Nozīmīgākie atklājumi medicīnas vēsturē. Lieliski zinātniski atklājumi, kas tika veikti sapnī

Bioloģijas zinātņu doktors J. PETRENKO.

Pirms dažiem gadiem Maskavas Valsts universitātē tika atvērta Fundamentālās medicīnas fakultāte, kas sagatavo ārstus ar plašām zināšanām dabas disciplīnās: matemātikā, fizikā, ķīmijā un molekulārajā bioloģijā. Bet jautājums par to, cik fundamentālas zināšanas ir nepieciešamas ārstam, turpina izraisīt asas diskusijas.

Zinātne un dzīve // ​​Ilustrācijas

Starp medicīnas simboliem, kas attēloti uz Krievijas Valsts medicīnas universitātes bibliotēkas ēkas frontoniem, ir cerība un dziedināšana.

Sienas gleznojums Krievijas Valsts medicīnas universitātes foajē, kurā attēloti pagātnes dižie ārsti, kas domās sēž pie viena gara galda.

V. Gilberts (1544-1603), Anglijas karalienes galma ārsts, dabaszinātnieks, kurš atklāja zemes magnētismu.

T. Jungs (1773-1829), slavens angļu ārsts un fiziķis, viens no gaismas viļņu teorijas radītājiem.

J.-B. L. Fuko (1819-1868), franču ārsts, kuram patika fiziski pētījumi. Ar 67 metru svārsta palīdzību viņš pierādīja Zemes griešanos ap savu asi un veica daudzus atklājumus optikas un magnētisma jomā.

JR Mayer (1814-1878), vācu ārsts, kurš noteica enerģijas nezūdamības likuma pamatprincipus.

G. Helmholcs (1821-1894), vācu ārsts, studējis fizioloģisko optiku un akustiku, formulējis brīvās enerģijas teoriju.

Vai nākamajiem ārstiem ir jāmāca fizika? Pēdējā laikā šis jautājums satrauc daudzus, un ne tikai tos, kuri sagatavo profesionāļus medicīnas jomā. Kā parasti, pastāv divi galēji viedokļi un saduras. Tie, kas atbalsta, veido drūmu ainu, kas radās izglītības pamatdisciplīnu neievērošanas dēļ. Tie, kas ir "pret", uzskata, ka medicīnā jādominē humanitārai pieejai un ārstam pirmām kārtām jābūt psihologam.

MEDICĪNAS KRĪZE UN SABIEDRĪBAS KRĪZE

Mūsdienu teorētiskā un praktiskā medicīna ir guvusi lielus panākumus, un fiziskās zināšanas viņai ir ļoti palīdzējušas. Taču zinātniskajos rakstos un žurnālistikā nebeidz skanēt balsis par medicīnas krīzi kopumā un īpaši medicīnas izglītībā. Par krīzi noteikti liecina fakti – tā ir "dievišķo" dziednieku parādīšanās, un eksotisku dziedniecības metožu atdzimšana. Kā aizvēsturiskos laikos atkal tiek izmantotas tādas burvestības kā "abrakadabra" un amuleti, piemēram, vardes kāja. Popularitāti gūst neovitālisms, kura viens no dibinātājiem Hanss Drišs uzskatīja, ka dzīvības parādību būtība ir entelehija (sava ​​veida dvēsele), kas darbojas ārpus laika un telpas, un ka dzīvās būtnes nevar reducēt uz fizisko kopumu. un ķīmiskās parādības. Entelehijas atzīšana par svarīgu spēku noliedz fizikālo un ķīmisko disciplīnu nozīmi medicīnā.

Var minēt daudzus piemērus tam, kā pseidozinātniskas idejas aizstāj un izstumj patieso zinātniskās zināšanas. Kāpēc tas notiek? Kā stāsta Nobela prēmijas laureāts un DNS struktūras atklājējs Frensiss Kriks, kad sabiedrība kļūst ļoti bagāta, jaunieši izrāda nevēlēšanos strādāt: viņi labprātāk dzīvo vieglu dzīvi un nodarbojas ar tādiem niekiem kā astroloģija. Tas attiecas ne tikai uz bagātajām valstīm.

Kas attiecas uz krīzi medicīnā, tad to var pārvarēt, tikai paaugstinot fundamentalitātes līmeni. Parasti tiek uzskatīts, ka fundamentalitāte ir vairāk augsts līmenis zinātnisko priekšstatu vispārinājumi, šajā gadījumā - priekšstati par cilvēka dabu. Taču arī šajā ceļā var nonākt līdz paradoksiem, piemēram, uzskatīt cilvēku par kvantu objektu, kas pilnībā abstrahējas no organismā notiekošajiem fizikāli ķīmiskajiem procesiem.

ĀRSTS-DOMĀTĀJS VAI ĀRSTS-GURU?

Neviens nenoliedz, ka pacienta ticībai dziedināšanai ir svarīga, dažkārt pat izšķiroša loma (atcerēsimies placebo efektu). Tātad, kāds ārsts ir vajadzīgs pacientam? Droši izrunāt: "Tu būsi vesels" vai ilgi prātot, kuras zāles izvēlēties, lai iegūtu maksimālu efektu un tajā pašā laikā nekaitētu?

Saskaņā ar laikabiedru atmiņām slavenais angļu zinātnieks, domātājs un ārsts Tomass Jungs (1773-1829) bieži sastinga neizlēmībā pie pacienta gultas, vilcinājās ar diagnozes noteikšanu, bieži ilgi klusēja, iegrimstot pats. Viņš godīgi un sāpīgi meklēja patiesību vissarežģītākajā un mulsinošākajā priekšmetā, par kuru rakstīja: "Nav zinātnes, kas sarežģītībā pārspētu medicīnu. Tā pārsniedz cilvēka prāta robežas."

No psiholoģijas viedokļa ārsts-domātājs maz atbilst ideālā ārsta tēlam. Viņam trūkst drosmes, augstprātības, nelokāmības, kas bieži raksturīga nezinātājiem. Iespējams, tāda ir cilvēka daba: saslimis, paļaujies uz ārsta ātru un enerģisku rīcību, nevis pārdomām. Bet, kā teica Gēte, "nav nekā briesmīgāka par aktīvu nezināšanu". Jungs kā ārsts lielu popularitāti pacientu vidū neieguva, bet kolēģu vidū viņa autoritāte bija augsta.

