Najznačajnija otkrića u povijesti medicine. Velika znanstvena otkrića koja su nastala u snu

Doktor bioloških znanosti Y. PETRENKO.

Prije nekoliko godina na Moskovskom državnom sveučilištu otvoren je Fakultet temeljne medicine koji školuje liječnike sa širokim znanjem iz prirodnih disciplina: matematike, fizike, kemije i molekularne biologije. Ali pitanje koliko je temeljno znanje potrebno liječniku i dalje izaziva burnu raspravu.

Znanost i život // Ilustracije

Među simbolima medicine prikazanim na zabatima zgrade knjižnice Ruskog državnog medicinskog sveučilišta nalaze se nada i ozdravljenje.

Zidna slika u foajeu Ruskog državnog medicinskog sveučilišta, koja prikazuje velike doktore prošlosti, kako zamišljeno sjede za jednim dugačkim stolom.

W. Gilbert (1544-1603), dvorski liječnik engleske kraljice, prirodoslovac koji je otkrio zemaljski magnetizam.

T. Jung (1773-1829), poznati engleski liječnik i fizičar, jedan od tvoraca valne teorije svjetlosti.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), francuski liječnik koji je bio naklonjen fizikalnim istraživanjima. Uz pomoć njihala od 67 metara dokazao je rotaciju Zemlje oko svoje osi i napravio mnoga otkrića u području optike i magnetizma.

JR Mayer (1814-1878), njemački liječnik koji je uspostavio osnovna načela zakona održanja energije.

G. Helmholtz (1821-1894), njemački liječnik, proučavao je fiziološku optiku i akustiku, formulirao teoriju slobodne energije.

Je li potrebno predavati fiziku budućim liječnicima? U posljednje vrijeme ovo pitanje zabrinjava mnoge, a ne samo one koji obrazuju stručnjake iz područja medicine. Kao i obično, postoje i sukobljavaju se dva ekstremna mišljenja. Oni koji su za to slikaju sumornu sliku, što je rezultat zanemarivanja temeljnih disciplina u obrazovanju. Oni koji su "protiv" smatraju da bi u medicini trebao dominirati humanitarni pristup i da bi liječnik prije svega trebao biti psiholog.

KRIZA MEDICINE I KRIZA DRUŠTVA

Suvremena teorijska i praktična medicina postigla je veliki uspjeh, a u tome su joj uvelike pomogla fizikalna znanja. Ali u znanstvenim člancima i publicistici ne prestaju zvučati glasovi o krizi medicine općenito, a posebno medicinskog obrazovanja. Zasigurno postoje činjenice koje svjedoče o krizi - to je pojava "božanskih" iscjelitelja, te oživljavanje egzotičnih metoda liječenja. Čarolije poput "abrakadabra" i amajlija poput žabljeg kraka ponovno su u upotrebi, kao u pretpovijesno doba. Sve popularniji je neovitalizam čiji je jedan od utemeljitelja, Hans Driesch, smatrao da je bit životnih pojava entelehija (neka vrsta duše), koja djeluje izvan vremena i prostora, te da se živa bića ne mogu svesti na skup fizičkih i kemijske pojave. Prepoznavanje entelehije kao vitalne sile negira važnost fizikalnih i kemijskih disciplina za medicinu.

Može se navesti mnogo primjera kako pseudoznanstvene ideje zamjenjuju i istiskuju istinske znanstveno znanje. Zašto se ovo događa? Prema Francisu Cricku, nobelovcu i otkrivaču strukture DNK, kada društvo postane jako bogato, mladi ljudi pokazuju nevoljkost za rad: radije žive lagodan život i bave se sitnicama poput astrologije. To vrijedi ne samo za bogate zemlje.

Što se tiče krize u medicini, ona se može prevladati samo podizanjem razine fundamentalnosti. Općenito se vjeruje da je fundamentalnost više visoka razina generalizacije znanstvenih ideja, u ovom slučaju - ideje o ljudskoj prirodi. Ali čak i na tom putu može se doći do paradoksa, na primjer, promatrati osobu kao kvantni objekt, potpuno apstrahirajući od fizičkih i kemijskih procesa koji se događaju u tijelu.

LIJEČNIK-MISLILAC ILI LIJEČNIK-GURU?

Nitko ne poriče da pacijentovo uvjerenje u ozdravljenje igra važnu, ponekad čak i odlučujuću ulogu (sjetimo se placebo efekta). Dakle, kakav liječnik treba pacijentu? Samouvjereno izgovarati: "Bit ćete zdravi" ili dugo razmišljati koji lijek odabrati kako biste postigli maksimalan učinak, a pritom ne naškodili?

Prema sjećanjima njegovih suvremenika, slavni engleski znanstvenik, mislilac i liječnik Thomas Jung (1773-1829) često se ukočio u neodlučnosti uz bolesnikov krevet, oklijevao u postavljanju dijagnoze, često je dugo šutio, uranjajući u sam. Iskreno je i bolno tražio istinu u najsloženijoj i najkonfuznijoj temi, o kojoj je napisao: "Ne postoji znanost koja po složenosti nadilazi medicinu. Ona nadilazi granice ljudskog uma."

Sa stajališta psihologije, liječnik-mislilac ne odgovara puno slici idealnog liječnika. Nedostaje mu hrabrosti, arogancije, imperatornosti, često svojstvene neznalicama. Vjerojatno je takva priroda osobe: kada je bolestan, osloniti se na brze i energične postupke liječnika, a ne na razmišljanje. Ali, kako je Goethe rekao, "nema ništa strašnije od aktivnog neznanja". Jung, kao liječnik, nije stekao veliku popularnost među pacijentima, ali među njegovim kolegama njegov je autoritet bio visok.

FIZIKU STVARAJU LIJEČNICI

Upoznaj sebe i spoznat ćeš cijeli svijet. Prva je medicina, druga je fizika. U početku je odnos medicine i fizike bio blizak, nisu se bez razloga održavali zajednički kongresi prirodnih znanstvenika i liječnika sve do početka 20. stoljeća. Inače, fiziku su uvelike stvarali liječnici, a na istraživanje su ih često poticala pitanja koja je medicina postavljala.

Liječnici-mislioci antike prvi su razmišljali o pitanju što je toplina. Znali su da je zdravlje čovjeka povezano s toplinom njegova tijela. Veliki Galen (2. stoljeće nove ere) uveo je pojmove "temperature" i "stupanj", koji su postali temeljni za fiziku i druge discipline. Tako su antički liječnici postavili temelje znanosti o toplini i izumili prve termometre.

William Gilbert (1544-1603), liječnik engleske kraljice, proučavao je svojstva magneta. Zemlju je nazvao velikim magnetom, dokazao to eksperimentalno i došao do modela za opisivanje Zemljinog magnetizma.

Thomas Jung, koji je već spomenut, bio je liječnik, ali je također napravio velika otkrića u mnogim područjima fizike. S pravom se smatra, uz Fresnela, tvorcem valne optike. Inače, upravo je Jung otkrio jedan od vidnih nedostataka - daltonizam (nemogućnost razlikovanja crvene i zelene boje). Ironično, ovo otkriće ovjekovječilo je u medicini ime ne liječnika Junga, već fizičara Daltona, koji je prvi otkrio ovaj nedostatak.

Julius Robert Mayer (1814-1878), koji je dao ogroman doprinos otkriću zakona održanja energije, služio je kao liječnik na nizozemskom brodu Java. Mornare je liječio puštanjem krvi, što se u to vrijeme smatralo lijekom za sve bolesti. Ovom prilikom su se čak našalili da su liječnici pustili više ljudske krvi nego što je proliveno na ratištima u cijeloj povijesti čovječanstva. Meyer je primijetio da kada je brod u tropima, venska krv je gotovo jednako svjetla kao arterijska krv tijekom puštanja krvi (obično je venska krv tamnija). On je to predložio ljudsko tijelo, kao parni stroj, u tropima, pri visokim temperaturama zraka, troši manje "goriva", a samim time i ispušta manje "dima", pa se venska krv posvjetljuje. Osim toga, nakon razmišljanja o riječima jednog navigatora da se tijekom oluja voda u moru zagrijava, Meyer je došao do zaključka da posvuda mora postojati određeni odnos između rada i topline. Izrazio je odredbe koje su činile temelj zakona održanja energije.

Izvanredni njemački znanstvenik Hermann Helmholtz (1821-1894), također liječnik, neovisno o Mayeru formulirao je zakon održanja energije i izrazio ga u suvremenom matematičkom obliku, kojim se i danas služe svi koji proučavaju i koriste fiziku. Osim toga, Helmholtz je napravio velika otkrića u području elektromagnetskih pojava, termodinamike, optike, akustike, kao i u fiziologiji vida, sluha, živčanog i mišićnog sustava, izumio niz važnih uređaja. Dobivši medicinsko obrazovanje i kao profesionalni liječnik, pokušao je primijeniti fiziku i matematiku u fiziološkim istraživanjima. U dobi od 50 godina profesionalni liječnik postaje profesor fizike, a 1888. - ravnatelj Fizičko-matematičkog instituta u Berlinu.

Francuski liječnik Jean-Louis Poiseuille (1799.-1869.) eksperimentalno je proučavao snagu srca kao pumpe koja pumpa krv, te je istraživao zakone kretanja krvi u venama i kapilarama. Rezimirajući dobivene rezultate, izveo je formulu koja se pokazala iznimno važnom za fiziku. Za usluge fizike, jedinica dinamičke viskoznosti, poise, nazvana je po njemu.

Slika koja prikazuje doprinos medicine razvoju fizike izgleda prilično uvjerljivo, ali joj se može dodati još nekoliko poteza. Svaki vozač je čuo za kardansko vratilo koje prenosi rotacijsko gibanje pod različitim kutovima, ali malo ljudi zna da ju je izumio talijanski liječnik Gerolamo Cardano (1501-1576). Poznato Foucaultovo njihalo, koje čuva ravninu titranja, nosi ime francuskog znanstvenika Jean-Bernard-Leona Foucaulta (1819.-1868.), liječnika po obrazovanju. Poznati ruski liječnik Ivan Mihajlovič Sečenov (1829-1905), čije je ime Moskovska državna medicinska akademija, bavio se fizička kemija i uspostavio važan fizikalni i kemijski zakon koji opisuje promjenu topljivosti plinova u vodenom mediju, ovisno o prisutnosti elektrolita u njemu. Ovaj zakon još uvijek proučavaju studenti, i to ne samo na medicinskim fakultetima.

"NE RAZUMIJEMO FORMULU!"

Za razliku od prošlih liječnika, danas mnogi studenti medicine jednostavno ne razumiju zašto ih predaju znanosti. Sjećam se jedne priče iz svoje prakse. Intenzivna tišina, studenti druge godine Fakulteta fundamentalne medicine Moskovskog državnog sveučilišta pišu test. Tema je fotobiologija i njezina primjena u medicini. Napominjemo da su fotobiološki pristupi koji se temelje na fizikalnim i kemijskim principima djelovanja svjetlosti na materiju danas prepoznati kao najperspektivniji za liječenje onkoloških bolesti. Nepoznavanje ovog odjeljka, njegovih osnova je ozbiljna šteta u medicinskom obrazovanju. Pitanja nisu previše komplicirana, sve je u okviru gradiva predavanja i seminara. No rezultat je razočaravajući: gotovo polovica učenika dobila je dvojke. A za sve koji se nisu snašli u zadatku karakteristično je jedno – fiziku nisu predavali u školi niti su je učili kroz rukav. Za neke ova tema izaziva pravi užas. U hrpi probnih radova naišao sam na list poezije. Studentica se, ne mogavši ​​odgovoriti na pitanja, u pjesničkom obliku požalila da mora trpati ne latinski (vječna muka studenata medicine), već fiziku, a na kraju je uzviknula: "Što da radimo? Ipak smo mi liječnici , ne možemo razumjeti formule!" Mlada pjesnikinja, koja je u svojim pjesmama kontrolu nazvala "sudnjim danom", nije izdržala ispit iz fizike i na kraju je prešla na Filozofski fakultet.

Kada studenti, budući liječnici, operiraju štakora, nikome ne bi palo na pamet zapitati se zašto je to potrebno, iako se ljudski i štakorski organizmi dosta razlikuju. Zašto budućim liječnicima treba fizika nije tako očito. No može li liječnik koji ne razumije osnovne zakone fizike kompetentno raditi s najsloženijom dijagnostičkom opremom kojom su moderne klinike "natrpane"? Usput, mnogi studenti, nakon što su prevladali prve neuspjehe, s entuzijazmom se počinju baviti biofizikom. Na kraju Školska godina kada su se proučavale teme kao što su "Molekularni sustavi i njihova kaotična stanja", "Novi analitički principi pH-metrije", "Fizička priroda kemijskih transformacija tvari", "Antioksidacijska regulacija procesa peroksidacije lipida", studenti druge godine su napisali: "Otkrili smo temeljni zakoni koji određuju osnovu živog i, moguće, svemira. Oni nisu otkriveni na temelju spekulativnih teorijskih konstrukcija, već u stvarnom objektivnom eksperimentu. Bilo nam je teško, ali zanimljivo." Možda među tim dečkima ima budućih Fedorova, Ilizarova, Šumakova.

"Najbolji način da nešto proučite je da sami otkrijete", rekao je njemački fizičar i pisac Georg Lichtenberg. "Ono što ste sami bili prisiljeni otkriti ostavlja put u vašem umu koji možete ponovno koristiti kada se ukaže potreba." Ovaj najučinkovitiji princip poučavanja star je koliko i svijet. Ona je u osnovi "Sokratove metode" i naziva se principom aktivnog učenja. Na tom je principu izgrađena nastava biofizike na Fakultetu fundamentalne medicine.

RAZVOJ FUNDAMENTALNOSTI

Temeljnost medicine ključ je njezine trenutne održivosti i budućeg razvoja. Moguće je istinski postići cilj promatrajući tijelo kao sustav sustava i slijedeći put dubljeg razumijevanja njegovog fizikalno-kemijskog razumijevanja. Što je s medicinskim obrazovanjem? Odgovor je jasan: povećati razinu znanja učenika iz područja fizike i kemije. Godine 1992. na Moskovskom državnom sveučilištu osnovan je Fakultet temeljne medicine. Cilj je bio ne samo vratiti medicinu na sveučilište, već i, bez smanjenja kvalitete medicinske izobrazbe, oštro ojačati prirodno-znanstvenu bazu znanja budućih liječnika. Takav zadatak zahtijeva intenzivan rad i nastavnika i učenika. Od studenata se očekuje da svjesno izaberu temeljnu medicinu u odnosu na konvencionalnu medicinu.

Još ranije, ozbiljan pokušaj u tom smjeru bilo je stvaranje medicinsko-biološkog fakulteta na Ruskom državnom medicinskom sveučilištu. Za 30 godina rada fakulteta osposobljen je veliki broj medicinskih specijalista: biofizičara, biokemičara i kibernetičara. No, problem ovog fakulteta je u tome što su se do sada njegovi diplomci mogli baviti samo medicinskim znanstvenim istraživanjima, a nisu imali pravo liječiti pacijente. Sada se ovaj problem rješava - na Ruskom državnom medicinskom sveučilištu, zajedno s Institutom za usavršavanje liječnika, stvoren je obrazovni i znanstveni kompleks koji studentima viših razreda omogućuje dodatnu medicinsku obuku.

Doktor bioloških znanosti Y. PETRENKO.

Protekla godina bila je vrlo plodna za znanost. Poseban napredak znanstvenici su postigli u području medicine. Čovječanstvo je napravilo nevjerojatna otkrića, znanstvena otkrića i stvorilo mnoge korisne lijekove koji će zasigurno uskoro biti slobodno dostupni. Pozivamo vas da se upoznate s deset najnevjerojatnijih medicinskih otkrića 2015. godine, koji će zasigurno dati ozbiljan doprinos razvoju medicinskih usluga u vrlo bliskoj budućnosti.

Otkriće teiksobaktina

Svjetska zdravstvena organizacija je 2014. godine upozorila sve da čovječanstvo ulazi u takozvanu postantibiotsku eru. I doista, bila je u pravu. Znanost i medicina nisu proizvele nove vrste antibiotika od 1987. Međutim, bolesti ne miruju. Svake godine pojavljuju se nove infekcije koje su otpornije na postojeće lijekove. To je postao pravi svjetski problem. Međutim, 2015. godine znanstvenici su došli do otkrića koje će, po njihovom mišljenju, donijeti dramatične promjene.

Znanstvenici su otkrili novu klasu antibiotika od 25 antimikrobnih sredstava, uključujući i jedan vrlo važan teixobactin. Ovaj antibiotik uništava mikrobe blokirajući njihovu sposobnost stvaranja novih stanica. Drugim riječima, mikrobi, pod utjecajem ovog lijeka, s vremenom ne mogu razviti i razviti otpornost na lijek. Teixobactin se sada pokazao vrlo učinkovitim protiv rezistentnog Staphylococcus aureus i nekoliko bakterija koje uzrokuju tuberkulozu.

Laboratorijski testovi teiksobaktina provedeni su na miševima. Velika većina eksperimenata pokazala je učinkovitost lijeka. Pokusi na ljudima trebali bi započeti 2017.

Liječnici su izrasli nove glasnice

Jedno od najzanimljivijih i najperspektivnijih područja u medicini je regeneracija tkiva. Godine 2015. popis rekreiranih umjetna metoda tijela nadopunjena novim artiklom. Liječnici sa Sveučilišta Wisconsin naučili su uzgajati ljudske glasnice, zapravo, iz ničega.
Grupa znanstvenika predvođena dr. Nathanom Welhanom je bioinženjeringom izradila tkivo koje može oponašati rad sluznice glasnica, odnosno to tkivo koje predstavljaju dva režnja žica, koji vibriraju stvarajući ljudski govor . Donorske stanice, iz kojih su naknadno izrasli novi ligamenti, uzete su od pet pacijenata dobrovoljaca. U laboratoriju su u dva tjedna znanstvenici uzgojili potrebno tkivo, nakon čega su ga dodali u umjetni model grkljana.

Zvuk koji stvaraju nastale glasnice znanstvenici opisuju kao metalni i uspoređuju ga sa zvukom robotskog kazooa (igrački puhački glazbeni instrument). Međutim, znanstvenici su uvjereni da će glasnice koje su stvorili u stvarnim uvjetima (to jest, kada su implantirane u živi organizam) zvučati gotovo kao stvarne.

U jednom od najnovijih eksperimenata na laboratorijskim miševima s cijepljenim ljudskim imunitetom, istraživači su odlučili testirati hoće li tijelo glodavaca odbaciti novo tkivo. Srećom, to se nije dogodilo. Dr. Welham uvjeren je da ni ljudsko tijelo neće odbaciti tkivo.

