskositet, balansen, oppkalt etter ham.

Bildet som viser medisinens bidrag til utviklingen av fysikk ser ganske overbevisende ut, men noen flere slag kan legges til det. Enhver bilist har hørt om en kardanaksel som overfører rotasjonsbevegelser i forskjellige vinkler, men få mennesker vet at den ble oppfunnet av den italienske legen Gerolamo Cardano (1501-1576). Den berømte Foucault-pendelen, som bevarer svingningsplanet, bærer navnet til den franske vitenskapsmannen Jean-Bernard-Leon Foucault (1819-1868), en lege av utdannelse. Den berømte russiske legen Ivan Mikhailovich Sechenov (1829-1905), hvis navn Moscow State Medical Academy bærer, studerte fysisk kjemi og etablerte en viktig fysisk og kjemisk lov som beskriver endringen i løseligheten av gasser i et vandig medium avhengig av tilstedeværelsen av elektrolytter i den. Denne loven studeres fortsatt av studenter, og ikke bare på medisinskoler.

I motsetning til tidligere leger, forstår mange medisinstudenter i dag rett og slett ikke hvorfor de blir undervist i vitenskapene. Jeg husker en historie fra praksisen min. Intens stillhet, andre studenter ved Fakultet for grunnleggende medisin ved Moskva statsuniversitet skriver en test. Temaet er fotobiologi og dens anvendelse i medisin. Merk at fotobiologiske tilnærminger basert på de fysiske og kjemiske prinsippene for lysets virkning på materie nå er anerkjent som de mest lovende for behandling av onkologiske sykdommer. Uvitenhet om denne delen, dens grunnleggende er en alvorlig skade i medisinsk utdanning. Spørsmålene er ikke for kompliserte, alt er innenfor rammen av materialet til forelesninger og seminarer. Men resultatet er skuffende: nesten halvparten av elevene fikk toere. Og for alle som ikke taklet oppgaven, er en ting karakteristisk – de underviste ikke i fysikk på skolen eller lærte det gjennom ermene. For noen inspirerer dette emnet til ekte skrekk. I en stabel med prøveoppgaver kom jeg over et diktark. Studenten, som ikke var i stand til å svare på spørsmålene, klaget i poetisk form over at hun ikke måtte stappe latin (medisinstudentenes evige pine), men fysikk, og til slutt utbrøt hun: "Hva skal jeg gjøre? Tross alt er vi leger, vi kan ikke forstå formlene!" Den unge dikterinnen, som i diktene sine kalte kontrollen «dommedag», tålte ikke fysikkens prøve og gikk etter hvert over til Det humanistiske fakultet.

Når studenter, fremtidige leger, opererer en rotte, ville det aldri falle noen inn å spørre hvorfor dette er nødvendig, selv om menneske- og rotteorganismer er ganske forskjellige. Hvorfor fremtidige leger trenger fysikk er ikke så åpenbart. Men kan en lege som ikke forstår fysikkens grunnleggende lover, kompetent jobbe med det mest komplekse diagnoseutstyret som moderne klinikker er "fylte" med? Forresten, mange studenter, etter å ha overvunnet de første feilene, begynner å engasjere seg i biofysikk med entusiasme. På slutten av det akademiske året, da emner som "Molekylære systemer og deres kaotiske tilstander", "Nye analytiske prinsipper for pH-metri", "Fysisk natur av kjemiske transformasjoner av stoffer", "Antioksidantregulering av lipidperoksidasjonsprosesser" var studert, skrev sophomores: "Vi oppdaget de grunnleggende lovene som bestemmer grunnlaget for det levende og, muligens, universet. Vi oppdaget dem ikke på grunnlag av spekulative teoretiske konstruksjoner, men i et virkelig objektivt eksperiment. Det var vanskelig for oss, men interessant." Kanskje blant disse gutta er det fremtidige Fedorovs, Ilizarovs, Shumakovs.

"Den beste måten å studere noe på er å oppdage det selv," sa den tyske fysikeren og forfatteren Georg Lichtenberg. "Det du ble tvunget til å oppdage selv, etterlater en vei i tankene dine som du kan bruke igjen når behovet oppstår." Dette mest effektive undervisningsprinsippet er like gammelt som verden. Den ligger til grunn for den «sokratiske metoden» og kalles prinsippet om aktiv læring. Det er på dette prinsippet undervisningen i biofysikk ved Det grunnleggende medisinske fakultet bygges.