FIZIKU RADA ĀRSTI

Pazīsti sevi un iepazīsi visu pasauli. Pirmā ir medicīna, otrā ir fizika. Sākotnēji medicīnas un fizikas attiecības bija ciešas, ne velti līdz pat 20. gadsimta sākumam notika kopīgi dabaszinātnieku un ārstu kongresi. Un, starp citu, fiziku lielā mērā radīja ārsti, un viņus bieži pamudināja pētīt jautājumi, ko uzdeva medicīna.

Mediķi-senatnes domātāji bija pirmie, kas domāja par jautājumu, kas ir siltums. Viņi zināja, ka cilvēka veselība ir saistīta ar viņa ķermeņa siltumu. Lielais Galēns (II gadsimts AD) ieviesa jēdzienus "temperatūra" un "grāds", kas kļuva par fundamentālu fizikā un citās disciplīnās. Tātad senatnes ārsti lika pamatus siltuma zinātnei un izgudroja pirmos termometrus.

Viljams Gilberts (1544-1603), Anglijas karalienes ārsts, pētīja magnētu īpašības. Viņš nosauca Zemi par lielu magnētu, pierādīja to eksperimentāli un nāca klajā ar modeli, lai aprakstītu zemes magnētismu.

Tomass Jungs, kurš jau tika pieminēts, bija praktizējošs ārsts, taču viņš arī veica lielus atklājumus daudzās fizikas jomās. Viņš kopā ar Fresnelu pamatoti tiek uzskatīts par viļņu optikas radītāju. Starp citu, tieši Jungs atklāja vienu no vizuālajiem defektiem – daltonismu (nespēju atšķirt sarkano un zaļo krāsu). Ironiski, ka šis atklājums medicīnā iemūžināja nevis ārsta Junga, bet gan fiziķa Daltona vārdu, kurš pirmais atklāja šo defektu.

Jūlijs Roberts Maijers (1814-1878), kurš sniedza milzīgu ieguldījumu enerģijas nezūdamības likuma atklāšanā, strādāja par ārstu uz holandiešu kuģa Java. Viņš ārstēja jūrniekus ar asins nolaišanu, ko tolaik uzskatīja par līdzekli pret visām slimībām. Šajā gadījumā viņi pat jokoja, ka ārsti izlaiduši vairāk cilvēku asiņu, nekā tas izlijis kaujas laukos visā cilvēces vēsturē. Meijers atzīmēja, ka, kuģim atrodoties tropos, venozās asinis ir gandrīz tikpat vieglas kā arteriālās asinis asins nolaišanas laikā (parasti venozās asinis ir tumšākas). Viņš to ieteica cilvēka ķermenis, tāpat kā tvaika dzinējs, tropos, pie augstām gaisa temperatūrām, tas patērē mazāk "degvielas", līdz ar to izdala mazāk "dūmu", tāpēc venozās asinis izgaismojas. Turklāt, pārdomājot viena navigatora teikto, ka vētru laikā ūdens jūrā uzsilst, Meiers nonācis pie secinājuma, ka visur ir jābūt noteiktām attiecībām starp darbu un karstumu. Viņš izteica noteikumus, kas veidoja enerģijas nezūdamības likuma pamatu.

Izcilais vācu zinātnieks Hermanis Helmholcs (1821-1894), arī ārsts, neatkarīgi no Majera formulēja enerģijas nezūdamības likumu un izteica to mūsdienīgā matemātiskā formā, kuru joprojām izmanto visi, kas studē un izmanto fiziku. Turklāt Helmholcs veica lielus atklājumus elektromagnētisko parādību, termodinamikas, optikas, akustikas jomā, kā arī redzes, dzirdes, nervu un muskuļu sistēmu fizioloģijā, izgudroja vairākas svarīgas ierīces. Ieguvis medicīnisko izglītību un būdams profesionāls ārsts, viņš mēģināja fiziku un matemātiku pielietot fizioloģiskajos pētījumos. 50 gadu vecumā profesionāls ārsts kļuva par fizikas profesoru, bet 1888. gadā - par Berlīnes Fizikas un matemātikas institūta direktoru.

Franču ārsts Žans Luī Puaizijs (1799-1869) eksperimentāli pētīja sirds kā sūkņa, kas sūknē asinis, spēku, kā arī pētīja asinsrites likumus vēnās un kapilāros. Apkopojot iegūtos rezultātus, viņš atvasināja formulu, kas izrādījās ārkārtīgi svarīga fizikā. Par pakalpojumiem fizikā viņa vārdā ir nosaukta dinamiskās viskozitātes mērvienība - balanss.

Attēls, kurā redzams medicīnas ieguldījums fizikas attīstībā, izskatās diezgan pārliecinošs, taču tai var pievienot vēl dažus triepienus. Jebkurš autobraucējs ir dzirdējis par kardānu, kas pārraida rotācijas kustību dažādos leņķos, taču tikai daži cilvēki zina, ka to izgudroja itāļu ārsts Džerolamo Kardano (1501-1576). Slavenais Fuko svārsts, kas saglabā svārstību plakni, nes franču zinātnieka Žana Bernāra-Leona Fuko (1819-1868), pēc izglītības ārsta, vārdu. Slavenais krievu ārsts Ivans Mihailovičs Sečenovs (1829-1905), kura vārds ir Maskavas Valsts medicīnas akadēmija, nodarbojās ar fizikālā ķīmija un noteica svarīgu fizikālo un ķīmisko likumu, kas apraksta gāzu šķīdības izmaiņas ūdens vidē atkarībā no elektrolītu klātbūtnes tajā. Šo likumu joprojām studē studenti, un ne tikai medicīnas augstskolās.

"MĒS FORMULU NESAPROTAM!"