Lijek protiv raka mogao bi pomoći pacijentima s Parkinsonovom bolešću

Tisinga (ili nilotinib) je testiran i odobren lijek koji se obično koristi za liječenje ljudi sa znakovima leukemije. Međutim, nova studija Medicinskog centra Sveučilišta Georgetown pokazuje da Tasingin lijek može biti vrlo moćan alat za kontrolu motoričkih simptoma kod osoba s Parkinsonovom bolešću, poboljšavajući njihovu motoričku funkciju i kontrolirajući nemotoričke simptome bolesti.

Fernando Pagan, jedan od liječnika koji je proveo ovu studiju, vjeruje da bi terapija nilotinibom mogla biti prva te vrste učinkovita metoda za smanjenje degradacije kognitivnih i motoričkih funkcija kod pacijenata s neurodegenerativnim bolestima poput Parkinsonove bolesti.

Znanstvenici su šest mjeseci davali povećane doze nilotiniba 12 pacijenata dobrovoljaca. Kod svih 12 pacijenata koji su završili ovo ispitivanje lijeka do kraja, došlo je do poboljšanja motoričkih funkcija. Njih 10 pokazalo je značajno poboljšanje.

Glavni cilj ove studije bio je ispitati sigurnost i neškodljivost nilotiniba u ljudi. Doza korištenog lijeka bila je mnogo manja od doze koja se obično daje pacijentima s leukemijom. Unatoč činjenici da je lijek pokazao svoju učinkovitost, studija je još uvijek provedena na maloj skupini ljudi bez uključivanja kontrolnih skupina. Stoga, prije nego što se Tasinga koristi kao terapija za Parkinsonovu bolest, morat će se napraviti još nekoliko ispitivanja i znanstvenih studija.

Prva 3D ispisana škrinja na svijetu

Tijekom proteklih nekoliko godina, tehnologija 3D ispisa prodrla je u mnoga područja, što je dovelo do nevjerojatnih otkrića, razvoja i novih proizvodnih metoda. Godine 2015. liječnici iz Sveučilišne bolnice Salamanca u Španjolskoj izveli su prvu operaciju na svijetu kojom su pacijentu zamijenili oštećeni prsni koš novom 3D isprintanom protezom.

Muškarac je bolovao od rijetke vrste sarkoma, a liječnici nisu imali drugog izbora. Kako bi izbjegli daljnje širenje tumora po cijelom tijelu, stručnjaci su uklonili gotovo cijelu prsnu kost s osobe i zamijenili kosti implantatom od titana.

U pravilu se implantati za velike dijelove kostura izrađuju od raznih materijala koji se s vremenom mogu istrošiti. Osim toga, zamjena tako složene artikulacije kostiju kao što su kosti prsne kosti, koje su obično jedinstvene u svakom pojedinačnom slučaju, zahtijevala je od liječnika da pažljivo skeniraju prsnu kost osobe kako bi dizajnirali implantat odgovarajuće veličine.

Odlučeno je koristiti leguru titana kao materijal za novu prsnu kost. Nakon izvođenja visokopreciznih 3D CT skeniranja, znanstvenici su upotrijebili Arcam pisač vrijedan 1,3 milijuna dolara kako bi stvorili novu škrinju od titana. Operacija ugradnje nove prsne kosti pacijentu je bila uspješna, a osoba je već završila cijeli tečaj rehabilitacije.

Od stanica kože do moždanih stanica

Znanstvenici s kalifornijskog Salk instituta u La Jolli posvetili su prošlu godinu istraživanju ljudskog mozga. Razvili su metodu za transformaciju stanica kože u moždane stanice i već su ih pronašli korisna područja primjena nove tehnologije.

Valja napomenuti da su znanstvenici pronašli način da stanice kože pretvore u stare moždane stanice, što pojednostavljuje njihovu daljnju upotrebu, primjerice, u istraživanju Alzheimerove i Parkinsonove bolesti te njihovog odnosa s učincima starenja. Povijesno gledano, životinjske moždane stanice korištene su za takva istraživanja, međutim, znanstvenici su u ovom slučaju bili ograničeni u svojim mogućnostima.

Nedavno su znanstvenici uspjeli pretvoriti matične stanice u moždane stanice koje se mogu koristiti za istraživanja. Međutim, ovo je prilično naporan proces, a rezultat su stanice koje nisu u stanju oponašati rad mozga starije osobe.

Nakon što su istraživači razvili način za umjetno stvaranje moždanih stanica, svoju su pozornost usmjerili na stvaranje neurona koji bi imali sposobnost proizvodnje serotonina. I premda dobivene stanice imaju samo mali djelić sposobnosti ljudskog mozga, one aktivno pomažu znanstvenicima u istraživanju i pronalaženju lijekova za bolesti i poremećaje kao što su autizam, shizofrenija i depresija.

Kontracepcijske pilule za muškarce

Japanski znanstvenici s Instituta za istraživanje mikrobnih bolesti u Osaki objavili su novi znanstveni rad prema kojem ćemo u ne tako dalekoj budućnosti moći proizvoditi kontracepcijske pilule za muškarce u stvarnom životu. U svom radu znanstvenici opisuju studije lijekova "Tacrolimus" i "Cyxlosporin A".

Obično se ovi lijekovi koriste nakon transplantacije organa za suzbijanje imunološkog sustava tijela kako ono ne bi odbacilo novo tkivo. Blokada nastaje zbog inhibicije proizvodnje enzima kalcineurina, koji sadrži proteine ​​PPP3R2 i PPP3CC koji se inače nalaze u muškom sjemenu.

U svojoj studiji na laboratorijskim miševima, znanstvenici su otkrili da čim se protein PPP3CC ne proizvodi u organizmima glodavaca, njihove reproduktivne funkcije su naglo smanjene. To je potaknulo istraživače na zaključak da nedovoljna količina ovog proteina može dovesti do steriliteta. Nakon pažljivijeg proučavanja, stručnjaci su zaključili da ovaj protein daje spermijima fleksibilnost i potrebnu snagu i energiju za prodiranje kroz membranu jajne stanice.

Testiranje na zdravim miševima samo je potvrdilo njihovo otkriće. Samo pet dana korištenja lijekova "Tacrolimus" i "Cyxlosporin A" dovelo je do potpune neplodnosti miševa. Međutim, njihova reproduktivna funkcija u potpunosti je obnovljena samo tjedan dana nakon što su prestali davati ove lijekove. Važno je napomenuti da kalcineurin nije hormon, pa upotreba lijekova ni na koji način ne smanjuje seksualnu želju i razdražljivost organizma.

Unatoč obećavajućim rezultatima, trebat će nekoliko godina za stvaranje pravih muškaraca kontracepcijske pilule. Oko 80 posto studija na miševima nije primjenjivo na ljudske slučajeve. Međutim, znanstvenici se i dalje nadaju uspjehu, jer je učinkovitost lijekova dokazana. Osim toga, slični lijekovi već su prošli klinička ispitivanja na ljudima i naširoko se koriste.

DNK pečat

Tehnologije 3D ispisa stvorile su jedinstvenu novu industriju - ispis i prodaju DNK. Istina, vjerojatnije je da će se izraz "tiskanje" ovdje koristiti posebno u komercijalne svrhe i ne opisuje nužno što se zapravo događa u ovom području.

Izvršni direktor Cambrian Genomicsa objašnjava da se proces najbolje opisuje izrazom "provjera pogrešaka", a ne "ispis". Milijuni komada DNK stavljaju se na sićušne metalne podloge i skeniraju računalom, koje odabire niti koje će na kraju činiti cijeli lanac DNK. Nakon toga, potrebne veze se pažljivo izrezuju laserom i postavljaju u novi lanac, koji je prethodno naručio naručitelj.

Tvrtke poput Cambriana vjeruju da će ljudi u budućnosti moći stvarati nove organizme samo za zabavu s posebnim računalnim hardverom i softverom. Naravno, takve pretpostavke će odmah izazvati pravedni bijes ljudi koji sumnjaju u etičku ispravnost i praktičnu korisnost ovih studija i prilika, ali prije ili kasnije, htjeli mi to ili ne, doći ćemo do ovoga.

Sada, ispis DNK ne daje mnogo obećanja u području medicine. Proizvođači lijekova i istraživačke tvrtke među prvim su kupcima tvrtki poput Cambriana.

Istraživači s Instituta Karolinska u Švedskoj otišli su korak dalje i počeli stvarati razne figurice od DNK niti. DNA origami, kako ga zovu, na prvi pogled može izgledati kao obično maženje, međutim, ova tehnologija ima i praktičan potencijal za korištenje. Na primjer, može se koristiti za dostavu lijekovi u tijelo.

Nanoboti u živom organizmu

Početkom 2015. godine, polje robotike odnijelo je veliku pobjedu kada je skupina istraživača sa Sveučilišta u Kaliforniji u San Diegu objavila da su proveli prve uspješne testove pomoću nanobota koji su svoju zadaću obavljali iz unutrašnjosti živog organizma.

U ovom slučaju, laboratorijski miševi djelovali su kao živi organizam. Nakon postavljanja nanobota unutar životinja, mikrostrojevi su otišli u želudac glodavaca i isporučili teret stavljen na njih, a to su bile mikroskopske čestice zlata. Do kraja postupka znanstvenici nisu primijetili nikakva oštećenja na unutarnjim organima miševa te su na taj način potvrdili korisnost, sigurnost i učinkovitost nanobota.

Daljnji testovi su pokazali da više čestica zlata koje su dostavili nanobotovi ostaju u želucima od onih koje su tamo jednostavno unesene uz obrok. To je potaknulo znanstvenike na razmišljanje da će nanoboti u budućnosti moći puno učinkovitije isporučiti potrebne lijekove u tijelo nego tradicionalnijim metodama njihova davanja.

Motorni lanac malih robota napravljen je od cinka. Kada dođe u dodir s kiselo-baznom okolinom tijela, kemijska reakcija, kao rezultat toga nastaju mjehurići vodika, koji promoviraju nanobote unutra. Nakon nekog vremena, nanoboti se jednostavno otapaju u kiseloj sredini želuca.

Iako je tehnologija bila u razvoju gotovo desetljeće, tek su je 2015. znanstvenici uspjeli testirati u životnom okruženju, a ne u konvencionalnim petrijevim zdjelicama, kao što je to učinjeno mnogo puta prije. Nanoboti se u budućnosti mogu koristiti za otkrivanje, pa čak i liječenje raznih bolesti unutarnjih organa utječući na pojedine stanice pravim lijekovima.

Injekcioni nanoimplantat mozga

Tim znanstvenika s Harvarda razvio je implantat koji obećava liječenje brojnih neurodegenerativnih poremećaja koji dovode do paralize. Implantat je elektronički uređaj koji se sastoji od univerzalnog okvira (mrežice), na koji se kasnije mogu spojiti različiti nanouređaji nakon što se umetnu u mozak pacijenta. Zahvaljujući implantatu, bit će moguće pratiti neuralnu aktivnost mozga, stimulirati rad određenih tkiva, a također i ubrzati regeneraciju neurona.

Elektronička mreža sastoji se od vodljivih polimernih niti, tranzistora ili nanoelektroda koje povezuju sjecišta. Gotovo cijelo područje mreže sastoji se od rupa, što omogućuje živim stanicama da formiraju nove veze oko nje.

Do početka 2016. tim znanstvenika s Harvarda još uvijek testira sigurnost korištenja takvog implantata. Na primjer, dva miša su implantirana u mozak s uređajem koji se sastoji od 16 električnih komponenti. Uređaji su uspješno korišteni za praćenje i stimulaciju specifičnih neurona.

Umjetna proizvodnja tetrahidrokanabinola

Već dugi niz godina marihuana se koristi u medicini kao sredstvo protiv bolova, a posebno za poboljšanje stanja oboljelih od raka i AIDS-a. U medicini se aktivno koristi i sintetička zamjena za marihuanu, odnosno njezina glavna psihoaktivna komponenta, tetrahidrokanabinol (ili THC).

Međutim, biokemičari s Tehničkog sveučilišta u Dortmundu najavili su stvaranje nove vrste kvasca koji proizvodi THC. Štoviše, neobjavljeni podaci pokazuju da su isti znanstvenici stvorili drugu vrstu kvasca koji proizvodi kanabidiol, još jedan psihoaktivni sastojak marihuane.

Marihuana sadrži nekoliko molekularnih spojeva koji su zanimljivi istraživačima. Stoga bi otkriće učinkovitog umjetnog načina stvaranja ovih komponenti u velikim količinama moglo donijeti lijek velika korist. Međutim, metoda konvencionalnog uzgoja biljaka i potom ekstrahiranja potrebnih molekularnih spojeva sada je najučinkovitiji način. Unutar 30 posto suhe težine moderna marihuana može sadržavati pravu THC komponentu.

Unatoč tome, dortmundski znanstvenici uvjereni su da će u budućnosti moći pronaći učinkovitiji i brži način za ekstrakciju THC-a. Do sada, stvoreni kvasac ponovno raste na molekulama iste gljive, umjesto preferirane alternative u obliku jednostavnih saharida. Sve to dovodi do činjenice da se sa svakom novom šaržom kvasca smanjuje i količina slobodne THC komponente.

U budućnosti, znanstvenici obećavaju da će pojednostaviti proces, maksimizirati proizvodnju THC-a i proširiti se na industrijsku upotrebu, što će u konačnici zadovoljiti potrebe medicinskih istraživanja i europskih regulatora koji traže nove načine proizvodnje THC-a bez uzgoja same marihuane.

POVIJEST MEDICINE:
PREKRETNICE I VELIKA OTKRIĆA

Prema Discovery Channelu
("Discovery Channel")

Medicinska otkrića promijenila su svijet. Promijenili su tijek povijesti, spasili nebrojene živote, pomaknuli granice našeg znanja do granica na kojima danas stojimo, spremni za nova velika otkrića.

anatomija čovjeka

U staroj Grčkoj liječenje bolesti temeljilo se više na filozofiji nego na pravom razumijevanju ljudske anatomije. Kirurške intervencije bile su rijetke, a seciranje leševa još se nije prakticiralo. Kao rezultat toga, liječnici praktički nisu imali informacije o unutarnjoj strukturi osobe. Tek u renesansi anatomija se pojavila kao znanost.

Belgijski liječnik Andreas Vesalius šokirao je mnoge kada je odlučio proučavati anatomiju secirajući leševe. Materijal za istraživanje morao se kopati pod okriljem noći. Znanstvenici poput Vesaliusa morali su pribjeći ne posve legalnim metode. Kada je Vesalius postao profesor u Padovi, sklopio je prijateljstvo s krvnikom. Vesalius je odlučio prenijeti iskustvo stečeno godinama vještog seciranja pisanjem knjige o ljudskoj anatomiji. Tako se pojavila knjiga "O građi ljudskog tijela". Objavljena 1538. godine, knjiga se smatra jednim od najvećih djela na području medicine, kao i jednim od najvećih otkrića, jer daje prvi točan opis građe ljudskog tijela. To je bio prvi ozbiljan izazov autoritetu starogrčkih liječnika. Knjiga je rasprodana u ogromnim tiražima. Kupovali su ga obrazovani ljudi, čak i daleko od medicine. Cijeli tekst je vrlo pomno ilustriran. Tako su informacije o ljudskoj anatomiji postale mnogo dostupnije. Zahvaljujući Vesaliju, proučavanje ljudske anatomije putem seciranja postalo je sastavni dio obuke liječnika. I to nas dovodi do sljedećeg velikog otkrića.

Cirkulacija

Ljudsko srce je mišić veličine šake. Otkuca više od sto tisuća puta dnevno, tijekom sedamdeset godina – to je više od dvije milijarde otkucaja srca. Srce pumpa 23 litre krvi u minuti. Krv teče kroz tijelo, prolazeći kroz složeni sustav arterija i vena. Ako su sve krvne žile u ljudskom tijelu istegnute u jednu liniju, tada dobivate 96 tisuća kilometara, što je više nego dvostruko više od opsega Zemlje. Do početka 17. stoljeća proces cirkulacije krvi bio je netočno predstavljen. Prevladavala je teorija da krv teče do srca kroz pore u mekim tkivima tijela. Među pristašama ove teorije bio je i engleski liječnik William Harvey. Rad srca ga je fascinirao, ali što je više promatrao otkucaje srca kod životinja, to je više shvaćao da je općeprihvaćena teorija cirkulacije krvi jednostavno pogrešna. On nedvosmisleno piše: "... Mislio sam, zar se krv ne može kretati, kao u krugu?" I prva rečenica u sljedećem odlomku: "Kasnije sam saznao da je to tako...". Obdukcijom je Harvey otkrio da srce ima jednosmjerne zaliske koji omogućuju protok krvi samo u jednom smjeru. Neki zalisci propuštaju krv, drugi je puštaju van. I bilo je to veliko otkriće. Harvey je shvatio da srce pumpa krv u arterije, zatim ona prolazi kroz vene i, zatvarajući krug, vraća se u srce, a zatim ponovno započinje ciklus. Danas se to čini kao uobičajena istina, ali za 17. stoljeće otkriće Williama Harveyja bilo je revolucionarno. Bio je to razoran udarac uvriježenim medicinskim konceptima. Na kraju svoje rasprave, Harvey piše: "Razmišljajući o nesagledivim posljedicama koje će ovo imati za medicinu, vidim polje gotovo neograničenih mogućnosti."
Harveyjevo otkriće ozbiljno je unaprijedilo anatomiju i kirurgiju i jednostavno spasilo mnoge živote. U cijelom svijetu kirurške stezaljke koriste se u operacijskim sobama kako bi blokirale protok krvi i zadržale krvožilni sustav pacijenta netaknutim. I svaki od njih podsjetnik je na veliko otkriće Williama Harveyja.

Krvne grupe

Još jedno veliko otkriće vezano za krv napravljeno je u Beču 1900. godine. Entuzijazam za transfuziju krvi ispunio je Europu. Prvo su se pojavile tvrdnje da je učinak iscjeljenja nevjerojatan, a onda, nakon nekoliko mjeseci, izvješća o mrtvima. Zašto je ponekad transfuzija uspješna, a ponekad ne? Austrijski liječnik Karl Landsteiner bio je odlučan pronaći odgovor. Pomiješao je uzorke krvi različitih darivatelja i proučavao rezultate.
U nekim se slučajevima krv uspješno pomiješala, ali u drugima se zgrušala i postala viskozna. Nakon pomnijeg pregleda, Landsteiner je otkrio da se krv zgrušava kada specifični proteini u krvi primatelja, nazvani antitijela, reagiraju s drugim proteinima u donorovim crvenim krvnim stanicama, poznatim kao antigeni. Za Landsteinera je ovo bila prekretnica. Shvatio je da nije sva ljudska krv ista. Pokazalo se da se krv može jasno podijeliti u 4 skupine, koje je dao oznakama: A, B, AB i nula. Pokazalo se da je transfuzija krvi uspješna samo ako se osobi transfuzira krv iste skupine. Landsteinerovo otkriće odmah se odrazilo u medicinskoj praksi. Nekoliko godina kasnije, transfuzije krvi već su se prakticirale diljem svijeta, spašavajući mnoge živote. Zahvaljujući točnom određivanju krvne grupe, do 50-ih godina prošlog stoljeća postala je moguća transplantacija organa. Danas se samo u Sjedinjenim Državama transfuzija krvi obavlja svake 3 sekunde. Bez toga bi svake godine umrlo oko 4,5 milijuna Amerikanaca.