Grunnleggende for medisin er nøkkelen til dens nåværende levedyktighet og fremtidig utvikling. Det er mulig å virkelig oppnå målet ved å betrakte kroppen som et system av systemer og følge veien til en mer dyptgående forståelse av dens fysisk-kjemiske forståelse. Hva med medisinsk utdanning? Svaret er klart: å øke kunnskapsnivået til studenter innen fysikk og kjemi. I 1992 ble Fakultet for grunnleggende medisin etablert ved Moskva statsuniversitet. Målet var ikke bare å returnere medisin til universitetet, men også, uten å redusere kvaliteten på medisinsk opplæring, kraftig styrke den naturvitenskapelige kunnskapsbasen til fremtidige leger. En slik oppgave krever intensivt arbeid av både lærere og elever. Studentene forventes å bevisst velge grunnleggende medisin fremfor konvensjonell medisin.

Enda tidligere var et seriøst forsøk i denne retningen opprettelsen av et medisinsk-biologisk fakultet ved det russiske statlige medisinske universitetet. I 30 år av fakultetets arbeid har det blitt utdannet et stort antall medisinske spesialister: biofysikere, biokjemikere og kybernetikk. Men problemet med dette fakultetet er at til nå kunne kandidatene bare engasjere seg i medisinsk vitenskapelig forskning, uten rett til å behandle pasienter. Nå blir dette problemet løst - ved det russiske statlige medisinske universitetet, sammen med Institutt for avansert opplæring av leger, er det opprettet et pedagogisk og vitenskapelig kompleks som lar seniorstudenter gjennomgå ytterligere medisinsk opplæring.

Ofte overrasker vitenskapelige oppfinnelser positivt og inspirerer til optimisme. Nedenfor er seks oppfinnelser som kan bli mye brukt i fremtiden og gjøre livet enklere for pasienter. Les og lur på!

vokste blodårer

20 prosent av mennesker i USA dør hvert år av sigarettrøyking. De mest brukte røykesluttmetodene er faktisk ineffektive. Forskere ved Harvard University fant under en studie at nikotintyggegummi og plaster gjorde lite for å hjelpe storrøykere med foresatte å slutte å røyke.

Nikotin tannkjøtt og plaster hjelper lite for å hjelpe storrøykere med en verge til å slutte å røyke.

Chrono Therapeutics, med base i Hayward, California, USA, har foreslått en enhet som kombinerer teknologiene til både en smarttelefon og en gadget. I sin handling ligner den på et gips, men effektiviteten økes mange ganger. Røykere bærer en liten elektronisk enhet på håndleddet som leverer nikotin inn i kroppen av og til, men når det er mest nødvendig for en erfaren røyker. Om morgenen etter å ha våknet og etter å ha spist, overvåker enheten "topp" øyeblikkene for røykeren når behovet for nikotin øker, og reagerer umiddelbart på dette. Siden nikotin kan forstyrre søvnen, slår enheten seg av når personen sovner.

Den elektroniske dingsen er koblet til applikasjonen i smarttelefonen. Smarttelefonen bruker gamification-metoder (spilltilnærminger som er mye brukt i dataspill for ikke-spillprosesser) for å hjelpe brukere med å spore helseforbedringer etter å ha sluttet med sigaretter, gi hint på hvert nytt stadium, . Dessuten hjelper brukere hverandre med å bekjempe dårlige vaner ved å forene seg i et spesielt nettverk og utveksle velprøvde anbefalinger. Chrono planlegger å utforske gadgeten videre i år. Forskere håper at produktet vil dukke opp på markedet om 1,5 år.

Nevromodulering i behandling av leddgikt og Crohns sykdom

Kunstig kontroll av nerveaktivitet (nevromodulering) vil bidra til å behandle alvorlige sykdommer som revmatoid artritt og Crohns sykdom.For å oppnå dette planlegger forskerne å bygge en liten elektrisk stimulator nær vagusnerven i nakken. Selskapet, som ligger i Valencia, California (USA), bruker oppdagelsen til nevrokirurgen Kevin J. Tracy i sitt arbeid. Han hevder at kroppens vagusnerve bidrar til å redusere betennelse. I tillegg ble oppfinnelsen av gadgeten foranlediget av studier som viser at personer med inflammatoriske prosesser har lav vagusnerveaktivitet.