Atšķirībā no pagātnes ārstiem, daudzi medicīnas studenti mūsdienās vienkārši nesaprot, kāpēc viņiem māca zinātnes. Es atceros vienu stāstu no savas prakses. Spēcīgs klusums, Maskavas Valsts universitātes Fundamentālās medicīnas fakultātes otrā kursa studenti raksta kontroldarbu. Tēma ir fotobioloģija un tās pielietojums medicīnā. Ņemiet vērā, ka fotobioloģiskās pieejas, kuru pamatā ir gaismas iedarbības uz vielu fizikāli ķīmiskie principi, šobrīd ir atzītas par visdaudzsološākajām onkoloģisko slimību ārstēšanā. Šīs sadaļas nezināšana, tās pamati ir nopietns kaitējums medicīnas izglītībā. Jautājumi nav pārāk sarežģīti, viss ir lekciju un semināru materiāla ietvaros. Taču rezultāts ir neapmierinošs: gandrīz puse skolēnu saņēma divcīņas. Un visiem, kas netika galā ar uzdevumu, raksturīgs viens - fiziku skolā nemācīja vai mācīja caur piedurknēm. Dažiem šī tēma iedveš patiesas šausmas. Pārbaudes darbu kaudzē es uzgāju dzejas lapu. Studente, nespēdama atbildēt uz jautājumiem, poētiskā formā sūdzējās, ka viņai jāsāk piebāzt nevis latīņu valodu (mūžīgās medicīnas studentu mokas), bet gan fiziku, un beigās iesaucās: "Ko darīt? Galu galā mēs esam ārsti , mēs nevaram saprast formulas! Jaunā dzejniece, kas savos dzejoļos kontroli nodēvēja par "gala dienu", neizturēja fizikas pārbaudījumus un galu galā pārcēlās uz Humanitāro zinātņu fakultāti.

Kad studenti, topošie ārsti, operē žurku, nevienam neienāks prātā jautāt, kāpēc tas nepieciešams, lai gan cilvēka un žurkas organismi atšķiras diezgan daudz. Kāpēc topošajiem ārstiem ir vajadzīga fizika, nav tik acīmredzams. Bet vai ārsts, kurš nesaprot fizikas pamatlikumus, var kompetenti strādāt ar vissarežģītākajām diagnostikas iekārtām, ar kurām "piebāztas" mūsdienu klīnikas? Starp citu, daudzi studenti, pārvarot pirmās neveiksmes, ar entuziasmu sāk nodarboties ar biofiziku. Beigās skolas gads kad tika pētītas tādas tēmas kā "Molekulārās sistēmas un to haotiskie stāvokļi", "Jauni pH-metrijas analītiskie principi", "Vielu ķīmisko pārvērtību fizikālā būtība", "Lipīdu peroksidācijas procesu antioksidanta regulēšana", otrā kursa studenti rakstīja: "Mēs atklājām fundamentālie likumi, kas nosaka dzīvā un, iespējams, arī Visuma pamatu. Tie tika atklāti nevis uz spekulatīvu teorētisku konstrukciju pamata, bet gan reālā objektīvā eksperimentā. Mums bija grūti, bet interesanti." Varbūt starp šiem puišiem ir nākamie Fedorovs, Ilizarovs, Šumakovs.

“Labākais veids, kā kaut ko izpētīt, ir to atklāt pašam,” teica vācu fiziķis un rakstnieks Georgs Lihtenbergs. “Tas, ko tu biji spiests atklāt pats, atstāj tavā prātā ceļu, kuru varēsi izmantot vēlreiz, kad radīsies vajadzība. Šis visefektīvākais mācīšanas princips ir tikpat vecs kā pasaule. Tas ir "Sokrātiskās metodes" pamatā un tiek saukts par aktīvās mācīšanās principu. Uz šī principa tiek veidota biofizikas mācība Fundamentālās medicīnas fakultātē.

FUNDAMENTALITĀTES ATTĪSTĪBA

Medicīnas pamatprincipi ir tās pašreizējās dzīvotspējas un turpmākās attīstības atslēga. Ir iespējams patiesi sasniegt mērķi, uzskatot ķermeni kā sistēmu sistēmu un ejot padziļinātākas izpratnes par tā fizikāli ķīmisko izpratni ceļu. Kā ar medicīnisko izglītību? Atbilde ir skaidra: paaugstināt studentu zināšanu līmeni fizikas un ķīmijas jomā. 1992. gadā Maskavas Valsts universitātē tika izveidota Fundamentālās medicīnas fakultāte. Mērķis bija ne tikai atgriezt medicīnu augstskolā, bet arī, nesamazinot mediķu apmācības kvalitāti, krasi nostiprināt topošo ārstu dabaszinātnisko zināšanu bāzi. Šāds uzdevums prasa intensīvu gan skolotāju, gan skolēnu darbu. Tiek sagaidīts, ka studenti apzināti izvēlas fundamentālo medicīnu, nevis parasto medicīnu.

Jau agrāk nopietns mēģinājums šajā virzienā bija medicīniski bioloģiskās fakultātes izveide Krievijas Valsts medicīnas universitātē. 30 fakultātes darba gados ir sagatavots liels skaits medicīnas speciālistu: biofiziķi, bioķīmiķi un kibernētiķi. Bet šīs fakultātes problēma ir tā, ka līdz šim tās absolventi varēja nodarboties tikai ar medicīnisko zinātnisko pētniecību, viņiem nebija tiesību ārstēt pacientus. Tagad šī problēma tiek risināta - Krievijas Valsts medicīnas universitātē kopā ar Ārstu padziļinātās apmācības institūtu ir izveidots izglītības un zinātnes komplekss, kas ļauj vecāko kursu studentiem iziet papildu medicīnisko apmācību.

Bioloģijas zinātņu doktors J. PETRENKO.

Aizvadītais gads zinātnei ir bijis ļoti auglīgs. Zinātnieki ir panākuši īpašu progresu medicīnas jomā. Cilvēce ir veikusi pārsteidzošus atklājumus, zinātniskus sasniegumus un radījusi daudzas noderīgas zāles, kuras noteikti drīz būs brīvi pieejamas. Aicinām iepazīties ar desmit pārsteidzošākajiem 2015. gada medicīnas sasniegumiem, kas noteikti dos nopietnu ieguldījumu medicīnas pakalpojumu attīstībā jau tuvākajā nākotnē.