Anestezija

Iako su prva velika otkrića na području anatomije omogućila liječnicima da spasu mnoge živote, nisu mogla ublažiti bol. Bez anestezije, operacije su bile noćna mora. Pacijenti su držani ili vezani za stol, kirurzi su pokušavali raditi što je brže moguće. Godine 1811. jedna je žena napisala: “Kada je strašni čelik zaronio u mene, prorezavši vene, arterije, meso, živce, više me nije trebalo tražiti da se ne miješam. Vrištala sam i vrištala dok sve nije bilo gotovo. Bol je bila tako nepodnošljiva." Operacija je bila posljednje sredstvo, mnogi su radije umirali nego išli pod kirurgov nož. Stoljećima su se improvizirani lijekovi koristili za ublažavanje boli tijekom operacija, neki od njih, poput opijuma ili ekstrakta mandragore, bili su lijekovi. Do 40-ih godina 19. stoljeća nekoliko je ljudi odjednom tražilo učinkovitiji anestetik: dva bostonska zubara, William Morton i Horost Wells, poznanici, te liječnik po imenu Crawford Long iz Georgije.
Eksperimentirali su s dvije tvari za koje se vjerovalo da ublažavaju bol - s dušikovim oksidom, koji je također nasmijavajući plin, te s tekućom mješavinom alkohola i sumporne kiseline. Pitanje tko je točno otkrio anesteziju ostaje kontroverzno, sva trojica su to tvrdila. Jedna od prvih javnih demonstracija anestezije održana je 16. listopada 1846. godine. W. Morton je mjesecima eksperimentirao s eterom, pokušavajući pronaći dozu koja bi omogućila pacijentu da se podvrgne operaciji bez boli. Široj javnosti, koju su činili bostonski kirurzi i studenti medicine, predstavio je uređaj svog izuma.
Pacijentu kojem je trebao biti uklonjen tumor s vrata dali su eter. Morton je čekao dok je kirurg napravio prvi rez. Začudo, pacijent nije plakao. Nakon operacije pacijent je izvijestio da cijelo to vrijeme nije ništa osjećao. Vijest o otkriću proširila se cijelim svijetom. Možete operirati bez boli, sada postoji anestezija. No, unatoč otkriću, mnogi su odbili koristiti anesteziju. Prema nekim uvjerenjima, bol treba trpjeti, a ne ublažavati, posebno porođajne bolove. Ali ovdje je kraljica Viktorija rekla svoje. Godine 1853. rodila je princa Leopolda. Na njezin zahtjev dobila je kloroform. Ispostavilo se da olakšava porođajnu bol. Nakon toga, žene su počele govoriti: "I ja ću uzeti kloroform, jer ako ih kraljica ne prezire, onda me nije sram."

X-zrake

Nemoguće je zamisliti život bez sljedećeg velikog otkrića. Zamislite da ne znamo gdje operirati pacijenta, kakva je kost slomljena, gdje je metak zabio i koja bi to patologija mogla biti. Sposobnost da se pogleda u nutrinu osobe, a da je ne otvori, bila je prekretnica u povijesti medicine. Krajem 19. stoljeća ljudi su koristili struju, a da zapravo nisu razumjeli što je to. Godine 1895. njemački fizičar Wilhelm Roentgen eksperimentirao je s katodnom cijevi, staklenim cilindrom s vrlo razrijeđenim zrakom unutra. Roentgena je zanimao sjaj koji stvaraju zrake koje izlaze iz cijevi. Za jedan od pokusa, Roentgen je cijev okružio crnim kartonom i zamračio prostoriju. Zatim je uključio telefon. A onda ga je pogodilo jedno - fotografska ploča u njegovu laboratoriju je zasjala. Roentgen je shvatio da se događa nešto vrlo neobično. I da snop koji izlazi iz cijevi uopće nije katodna zraka; također je otkrio da ne reagira na magnet. I nije ga mogao odbiti magnet poput katodnih zraka. Ovo je bio potpuno nepoznat fenomen, a Roentgen ga je nazvao "X-zrake". Sasvim slučajno, Roentgen je otkrio zračenje nepoznato znanosti, koje nazivamo X-zrakom. Nekoliko tjedana djelovao je vrlo tajanstveno, a onda je pozvao suprugu u ured i rekao: "Berta, daj da ti pokažem što radim ovdje, jer nitko neće vjerovati." Stavio joj je ruku ispod grede i slikao.
Priča se da je žena rekla: "Vidjela sam svoju smrt." Doista, u tim danima bilo je nemoguće vidjeti kostur osobe da nije umro. Sama pomisao na snimanje unutarnja strukturaživa osoba, jednostavno mi nije stalo u glavu. Kao da su se otvorila tajna vrata, a iza njih se otvorio cijeli svemir. X-ray je otkrio novu, moćnu tehnologiju koja je revolucionirala područje dijagnostike. Otkriće X-zraka jedino je otkriće u povijesti znanosti do kojeg je došlo nenamjerno, potpuno slučajno. Čim je to učinjeno, svijet ga je odmah usvojio bez ikakve rasprave. Za tjedan ili dva naš svijet se promijenio. Mnoge od najnaprednijih i najsnažnijih tehnologija oslanjaju se na otkriće X-zraka, od računalne tomografije do rendgenskog teleskopa, koji hvata X-zrake iz dubina svemira. A sve je to zbog otkrića do kojeg je došlo slučajno.

Teorija bolesti klica

Neka otkrića, na primjer, X-zrake, nastaju slučajno, na drugima dugo i vrijedno rade razni znanstvenici. Tako je bilo 1846. godine. Vena. Oličenje ljepote i kulture, ali duh smrti lebdi u bečkoj gradskoj bolnici. Mnoge majke koje su bile ovdje su umirale. Uzrok je puerperalna groznica, infekcija maternice. Kada je dr. Ignaz Semmelweis počeo raditi u ovoj bolnici, bio je uznemiren razmjerom katastrofe i zbunjen čudnom nedosljednošću: postojala su dva odjela.
U jednom su porodu pratili liječnici, a u drugom porodu majkama bile primalje. Semmelweis je otkrio da je na odjelu gdje su liječnici primili porođaj, 7% žena u porodu umrlo od takozvane puerperalne groznice. A na odjelu gdje su radile primalje samo je 2% umrlo od puerperalne groznice. To ga je iznenadilo, jer liječnici imaju puno bolju obuku. Semmelweis je odlučio otkriti što je razlog. Primijetio je da je jedna od glavnih razlika u radu liječnika i primalja to što su liječnici radili obdukcije mrtvih žena na porodu. Zatim su išli rađati bebe ili vidjeti majke, a da nisu ni oprali ruke. Semmelweis se pitao nose li liječnici neke nevidljive čestice na rukama, koje su se zatim prenosile na pacijente i uzrokovale smrt. Kako bi saznao, proveo je eksperiment. Odlučio je osigurati da svi studenti medicine moraju prati ruke u otopini izbjeljivača. I broj umrlih odmah je pao na 1%, manje nego kod primalja. Semmelweis je ovim pokusom shvatio da zarazne bolesti, u ovom slučaju puerperalna groznica, imaju samo jedan uzrok, a ako se isključi, bolest neće nastati. Ali 1846. nitko nije vidio vezu između bakterija i infekcije. Semmelweisove ideje nisu shvaćane ozbiljno.

Prošlo je još 10 godina prije nego što je drugi znanstvenik obratio pozornost na mikroorganizme. Zvao se Louis Pasteur Troje od petero Pasteurove djece umrlo je od trbušnog tifusa, što dijelom objašnjava zašto je toliko tragao za uzročnikom zaraznih bolesti. Pasteur je bio na pravom putu svojim radom za industriju vina i piva. Pasteur je pokušao otkriti zašto se samo mali dio vina proizvedenog u njegovoj zemlji pokvario. Otkrio je da u kiselom vinu postoje posebni mikroorganizmi, mikrobi, i upravo oni čine vino kiselim. Ali jednostavnim zagrijavanjem, kako je pokazao Pasteur, mikrobi se mogu ubiti, a vino spasiti. Tako je nastala pasterizacija. Dakle, kada je trebalo pronaći uzrok zaraznih bolesti, Pasteur je znao gdje tražiti. Upravo mikrobi, rekao je, uzrokuju određene bolesti, a to je dokazao provodeći niz eksperimenata iz kojih se rodilo veliko otkriće - teorija mikrobnog razvoja organizama. Njegova bit leži u činjenici da određeni mikroorganizmi kod bilo koga uzrokuju određenu bolest.

Cijepljenje

Sljedeće veliko otkriće došlo je u 18. stoljeću, kada je oko 40 milijuna ljudi umrlo od velikih boginja diljem svijeta. Liječnici nisu mogli pronaći ni uzrok bolesti ni lijek za nju. No, u jednom engleskom selu glasine da neki od mještana nisu osjetljivi na boginje privukle su pozornost lokalnog liječnika po imenu Edward Jenner.

Pričalo se da radnici u mljekarama neće dobiti velike boginje jer su već imali kravlje boginje, srodnu, ali blažu bolest koja pogađa stoku. Kod oboljelih od kravljih boginja temperatura je porasla, a na rukama su se pojavile rane. Jenner je proučavao ovaj fenomen i pitao se štiti li gnoj iz ovih ranica na neki način tijelo od velikih boginja? Dana 14. svibnja 1796., tijekom izbijanja velikih boginja, odlučio je provjeriti svoju teoriju. Jenner je uzeo tekućinu iz rane na ruci mliječnice s kravljim boginjama. Zatim je posjetio drugu obitelj; tamo je zdravom osmogodišnjem dječaku ubrizgao virus vakcinije. U danima koji su uslijedili dječak je imao blagu temperaturu i pojavilo se nekoliko plikova od velikih boginja. Onda mu je postalo bolje. Jenner se vratio šest tjedana kasnije. Ovaj put je dječaku cijepio boginje i počeo čekati da se eksperiment pokaže - pobjeda ili neuspjeh. Nekoliko dana kasnije Jenner je dobio odgovor – dječak je bio potpuno zdrav i imun na boginje.
Izum cijepljenja protiv velikih boginja revolucionirao je medicinu. Bio je to prvi pokušaj interveniranja u tijeku bolesti, unaprijed je spriječiti. Po prvi put, umjetni proizvodi su aktivno korišteni za prevenciju bolest prije njenog početka.
Pedeset godina nakon Jennerovog otkrića, Louis Pasteur je razvio ideju cijepljenja razvijajući cjepivo protiv bjesnoće kod ljudi i protiv antraks kod ovaca. A u 20. stoljeću Jonas Salk i Albert Sabin samostalno su razvili cjepivo protiv dječje paralize.

vitamini

Sljedeće otkriće bio je rad znanstvenika koji su se dugi niz godina samostalno borili s istim problemom.
Kroz povijest, skorbut je bio teška bolest koja je uzrokovala lezije kože i krvarenja u mornara. Konačno, 1747. godine, škotski brodski kirurg James Lind pronašao je lijek za to. Otkrio je da se skorbut može spriječiti uključivanjem citrusa u prehranu mornara.

Još jedna uobičajena bolest među mornarima bila je beriberi, bolest koja je utjecala na živce, srce i probavni trakt. Krajem 19. stoljeća, nizozemski liječnik Christian Eijkman utvrdio je da je bolest uzrokovana jedenjem bijele polirane riže umjesto smeđe, nebrušene riže.

Iako su oba ova otkrića ukazivala na povezanost bolesti s prehranom i njezinim nedostacima, kakva je to veza, mogao je dokučiti samo engleski biokemičar Frederick Hopkins. Sugerirao je da su tijelu potrebne tvari koje se nalaze samo u određenim namirnicama. Kako bi dokazao svoju hipotezu, Hopkins je proveo niz eksperimenata. Dao je miševima umjetnu prehranu, koja se sastojala isključivo od čistih proteina, masti, ugljikohidrati i soli. Miševi su oslabili i prestali su rasti. No, nakon male količine mlijeka, miševima je opet bilo bolje. Hopkins je otkrio ono što je nazvao "esencijalni nutritivni faktor" koji je kasnije nazvan vitaminima.
Pokazalo se da je beriberi povezan s nedostatkom tiamina, vitamina B1, kojeg nema u poliranoj riži, ali ga ima u izobilju u prirodnoj. A citrusi sprječavaju skorbut jer sadrže askorbinsku kiselinu, vitamin C.
Hopkinsovo otkriće bilo je odlučujući korak u razumijevanju važnosti pravilnu prehranu. Mnoge tjelesne funkcije ovise o vitaminima, od borbe protiv infekcija do reguliranja metabolizma. Bez njih je teško zamisliti život, kao i bez sljedećeg velikog otkrića.

Penicilin

Nakon Prvog svjetskog rata, koji je odnio preko 10 milijuna života, intenzivirala se potraga za sigurnim metodama odbijanja bakterijske agresije. Uostalom, mnogi su umrli ne na bojnom polju, već od zaraženih rana. U istraživanju je sudjelovao i škotski liječnik Alexander Fleming. Proučavajući bakteriju stafilokoka, Fleming je primijetio da u središtu laboratorijske zdjele raste nešto neobično – plijesan. Vidio je da su bakterije umrle oko plijesni. To ga je navelo na pretpostavku da ona luči tvar koja je štetna za bakterije. Ovu je tvar nazvao penicilin. Sljedećih nekoliko godina Fleming je pokušavao izolirati penicilin i koristiti ga u liječenju infekcija, ali nije uspio i na kraju je odustao. Međutim, rezultati njegovog rada bili su neprocjenjivi.

Godine 1935. zaposlenici Sveučilišta Oxford Howard Flory i Ernst Chain naišli su na izvješće o Flemingovim znatiželjnim, ali nedovršenim eksperimentima i odlučili okušati sreću. Ovi znanstvenici uspjeli su izolirati penicilin u njegovom čistom obliku. I 1940. su ga testirali. Osam miševa je ubrizgano smrtonosnom dozom bakterije streptokoka. Zatim je četvorici ubrizgan penicilin. U roku od nekoliko sati, rezultati su stigli. Sva četiri miša koja nisu primila penicilin su umrla, ali su tri od četiri koja su ga primila preživjela.

Dakle, zahvaljujući Flemingu, Floryju i Chainu, svijet je dobio prvi antibiotik. Ovaj lijek je bio pravo čudo. Liječio je od tolikih tegoba koje su uzrokovale mnogo boli i patnje: akutnog faringitisa, reume, šarlaha, sifilisa i gonoreje... Danas smo potpuno zaboravili da se od tih bolesti može umrijeti.

Sulfidni pripravci

Sljedeće veliko otkriće stiglo je na vrijeme tijekom Drugog svjetskog rata. Izliječio je američke vojnike koji su se borili na Pacifiku od dizenterije. A onda je dovela do revolucije u kemoterapijsko liječenje bakterijskih infekcija.
Sve se dogodilo zahvaljujući patologu Gerhardu Domagku. Godine 1932. proučavao je mogućnosti korištenja nekih novih kemijskih bojila u medicini. Radeći s novosintetiziranom bojom zvanom prontosil, Domagk ju je ubrizgao u nekoliko laboratorijskih miševa zaraženih bakterijom streptokoka. Kao što je Domagk očekivao, boja je obložila bakterije, ali su bakterije preživjele. Činilo se da boja nije dovoljno otrovna. Tada se dogodilo nešto nevjerojatno: iako boja nije ubila bakterije, zaustavila je njihov rast, infekcija je prestala, a miševi su se oporavili. Nije poznato kada je Domagk prvi put testirao prontosil na ljudima. Međutim, novi lijek je stekao slavu nakon što je spasio život dječaku teško oboljelom od staphylococcus aureus. Pacijent je bio Franklin Roosevelt Jr., sin predsjednika Sjedinjenih Država. Domagkovo otkriće postalo je trenutna senzacija. Budući da je Prontosil sadržavao molekularnu strukturu sulfamida, nazvan je sulfamidnim lijekom. Postao je prvi u ovoj skupini sintetičkih kemikalija sposobnih za liječenje i prevenciju bakterijskih infekcija. Domagk je otvorio novi revolucionarni smjer u liječenju bolesti, korištenje kemoterapijskih lijekova. Spasit će desetke tisuća ljudskih života.

Inzulin

Sljedeće veliko otkriće pomoglo je spasiti živote milijuna ljudi s dijabetesom diljem svijeta. Dijabetes je bolest koja ometa sposobnost tijela da apsorbira šećer, što može dovesti do sljepoće, zatajenja bubrega, bolesti srca, pa čak i smrti. Stoljećima su liječnici proučavali dijabetes, bezuspješno tražeći lijek za njega. Konačno, krajem 19. stoljeća došlo je do iskora. Utvrđeno je da dijabetičari imaju zajedničko obilježje- skupina stanica u gušterači je uvijek zahvaćena - te stanice luče hormon koji kontrolira šećer u krvi. Hormon je dobio ime inzulin. A 1920. - novi proboj. Kanadski kirurg Frederick Banting i student Charles Best proučavali su lučenje inzulina gušterače kod pasa. Prema predosjećaju, Banting je ubrizgao ekstrakt iz stanica koje proizvode inzulin zdravog psa u psa s dijabetesom. Rezultati su bili zapanjujući. Nakon nekoliko sati razina šećera u krvi bolesne životinje značajno je pala. Sada se pozornost Bantinga i njegovih pomoćnika usmjerila na potragu za životinjom čiji bi inzulin bio sličan ljudskom. Pronašli su blisko podudaranje inzulina uzetog od fetalnih krava, pročistili ga radi sigurnosti eksperimenta i proveli prvo kliničko ispitivanje u siječnju 1922. godine. Banting je dao inzulin 14-godišnjem dječaku koji je umirao od dijabetesa. I brzo je krenuo na popravak. Koliko je važno Bantingovo otkriće? Pitajte 15 milijuna Amerikanaca koji svakodnevno uzimaju inzulin o kojem im ovise životi.