SetPoint Medical utvikler en enhet som bruker elektrisk stimulering for å behandle betennelsessykdommer som f.eks. De første testene på frivillige av SETPOINT-oppfinnelsen vil begynne i løpet av de neste 6-9 månedene, sier lederen av selskapet, Anthony Arnold.

Forskere håper at enheten vil redusere behovet for legemidler som har bivirkninger. "Det er for immunsystemet," sier lederen for selskapet.

Brikken vil hjelpe deg med å bevege deg med lammelser

Forskere i Ohio har som mål å hjelpe lammede mennesker med å bevege armer og ben ved hjelp av en databrikke. Den kobler hjernen direkte til musklene. En enhet kalt NeuroLife har allerede hjulpet en 24 år gammel quadriplegic (fire-lem) mann med å bevege armen. Takket være oppfinnelsen kunne pasienten holde et kredittkort i hånden og sveipe det over leseren. I tillegg kan nå en ung mann skryte av å spille gitar i et videospill.

En enhet kalt NeuroLife hjalp en mann med diagnosen quadriplegia (quad lammelse) med å bevege armen. Pasienten kunne holde et kredittkort i hånden og sveipe det over leseren. Han skryter av å spille gitar i et videospill.

Brikken overfører hjernesignaler til programvare som gjenkjenner hvilke bevegelser personen ønsker å gjøre. Programmet omkoder signalene før de sendes over ledningene i klær med elektroder ().

Enheten utvikles av forskere ved Battelle, en non-profit forskningsorganisasjon, og ved Ohio State University, USA. Den største utfordringen var å utvikle programvarealgoritmer som tyder pasientens intensjoner gjennom hjernesignaler. Signalene blir så omdannet til elektriske impulser og pasientenes hender begynner å bevege seg, sier Herb Bresler, Battelles senior forskningsleder.

Robotkirurger

En kirurgisk robot med et lite mekanisk håndledd kan lage mikrosnitt i vev.

Forskere ved Vanderbilt University har som mål å bringe minimalt invasiv robotassistert kirurgi til det medisinske feltet. Den har en liten mekanisk arm for minimal vevsskjæring.

Roboten består av en hånd laget av bittesmå konsentriske rør, med et mekanisk håndledd i enden. Tykkelsen på håndleddet er mindre enn 2 mm, og den kan rotere 90 grader.

Det siste tiåret har robotkirurger blitt brukt i økende grad. Et trekk ved laparoskopi er at snittene bare er 5 til 10 mm. Disse bittesmå snittene, sammenlignet med tradisjonell kirurgi, lar vevet restituere seg mye raskere og gjør helingen mye mindre smertefull. Men dette er ikke grensen! Razere kan være halvparten så små. Dr. Robert Webster håper at teknologien hans vil bli mye brukt i akupunktur (mikrolaparoskopisk) kirurgi der snitt på mindre enn 3 mm er nødvendig.

Kreftscreening

Det viktigste ved kreftbehandling er tidlig diagnose av sykdommen. Dessverre går mange svulster ubemerket før det er for sent. Vadim Beckman, en biomedisinsk ingeniør og professor ved Northwestern University, jobber med tidlig kreftdeteksjon ved hjelp av en ikke-invasiv diagnostisk test.

Lungekreft er vanskelig å oppdage på et tidlig stadium uten dyre røntgenbilder. Denne typen diagnose kan være farlig for lavrisikopasienter. Men for Beckman-testen, som indikerer at lungekreft har begynt å utvikle seg, er det ikke nødvendig med verken bestråling eller å få et bilde av lungene, eller bestemmelse av tumormarkører, som langt fra alltid er pålitelige. Det er nok å ta celleprøver... fra innsiden av pasientens kinn. Testen oppdager endringer i cellulær struktur ved å bruke lys til å måle endringer.

Et spesielt mikroskop utviklet av Beckmans laboratorium gjør undersøkelsen rimelig (omtrent $100) og rask. Hvis testresultatet er positivt, vil pasienten bli bedt om å fortsette videre testing. Preora Diagnostics, medgründer av Beckman, håper å bringe sin første lungekreftscreeningstest på markedet i 2017.

I det 21. århundre overrasker forskere hvert år med fantastiske funn som er vanskelig å tro. Nanoroboter som er i stand til å drepe kreftceller, gjøre brune øyne til blå, endre hudfarge, en 3D-printer som skriver ut kroppsvev (dette er veldig nyttig for å løse problemer) er langt fra en komplett liste over nyheter fra medisinens verden. Vel, vi gleder oss til nye oppfinnelser!