Teiksobaktīna atklāšana

2014. gadā Pasaules Veselības organizācija brīdināja ikvienu, ka cilvēce ieiet tā dēvētajā pēcantibiotiku laikmetā. Un tiešām, viņai bija taisnība. Zinātne un medicīna patiešām nav radījusi jaunus antibiotiku veidus kopš 1987. gada. Tomēr slimības nestāv uz vietas. Katru gadu parādās jaunas infekcijas, kas ir izturīgākas pret esošajām zālēm. Tā ir kļuvusi par reālu pasaules problēmu. Taču 2015. gadā zinātnieki veica atklājumu, kas, viņuprāt, nesīs krasas pārmaiņas.

Zinātnieki ir atklājuši jaunu antibiotiku klasi no 25 pretmikrobu līdzekļiem, tostarp ļoti svarīgo teiksobaktīnu. Šī antibiotika iznīcina mikrobus, bloķējot to spēju ražot jaunas šūnas. Citiem vārdiem sakot, mikrobi šo zāļu ietekmē nevar attīstīties un laika gaitā attīstīt rezistenci pret zālēm. Teiksobaktīns tagad ir izrādījies ļoti efektīvs pret rezistentu Staphylococcus aureus un vairākām baktērijām, kas izraisa tuberkulozi.

Teiksobaktīna laboratoriskie testi tika veikti ar pelēm. Lielākā daļa eksperimentu ir pierādījuši zāļu efektivitāti. Cilvēku izmēģinājumi jāsākas 2017. gadā.

Ārsti izaudzējuši jaunas balss saites

Viena no interesantākajām un perspektīvākajām jomām medicīnā ir audu reģenerācija. 2015. gadā atjaunoto saraksts mākslīgā metode korpusi papildināti ar jaunu vienumu. Viskonsinas Universitātes ārsti ir iemācījušies izaudzēt cilvēka balss saites, patiesībā, no nekā.
Zinātnieku grupa doktora Neitana Velena vadībā izstrādāja audus, kas var atdarināt balss saišu gļotādas darbību, proti, audus, ko attēlo divas saišu daivas, kas vibrē, veidojot cilvēka runu. . Donoru šūnas, no kurām pēc tam tika izaudzētas jaunas saites, tika ņemtas no pieciem brīvprātīgajiem pacientiem. Laboratorijā divu nedēļu laikā zinātnieki izaudzēja nepieciešamos audus, pēc tam pievienojot tos mākslīgajam balsenes modelim.

Iegūto balss saišu radīto skaņu zinātnieki raksturo kā metālisku un salīdzina ar robotizēta kazoo (rotaļlietu pūšamo mūzikas instrumentu) skaņu. Tomēr zinātnieki ir pārliecināti, ka viņu radītās balss saites reālos apstākļos (tas ir, implantējot dzīvā organismā), skanēs gandrīz kā īstas.

Vienā no jaunākajiem eksperimentiem ar laboratorijas pelēm, kurām tika uzpotēta cilvēka imunitāte, pētnieki nolēma pārbaudīt, vai grauzēju ķermenis atraidīs jaunos audus. Par laimi, tas nenotika. Doktors Velhems ir pārliecināts, ka audus arī cilvēka ķermenis neatraidīs.

Vēža zāles varētu palīdzēt Parkinsona slimniekiem

Tisinga (vai nilotinibs) ir pārbaudītas un apstiprinātas zāles, ko parasti lieto, lai ārstētu cilvēkus ar leikēmijas pazīmēm. Tomēr jauns Džordžtaunas Universitātes Medicīnas centra pētījums liecina, ka Tasinga zāles var būt ļoti spēcīgs līdzeklis, lai kontrolētu motoriskos simptomus cilvēkiem ar Parkinsona slimību, uzlabotu viņu motorisko funkciju un kontrolētu slimības nemotoros simptomus.

Fernando Pagans, viens no ārstiem, kas veica šo pētījumu, uzskata, ka nilotiniba terapija var būt pirmā šāda veida efektīva metode, lai samazinātu kognitīvās un motoriskās funkcijas degradāciju pacientiem ar neirodeģeneratīvām slimībām, piemēram, Parkinsona slimību.

Zinātnieki sešus mēnešus deva palielinātas nilotiniba devas 12 brīvprātīgajiem pacientiem. Visiem 12 pacientiem, kuri pabeidza šo zāļu izmēģinājumu līdz beigām, motorās funkcijas uzlabojās. 10 no tiem uzrādīja ievērojamus uzlabojumus.

Šī pētījuma galvenais mērķis bija pārbaudīt nilotiniba drošību un nekaitīgumu cilvēkiem. Lietoto zāļu deva bija daudz mazāka nekā deva, ko parasti lieto pacientiem ar leikēmiju. Neskatoties uz to, ka zāles parādīja savu efektivitāti, pētījums joprojām tika veikts ar nelielu cilvēku grupu, neiesaistot kontroles grupas. Tāpēc, pirms Tasinga tiks izmantota kā Parkinsona slimības terapija, būs jāveic vēl vairāki izmēģinājumi un zinātniski pētījumi.

Pasaulē pirmā 3D drukātā lāde

Dažu pēdējo gadu laikā 3D drukas tehnoloģija ir iekļuvusi daudzās jomās, radot pārsteidzošus atklājumus, attīstību un jaunas ražošanas metodes. 2015. gadā ārsti no Salamankas universitātes slimnīcas Spānijā veica pasaulē pirmo operāciju, lai pacientam bojāto krūškurvi nomainīja pret jaunu 3D drukātu protēzi.

Vīrietis cieta no reta sarkomas veida, un ārstiem nebija citas izvēles. Lai izvairītos no audzēja tālākas izplatīšanās visā ķermenī, eksperti cilvēkam izņēma gandrīz visu krūšu kauli un kaulus aizstāja ar titāna implantu.

Parasti implantus lielām skeleta daļām izgatavo no ļoti dažādiem materiāliem, kas laika gaitā var nolietoties. Turklāt, nomainot tik sarežģītu kaulu locītavu kā krūšu kauli, kas parasti ir unikāli katrā atsevišķā gadījumā, ārstiem bija rūpīgi jāskenē cilvēka krūšu kauls, lai izveidotu pareizā izmēra implantu.