Genetska priroda raka

Rak je druga najsmrtonosnija bolest u Americi. Intenzivna istraživanja njegova nastanka i razvoja dovela su do izvanrednih znanstvenih dostignuća, no možda najvažnije od njih je sljedeće otkriće. Istraživači raka, dobitnici Nobelove nagrade, Michael Bishop i Harold Varmus udružili su snage u istraživanju raka 1970-ih. U to vrijeme dominiralo je nekoliko teorija o uzroku ove bolesti. Maligna stanica je vrlo složena. Ona je u stanju ne samo dijeliti, već i napadati. Ovo je stanica s visoko razvijenim sposobnostima. Jedna teorija bila je virus Rousovog sarkoma, koji uzrokuje rak u pilića. Kada virus napadne pileću stanicu, ubrizgava svoj genetski materijal u DNK domaćina. Prema hipotezi, DNK virusa kasnije postaje uzročnik bolesti. Prema drugoj teoriji, kada virus unese svoj genetski materijal u stanicu domaćina, geni koji uzrokuju rak se ne aktiviraju, već čekaju dok ih ne potaknu vanjski utjecaji, kao što su štetne kemikalije, zračenje ili uobičajena virusna infekcija. Ovi geni koji uzrokuju rak, takozvani onkogeni, postali su predmet istraživanja Varmusa i Bishopa. Glavno pitanje je: sadrži li ljudski genom gene koji jesu ili mogu postati onkogeni poput onih sadržanih u virusu koji uzrokuje tumore? Imaju li kokoši, druge ptice, sisavci, ljudi takav gen? Bishop i Varmus uzeli su obilježenu radioaktivnu molekulu i upotrijebili je kao sondu da vide sliči li onkogen virusa Rous sarkoma bilo koji normalan gen u pilećim kromosomima. Odgovor je da. Bilo je to pravo otkriće. Varmus i Bishop otkrili su da je gen koji uzrokuje rak već u DNK zdravih kokošjih stanica, a što je još važnije, pronašli su ga i u ljudskoj DNK, dokazujući da se klica raka može pojaviti u svakome od nas na staničnoj razini i čekati za aktivaciju.

Kako naš vlastiti gen, s kojim smo živjeli cijeli život, može uzrokovati rak? Tijekom diobe stanice javljaju se greške i češće su ako je stanicu pritisnuta kozmičkim zračenjem, duhanskim dimom. Također je važno zapamtiti da kada se stanica podijeli, treba kopirati 3 milijarde komplementarnih parova DNK. Svatko tko je ikada pokušao tiskati zna koliko je to teško. Imamo mehanizme za uočavanje i ispravljanje pogrešaka, a opet, uz velike količine, prsti promašuju.
Koja je važnost otkrića? Ljudi su prije mislili na rak u smislu razlika između genoma virusa i genoma stanice, ali sada znamo da vrlo mala promjena određenih gena u našim stanicama može pretvoriti zdravu stanicu koja normalno raste, dijeli se itd. u jedan maligni. I ovo je bila prva jasna ilustracija pravog stanja stvari.

Potraga za ovim genom je odlučujući trenutak u suvremenoj dijagnostici i predviđanju daljnjeg ponašanja kancerogenog tumora. Otkriće je dalo jasne ciljeve specifičnim vrstama terapije koje prije jednostavno nisu postojale.
Stanovništvo Chicaga je oko 3 milijuna ljudi.

HIV

Svake godine isti broj umire od AIDS-a, jedne od najgorih epidemija u modernoj povijesti. Prvi znakovi ove bolesti pojavili su se početkom 80-ih godina prošlog stoljeća. U Americi je broj pacijenata koji umiru od rijetkih infekcija i raka počeo rasti. Test krvi žrtava otkrio je iznimno niske razine bijelih krvnih stanica, bijelih krvnih stanica vitalnih za ljudski imunološki sustav. Godine 1982. Centri za kontrolu i prevenciju bolesti dali su toj bolesti naziv AIDS – sindrom stečene imunodeficijencije. Dva istraživača, Luc Montagnier s Instituta Pasteur u Parizu i Robert Gallo s Nacionalnog instituta za onkologiju u Washingtonu, preuzeli su slučaj. Obojica su uspjeli doći do najvažnijeg otkrića koje je otkrilo uzročnika AIDS-a – HIV-a, virusa ljudske imunodeficijencije. Po čemu se virus ljudske imunodeficijencije razlikuje od drugih virusa, poput gripe? Prvo, ovaj virus ne odaje prisutnost bolesti godinama, u prosjeku 7 godina. Drugi problem je vrlo jedinstven: na primjer, AIDS se konačno manifestirao, ljudi shvate da su bolesni i odlaze u kliniku, a imaju i bezbroj drugih infekcija, što je točno uzrokovalo bolest. Kako to definirati? U većini slučajeva virus postoji isključivo s ciljem ulaska u akceptorsku stanicu i razmnožavanja. Obično se veže za stanicu i otpušta u nju svoje genetske informacije. To omogućuje virusu da podredi funkcije stanice, preusmjeravajući ih na proizvodnju novih vrsta virusa. Zatim te osobe napadaju druge stanice. Ali HIV nije običan virus. Spada u kategoriju virusa koje znanstvenici nazivaju retrovirusima. Što je kod njih neobično? Poput onih klasa virusa koje uključuju poliomijelitis ili gripu, retrovirusi su posebne kategorije. Jedinstveni su po tome što se njihove genetske informacije u obliku ribonukleinske kiseline pretvaraju u deoksiribonukleinsku kiselinu (DNK) i upravo je ono što se događa s DNK naš problem: DNK je integrirana u naše gene, DNK virusa postaje dio nas i tada stanice, dizajnirane da nas zaštite, počinju reproducirati DNK virusa. Postoje stanice koje sadrže virus, ponekad ga razmnožavaju, ponekad ne. Oni šute. Skrivaju se... Ali samo da bi kasnije ponovno reproducirali virus. Oni. jednom kada infekcija postane očita, vjerojatno će zaživjeti doživotno. To je glavni problem. Lijek za AIDS još nije pronađen. Ali otvaranje da je HIV retrovirus i da je uzročnik AIDS-a dovela je do značajnog napretka u borbi protiv ove bolesti. Što se promijenilo u medicini od otkrića retrovirusa, posebice HIV-a? Na primjer, kod AIDS-a smo vidjeli da je terapija lijekovima moguća. Prije se vjerovalo da, budući da virus uzurpira naše stanice za reprodukciju, gotovo je nemoguće djelovati na njega bez teškog trovanja samog pacijenta. Nitko nije ulagao u antivirusne programe. AIDS je otvorio vrata antivirusnim istraživanjima u farmaceutskim tvrtkama i sveučilištima diljem svijeta. Osim toga, AIDS je imao pozitivan društveni učinak. Ironično, ova strašna bolest okuplja ljude.

I tako su se dan za danom, stoljeće za stoljećem, sitnim koracima ili grandioznim prodorima, dolazilo do velikih i malih otkrića u medicini. Oni daju nadu da će čovječanstvo pobijediti rak i AIDS, autoimune i genetske bolesti, postići izvrsnost u prevenciji, dijagnostici i liječenju, ublažiti patnje oboljelih i spriječiti napredovanje bolesti.

SPbGPMA

u povijesti medicine

Povijest razvoja medicinske fizike

Dovršio: Myznikov A.D.,

student 1. godine

Predavač: Jarman O.A.

St. Petersburg

Uvod

Rođenje medicinske fizike

2. Srednji vijek i novo doba

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 Jatrofizika

3 Izrada mikroskopa

3. Povijest korištenja električne energije u medicini

3.1 Malo pozadine

3.2 Što dugujemo Gilbertu

3.3 Nagrada dodijeljena Maratu

3.4 Polemika Galvani i Volta

4. Eksperimenti VV Petrov. Početak elektrodinamike

4.1 Upotreba električne energije u medicini i biologiji u XIX - XX stoljeću

4.2 Povijest radiologije i terapije

Kratka povijest ultrazvučne terapije

Zaključak

Bibliografija

medicinska fizika ultrazvučno zračenje

Uvod

Upoznaj sebe i spoznat ćeš cijeli svijet. Prva je medicina, a druga fizika. Od davnina je odnos medicine i fizike bio blizak. Nije uzalud sve do početka 20. stoljeća u različitim zemljama zajedno održavani kongresi prirodnih znanstvenika i liječnika. Povijest razvoja klasične fizike pokazuje da su je u velikoj mjeri stvorili liječnici, a mnoge fizikalne studije bile su uzrokovane pitanjima koja je postavila medicina. Zauzvrat, dostignuća suvremene medicine, posebice u području visokih tehnologija za dijagnostiku i liječenje, temeljila su se na rezultatima različitih fizikalnih studija.

Nisam slučajno odabrao upravo ovu temu, jer je meni, studentu specijalnosti „Medicinska biofizika“, bliska kao i svima. Odavno sam želio znati koliko je fizika pomogla razvoju medicine.

Svrha mog rada je pokazati koliku je značajnu ulogu fizika imala i igra u razvoju medicine. Nemoguće je zamisliti modernu medicinu bez fizike. Zadaci su:

Pratiti faze formiranja znanstvene baze moderne medicinske fizike

Pokazati važnost aktivnosti fizičara u razvoju medicine

1. Rođenje medicinske fizike

Putevi razvoja medicine i fizike uvijek su bili usko isprepleteni. Već u davna vremena medicina je, uz lijekove, koristila fizičke čimbenike kao što su mehanički učinci, toplina, hladnoća, zvuk, svjetlost. Razmotrimo glavne načine korištenja ovih čimbenika u drevnoj medicini.

Ukrotivši vatru, osoba je naučila (naravno, ne odmah) koristiti vatru u medicinske svrhe. Posebno je dobro djelovalo za istočni narodi. Čak iu davna vremena, kauterizaciji je pridavana velika važnost. Drevne medicinske knjige govore da je moksibuscija učinkovita čak i kada su akupunktura i medicina nemoćni. Kada je točno nastala ova metoda liječenja nije točno utvrđeno. No, poznato je da u Kini postoji od davnina, a koristio se u kamenom dobu za liječenje ljudi i životinja. Tibetanski redovnici koristili su vatru za liječenje. Palili su na sunce - biološki aktivne točke odgovoran za određeni dio tijela. Na oštećenom području intenzivno je tekao proces zacjeljivanja, a vjerovalo se da je tim zacjeljivanjem došlo do izlječenja.

Zvuk su koristile gotovo sve drevne civilizacije. Glazba se koristila u hramovima za liječenje živčanih poremećaja, bila je u izravnoj vezi s astronomijom i matematikom među Kinezima. Pitagora je utemeljio glazbu kao egzaktnu znanost. Njegovi su ga sljedbenici koristili kako bi se riješili bijesa i ljutnje i smatrali ga glavnim sredstvom za podizanje skladne osobnosti. Aristotel je također tvrdio da glazba može utjecati na estetsku stranu duše. Kralj David izliječio je kralja Šaula od depresije sviranjem harfe, a također ga je spasio od nečistih duhova. Eskulap je liječio išijas glasnim zvukovima trube. Poznati su i tibetanski redovnici (o njima je gore bilo riječi), koji su koristili zvukove za liječenje gotovo svih ljudskih bolesti. Zvali su se mantre – oblici energije u zvuku, čista esencijalna energija samog zvuka. Mantre su podijeljene u različite skupine: za liječenje groznice, crijevnih poremećaja itd. Metodu korištenja mantri tibetanski redovnici koriste do danas.

Fototerapija, odnosno terapija svjetlom (fotografije - "svjetlo"; grč.), postojala je oduvijek. U starom Egiptu, na primjer, stvoren je poseban hram posvećen "iscjelitelju" - svjetlu. A u starom Rimu kuće su građene na način da ništa nije sprječavalo građane koji vole svjetlost da se svakodnevno prepuštaju "ispijanju sunčevih zraka" - tako su se nazivali sunčali se u posebnim gospodarskim zgradama s ravnim krovovima (solariji). Hipokrat je uz pomoć sunca liječio bolesti kože, živčanog sustava, rahitis i artritis. Prije više od 2000 godina nazvao je to korištenje sunčeva svjetlost helioterapija.

Također u antici su se počeli razvijati teorijski dijelovi medicinske fizike. Jedna od njih je biomehanika. Istraživanja u biomehanici stara su koliko i istraživanja u biologiji i mehanici. Studije koje, prema modernim konceptima, pripadaju području biomehanike, bile su poznate već u starom Egiptu. Poznati egipatski papirus (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800. pr. Kr.) opisuje različite slučajeve motoričkih ozljeda, uključujući paralizu zbog iščašenja kralježaka, njihovu klasifikaciju, metode liječenja i prognozu.

Sokrat, koji je živio ca. 470-399 (prikaz, stručni). Kr., učio da nećemo moći shvatiti svijet oko sebe dok ne shvatimo vlastitu prirodu. Stari Grci i Rimljani znali su puno o glavnim krvnim žilama i srčanim zaliscima, znali su osluškivati ​​rad srca (npr. grčki liječnik Areteus u 2. st. pr. Kr.). Herofil iz Kalcedoka (3. st. pr. Kr.) izdvaja među žilama arterije i vene.

Otac moderne medicine, starogrčki liječnik Hipokrat, reformirao je antičku medicinu, odvojivši je od metoda liječenja čarolijama, molitvama i žrtvama bogovima. U traktatima "Redukcija zglobova", "Lomovi", "Rane na glavi" klasificirao je ozljede mišićno-koštanog sustava poznate u to vrijeme i predložio metode za njihovo liječenje, posebno mehaničke, upotrebom čvrstih zavoja, vuče i fiksacije. . Očito su se već u to vrijeme pojavile prve poboljšane proteze za udove, koje su također služile za obavljanje određenih funkcija. U svakom slučaju, Plinije Stariji spominje jednog rimskog zapovjednika koji je sudjelovao u drugom punskom ratu (218.-210. pr. Kr.). Nakon zadobivene rane desna ruka mu je amputirana i zamijenjena željeznom. Istodobno je mogao držati štit s protezom i sudjelovao u bitkama.

Platon je stvorio nauk o idejama – nepromjenjivim razumljivim prototipovima svih stvari. Analizirajući oblik ljudskog tijela, učio je da su "bogovi, oponašajući obrise svemira... uključili obje božanske rotacije u sferično tijelo... koje danas nazivamo glavom." Napravu mišićno-koštanog sustava on shvaća na sljedeći način: "tako da se glava ne kotrlja po tlu, posvuda prekrivena kvrgama i jamama ... tijelo je postalo duguljasto i, prema planu Božjem, koji ga je napravio pokretljiv, izrastao je iz sebe četiri uda koji se mogu rastegnuti i savijati; držeći se za njih i oslanjajući se na njih, stekao je sposobnost kretanja posvuda...". Platonova metoda razmišljanja o ustrojstvu svijeta i čovjeka temelji se na logičkom proučavanju, koje „treba ići na takav način da se postigne najveći stupanj vjerojatnosti“.

Veliki starogrčki filozof Aristotel, čiji spisi pokrivaju gotovo sva područja znanosti tog vremena, sastavio je prvi detaljan opis strukture i funkcija pojedinih organa i dijelova tijela životinja i postavio temelje moderne embriologije. Sa sedamnaest godina Aristotel, sin liječnika iz Stagire, dolazi u Atenu da studira na Platonovoj akademiji (428.-348. pr. Kr.). Nakon što je na Akademiji ostao dvadeset godina i postao jedan od najbližih Platonovih učenika, Aristotel ju je napustio tek nakon smrti svog učitelja. Nakon toga se bavio anatomijom i proučavanjem strukture životinja, prikupljajući razne činjenice i provodeći eksperimente i seciranja. Na ovom području napravio je mnoga jedinstvena zapažanja i otkrića. Dakle, Aristotel je prvi put utvrdio otkucaje srca pilećeg embrija trećeg dana razvoja, opisao aparat za žvakanje morskih ježeva ("Aristotelova lampa") i još mnogo toga. U potrazi za pokretačkom snagom protoka krvi, Aristotel je predložio mehanizam za kretanje krvi povezan s njezinim zagrijavanjem u srcu i hlađenjem u plućima: „Kretanje srca slično je kretanju tekućine koja uzrokuje toplinu kuhati." U svojim djelima "O dijelovima životinja", "O kretanju životinja" ("De Motu Animalium"), "O podrijetlu životinja", Aristotel je prvi put razmatrao strukturu tijela više od 500 vrsta živih organizama, organizaciju rada organskih sustava, te uveo komparativnu metodu istraživanja. Prilikom razvrstavanja životinja podijelio ih je u dvije velike skupine - one s krvlju i bez krvi. Ova podjela je slična sadašnjoj podjeli na kralježnjake i beskralježnjake. Prema načinu kretanja Aristotel je također razlikovao skupine dvonožnih, četveronožnih, mnogonogih i beznogih. Prvi je opisao hodanje kao proces u kojem se rotacijski pokret udova pretvara u translacijski pokret tijela, prvi je primijetio asimetričnost pokreta (oslonac na lijevoj nozi, prijenos težine na lijevo rame, karakteristično za dešnjake). Promatrajući kretanje osobe, Aristotel je primijetio da sjena koju baca lik na zidu ne opisuje ravnu, već cik-cak liniju. Izdvojio je i opisao organe koji su različiti po građi, ali identični po funkciji, npr. ljuske u ribama, perje kod ptica, dlake kod životinja. Aristotel je proučavao uvjete za ravnotežu tijela ptica (dvonožni oslonac). Osvrćući se na kretanje životinja, izdvojio je motoričke mehanizme: "... uz pomoć organa se kreće ono u čemu se početak poklapa s krajem, kao u zglobu. Doista, u zglobu postoji konveksna i šuplje, jedan od njih je kraj, drugi je početak... jedan odmara, drugi se kreće... Sve se kreće kroz guranje ili povlačenje." Aristotel je prvi opisao plućnu arteriju i uveo pojam "aorta", uočio korelacije u građi pojedinih dijelova tijela, ukazao na međudjelovanje organa u tijelu, postavio temelje doktrini o biološkoj svrsishodnosti i formulirao "načelo ekonomije": "što priroda oduzima na jednom mjestu, daje prijatelju". Prvi je opisao razlike u građi krvožilnog, dišnog, mišićno-koštanog sustava različitih životinja i njihovog aparata za žvakanje. Za razliku od svog učitelja, Aristotel nije smatrao "svijet ideja" nečim izvan materijalnog svijeta, već je uveo Platonove "ideje" kao sastavni dio prirode, njezin glavni princip koji organizira materiju. Nakon toga, ovaj početak se pretvara u koncepte "vitalne energije", "životinjskih duhova".

Veliki starogrčki znanstvenik Arhimed je postavio temelje moderne hidrostatike svojim proučavanjem hidrostatskih principa koji upravljaju plutajućim tijelom i proučavanjem uzgona tijela. Prvi je primijenio matematičke metode u proučavanju problema u mehanici, formulirajući i dokazujući niz tvrdnji o ravnoteži tijela i o težištu u obliku teorema. Princip poluge, koji Arhimed naširoko koristi za stvaranje građevinske konstrukcije i vojnih vozila, bit će jedan od prvih mehaničkih principa primijenjenih u biomehanici mišićno-koštanog sustava. Arhimedova djela sadrže ideje o zbrajanju gibanja (pravocrtnih i kružnih kada se tijelo giba u spirali), o neprekidnom jednoličnom povećanju brzine kada se tijelo ubrzava, što će Galileo kasnije nazvati kao osnovu svojih temeljnih radova o dinamici. .

U klasičnom djelu O dijelovima ljudskog tijela, slavni starorimski liječnik Galen dao je prvi opsežni opis ljudske anatomije i fiziologije u povijesti medicine. Ova knjiga služi kao udžbenik i priručnik o medicini gotovo tisuću i pol godina. Galen je postavio temelje fiziologije napravivši prva opažanja i pokuse na živim životinjama i proučavajući njihove kosture. U medicinu je uveo vivisekciju – operacije i istraživanja na živoj životinji radi proučavanja funkcija tijela i razvoja metoda za liječenje bolesti. Otkrio je da u živom organizmu mozak kontrolira govor i proizvodnju zvuka, da su arterije ispunjene krvlju, a ne zrakom, i, koliko je mogao, istražio je načine na koje se krv kreće u tijelu, opisao strukturne razlike između arterija i vene, te otkrili srčane zaliske. Galen nije vršio obdukcije i, možda, stoga su u njegove radove ušle pogrešne ideje, na primjer, o stvaranju venske krvi u jetri, a arterijske krvi - u lijevoj klijetki srca. Također nije znao za postojanje dva kruga krvotoka i značaj atrija. U svom djelu "De motu musculorum" opisao je razliku između motoričkih i senzornih neurona, mišića agonista i antagonista, te prvi put opisao mišićni tonus. Uzrok kontrakcije mišića smatrao je "životinjskim duhovima" koji dolaze iz mozga u mišić duž živčanih vlakana. Istražujući tijelo, Galen je došao do zaključka da ništa nije suvišno u prirodi i formulirano filozofsko načelo da se istražujući prirodu može doći do razumijevanja Božjeg plana. U srednjem vijeku, čak i pod svemoći inkvizicije, učinjeno je mnogo, posebno u anatomiji, koja je kasnije poslužila kao osnova daljnji razvoj biomehanika.

Rezultati istraživanja provedenih u arapskom svijetu i u zemljama Istoka zauzimaju posebno mjesto u povijesti znanosti: mnoga književna djela i medicinske rasprave služe kao dokaz tome. Arapski liječnik i filozof Ibn Sina (Avicenna) postavio je temelje racionalne medicine, formulirao racionalne osnove za postavljanje dijagnoze na temelju pregleda pacijenta (posebno, analize pulsnih fluktuacija arterija). Revolucionarnost njegovog pristupa postaje jasna ako se prisjetimo da je u to vrijeme zapadna medicina, koja datira još od Hipokrata i Galena, vodila računa o utjecaju zvijezda i planeta na vrstu i tijek bolesti i odabir terapijskih metoda. agenti.

Želio bih reći da je u većini radova drevnih znanstvenika korištena metoda određivanja pulsa. Metoda pulsne dijagnostike nastala je mnogo stoljeća prije naše ere. Među književnim izvorima koji su došli do nas, najstarija su djela starokineskog i tibetanskog podrijetla. Stari kineski uključuju, na primjer, "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shih", "Zhu-bin-shih", "Nan-jing", kao i odjeljke u raspravama "Jia-i- ching", "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu" itd.

Povijest pulsne dijagnoze neraskidivo je povezana s imenom drevnog kineskog iscjelitelja - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). Početak puta tehnike pulsne dijagnostike vezan je uz jednu od legendi, prema kojoj je Bian Qiao pozvan da liječi kćer plemenitog mandarina (službenika). Situacija je bila komplicirana činjenicom da je čak i liječnicima bilo strogo zabranjeno vidjeti i dirati osobe plemićkog ranga. Bian Qiao je tražio tanku žicu. Zatim je predložio da se drugi kraj vrpce veže za zapešće princeze, koja se nalazila iza paravana, ali su se dvorski iscjelitelji s prezirom odnosili prema pozvanom liječniku i odlučili se izigrati s njim tako što su kraj vrpce vezali ne za princezino zapešće, ali do šape psa koji trči u blizini. Nekoliko sekundi kasnije, na iznenađenje prisutnih, Bian Qiao je mirno izjavio da se radi o impulsima ne osobe, već životinje, a ta životinja nabacana crvima. Vještina liječnika izazvala je divljenje, a vrpca je s povjerenjem prebačena na princezino zapešće, nakon čega je utvrđena bolest i propisano liječenje. Kao rezultat toga, princeza se brzo oporavila, a njegova tehnika postala je nadaleko poznata.

Hua Tuo - uspješno koristi pulsnu dijagnostiku u kirurškoj praksi, kombinirajući je s kliničkim pregledom. Tada su operacije bile zabranjene zakonom, operacija se izvodila u krajnjoj nuždi, ako nije bilo povjerenja u izlječenje konzervativnim metodama, kirurzi jednostavno nisu poznavali dijagnostičke laparotomije. Dijagnoza je postavljena vanjskim pregledom. Hua Tuo je svoju umjetnost ovladavanja pulsnom dijagnozom prenio na vrijedne učenike. Postojalo je pravilo da samo čovjek može naučiti određeno majstorstvo u dijagnostici pulsa, učeći samo od čovjeka trideset godina. Hua Tuo je prvi upotrijebio posebnu tehniku ​​za ispitivanje učenika o sposobnosti korištenja pulsa za dijagnozu: pacijent je sjedio iza paravana, a ruke su mu bile provučene kroz posjekotine na njemu kako bi učenik mogao vidjeti i proučavati samo ekran. ruke. Svakodnevno, ustrajno vježbanje brzo je dalo uspješne rezultate.

2. Srednji vijek i novo doba

1 Leonardo da Vinci

U srednjem vijeku i renesansi u Europi se odvijao razvoj glavnih dijelova fizike. Poznati fizičar tog vremena, ali ne samo fizičar, bio je Leonardo da Vinci. Leonardo je proučavao ljudske pokrete, let ptica, rad srčanih zalistaka, kretanje biljnog soka. Opisao je mehaniku tijela pri stajanju i ustajanju iz sjedećeg položaja, hodanju uzbrdo i nizbrdo, tehniku ​​skakanja, po prvi put opisao raznolikost hoda ljudi različite tjelesne građe, izvršio komparativnu analizu hoda osobe, majmun i niz životinja sposobnih za dvonožno hodanje (medvjed) . U svim slučajevima posebna je pozornost posvećena položaju težišta i otpora. Leonardo da Vinci je u mehanici prvi uveo pojam otpora koji tekućine i plinovi vrše na tijela koja se u njima kreću i prvi je shvatio važnost novog pojma - momenta sile oko točke - za analiza kretanja tijela. Analizirajući sile koje razvijaju mišići i odlično poznavajući anatomiju, Leonardo je uveo linije djelovanja sila duž smjera odgovarajućeg mišića i time anticipirao koncept vektorske prirode sila. Kada je opisivao djelovanje mišića i interakciju mišićnih sustava pri izvođenju pokreta, Leonardo je smatrao uzice istegnute između točaka pričvršćivanja mišića. Za označavanje pojedinih mišića i živaca koristio je slovne oznake. U njegovim se djelima mogu pronaći temelji buduće doktrine refleksa. Promatrajući kontrakcije mišića, primijetio je da se kontrakcije mogu dogoditi nehotice, automatski, bez svjesne kontrole. Leonardo je sva zapažanja i ideje pokušao pretočiti u tehničke primjene, ostavio je brojne crteže uređaja dizajniranih za razne vrste kretanja, od skija za vodu i jedrilica do proteza i prototipova modernih invalidskih kolica za osobe s invaliditetom (ukupno više od 7 tisuća listova rukopisa ). Leonardo da Vinci je proveo istraživanje zvuka koji nastaje kretanjem krila kukaca, opisao je mogućnost promjene visine zvuka kada se krilo prereže ili namaže medom. Provodeći anatomske studije, skrenuo je pozornost na značajke grananja dušnika, arterija i vena u plućima, a također je istaknuo da je erekcija posljedica dotoka krvi u genitalije. Proveo je pionirska istraživanja filotaksije, opisujući obrasce rasporeda listova niza biljaka, napravio otiske vaskularno-vlaknastih snopova listova i proučavao značajke njihove strukture.

2 Jatrofizika

U medicini 16.-18. stoljeća postojao je poseban smjer nazvan iatromehanika ili iatrofizika (od grčkog iatros - liječnik). Radovi poznatog švicarskog liječnika i kemičara Theophrastusa Paracelsusa i nizozemskog prirodoslovca Jana Van Helmonta, poznatog po svojim eksperimentima o spontanom nastanku miševa iz pšeničnog brašna, prašine i prljavih košulja, sadržavali su izjavu o integritetu tijela, opisanu u oblik mističnog početka. Predstavnici racionalnog svjetonazora to nisu mogli prihvatiti te su, u potrazi za racionalnim temeljima bioloških procesa, kao temelj svog proučavanja postavili mehaniku, u to vrijeme najrazvijenije područje znanja. Jatromehanika je tvrdila da objašnjava sve fiziološke i patološke pojave na temelju zakona mehanike i fizike. Poznati njemački liječnik, fiziolog i kemičar Friedrich Hoffmann formulirao je osebujan credo jatrofizike, prema kojem je život kretanje, a mehanika uzrok i zakon svih pojava. Hoffmann je život promatrao kao mehanički proces, tijekom kojeg kretnje živaca duž kojih se kreće "životinjski duh" (spiritum animalium) koji se nalazi u mozgu kontrolira kontrakcije mišića, cirkulaciju krvi i rad srca. Kao rezultat toga, tijelo - svojevrsni stroj - se pokreće. U isto vrijeme, mehanika se smatrala osnovom vitalne aktivnosti organizama.

Takve tvrdnje, kao što je sada jasno, bile su uglavnom neodržive, ali jatromehanika se suprotstavila skolastičkim i mističnim idejama, uvela u upotrebu mnoge važne do sada nepoznate činjenične podatke i nove instrumente za fiziološka mjerenja. Primjerice, prema stavovima jednog od predstavnika jatromehanike, Giorgia Baglivija, ruka se usporedila s polugom, prsa s mijehom, žlijezde s sitom, a srce s hidrauličnom pumpom. Te su analogije danas sasvim razumne. U 16. stoljeću u djelima liječnika francuske vojske A. Parea (Ambroise Pare) postavljeni su temelji moderne kirurgije i predloženi su umjetni ortopedski uređaji - proteze za noge, ruke, šake čiji se razvoj više temeljio na znanstvenom temelju nego na jednostavnom oponašanju izgubljene forme. Godine 1555. u djelima francuskog prirodoslovca Pierrea Belona opisan je hidraulički mehanizam za kretanje morskih anemona. Jedan od utemeljitelja jatrokemije, Van Helmont, proučavajući procese fermentacije hrane u životinjskim organizmima, zainteresirao se za plinovite proizvode i uveo pojam "plin" u znanost (od nizozemskog gisten - fermentirati). A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes bili su uključeni u razvoj ideja jatromehanike. Jatromehanika, koja sve procese u živim sustavima svodi na mehaničke, kao i jatrokemija, koja datira još od Paracelsusa, čiji su predstavnici vjerovali da se život svodi na kemijske transformacije kemikalija koje čine tijelo, dovela je do jednostranog i često netočna predodžba o procesima vitalne aktivnosti i metodama liječenja bolesti. Ipak, ovi pristupi, posebice njihova sinteza, omogućili su formuliranje racionalnog pristupa u medicini u 16.-17. stoljeću. Čak je i doktrina o mogućnosti spontanog nastajanja života odigrala pozitivnu ulogu, dovodeći u sumnju religijske hipoteze o stvaranju života. Paracelsus je stvorio "anatomiju suštine čovjeka", kojom je pokušao pokazati da su "u ljudskom tijelu na mističan način povezana tri sveprisutna sastojka: soli, sumpor i živa".

U okviru filozofskih koncepata tog vremena formirala se nova jatromehanička ideja o biti patoloških procesa. Dakle, njemački liječnik G. Chatl stvorio je doktrinu animizma (od lat.anima - duša), prema kojoj se bolest smatrala pokretima duše kako bi uklonila vanzemaljce iz tijela. štetne tvari. Predstavnik jatrofizike, talijanski liječnik Santorio (1561.-1636.), profesor medicine u Padovi, smatrao je da je svaka bolest posljedica kršenja obrazaca kretanja pojedinih najmanjih čestica tijela. Santorio je jedan od prvih koji je primijenio eksperimentalnu metodu istraživanja i matematičke obrade podataka te je stvorio niz zanimljivih instrumenata. U posebnoj komori koju je dizajnirao, Santorio je proučavao metabolizam i po prvi put uspostavio vezu s životni procesi nedosljednost tjelesne težine. Zajedno s Galileom izumio je živin termometar za mjerenje temperature tijela (1626.). U njegovom djelu "Statička medicina" (1614.) istodobno se iznose odredbe jatrofizike i jatrokemije. Daljnja istraživanja dovela su do revolucionarnih promjena u idejama o strukturi i radu kardiovaskularnog sustava. Talijanski anatom Fabrizio d "Aquapendente otkrio je venske zaliske. Talijanski istraživač P. Azelli i danski anatom T. Bartholin otkrili su limfne žile.

Engleski liječnik William Harvey vlasnik je otkrića zatvaranja krvožilnog sustava. Dok je studirao u Padovi (1598.-1601.), Harvey je slušao predavanja Fabrizia d "Aquapendentea i, po svemu sudeći, pohađao predavanja Galilea. U svakom slučaju, Harvey je bio u Padovi, dok je slava Galileovih briljantnih predavanja bila, nazočili su mnogi, tu grmio. Harveyjevo otkriće zatvaranja cirkulacije bilo je rezultat sustavne primjene kvantitativne metode mjerenja koju je ranije razvio Galileo, a ne jednostavnog promatranja ili nagađanja. Harvey je napravio demonstraciju u kojoj je pokazao da se krv kreće od lijevu klijetku srca samo u jednom smjeru Mjerenjem volumena krvi koju srce izbaci u jednoj kontrakciji (udarni volumen), pomnožio je dobiveni broj s učestalošću kontrakcija srca i pokazao da za sat vremena ono pumpa volumen krvi puno veći od volumena tijela. Tako je zaključeno da mnogo manji volumen krvi mora kontinuirano cirkulirati u začaranom krugu, ulazeći u srce i pumpajući do njih kroz krvožilni sustav. Rezultati rada objavljeni su u djelu "Anatomsko proučavanje kretanja srca i krvi kod životinja" (1628.). Rezultati rada bili su više nego revolucionarni. Činjenica je da se još od vremena Galena vjerovalo da se krv proizvodi u crijevima, odakle ulazi u jetru, zatim u srce, odakle se sustavom arterija i vena distribuira u druge organe. Harvey je opisao srce, podijeljeno u zasebne komore, kao mišićnu vrećicu koja djeluje kao pumpa koja pumpa krv u žile. Krv se kreće u krug u jednom smjeru i ponovno ulazi u srce. Obrnuti tok krvi u venama sprječavaju venski zalisci koje je otkrio Fabrizio d'Akvapendente. Harveyeva revolucionarna doktrina o cirkulaciji krvi bila je u suprotnosti s Galenovim izjavama, u vezi s kojima su njegove knjige oštro kritizirane, pa čak i pacijenti često odbijaju njegove liječničke usluge. 1623., Harvey je služio kao dvorski liječnik Karla I. i najveće pokroviteljstvo ga je spasilo od napada protivnika i pružilo priliku za daljnji znanstveni rad. Harvey je izvršio opsežna istraživanja embriologije, opisao pojedine faze razvoja embrija ("Studije o rođenju životinja", 1651.). 17. stoljeće se može nazvati erom hidraulike i hidrauličkog mišljenja. Napredak tehnologije pridonio je pojavi novih analogija i boljem razumijevanju procesa koji se odvijaju u živim organizmima. Zbog toga je vjerojatno Harvey opisao srce kao hidrauličku pumpu koja pumpa krv kroz "cjevovod" krvožilnog sustava. Da bi se u potpunosti prepoznali rezultati Harveyjeva rada, bilo je potrebno samo pronaći kariku koja nedostaje koja zatvara krug između arterija i vena. , što će uskoro biti učinjeno u Malpighijevim djelima.pluća i razlozi pumpanja zraka kroz njih Harveyju su ostali neshvatljivi - neviđeni uspjesi kemije i otkriće sastava zraka još su bili pred nama.17. stoljeće je važna prekretnica u povijesti biomehanike, budući da je obilježena ne samo pojavom prvih tiskanih radova o biomehanici, već i formiranjem novog pogleda na život i prirodu biološke mobilnosti.

Francuski matematičar, fizičar, filozof i fiziolog René Descartes bio je prvi koji je pokušao izgraditi mehanički model živog organizma, uzimajući u obzir kontrolu kroz živčani sustav. Njegovo tumačenje fiziološke teorije temeljeno na zakonima mehanike sadržano je u posthumno objavljenom djelu (1662.-1664.). U ovoj je formulaciji po prvi put izražena kardinalna ideja za životne znanosti o regulaciji putem povratne sprege. Descartes je osobu smatrao tjelesnim mehanizmom kojeg pokreću “živi duhovi” koji se “neprestano u velikom broju uzdižu od srca do mozga, a odatle kroz živce do mišića i pokreću sve članove”. Bez pretjerivanja s ulogom "duhova", u raspravi "Opis ljudskog tijela. O formiranju životinje" (1648.) piše da nam poznavanje mehanike i anatomije omogućuje da u tijelu vidimo "značajan broj organi, odnosno opruge" za organiziranje kretanja tijela. Descartes rad tijela uspoređuje sa satnim mehanizmom, s odvojenim oprugama, zupčanicima, zupčanicima. Osim toga, Descartes je proučavao koordinaciju pokreta različitih dijelova tijela. Provodeći opsežne pokuse na proučavanju rada srca i kretanja krvi u srčanim šupljinama i velikim žilama, Descartes se ne slaže s Harveyjevim konceptom srčanih kontrakcija kao pokretačke sile cirkulacije krvi. On brani hipotezu koja se uzdiže kod Aristotela o zagrijavanju i razrjeđivanju krvi u srcu pod utjecajem topline svojstvene srcu, poticanju širenja krvi u velike žile, gdje se hladi, te „srce i arterije odmah padaju dolje. i ugovor." Descartes vidi ulogu dišnog sustava u tome što disanje „donosi dovoljno svježeg zraka u pluća tako da se krv koja tamo dolazi s desne strane srca, gdje se ukapljuje i, takoreći, pretvara u paru, ponovo pretvara iz pare u krv." Proučavao je i pokrete očiju, koristio podjelu bioloških tkiva prema mehaničkim svojstvima na tekuće i kruto. U području mehanike Descartes je formulirao zakon održanja količine gibanja i uveo pojam količine gibanja.