Tika nolemts izmantot titāna sakausējumu kā jauno krūšu kaula materiālu. Pēc augstas precizitātes 3D CT skenēšanas zinātnieki izmantoja 1,3 miljonus dolāru vērtu Arcam printeri, lai izveidotu jaunu titāna lādi. Jauna krūšu kaula uzstādīšanas operācija pacientam noritēja veiksmīgi, un cilvēks jau ir izgājis pilnu rehabilitācijas kursu.

No ādas šūnām līdz smadzeņu šūnām

Zinātnieki no Kalifornijas Solkas institūta Lajolla pagājušo gadu veltīja cilvēka smadzeņu pētījumiem. Viņi ir izstrādājuši metodi ādas šūnu pārveidošanai smadzeņu šūnās un jau ir atraduši vairākas noderīgas jomas jaunu tehnoloģiju pielietojums.

Jāpiebilst, ka zinātnieki ir atraduši veidu, kā ādas šūnas pārvērst par vecām smadzeņu šūnām, kas vienkāršo to turpmāko izmantošanu, piemēram, Alcheimera un Parkinsona slimību pētījumos un to saistību ar novecošanas ietekmi. Vēsturiski šādiem pētījumiem tika izmantotas dzīvnieku smadzeņu šūnas, taču šajā gadījumā zinātnieku iespējas bija ierobežotas.

Pavisam nesen zinātnieki ir spējuši pārvērst cilmes šūnas smadzeņu šūnās, kuras var izmantot pētniecībā. Tomēr tas ir diezgan darbietilpīgs process, un rezultātā rodas šūnas, kas nespēj atdarināt vecāka gadagājuma cilvēka smadzeņu darbu.

Kad pētnieki izstrādāja veidu, kā mākslīgi radīt smadzeņu šūnas, viņi pievērsa uzmanību neironu radīšanai, kuriem būtu iespēja ražot serotonīnu. Un, lai gan iegūtajām šūnām ir tikai niecīga daļa no cilvēka smadzeņu spējām, tās aktīvi palīdz zinātniekiem veikt pētījumus un atrast zāles pret slimībām un traucējumiem, piemēram, autismu, šizofrēniju un depresiju.

Kontracepcijas tabletes vīriešiem

Japāņu zinātnieki Mikrobu slimību pētniecības institūtā Osakā ir publicējuši jaunu zinātnisku rakstu, saskaņā ar kuru ne pārāk tālā nākotnē mēs varēsim ražot reālas kontracepcijas tabletes vīriešiem. Savā darbā zinātnieki apraksta pētījumus par zālēm "Tacrolimus" un "Cyxlosporin A".

Parasti šīs zāles lieto pēc orgānu transplantācijas, lai nomāktu organisma imūnsistēmu, lai tā neatgrūstu jaunos audus. Blokāde rodas kalcineirīna enzīma ražošanas kavēšanas dēļ, kas satur PPP3R2 un PPP3CC proteīnus, kas parasti atrodami vīriešu spermā.

Savā pētījumā ar laboratorijas pelēm zinātnieki atklāja, ka, tiklīdz PPP3CC proteīns netiek ražots grauzēju organismos, to reproduktīvās funkcijas tiek strauji samazinātas. Tas lika pētniekiem secināt, ka nepietiekams šī proteīna daudzums var izraisīt sterilitāti. Pēc rūpīgākas izpētes eksperti secināja, ka šis proteīns nodrošina spermas šūnām elastību un nepieciešamo spēku un enerģiju, lai iekļūtu olšūnas membrānā.

Pārbaudes ar veselām pelēm tikai apstiprināja viņu atklājumu. Tikai piecas dienas pēc zāļu "Tacrolimus" un "Cyxlosporin A" lietošanas izraisīja pilnīgu peļu neauglību. Tomēr viņu reproduktīvā funkcija tika pilnībā atjaunota tikai nedēļu pēc tam, kad viņi pārtrauca lietot šīs zāles. Ir svarīgi atzīmēt, ka kalcineirīns nav hormons, tāpēc zāļu lietošana nekādā veidā nesamazina dzimumtieksmi un ķermeņa uzbudināmību.

Neskatoties uz daudzsološajiem rezultātiem, īstu vīriešu radīšanai būs nepieciešami vairāki gadi kontracepcijas tabletes. Apmēram 80 procenti pētījumu ar pelēm nav piemērojami cilvēkiem. Tomēr zinātnieki joprojām cer uz panākumiem, jo ​​zāļu efektivitāte ir pierādīta. Turklāt līdzīgas zāles jau ir izturējušas cilvēku klīniskos pētījumus un tiek plaši izmantotas.

DNS zīmogs

3D drukas tehnoloģijas ir novedušas pie unikālas jaunas nozares - DNS drukāšanas un pārdošanas. Tiesa, termins “drukāšana” šeit, visticamāk, tiks lietots īpaši komerciālos nolūkos, un tas ne vienmēr raksturo to, kas patiesībā notiek šajā jomā.

Cambrian Genomics izpilddirektors skaidro, ka procesu vislabāk raksturo frāze "kļūdu pārbaude", nevis "drukāšana". Miljoniem DNS gabalu tiek novietoti uz sīkiem metāla substrātiem un skenēti ar datoru, kas atlasa pavedienus, kas galu galā veidos visu DNS virkni. Pēc tam ar lāzeru rūpīgi izgriež nepieciešamos savienojumus un ievieto jaunā ķēdē, ko iepriekš pasūtījis klients.

Tādi uzņēmumi kā Cambrian uzskata, ka nākotnē cilvēki varēs radīt jaunus organismus tikai prieka pēc, izmantojot īpašu datoru aparatūru un programmatūru. Protams, šādi pieņēmumi uzreiz izraisīs taisnas dusmas cilvēkos, kuri šaubās par šo pētījumu un iespēju ētisko pareizību un praktisko lietderību, taču agri vai vēlu, lai kā mēs to gribam vai negribam, mēs pie tā nonāksim.