3 Izrada mikroskopa

Izum mikroskopa, instrumenta tako važnog za svu znanost, prvenstveno je posljedica utjecaja razvoja optike. Neka optička svojstva zakrivljenih površina bila su poznata već Euklidu (300. pr. Kr.) i Ptolomeju (127.-151.), ali njihova moć povećanja nije našla praktičnu primjenu. S tim u vezi, prve naočale izumio je Salvinio deli Arleati u Italiji tek 1285. U 16. stoljeću Leonardo da Vinci i Maurolico su pokazali da se male predmete najbolje proučava pomoću povećala.

Prvi mikroskop stvorio je tek 1595. Z. Jansen. Izum se sastojao u činjenici da je Zacharius Jansen montirao dvije konveksne leće unutar jedne cijevi, postavljajući tako temelj za stvaranje složenih mikroskopa. Fokusiranje na predmet proučavanja postignuto je uvlačnom cijevi. Uvećanje mikroskopa bilo je od 3 do 10 puta. I to je bio pravi iskorak na području mikroskopije! Svakim svojim sljedećim mikroskopom značajno se poboljšao.

Tijekom tog razdoblja (XVI. stoljeće) danski, engleski i talijanski istraživački instrumenti postupno su se počeli razvijati, postavljajući temelje za modernu mikroskopiju.

Brzo širenje i usavršavanje mikroskopa počelo je nakon što je Galileo (G. Galilei), poboljšavajući teleskop koji je dizajnirao, počeo koristiti kao svojevrsni mikroskop (1609.-1610.), mijenjajući udaljenost između objektiva i okulara.

Kasnije, 1624. godine, nakon što je postigao proizvodnju leća s kraćim fokusom, Galileo je značajno smanjio dimenzije svog mikroskopa.

Godine 1625. I. Faber, član rimske "Akademije budnih" ("Akudemia dei lincei"), predložio je termin "mikroskop". Prve uspjehe vezane uz korištenje mikroskopa u znanstvenim biološkim istraživanjima postigao je R. Hooke, koji je prvi opisao biljnu stanicu (oko 1665.). U svojoj knjizi "Micrographia" Hooke je opisao strukturu mikroskopa.

Godine 1681. Kraljevsko društvo iz Londona na svom je sastanku detaljno raspravljalo o neobičnoj situaciji. Nizozemac Levenguk (A. van Leenwenhoek) opisao je nevjerojatna čuda koja je otkrio svojim mikroskopom u kapi vode, u infuziji papra, u mulju rijeke, u udubini vlastitog zuba. Leeuwenhoek je pomoću mikroskopa otkrio i skicirao spermatozoide raznih protozoa, detalje strukture koštanog tkiva (1673-1677).

"S najvećim čuđenjem, vidio sam u kapi mnoštvo malih životinja koje se žustro kreću u svim smjerovima, poput štuke u vodi. Najmanja od tih sićušnih životinja tisuću je puta manja od oka odrasle uši."

3. Povijest korištenja električne energije u medicini

3.1 Malo pozadine

Čovjek je od davnina pokušavao razumjeti pojave u prirodi. Pojavile su se mnoge genijalne hipoteze koje objašnjavaju što se događa oko osobe drugačije vrijeme i u različitim zemljama. Razmišljanja grčkih i rimskih znanstvenika i filozofa koji su živjeli prije naše ere: Arhimeda, Euklida, Lukrecija, Aristotela, Demokrita i drugih – još uvijek pomažu razvoju znanstvenih istraživanja.

Nakon prvih opažanja električnih i magnetskih fenomena od strane Thalesa iz Mileta, povremeno se javljao interes za njih, određen zadacima liječenja.

Riža. 1. Iskustvo s električnom rampom

Valja napomenuti da su električna svojstva nekih riba, poznata u antičko doba, još uvijek neotkrivena tajna prirode. Tako, na primjer, 1960. godine, na izložbi koju je organiziralo Britansko znanstveno kraljevsko društvo u čast 300. godišnjice svog osnutka, među misterijama prirode koje čovjek mora riješiti, običan stakleni akvarij s ribom u njemu - električna raža (slika prva). Voltmetar je spojen na akvarij preko metalnih elektroda. Kad je riba mirovala, igla voltmetra je bila na nuli. Kad se riba kretala, voltmetar je pokazivao napon koji je tijekom aktivnih kretanja dosegao 400 V. Natpis je glasio: "Prirodu ovog električnog fenomena, promatranog mnogo prije organizacije engleskog kraljevskog društva, osoba još uvijek ne može razotkriti."

2 Što dugujemo Gilbertu?

Terapeutski učinak električnih pojava na osobu, prema zapažanjima koja su postojala u antičko doba, može se smatrati svojevrsnim poticajnim i psihogenim lijekom. Ovaj alat je ili korišten ili zaboravljen. Dugo vrijeme ozbiljna proučavanja samih električnih i magnetskih pojava, a posebno njihovog djelovanja kao lijeka, nisu provedena.

Prva detaljna eksperimentalna studija električnih i magnetskih pojava pripada engleskom fizičaru, kasnijem dvorskom liječniku Williamu Gilbertu (Gilbertu) (1544.-1603. sv.). Gilbert se zasluženo smatrao inovativnim liječnikom. Njegov uspjeh uvelike je bio određen savjesnim proučavanjem, a zatim primjenom drevnih medicinskih sredstava, uključujući elektricitet i magnetizam. Gilbert je shvatio da je bez temeljitog proučavanja električnog i magnetskog zračenja teško koristiti "tekućine" u liječenju.

Ne obazirući se na fantastična, neprovjerena nagađanja i nepotkrijepljene tvrdnje, Gilbert je proveo niz eksperimentalnih studija električnih i magnetskih fenomena. Rezultati ovog prvog proučavanja elektriciteta i magnetizma su grandiozni.

Prije svega, Gilbert je prvi put izrazio ideju da se magnetska igla kompasa kreće pod utjecajem magnetizma Zemlje, a ne pod utjecajem jedne od zvijezda, kako se prije njega vjerovalo. Bio je prvi koji je izvršio umjetnu magnetizaciju, utvrdio je činjenicu o neodvojivosti magnetskih polova. Proučavajući električne pojave istodobno s magnetskim, Gilbert je na temelju brojnih opažanja pokazao da električno zračenje nastaje ne samo kada se trlja jantar, već i kada se trljaju drugi materijali. Odajući počast jantaru – prvom materijalu na kojem je uočena elektrizacija, on ih naziva električnim, na temelju grčkog naziva za jantar – elektron. Posljedično, riječ "elektricitet" uvedena je u život na prijedlog liječnika na temelju njegovih istraživanja, koja su postala povijesna, što je postavilo temelje za razvoj i elektrotehnike i elektroterapije. Istodobno, Gilbert je uspješno formulirao temeljnu razliku između električnih i magnetskih fenomena: „Magnetizam je, kao i gravitacija, određena početna sila koja izvire iz tijela, dok je naelektriziranje posljedica istiskivanja iz pora tijela posebnih istjecanja kao posljedica od trenja."

U biti, prije djela Ampèrea i Faradaya, odnosno više od dvjesto godina nakon Gilbertove smrti (rezultati njegovih istraživanja objavljeni su u knjizi O magnetu, magnetskim tijelima i velikom magnetu - Zemlji , 1600), elektrizacija i magnetizam razmatrani su odvojeno.

P. S. Kudryavtsev u "Povijesti fizike" citira riječi velikog predstavnika renesanse Galileja: "Hvalim, čudim se, zavidim Hilbertu (Gilbertu). briljantni ljudi, ali koje nitko od njih nije pomno proučavan ... Ne sumnjam da će s vremenom ova grana znanosti (govorimo o elektricitetu i magnetizmu - V. M.) napredovati i kao rezultat novih opažanja, a posebno, kao rezultat stroge mjere dokaza."

Gilbert je umro 30. studenog 1603., ostavivši sve instrumente i djela koja je stvorio u oporuku Medicinskom društvu u Londonu, čiji je bio aktivni predsjednik do svoje smrti.

3 Nagrada dodijeljena Maratu

Predvečerje Francuske buržoaske revolucije. Sumirajmo istraživanja na području elektrotehnike tog razdoblja. Utvrđena je prisutnost pozitivnog i negativnog elektriciteta, izgrađeni su i poboljšani prvi elektrostatički strojevi, stvorene su Leydenske banke (vrsta kondenzatora za pohranu naboja), elektroskopi, formulirane kvalitativne hipoteze električnih pojava, poduzeti hrabri pokušaji da se istraže električna energija. priroda munje.

Električna priroda munje i njezin učinak na ljude dodatno su učvrstili stav da električna energija može ne samo udarati, već i liječiti ljude. Navedimo neke primjere. Britanci Grey i Wheeler izveli su 8. travnja 1730. sada već klasični eksperiment s elektrifikacijom čovjeka.

U dvorištu kuće u kojoj je Grey živio u zemlju su ukopana dva suha drvena stupa na koje je pričvršćena drvena greda, a preko drvene grede nabačena su dva užeta za kosu. Donji krajevi su im bili vezani. Užad je lako izdržala težinu dječaka koji je pristao sudjelovati u eksperimentu. Sjedeći kao na ljuljački, dječak je jednom rukom držao šipku ili metalnu šipku naelektriziranu trenjem, na koju se prenosio električni naboj s naelektriziranog tijela. Dječak je drugom rukom bacao novčiće, jedan za drugim, u metalnu ploču koja je bila na suhom. drvena ploča ispod njega (slika 2). Novčići su dobili naboj kroz dječakovo tijelo; padajući, nabili su metalnu ploču, koja je počela privlačiti komade suhe slame smještene u blizini. Eksperimenti su provedeni mnogo puta i izazvali su značajan interes ne samo među znanstvenicima. Engleski pjesnik George Bose napisao je:

Mad Grey, što ste zapravo znali o svojstvima te sile, do sada nepoznate? Smiješ li, budalo, riskirati i spojiti osobu na struju?

Riža. 2. Iskustvo s elektrifikacijom čovjeka

Francuzi Dufay, Nollet i naš sunarodnjak Georg Richman gotovo istovremeno, neovisno jedan o drugome, osmislili su uređaj za mjerenje stupnja elektrifikacije, koji je značajno proširio korištenje električnog pražnjenja za liječenje, te ga je postalo moguće dozirati. Pariška akademija znanosti posvetila je nekoliko sastanaka raspravi o učinku pražnjenja Leyden limenki na osobu. Za to se zainteresirao i Luj XV. Na zahtjev kralja, fizičar Nollet, zajedno s liječnikom Louisom Lemonnierom, proveo je eksperiment u jednoj od velikih dvorana Versailleske palače, demonstrirajući bockavi učinak statičkog elektriciteta. Prednosti "dvorskih zabava" bile su: mnoge su ih zanimale, mnogi su počeli proučavati fenomene elektrifikacije.

Godine 1787. engleski liječnik i fizičar Adams je prvi put stvorio poseban elektrostatički stroj za medicinske potrebe. Široko ga je koristio u svojoj medicinskoj praksi (slika 3) i dobio pozitivne rezultate, što se može objasniti stimulativnim učinkom struje, psihoterapijskim učinkom i specifičnim djelovanjem iscjedka na osobu.

Doba elektrostatike i magnetostatike, kojoj pripada sve navedeno, završava razvojem matematičkih temelja ovih znanosti, koji su proveli Poisson, Ostrogradsky, Gauss.

Riža. 3. Sesija elektroterapije (sa stare gravure)

Upotreba električnih pražnjenja u medicini i biologiji dobila je puno priznanje. O djelovanju strujnog udara svjedočila je kontrakcija mišića uzrokovana dodirom električnih zraka, jegulja, soma. Eksperimenti Engleza Johna Warlisha dokazali su električnu prirodu udara raža, a anatom Gunther dao je točan opis električnog organa ove ribe.

Godine 1752. njemački liječnik Sulzer objavio je poruku o novom fenomenu koji je otkrio. Jezik koji dodiruje dva različita metala u isto vrijeme uzrokuje osebujan kiselkasti okus. Sulzer nije pretpostavio da ovo opažanje predstavlja početak najvažnijih znanstvenih područja – elektrokemije i elektrofiziologije.

Povećao se interes za korištenje električne energije u medicini. Akademija u Rouenu raspisala je natječaj za najbolji rad na temu: "Odredite stupanj i uvjete pod kojima možete računati na električnu energiju u liječenju bolesti." Prva nagrada dodijeljena je Maratu, liječniku po struci, čije je ime ušlo u povijest Francuske revolucije. Pojava Maratovog rada bila je pravovremena, budući da korištenje električne energije za liječenje nije bilo bez misticizma i nadriliještva. Izvjesni Mesmer, koristeći se modernim znanstvenim teorijama o električnim strojevima koji iskre, počeo je tvrditi da je 1771. godine pronašao univerzalni medicinski lijek - "životinjski" magnetizam, koji djeluje na pacijenta na daljinu. Otvorili su posebne medicinske ordinacije, gdje su bili elektrostatički strojevi dovoljno visokog napona. Pacijent je morao dodirivati ​​dijelove aparata koji nose struju, a pri tome je osjetio strujni udar. Očito se slučajevi pozitivnog učinka boravka u Mesmerovim "liječničkim" ordinacijama mogu objasniti ne samo iritirajućim učinkom električnog udara, već i djelovanjem ozona koji se pojavljuje u prostorijama u kojima su radili elektrostatski strojevi, te spomenutim pojavama. ranije. Može imati pozitivan učinak na neke pacijente i promjenu sadržaja bakterija u zraku pod utjecajem ionizacije zraka. Ali Mesmer u to nije sumnjao. Nakon katastrofalnih promašaja na koje je Marat pravovremeno upozoravao u svom radu, Mesmer je nestao iz Francuske. Stvorena uz sudjelovanje najvećeg francuskog fizičara Lavoisiera, vladina komisija za istraživanje "medicinskih" aktivnosti Mesmera nije uspjela objasniti pozitivan učinak električne energije na ljude. Liječenje električnom energijom u Francuskoj je privremeno obustavljeno.

4 Spor između Galvanija i Volte

A sada ćemo govoriti o studijama provedenim gotovo dvjesto godina nakon objavljivanja Gilbertova djela. Povezuju se s imenima talijanskog profesora anatomije i medicine Luigija Galvanija i talijanskog profesora fizike Alessandra Volte.

U laboratoriju za anatomiju Sveučilišta u Boulogneu Luigi Galvani proveo je eksperiment čiji je opis šokirao znanstvenike diljem svijeta. Žabe su secirane na laboratorijskom stolu. Zadatak eksperimenta bio je demonstrirati i promatrati gole, živce njihovih udova. Na ovom stolu bio je elektrostatički stroj, uz pomoć kojeg je stvorena i proučavana iskra. Evo izjava samog Luigija Galvanija iz njegova djela "O električnim silama tijekom mišićnih pokreta": "... Jedan od mojih pomoćnika je slučajno vrlo lagano vrhom dotaknuo žablje unutarnje femoralne živce. Žablja noga se oštro trznula." I dalje: "... Ovo uspijeva kada se iskra izvuče iz kondenzatora stroja."

Ovaj se fenomen može objasniti na sljedeći način. Promjenom utječu atomi i molekule zraka u zoni gdje iskra nastaje električno polje, kao rezultat toga, oni dobivaju električni naboj, prestaju biti neutralni. Nastali ioni i električno nabijene molekule šire se na određenu, relativno malu udaljenost od elektrostatičkog stroja, budući da pri kretanju, sudarajući se s molekulama zraka, gube naboj. Istodobno se mogu nakupljati na metalnim predmetima koji su dobro izolirani od površine tla i ispuštaju se ako dođe do vodljivog električnog kruga prema zemlji. Pod u laboratoriju bio je suh, drveni. Dobro je izolirao prostoriju u kojoj je Galvani radio od zemlje. Predmet na kojem su se nakupljali naboji bio je metalni skalpel. Čak i blagi kontakt skalpela sa žabljim živcem doveo je do "pražnjenja" statičkog elektriciteta nakupljenog na skalpelu, zbog čega se šapa povlačila bez ikakvih mehaničkih oštećenja. Sam po sebi je već tada bio poznat fenomen sekundarnog pražnjenja uzrokovanog elektrostatičkom indukcijom.

Sjajni talent eksperimentatora i provođenje velikog broja svestranih studija omogućili su Galvaniju da otkrije još jedan fenomen važan za daljnji razvoj elektrotehnike. Postoji pokus o proučavanju atmosferskog elektriciteta. Da citiram samog Galvanija: "... Umoran... uzaludnog očekivanja... počeo... pritisnuti bakrene kuke zabodene u leđnu moždinu o željezne šipke - žablje noge su se skupile." Rezultati eksperimenta, koji se više ne provodi na otvorenom, već u zatvorenom prostoru, u nedostatku ikakvih elektrostatičkih strojeva koji rade, potvrdili su da se kontrakcija mišića žabe, slično kontrakciji uzrokovanom iskrom elektrostatičkog stroja, događa kada tijelo žabu istovremeno dodiruju dva različita metalna predmeta - žica i ploča od bakra, srebra ili željeza. Nitko prije Galvanija nije primijetio takav fenomen. Na temelju rezultata promatranja izvlači hrabar nedvosmislen zaključak. Postoji još jedan izvor električne energije, to je "životinjski" elektricitet (pojam je ekvivalentan pojmu "električna aktivnost živog tkiva"). Živi mišić, tvrdio je Galvani, je kondenzator poput Leydenske staklenke, u njemu se akumulira pozitivni elektricitet. Žablji živac služi kao unutarnji "dirigent". Pričvršćivanje dva metalna vodiča na mišić uzrokuje strujanje električne struje koja, poput iskre iz elektrostatičkog stroja, uzrokuje kontrakciju mišića.

Galvani je eksperimentirao kako bi dobio nedvosmislen rezultat samo na mišićima žaba. Možda mu je to omogućilo da predloži korištenje "fiziološkog pripravka" žablje noge kao mjerača za količinu električne energije. Mjera količine električne energije, za koju je služio takav fiziološki pokazatelj, bila je aktivnost podizanja i spuštanja šape kada je došla u dodir s metalnom pločom, koju je istovremeno dodirivala kuka koja je prolazila kroz leđnu moždinu. žaba, te učestalost podizanja šape u jedinici vremena. Neko su vrijeme takav fiziološki pokazatelj koristili čak i istaknuti fizičari, a posebno Georg Ohm.

Galvanijev elektrofiziološki eksperiment omogućio je Alessandru Volti da stvori prvi elektrokemijski izvor električna energija, što je zauzvrat otvorilo novu eru u razvoju elektrotehnike.

Alessandro Volta bio je jedan od prvih koji je cijenio Galvanijevo otkriće. S velikom pažnjom ponavlja Galvanijeve pokuse i dobiva mnogo podataka koji potvrđuju njegove rezultate. No, već u svojim prvim člancima "O životinjskom elektricitetu" i u pismu dr. Boroniu od 3. travnja 1792. Volta, za razliku od Galvanija, koji promatrane pojave tumači sa stanovišta "životinjskog" elektriciteta, ističe kemijske i fizičke pojavama. Volta utvrđuje važnost korištenja različitih metala za te pokuse (cink, bakar, olovo, srebro, željezo), između kojih se postavlja krpa navlažena kiselinom.

Evo što Volta piše: "U Galvanijevim pokusima izvor električne energije je žaba. Međutim, što je žaba ili bilo koja životinja općenito? Prije svega, to su živci i mišići, i oni sadrže razne kemijske spojeve. živci i mišići pripremljene žabe spojeni su na dva različita metala, onda kada se takav krug zatvori, očituje se električno djelovanje.U mom posljednjem eksperimentu sudjelovala su i dva različita metala - to su čelik (olovo) i srebro, a slina jezika igrala je ulogu tekućine.Zatvarajući strujni krug spojnom pločom, stvorio sam uvjete za kontinuirano kretanje električne tekućine s jednog mjesta na drugo.Ali mogao sam te iste metalne predmete jednostavno ispustiti u vodu ili u tekućinu sličnu na slinu?Što je sa "životinjskom" strujom?

Eksperimenti koje je proveo Volta omogućuju nam da formuliramo zaključak da je izvor električnog djelovanja lanac različitih metala kada dođu u dodir s krpom koja je vlažna ili natopljena kiselinom.

U jednom od pisama svom prijatelju doktoru Vazagiju (opet primjer liječničkog zanimanja za električnu energiju), Volta je napisao: „Odavno sam uvjeren da sve djelovanje dolazi od metala iz čijeg kontakta električna tekućina ulazi u vlažnu ili vodeno tijelo. Na temelju toga, vjerujem da ima pravo sve nove električne pojave pripisati metalima i zamijeniti naziv "životinjski elektricitet" izrazom "metalni elektricitet".

Prema Voltu, žablji kraci su osjetljivi elektroskop. Između Galvanija i Volte, kao i između njihovih sljedbenika, nastao je povijesni spor – spor oko "životinjske" ili "metalne" struje.

Galvani nije odustajao. Iz eksperimenta je potpuno isključio metal, pa čak i secirao žabe staklenim noževima. Pokazalo se da je čak i u ovom pokusu kontakt femoralnog živca žabe s njegovim mišićem doveo do jasno uočljive, iako mnogo manje nego uz sudjelovanje metala, kontrakcije. Ovo je bila prva fiksacija bioelektričnih fenomena na kojima se temelji suvremena elektrodijagnostika kardiovaskularnog i niza drugih ljudskih sustava.

Volta pokušava razotkriti prirodu otkrivenih neobičnih pojava. Pred njim jasno formulira sljedeći problem: “Što je uzrok nastanka elektriciteta?” Pitao sam se na isti način kao što bi to činio svaki od vas. Razmišljanja su me dovela do jednog rješenja: od kontakta dva različita metala, na primjer srebro i cink, poremećena je ravnoteža elektriciteta u oba metala.Na mjestu dodira metala pozitivni elektricitet teče od srebra do cinka i akumulira se na potonjem, dok se negativan elektricitet kondenzira na srebru. . To znači da se električna tvar kreće u određenom smjeru. Kada sam jednu na drugu nanio ploče srebra i cinka bez međuodstojnika, odnosno cink ploče su bile u kontaktu sa srebrnim, tada se njihov ukupni učinak smanjio na nula. Da bi se pojačao električni učinak ili zbrajao, svaku cink ploču treba dovesti u kontakt sa samo jednim srebrom i zbrajati u nizu više parova. To se postiže upravo činjenicom da sam na svaku pocinčanu ploču stavio mokri komad tkanine i tako je odvojio od srebrne ploče sljedećeg para. "Mnogo od onoga što je Volt rekao ne gubi na značaju ni sada, u svjetlu moderne znanstvene ideje.

Nažalost, ovaj spor je tragično prekinut. Napoleonova vojska okupirala je Italiju. Zbog odbijanja zakletve na vjernost novoj vladi, Galvani je izgubio fotelju, dobio je otkaz i ubrzo nakon toga umro. Drugi sudionik spora, Volta, doživio je puno priznanje otkrića obaju znanstvenika. U povijesnom sporu obojica su bili u pravu. Biolog Galvani ušao je u povijest znanosti kao utemeljitelj bioelektričnosti, fizičar Volta - kao utemeljitelj elektrokemijskih izvora struje.

4. Eksperimenti VV Petrov. Početak elektrodinamike

Rad profesora fizike Medicinsko-kirurške akademije (danas Vojnomedicinska akademija imena S. M. Kirova u Lenjingradu), akademika V. V. Petrova, završava prvu etapu znanosti o "životinjskoj" i "metalnoj" elektriciteti.

Djelovanje V. V. Petrova imalo je ogroman utjecaj na razvoj znanosti o korištenju električne energije u medicini i biologiji u našoj zemlji. Na Medicinsko-kirurškoj akademiji stvorio je kabinet za fiziku opremljen izvrsnom opremom. Radeći u njemu, Petrov je izgradio prvi na svijetu elektrokemijski izvor električne energije visokog napona. Procjenjujući napon ovog izvora prema broju elemenata uključenih u njega, može se pretpostaviti da je napon dosegao 1800-2000 V pri snazi ​​od oko 27-30 W. Ovaj univerzalni izvor omogućio je V. V. Petrovu da u kratkom vremenskom razdoblju provede desetke studija, što je otvorilo različite načine korištenja električne energije u različitim područjima. Ime V. V. Petrova obično se povezuje s pojavom novog izvora osvjetljenja, i to električnog, koji se temelji na korištenju učinkovitog električnog luka koji je otkrio. Godine 1803. V. V. Petrov je rezultate svojih istraživanja iznio u knjizi "Vijesti o galvansko-voltovskim pokusima". Ovo je prva knjiga o elektricitetu objavljena u našoj zemlji. Ovdje je ponovno objavljen 1936. godine.

U ovoj knjizi nisu važna samo električna istraživanja, već i rezultati proučavanja odnosa i interakcije električne struje sa živim organizmom. Petrov je pokazao da je ljudsko tijelo sposobno naelektrizirati i da je galvansko-voltaična baterija, koja se sastoji od velikog broja elemenata, opasna za čovjeka; zapravo je predvidio mogućnost korištenja električne energije za fizikalnu terapiju.

Velik je utjecaj istraživanja VV Petrova na razvoj elektrotehnike i medicine. Njegovo djelo "Vijesti o galvansko-voltaičkim pokusima", prevedeno na latinski, krasi, uz rusko izdanje, nacionalne knjižnice mnogih europskih zemalja. Elektrofizički laboratorij koji je stvorio V. V. Petrov omogućio je znanstvenicima akademije sredinom 19. stoljeća da široko prošire istraživanja u području korištenja električne energije za liječenje. VMA je u tom smjeru zauzela vodeću poziciju ne samo među institucijama naše zemlje, već i među europskim institucijama. Dovoljno je spomenuti imena profesora V. P. Egorova, V. V. Lebedinskog, A. V. Lebedinskog, N. P. Klopina, S. A. Lebedeva.

Što je 19. stoljeće donijelo proučavanju elektriciteta? Prije svega, prekinut je monopol medicine i biologije na električnu energiju. Galvani, Volta, Petrov postavili su temelje za to. Prvu polovicu i sredinu 19. stoljeća obilježila su velika otkrića u elektrotehnici. Ova otkrića povezuju se s imenima Danca Hansa Oersteda, Francuza Dominiquea Araga i Andre Ampèrea, Nijemca Georga Ohma, Engleza Michaela Faradaya, naših sunarodnjaka Borisa Jacobija, Emila Lenza i Pavela Schillinga te mnogih drugih znanstvenika.

Opišimo ukratko najvažnija od ovih otkrića koja su izravno povezana s našom temom. Oersted je bio prvi koji je uspostavio potpun odnos između električnih i magnetskih pojava. Eksperimentirajući s galvanskim elektricitetom (kako su se u to vrijeme nazivale električne pojave koje proizlaze iz izvora elektrokemijske struje, za razliku od pojava koje uzrokuje elektrostatički stroj), Oersted je otkrio odstupanja igle magnetskog kompasa smještene u blizini izvora električne struje (galvanske baterije). ) u trenutku kratkog spoja i prekida električnog kruga. Otkrio je da ovo odstupanje ovisi o mjestu magnetskog kompasa. Oerstedova je velika zasluga što je i sam cijenio važnost fenomena koji je otkrio. Naizgled nepokolebljive više od dvjesto godina, srušile su se ideje temeljene na Gilbertovim djelima o neovisnosti magnetskih i električnih pojava. Oersted je dobio pouzdan eksperimentalni materijal na temelju kojeg piše, a potom objavljuje knjigu "Pokusi u vezi s djelovanjem električnog sukoba na magnetskoj igli". Svoje postignuće on ukratko formulira na sljedeći način: „Galvanski elektricitet, idući od sjevera prema jugu preko slobodno viseće magnetske igle, skreće svoj sjeverni kraj prema istoku i, prolazeći u istom smjeru ispod igle, odbija ga prema zapadu. "

Francuski fizičar André Ampère jasno je i duboko otkrio smisao Oerstedova pokusa, koji je prvi pouzdani dokaz odnosa magnetizma i elektriciteta. Ampère je bio vrlo svestran znanstvenik, izvrstan u matematici, volio je kemiju, botaniku i antičku književnost. Bio je veliki popularizator znanstvenih otkrića. Ampereove zasluge na području fizike mogu se formulirati na sljedeći način: stvorio je novi odjeljak u nauci o elektricitetu - elektrodinamiku, koji pokriva sve manifestacije pokretnog elektriciteta. Amperov izvor pokretnih električnih naboja bila je galvanska baterija. Zatvarajući strujni krug, primio je kretanje električnih naboja. Ampère je pokazao da se odmara električni naboji(statički elektricitet) ne djeluju na magnetsku iglu – ne odbijaju je. razgovarajući suvremeni jezik, Ampère je uspio identificirati značaj prijelaznih pojava (uključivanje električnog kruga).

Michael Faraday dovršava otkrića Oersteda i Amperea – stvara koherentnu logičku doktrinu elektrodinamike. Istodobno, posjeduje niz neovisnih velikih otkrića, koja su nedvojbeno imala važan utjecaj na korištenje elektriciteta i magnetizma u medicini i biologiji. Michael Faraday nije bio matematičar poput Ampèrea; u svojim brojnim publikacijama nije koristio niti jedan analitički izraz. Talent eksperimentatora, savjestan i vrijedan, omogućio je Faradayju da nadoknadi nedostatak matematičke analize. Faraday otkriva zakon indukcije. Kako je i sam rekao: "Našao sam način da struju pretvorim u magnetizam i obrnuto." On otkriva samoindukciju.

Završetak najvećeg Faradayevog istraživanja je otkriće zakona prolaska električne struje kroz vodljive tekućine i kemijske razgradnje potonje, koja se događa pod utjecajem električne struje (fenomen elektrolize). Faraday formulira osnovni zakon na ovaj način: „Količina tvari koja se nalazi na vodljivim pločama (elektrodama) uronjenim u tekućinu ovisi o jačini struje i o vremenu njezina prolaska: što je jačina struje veća i to je duže. prođe, to će se veća količina tvari otpustiti u otopinu."

Ispostavilo se da je Rusija jedna od zemalja u kojoj su otkrića Oersteda, Araga, Amperea, i što je najvažnije, Faradaya našla izravan razvoj i praktičnu primjenu. Boris Jacobi, koristeći otkrića elektrodinamike, stvara prvi brod s električnim motorom. Emil Lenz posjeduje niz radova od velikog praktičnog interesa iz različitih područja elektrotehnike i fizike. Njegovo se ime obično povezuje s otkrićem zakona toplinskog ekvivalenta električne energije, nazvanog Joule-Lenzov zakon. Osim toga, Lenz je uspostavio zakon nazvan po njemu. Time završava razdoblje stvaranja temelja elektrodinamike.

1 Upotreba električne energije u medicini i biologiji u 19. stoljeću

P. N. Yablochkov, postavljajući dva ugljena paralelno, odvojena mazivom za topljenje, stvara električnu svijeću - jednostavan izvor električne svjetlosti koji može osvijetliti sobu nekoliko sati. Svijeća Yablochkov trajala je tri ili četiri godine, pronalazeći primjenu u gotovo svim zemljama svijeta. Zamijenjena je trajnijom žaruljom sa žarnom niti. Električni generatori se stvaraju posvuda, a sve su raširene i baterije. Područja primjene električne energije se povećavaju.

Korištenje električne energije u kemiji, koju je inicirao M. Faraday, također postaje popularno. Kretanje tvari - kretanje nositelja naboja - našlo je jednu od svojih prvih primjena u medicini za uvođenje odgovarajućih ljekovitih spojeva u ljudsko tijelo. Bit metode je sljedeća: gaza ili bilo koje drugo tkivo impregnira se željenim ljekovitim spojem, koji služi kao brtva između elektroda i ljudskog tijela; nalazi se na područjima tijela koja se tretiraju. Elektrode su spojene na izvor istosmjerne struje. Način takve primjene ljekovitih spojeva, prvi put korišten u drugoj polovici 19. stoljeća, raširen je i danas. Zove se elektroforeza ili iontoforeza. Čitatelj može naučiti o praktičnoj primjeni elektroforeze u petom poglavlju.

Slijedilo je još jedno otkriće od velike važnosti za praktičnu medicinu u području elektrotehnike. Engleski znanstvenik Crookes je 22. kolovoza 1879. izvijestio o svom istraživanju katodnih zraka, o čemu se tada doznalo sljedeće:

Kada se struja visokog napona provuče kroz cijev s vrlo razrijeđenim plinom, mlaz čestica izlazi iz katode, jureći ogromnom brzinom. 2. Te se čestice kreću strogo pravocrtno. 3. Ova energija zračenja može proizvesti mehaničko djelovanje. Na primjer, za rotiranje malog gramofona koji mu se nalazi na putu. 4. Energija zračenja se odbija magnetom. 5. Na mjestima gdje zračeća materija pada, razvija se toplina. Ako se katodi da oblik konkavnog zrcala, tada se čak i takve vatrostalne legure kao što je, na primjer, legura iridija i platine, mogu rastopiti u fokusu ovog zrcala. 6. Katodne zrake – protok materijalnih tijela manji je od atoma, odnosno čestica negativnog elektriciteta.

Ovo su prvi koraci u iščekivanju velikog novog otkrića Wilhelma Conrada Roentgena. Roentgen je otkrio bitno drugačiji izvor zračenja, koji je nazvao X-zrake (X-Ray). Kasnije su te zrake nazvane x-zrake. Rentgenova poruka izazvala je senzaciju. U svim zemljama mnogi su laboratoriji počeli reproducirati Roentgenovu postavku, ponavljati i razvijati njegova istraživanja. Ovo otkriće izazvalo je poseban interes među liječnicima.

Fizikalne laboratorije u kojima je napravljena oprema koju je Roentgen koristio za primanje rendgenskih zraka napali su liječnici, njihovi pacijenti, koji su sumnjali da su u tijelu progutali igle, metalne gumbe itd. Povijest medicine nije poznavala tako brzu praktična provedba otkrića u elektricitetu, kao što se dogodilo s novim dijagnostičkim alatom - x-zrakama.

Zainteresirani za x-zrake odmah i u Rusiji. Još nije bilo službenih znanstvenih publikacija, recenzija o njima, točnih podataka o opremi, pojavila se samo kratka poruka o Roentgenovom izvješću, a u blizini Sankt Peterburga, u Kronstadtu, izumitelj radija Aleksandar Stepanovič Popov već počinje stvarati prvi domaći rendgenski aparat. O ovome se malo zna. O ulozi A. S. Popova u razvoju prvih domaćih rendgenskih strojeva, njihova implementacija, možda, po prvi put postala je poznata iz knjige F. Veitkova. Vrlo ga je uspješno dopunila kći izumitelja Ekaterina Aleksandrovna Kyandskaya-Popova, koja je zajedno s V. Tomatom objavila članak "Izumitelj radija i X-zraka" u časopisu "Znanost i život" (1971., br. 8).

Nova dostignuća u elektrotehnici u skladu su s time proširila mogućnosti proučavanja "životinjske" električne energije. Matteuchi je pomoću galvanometra stvorenog u to vrijeme dokazao da tijekom života mišića, električni potencijal. Presijecajući mišić preko vlakana, spojio ga je na jedan od polova galvanometra, a uzdužnu površinu mišića spojio na drugi pol i dobio potencijal u rasponu od 10-80 mV. Vrijednost potencijala određena je vrstom mišića. Prema Matteuchiju, "biotok teče" od uzdužne površine prema poprečnom presjeku, a presjek je elektronegativan. Ovu zanimljivu činjenicu potvrdili su pokusi na raznim životinjama - kornjačama, zečevima, štakorima i pticama, koje su proveli brojni istraživači, od kojih treba izdvojiti njemačke fiziologe Dubois-Reymonda, Hermana i našeg sunarodnjaka V. Yu. Chagovetsa. Peltier je 1834. objavio rad u kojem je predstavio rezultate istraživanja interakcije biopotencijala s istosmjernom strujom koja teče kroz živo tkivo. Pokazalo se da se u ovom slučaju mijenja polaritet biopotencijala. Amplitude se također mijenjaju.

Istodobno su uočene i promjene u fiziološkim funkcijama. U laboratorijima fiziologa, biologa i liječnika pojavljuju se električni mjerni instrumenti koji imaju dovoljnu osjetljivost i odgovarajuće granice mjerenja. Akumulira se velik i svestran eksperimentalni materijal. Time se završava prapovijest korištenja električne energije u medicini i proučavanja "životinjskog" elektriciteta.

Pojava fizikalnih metoda koje daju primarne bioinformacije, suvremeni razvoj električne mjerne opreme, teorija informacija, autometrija i telemetrija, integracija mjerenja - to je ono što označava novu povijesnu etapu u znanstvenom, tehničkom i biomedicinskom području korištenja električne energije.