Tagad DNS drukāšana liecina par maz solījumu medicīnas jomā. Zāļu ražotāji un pētniecības uzņēmumi ir vieni no pirmajiem klientiem tādiem uzņēmumiem kā Cambrian.

Karolinskas institūta Zviedrijā pētnieki ir spēruši soli tālāk un sākuši veidot dažādas figūriņas no DNS pavedieniem. DNS origami, kā viņi to dēvē, no pirmā acu uzmetiena var šķist parasta lutināšana, tomēr šai tehnoloģijai ir arī praktisks izmantošanas potenciāls. Piemēram, to var izmantot piegādei zālesķermenī.

Nanoboti dzīvā organismā

2015. gada sākumā robotikas joma guva lielu uzvaru, kad Kalifornijas Universitātes Sandjego pētnieku grupa paziņoja, ka ir veikuši pirmos veiksmīgos testus, izmantojot nanobotus, kas savu uzdevumu veica dzīvā organisma iekšienē.

Šajā gadījumā laboratorijas peles darbojās kā dzīvs organisms. Pēc nanobotu ievietošanas dzīvnieku iekšienē mikromašīnas devās uz grauzēju kuņģiem un nogādāja uz tiem novietoto kravu, kas bija mikroskopiskas zelta daļiņas. Procedūras beigās zinātnieki nepamanīja nekādus bojājumus peļu iekšējiem orgāniem un tādējādi apstiprināja nanobotu lietderību, drošību un efektivitāti.

Turpmākie testi parādīja, ka kuņģī paliek vairāk zelta daļiņu, ko piegādājuši nanoboti, nekā tās, kuras tur vienkārši tika ievadītas ēdienreizes laikā. Tas rosināja zinātniekus domāt, ka nanoboti nākotnē spēs organismā nogādāt nepieciešamās zāles daudz efektīvāk nekā ar tradicionālākām to ievadīšanas metodēm.

Mazo robotu motora ķēde ir izgatavota no cinka. Kad tas nonāk saskarē ar ķermeņa skābju-bāzes vidi, ķīmiskā reakcija, kā rezultātā veidojas ūdeņraža burbuļi, kas veicina nanobotus iekšā. Pēc kāda laika nanoboti vienkārši izšķīst kuņģa skābajā vidē.

Lai gan tehnoloģija ir izstrādāta gandrīz desmit gadus, tikai 2015. gadā zinātnieki to varēja pārbaudīt dzīves vidē, nevis tradicionālajos Petri trauciņos, kā tas tika darīts tik daudzas reizes iepriekš. Nākotnē nanobotus varēs atklāt un pat ārstēt dažādas iekšējo orgānu slimības, ietekmējot atsevišķas šūnas ar pareizajām zālēm.

Injicējams smadzeņu nanoimplants

Hārvardas zinātnieku komanda ir izstrādājusi implantu, kas sola ārstēt vairākus neirodeģeneratīvus traucējumus, kas izraisa paralīzi. Implants ir elektroniska ierīce, kas sastāv no universāla rāmja (tīkla), kuram vēlāk pēc ievietošanas pacienta smadzenēs var pieslēgt dažādas nanoierīces. Pateicoties implantam, būs iespējams uzraudzīt smadzeņu neirālo aktivitāti, stimulēt noteiktu audu darbu, kā arī paātrināt neironu atjaunošanos.

Elektroniskais režģis sastāv no vadošiem polimēru pavedieniem, tranzistoriem vai nanoelektrodiem, kas savieno krustpunktus. Gandrīz visu sieta laukumu veido caurumi, kas ļauj dzīvām šūnām ap to veidot jaunus savienojumus.

Līdz 2016. gada sākumam Hārvardas zinātnieku komanda joprojām pārbauda šāda implanta lietošanas drošību. Piemēram, divām pelēm smadzenēs tika implantēta ierīce, kas sastāv no 16 elektriskiem komponentiem. Ierīces ir veiksmīgi izmantotas, lai uzraudzītu un stimulētu specifiskus neironus.

Mākslīgā tetrahidrokanabinola ražošana

Daudzus gadus marihuāna ir izmantota medicīnā kā pretsāpju līdzeklis un jo īpaši vēža un AIDS slimnieku stāvokļa uzlabošanai. Medicīnā aktīvi tiek izmantots arī sintētisks marihuānas aizstājējs vai drīzāk tās galvenais psihoaktīvais komponents tetrahidrokanabinols (jeb THC).

Tomēr Dortmundes Tehniskās universitātes bioķīmiķi ir paziņojuši par jaunas rauga sugas izveidi, kas ražo THC. Turklāt nepublicēti dati liecina, ka tie paši zinātnieki radīja cita veida raugu, kas ražo kanabidiolu, citu marihuānas psihoaktīvo sastāvdaļu.

Marihuāna satur vairākus molekulārus savienojumus, kas interesē pētniekus. Tāpēc efektīva mākslīga veida atklāšana šo komponentu radīšanai lielos daudzumos varētu dot zāles liels ieguvums. Tomēr tagad visefektīvākais veids ir tradicionāli audzēt augus un pēc tam iegūt nepieciešamos molekulāros savienojumus. 30% no mūsdienu marihuānas sausā svara var saturēt pareizo THC komponentu.

Neskatoties uz to, Dortmundes zinātnieki ir pārliecināti, ka nākotnē viņiem izdosies atrast efektīvāku un ātrāku veidu, kā iegūt THC. Līdz šim radītais raugs tiek atkārtoti augts uz vienas un tās pašas sēnītes molekulām, nevis vēlamā alternatīva vienkāršu saharīdu veidā. Tas viss noved pie tā, ka ar katru jaunu rauga partiju samazinās arī brīvā THC komponenta daudzums.

Nākotnē zinātnieki sola racionalizēt procesu, maksimāli palielināt THC ražošanu un paplašināt līdz rūpnieciskai izmantošanai, kas galu galā apmierinās medicīniskās pētniecības un Eiropas regulatoru vajadzības, kuri meklē jaunus veidus, kā ražot THC, neaudzējot pašu marihuānu.

MEDICĪNAS VĒSTURE:
ATKLĀJUMI UN LIELI ATKLĀJUMI

Saskaņā ar Discovery Channel
("Atklāšanas kanāls")

Medicīnas atklājumi ir mainījuši pasauli. Viņi mainīja vēstures gaitu, izglābjot neskaitāmas dzīvības, virzot mūsu zināšanu robežas līdz robežām, uz kurām mēs stāvam šodien, gatavi jauniem lieliem atklājumiem.

cilvēka anatomija

Senajā Grieķijā slimību ārstēšana vairāk balstījās uz filozofiju, nevis uz patiesu cilvēka anatomijas izpratni. Ķirurģiska iejaukšanās bija reta, un līķu preparēšana vēl netika praktizēta. Rezultātā ārstiem praktiski nebija informācijas par cilvēka iekšējo uzbūvi. Tikai renesansē anatomija parādījās kā zinātne.

Beļģu ārsts Andreass Vesaliuss šokēja daudzus, kad nolēma studēt anatomiju, preparējot līķus. Nakts aizsegā nācās iegūt materiālu izpētei. Zinātniekiem, piemēram, Vesaliusam, bija jāizmanto ne gluži likumīga pieeja metodes. Kad Vesalijs kļuva par Padujas profesoru, viņš nodibināja draudzību ar bendes izpildītāju. Vezālijs nolēma nodot tālāk gadu prasmīgās šķelšanās pieredzi, rakstot grāmatu par cilvēka anatomiju. Tātad parādījās grāmata "Par cilvēka ķermeņa uzbūvi". 1538. gadā izdotā grāmata tiek uzskatīta par vienu no lielākajiem darbiem medicīnas jomā, kā arī par vienu no lielākajiem atklājumiem, jo ​​sniedz pirmo pareizo cilvēka ķermeņa uzbūves aprakstu. Šis bija pirmais nopietnais izaicinājums sengrieķu ārstu autoritātei. Grāmata tika izpārdota milzīgā skaitā. To iegādājās izglītoti cilvēki, pat tālu no medicīnas. Viss teksts ir ļoti rūpīgi ilustrēts. Tātad informācija par cilvēka anatomiju ir kļuvusi daudz pieejamāka. Pateicoties Vezālijam, cilvēka anatomijas izpēte ar sekciju kļuva par neatņemamu ārstu apmācības sastāvdaļu. Un tas mūs noved pie nākamā lielā atklājuma.

Aprite

Cilvēka sirds ir muskulis dūres lielumā. Tas pukst vairāk nekā simts tūkstošus reižu dienā vairāk nekā septiņdesmit gadus – tas ir vairāk nekā divi miljardi sirdspukstu. Sirds minūtē sūknē 23 litrus asiņu. Asinis plūst caur ķermeni, iet cauri sarežģītai artēriju un vēnu sistēmai. Ja visi asinsvadi cilvēka ķermenī ir izstiepti vienā līnijā, tad sanāk 96 tūkstoši kilometru, kas ir vairāk nekā divas reizes lielāks par Zemes apkārtmēru. Līdz 17. gadsimta sākumam asinsrites process tika attēlots nepareizi. Dominēja teorija, ka asinis plūst uz sirdi caur porām ķermeņa mīkstajos audos. Šīs teorijas piekritēju vidū bija angļu ārsts Viljams Hārvijs. Sirds darbs viņu valdzināja, taču, jo vairāk viņš novēroja sirdsdarbību dzīvniekiem, jo ​​vairāk viņš saprata, ka vispārpieņemtā asinsrites teorija ir vienkārši nepareiza. Viņš nepārprotami raksta: "... Es domāju, vai asinis nevar kustēties, it kā pa riņķi?" Un pati pirmā frāze nākamajā rindkopā: "Vēlāk es uzzināju, ka tas ir tā ...". Veicot autopsijas, Hārvijs atklāja, ka sirdij ir vienvirziena vārsti, kas ļauj asinīm plūst tikai vienā virzienā. Daži vārsti ielaiž asinis, citi izlaiž. Un tas bija lielisks atklājums. Hārvijs saprata, ka sirds sūknē asinis artērijās, tad tās iziet cauri vēnām un, noslēdzot apli, atgriežas sirdī, lai pēc tam atkal sāktu ciklu. Mūsdienās tā šķiet izplatīta patiesība, taču 17. gadsimtā Viljama Hārvija atklājums bija revolucionārs. Tas bija postošs trieciens iedibinātajām medicīnas koncepcijām. Sava traktāta beigās Hārvijs raksta: "Domājot par neaprēķināmajām sekām, ko tas atstās uz medicīnu, es redzu gandrīz neierobežotu iespēju lauku."
Hārvija atklājums nopietni uzlaboja anatomiju un ķirurģiju un vienkārši izglāba daudzas dzīvības. Visā pasaulē operāciju zālēs izmanto ķirurģiskas skavas, lai bloķētu asins plūsmu un saglabātu neskartu pacienta asinsrites sistēmu. Un katrs no tiem ir atgādinājums par Viljama Hārvija lielo atklājumu.

Asins veidi

Vēl viens liels ar asinīm saistīts atklājums tika veikts Vīnē 1900. gadā. Eiropu pārņēma entuziasms par asins pārliešanu. Vispirms izskanēja apgalvojumi, ka dziedinošais efekts ir pārsteidzošs, un tad pēc dažiem mēnešiem ziņojumi par mirušajiem. Kāpēc dažreiz transfūzija ir veiksmīga un dažreiz nē? Austriešu ārsts Karls Landšteiners bija apņēmības pilns rast atbildi. Viņš sajauca dažādu donoru asins paraugus un pētīja rezultātus.
Dažos gadījumos asinis veiksmīgi sajaucās, bet citos tās sarecēja un kļuva viskozas. Pēc rūpīgākas pārbaudes Landšteiners atklāja, ka asins recekļi veidojas, kad specifiski proteīni recipienta asinīs, ko sauc par antivielām, reaģē ar citiem donora sarkano asins šūnu proteīniem, kas pazīstami kā antigēni. Landšteineram tas bija pagrieziena punkts. Viņš saprata, ka ne visas cilvēka asinis ir vienādas. Izrādījās, ka asinis var skaidri iedalīt 4 grupās, kurām viņš deva apzīmējumus: A, B, AB un nulle. Izrādījās, ka asins pārliešana ir veiksmīga tikai tad, ja cilvēkam tiek pārlietas vienas grupas asinis. Landšteinera atklājums nekavējoties tika atspoguļots medicīnas praksē. Dažus gadus vēlāk asins pārliešana jau tika praktizēta visā pasaulē, izglābjot daudzas dzīvības. Pateicoties precīzai asins grupas noteikšanai, līdz 50. gadiem kļuva iespējama orgānu transplantācija. Mūsdienās tikai Amerikas Savienotajās Valstīs asins pārliešana tiek veikta ik pēc 3 sekundēm. Bez tā katru gadu nomirtu aptuveni 4,5 miljoni amerikāņu.