2 Povijest radioterapije i dijagnoza

Krajem devetnaestog stoljeća došlo je do vrlo važnih otkrića. Po prvi put, čovjek je mogao vlastitim okom vidjeti nešto što se skriva iza barijere neprozirne za vidljivu svjetlost. Konrad Roentgen otkrio je takozvane X-zrake, koje su mogle prodrijeti kroz optički neprozirne barijere i stvoriti slike u sjeni objekata skrivenih iza njih. Otkriven je i fenomen radioaktivnosti. Već u 20. stoljeću, 1905. godine, Eindhoven je dokazao električnu aktivnost srca. Od tog trenutka počela se razvijati elektrokardiografija.

Liječnici su počeli dobivati ​​sve više informacija o stanju pacijentovih unutarnjih organa, koje nisu mogli promatrati bez odgovarajućih uređaja koje su osmislili inženjeri na temelju otkrića fizičara. Konačno, liječnici su dobili priliku promatrati rad unutarnjih organa.

Do početka Drugog svjetskog rata, vodeći fizičari planeta, čak i prije pojave informacija o fisiji teških atoma i kolosalnom oslobađanju energije u ovom slučaju, došli su do zaključka da je moguće stvoriti umjetni radioaktivni izotopi. Broj radioaktivnih izotopa nije ograničen na prirodno poznate radioaktivne elemente. Poznati su po svim kemijskim elementima periodnog sustava. Znanstvenici su uspjeli pratiti njihovu kemijsku povijest bez ometanja tijeka procesa koji se proučava.

Još dvadesetih godina pokušalo se upotrijebiti prirodne radioaktivne izotope iz obitelji radija za određivanje brzine protoka krvi u ljudi. Ali ovakva istraživanja nisu bila široko korištena čak ni u znanstvene svrhe. Radioaktivni izotopi dobili su širu primjenu u medicinskim istraživanjima, uključujući dijagnostička, pedesetih godina nakon stvaranja nuklearnih reaktora, u kojem je bilo prilično lako dobiti velike aktivnosti umjetno radioaktivnih izotopa.

Najpoznatiji primjer jedne od prvih primjena umjetno radioaktivnih izotopa je korištenje izotopa joda za istraživanje štitnjače. Metoda je omogućila razumijevanje uzroka bolesti štitnjače (gušavost) za određena područja stanovanja. Pokazana je povezanost između sadržaja joda u prehrani i bolesti štitnjače. Kao rezultat ovih studija, vi i ja konzumiramo kuhinjsku sol u koju se namjerno uvode neaktivni dodaci joda.

U početku su se za proučavanje raspodjele radionuklida u organu koristili jednostruki scintilacijski detektori koji su skenirali ispitivani organ točku po točku, t.j. skenirao ga, krećući se duž linije meandra preko cijelog proučavanog organa. Takva studija nazvana je skeniranje, a uređaji koji se za to koriste zvali su se skeneri (skeneri). S razvojem poziciono osjetljivih detektora, koji su, osim činjenice da su registrirali padajući gama kvant, određivali i koordinate njegovog ulaska u detektor, postalo je moguće vidjeti cijeli organ koji se proučava odjednom bez pomicanja detektora. preko toga. Trenutno se dobivanje slike raspodjele radionuklida u ispitivanom organu naziva scintigrafija. Iako je, općenito govoreći, pojam scintigrafija uveden 1955. (Andrews et al.) i u početku se odnosio na skeniranje. Među sustavima sa stacionarnim detektorima, takozvana gama kamera, koju je prvi predložio Anger 1958. godine, dobila je najširu upotrebu.

Gama kamera je omogućila značajno smanjenje vremena snimanja slike i, s tim u vezi, korištenje kratkoživućih radionuklida. Korištenje kratkoživućih radionuklida značajno smanjuje dozu izloženosti zračenju tijela ispitanika, što je omogućilo povećanje aktivnosti radiofarmaka koji se daju pacijentima. Trenutno, kada se koristi Ts-99t, vrijeme dobivanja jedne slike je djelić sekunde. Tako kratko vrijeme za dobivanje jednog okvira dovelo je do pojave dinamičke scintigrafije, kada se tijekom istraživanja dobiva niz uzastopnih slika organa koji se proučava. Analiza takvog slijeda omogućuje određivanje dinamike promjena aktivnosti kako u organu u cjelini tako iu njegovim pojedinim dijelovima, tj. postoji kombinacija dinamičkih i scintigrafskih studija.

Razvojem tehnike za dobivanje slika raspodjele radionuklida u ispitivanom organu, postavilo se pitanje o metodama procjene raspodjele radiofarmaka unutar ispitivanog područja, posebice u dinamičkoj scintigrafiji. Skenogrami su se uglavnom obrađivali vizualno, što je s razvojem dinamičke scintigrafije postalo neprihvatljivo. Glavna nevolja bila je nemogućnost crtanja krivulja koje odražavaju promjenu radiofarmaceutske aktivnosti u ispitivanom organu ili u njegovim pojedinim dijelovima. Naravno, može se uočiti niz nedostataka dobivenih scintigrama - prisutnost statističkog šuma, nemogućnost oduzimanja pozadine okolnih organa i tkiva, nemogućnost dobivanja sažete slike u dinamičkoj scintigrafiji na temelju niza uzastopnih kadrova. .

Sve je to dovelo do pojave računalnih sustava za digitalnu obradu scintigrama. Godine 1969. Jinuma i dr. koristili su sposobnosti računala za obradu scintigrama, što je omogućilo dobivanje pouzdanijih dijagnostičkih informacija i to u puno većem volumenu. S tim u vezi, računalni sustavi za prikupljanje i obradu scintigrafskih informacija počeli su se vrlo intenzivno uvoditi u praksu odjela radionuklidne dijagnostike. Takvi odjeli postali su prvi praktični medicinski odjeli u kojima su računala naširoko uvedena.

Razvojem digitalnih sustava za prikupljanje i obradu scintigrafskih informacija temeljenih na računalu postavljeni su principi i metode obrade medicinskih dijagnostičkih slika, koje su također korištene u obradi slika dobivenih korištenjem drugih medicinskih i fizikalnih principa. To se odnosi na rendgenske slike, slike dobivene ultrazvučnom dijagnostikom i, naravno, na kompjutersku tomografiju. S druge strane, razvoj tehnika računalne tomografije doveo je do stvaranja emisijskih tomografa, jednofotonskih i pozitronskih. Razvoj visokih tehnologija za korištenje radioaktivnih izotopa u medicinskim dijagnostičkim studijama i njihova sve veća primjena u kliničkoj praksi doveli su do pojave samostalne medicinske discipline radioizotopske dijagnostike, koja je kasnije prema međunarodnoj standardizaciji nazvana radionuklidna dijagnostika. Nešto kasnije pojavio se koncept nuklearne medicine, koji je kombinirao metode korištenja radionuklida, kako za dijagnostiku tako i za terapiju. S razvojem radionuklidne dijagnostike u kardiologiji (u razvijenim zemljama do 30% od ukupnog broja radionuklidnih studija postalo je kardiološko) pojavio se pojam nuklearna kardiologija.

Još jedna ekskluziva važna grupa studije koje koriste radionuklide su in vitro studije. Ova vrsta istraživanja ne podrazumijeva unošenje radionuklida u tijelo bolesnika, već se radionuklidnim metodama utvrđuje koncentracija hormona, antitijela, lijekova i drugih klinički važnih tvari u uzorcima krvi ili tkiva. Osim toga, moderna biokemija, fiziologija i molekularna biologija ne mogu postojati bez metoda radioaktivnih tragova i radiometrije.

U našoj zemlji masovno uvođenje nuklearnomedicinskih metoda u kliničku praksu započelo je krajem 1950-ih nakon što je izdana naredba ministra zdravstva SSSR-a (br. 248 od 15. svibnja 1959.) o osnivanju odjela za radioizotopsku dijagnostiku u velike onkološke ustanove i izgradnja standardnih radioloških zgrada, neke od njih su još u funkciji. Važnu ulogu odigrala je i Uredba Središnjeg komiteta KPSS-a i Vijeća ministara SSSR-a od 14. siječnja 1960. br. 58 "O mjerama za daljnje poboljšanje medicinske skrbi i zaštitu zdravlja stanovništva SSSR-a “, čime je omogućeno široko uvođenje radioloških metoda u medicinsku praksu.

Brzi razvoj nuklearne medicine posljednjih godina dovela je do manjka radiologa i inženjera specijalista u području radionuklidne dijagnostike. Rezultat primjene svih radionuklidnih tehnika ovisi o dvije naglasci: od sustava za detekciju s dovoljno osjetljivosti i razlučivosti s jedne strane, te od radiofarmaceutskog proizvoda koji osigurava prihvatljivu razinu nakupljanja u željenom organu ili tkivu s druge strane. Stoga svaki specijalist iz područja nuklearne medicine mora imati duboko razumijevanje fizičke osnove radioaktivnosti i sustava za detekciju, kao i poznavanje kemije radiofarmaka i procesa koji određuju njihovu lokalizaciju u određenim organima i tkivima. Ova monografija nije jednostavan pregled dostignuća u području radionuklidne dijagnostike. Predstavlja mnogo izvornog materijala, koji je rezultat istraživanja njegovih autora. Dugogodišnje iskustvo zajedničkog rada tima programera odjela radiološke opreme CJSC "VNIIMP-VITA", Centra za rak Ruske akademije medicinskih znanosti, Kardiološkog istraživačko-proizvodnog kompleksa Ministarstva zdravlja Ruska Federacija, Istraživački institut za kardiologiju Tomskog znanstvenog centra Ruske akademije medicinskih znanosti, Udruženje medicinskih fizičara Rusije omogućili su razmatranje teorijskih pitanja radionuklidnog snimanja, praktičnu primjenu takvih tehnika i dobivanje najinformativnijih dijagnostički rezultati za kliničku praksu.

Razvoj medicinske tehnologije u području radionuklidne dijagnostike neraskidivo je povezan s imenom Sergeja Dmitrijeviča Kalašnjikova, koji je dugi niz godina radio u tom smjeru na Svesaveznom znanstveno-istraživačkom institutu za medicinsku instrumentaciju i nadgledao stvaranje prvog ruskog tomografa. gama kamera GKS-301.

5. Kratka povijest ultrazvučne terapije

Ultrazvučna tehnologija počela se razvijati tijekom Prvog svjetskog rata. Tada, 1914. godine, kada je testirao novi ultrazvučni emiter u velikom laboratorijskom akvariju, izvanredni francuski eksperimentalni fizičar Paul Langevin otkrio je da se riba, izložena ultrazvuku, zabrinula, pomela, zatim smirila, ali nakon nekog vremena počeli su umirati. Tako je igrom slučaja izveden prvi eksperiment od kojeg je počelo proučavanje biološkog učinka ultrazvuka. Krajem 20-ih godina XX.st. Učinjeni su prvi pokušaji korištenja ultrazvuka u medicini. A 1928. godine njemački liječnici već su koristili ultrazvuk za liječenje bolesti uha kod ljudi. Godine 1934. sovjetski otorinolaringolog E.I. Anokhrienko je ultrazvučnu metodu uveo u terapijsku praksu i prvi u svijetu provodio kombinirano liječenje ultrazvukom i električnom strujom. Ubrzo je ultrazvuk postao široko korišten u fizioterapiji, brzo stekao slavu kao vrlo učinkovit alat. Prije primjene ultrazvuka u liječenju ljudskih bolesti, njegov učinak pomno je ispitivan na životinjama, ali nove metode su u praktičnu veterinarsku medicinu došle tek nakon što su se široko koristile u medicini. Prvi ultrazvučni aparati bili su vrlo skupi. Cijena, naravno, nije bitna kada je u pitanju zdravlje ljudi, ali u poljoprivrednoj proizvodnji o tome se mora voditi računa, jer ne bi smjela biti neisplativa. Prve metode ultrazvučnog liječenja temeljile su se na čisto empirijskim opažanjima, međutim, paralelno s razvojem ultrazvučne fizioterapije, razvijene su studije o mehanizmima biološkog djelovanja ultrazvuka. Njihovi rezultati omogućili su prilagodbu praksi korištenja ultrazvuka. U 1940-1950-ima, na primjer, vjerovalo se da je ultrazvuk s intenzitetom do 5 ... 6 W / sq. cm ili čak do 10 W / sq. cm učinkovit u terapeutske svrhe. Ubrzo su se, međutim, počeli smanjivati ​​intenziteti ultrazvuka koji se koristi u medicini i veterini. Tako je 60-ih godina dvadesetog stoljeća. maksimalni intenzitet ultrazvuka koji generiraju uređaji za fizioterapiju smanjen je na 2...3 W/sq.cm, a trenutno proizvedeni uređaji emitiraju ultrazvuk s intenzitetom ne većim od 1 W/sq.cm. Ali danas se u medicinskoj i veterinarskoj fizioterapiji najčešće koristi ultrazvuk s intenzitetom od 0,05-0,5 W / sq. cm.

Zaključak

Naravno, nisam uspio obuhvatiti povijest razvoja medicinske fizike u u cijelosti, jer bih inače o svakom fizičkom otkriću morao detaljno govoriti. Ali ipak sam naznačio glavne faze u razvoju meda. fizičari: njegovo podrijetlo ne potječe iz 20. stoljeća, kako mnogi vjeruju, već mnogo ranije, u antičko doba. Danas će nam se otkrića tog vremena činiti sitnicama, ali zapravo je za to razdoblje to bio nedvojbeni iskorak u razvoju.

Teško je precijeniti doprinos fizičara razvoju medicine. Uzmimo Leonarda da Vincija, koji je opisao mehaniku pokreta zglobova. Ako objektivno pogledate njegova istraživanja, možete shvatiti da suvremena znanost o zglobovima uključuje veliku većinu njegovih radova. Ili Harvey, koji je prvi dokazao zatvaranje cirkulacije krvi. Stoga mi se čini da bismo trebali cijeniti doprinos fizičara razvoju medicine.

Popis korištene literature

1. "Osnove interakcije ultrazvuka s biološkim objektima." Ultrazvuk u medicini, veterini i eksperimentalnoj biologiji. (Autori: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., ur. Shchukin S.I., 2005.)

Oprema i metode radionuklidne dijagnostike u medicini. Kalantarov K.D., Kalašnjikov S.D., Kostylev V.A. i drugi, ur. Viktorova V.A.

Kharlamov I.F. Pedagogija. - M.: Gardariki, 1999. - 520 s; stranica 391

Struja i čovjek; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998., str. 75-92

Čeredničenko T.V. Glazba u povijesti kulture. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. str.200

Svakodnevni život starog Rima kroz leću užitka, Jean-Noel Robber, Mlada garda, 2006., str. 61

Platon. Dijalozi; Misao, 1986., str. 693

Descartes R. Djela: U 2 sv. - Vol. 1. - M.: Misao, 1989. Str. 280, 278

Platon. Dijalozi - Timej; Misao, 1986., str. 1085

Leonardo da Vinci. Odabrani radovi. U 2 sv. T.1. / Pretisak iz ur. 1935. - M.: Ladomir, 1995.

Aristotel. Djela u četiri toma. T.1.Ed.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, str. 444, 441

Popis internetskih resursa:

Terapija zvukom - Nag-Cho http://tanadug.ru/tibetan-medicine/healing/sound-healing

(datum liječenja 18.09.12.)

Povijest fototerapije - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (pristupljeno 21.09.12.)

Liječenje požarom - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (pristupljeno 21.09.12.)

Orijentalna medicina - (datum pristupa 22.09.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam

Promijenili su naš svijet i značajno utjecali na živote mnogih generacija.

Veliki fizičari i njihova otkrića

(1856-1943) - izumitelj u oblasti elektrotehnike i radiotehnike srpskog porijekla. Nicola se naziva ocem moderne električne energije. Napravio je mnoga otkrića i izume, primivši više od 300 patenata za svoje kreacije u svim zemljama u kojima je radio. Nikola Tesla nije bio samo teoretski fizičar, već i briljantan inženjer koji je stvorio i testirao svoje izume.
Tesla je otkrio izmjeničnu struju, bežični prijenos energije, struju, njegov rad doveo je do otkrića X-zraka, stvorio stroj koji je izazivao vibracije zemljine površine. Nikola je predvidio dolazak ere robota sposobnih za bilo koji posao.

(1643-1727) - jedan od očeva klasične fizike. Potkrijepio je kretanje planeta Sunčevog sustava oko Sunca, kao i nastanak oseka i oseka. Newton je stvorio temelje za modernu fizičku optiku. Vrh njegova rada je dobro poznati zakon univerzalne gravitacije.

John Dalton- engleski fizikalni kemičar. Otkrio je zakon jednolikog širenja plinova pri zagrijavanju, zakon višestrukih omjera, fenomen polimera (npr. etilena i butilena).Tvorac atomske teorije strukture tvari.

Michael Faraday(1791. - 1867.) - engleski fizičar i kemičar, utemeljitelj teorije elektromagnetskog polja. U životu je napravio toliko znanstvenih otkrića da bi desetak znanstvenika bilo dovoljno da ovjekovječe njegovo ime.

(1867. - 1934.) - fizičar i kemičar poljskog porijekla. Zajedno sa suprugom otkrila je elemente radij i polonij. Radio na radioaktivnosti.

Robert Boyle(1627. - 1691.) - engleski fizičar, kemičar i teolog. Zajedno s R. Townleyem ustanovio je ovisnost volumena iste mase zraka o tlaku pri konstantnoj temperaturi (Boyle-Mariotteov zakon).

Ernest Rutherford- Engleski fizičar, otkrio je prirodu inducirane radioaktivnosti, otkrio emanaciju torija, radioaktivni raspad i njegov zakon. Rutherforda često s pravom nazivaju jednim od titana fizike dvadesetog stoljeća.

- njemački fizičar, tvorac opće teorije relativnosti. Sugerirao je da se sva tijela ne privlače jedno drugo, kako se vjerovalo još od vremena Newtona, već savijaju okolni prostor i vrijeme. Einstein je napisao preko 350 radova iz fizike. Tvorac je specijalne (1905) i opće teorije relativnosti (1916), načela ekvivalencije mase i energije (1905). Razvio mnoge znanstvene teorije: kvantni fotoelektrični efekt i kvantni toplinski kapacitet. Zajedno s Planckom razvio je temelje kvantne teorije, predstavljajući osnovu moderne fizike.

Aleksandar Stoletov- Ruski fizičar, otkrio je da je veličina fotostruje zasićenja proporcionalna svjetlosnom toku koji pada na katodu. Približio se uspostavljanju zakona električnih pražnjenja u plinovima.

(1858-1947) - njemački fizičar, tvorac kvantne teorije, koja je napravila pravu revoluciju u fizici. Klasična fizika, za razliku od moderne, sada znači "fizika prije Plancka".

Paul Dirac- Engleski fizičar, otkrio je statističku raspodjelu energije u sustavu elektrona. Dobio je Nobelovu nagradu za fiziku "za otkriće novih produktivnih oblika atomske teorije".