Anestēzija

Lai gan pirmie lielie atklājumi anatomijas jomā ļāva ārstiem izglābt daudzas dzīvības, tie nespēja remdēt sāpes. Bez anestēzijas operācijas bija murgs. Pacienti tika turēti vai piesieti pie galda, ķirurgi centās strādāt pēc iespējas ātrāk. 1811. gadā kāda sieviete rakstīja: “Kad manī iegāzās šausmīgais tērauds, kas pārgrieza vēnas, artērijas, miesu, nervus, man vairs nevajadzēja lūgt neiejaukties. Es kliedzu un kliedzu, līdz viss bija beidzies. Sāpes bija tik nepanesamas." Ķirurģija bija pēdējais līdzeklis, daudzi deva priekšroku nomirt, nevis iet zem ķirurga naža. Gadsimtiem ilgi operāciju laikā sāpju mazināšanai izmantoti improvizēti līdzekļi, daži no tiem, piemēram, opija vai mandragas ekstrakts, bija narkotikas. Līdz 19. gadsimta 40. gadiem vairāki cilvēki meklēja efektīvāku anestēzijas līdzekli uzreiz: divi Bostonas zobārsti Viljams Mortons un Horosts Velss, paziņas un ārsts Kraufords Longs no Džordžijas.
Viņi eksperimentēja ar divām vielām, kas, domājams, mazina sāpes – ar slāpekļa oksīdu, kas arī ir smieklu gāze, kā arī ar šķidru spirta un sērskābes maisījumu. Jautājums par to, kurš tieši atklāja anestēziju, joprojām ir pretrunīgs, visi trīs to apgalvoja. Viena no pirmajām publiskajām anestēzijas demonstrācijām notika 1846. gada 16. oktobrī. V. Mortons vairākus mēnešus eksperimentēja ar ēteri, mēģinot atrast devu, kas ļautu pacientam veikt operāciju bez sāpēm. Plašai sabiedrībai, kurā bija Bostonas ķirurgi un medicīnas studenti, viņš iepazīstināja ar sava izgudrojuma ierīci.
Pacientam, kuram bija jānoņem audzējs no kakla, tika ievadīts ēteris. Mortons gaidīja, kamēr ķirurgs veica pirmo griezumu. Pārsteidzoši, ka pacients neraudāja. Pēc operācijas pacients ziņoja, ka visu šo laiku neko nejūt. Ziņas par atklājumu izplatījās visā pasaulē. Operēt var bez sāpēm, tagad ir anestēzija. Bet, neskatoties uz atklājumu, daudzi atteicās izmantot anestēziju. Saskaņā ar dažām ticībām sāpes ir jāpārcieš, nevis jāatbrīvo, īpaši dzemdību sāpes. Bet karaliene Viktorija šeit teica savu viedokli. 1853. gadā viņa dzemdēja princi Leopoldu. Pēc viņas lūguma viņai tika dots hloroforms. Izrādījās, ka tas mazina dzemdību sāpes. Pēc tam sievietes sāka teikt: "Es ņemšu arī hloroformu, jo, ja karaliene viņus nenoniecinās, tad man nav kauna."

rentgenstari

Nav iespējams iedomāties dzīvi bez nākamā lielā atklājuma. Iedomājieties, ka mēs nezinām, kur pacientu operēt vai kāds kauls ir lauzts, kur ir iedūrusies lode un kāda varētu būt patoloģija. Spēja ielūkoties cilvēkā, to negriežot vaļā, bija pagrieziena punkts medicīnas vēsturē. 19. gadsimta beigās cilvēki izmantoja elektrību, īsti nesapratot, kas tā ir. 1895. gadā vācu fiziķis Vilhelms Rentgens eksperimentēja ar katodstaru lampu — stikla cilindru, kura iekšienē bija ļoti reti sastopams gaiss. Rentgenu interesēja mirdzums, ko radīja no caurules izplūstošie stari. Vienam no eksperimentiem Rentgens ieskauj cauruli ar melnu kartonu un aptumšoja telpu. Tad viņš ieslēdza telefonu. Un tad viņu pārsteidza viena lieta – fotoplate viņa laboratorijā kvēloja. Rentgens saprata, ka notiek kaut kas ļoti neparasts. Un ka stars, kas izplūst no caurules, nemaz nav katoda stars; viņš arī atklāja, ka tas nereaģēja uz magnētu. Un to nevarēja novirzīt ar magnētu kā katoda stariem. Tā bija pilnīgi nezināma parādība, un Rentgens to sauca par "rentgena stariem". Gluži nejauši Rentgens atklāja zinātnei nezināmu starojumu, ko mēs saucam par rentgenstaru. Vairākas nedēļas viņš izturējās ļoti noslēpumaini, un tad pasauca sievu birojā un teica: "Berta, ļaujiet man parādīt, ko es šeit daru, jo neviens tam neticēs." Viņš palika viņas roku zem stara un nofotografēja.
Sieva esot teikusi: "Es redzēju savu nāvi." Patiešām, tajos laikos nebija iespējams redzēt cilvēka skeletu, ja viņš nebija miris. Pati doma par filmēšanu iekšējā struktūra dzīvs cilvēks, vienkārši neiederējās manā galvā. It kā būtu atvērušās slepenas durvis, un aiz tām pavērās viss Visums. Rentgens atklāja jaunu, spēcīgu tehnoloģiju, kas radīja apvērsumu diagnostikas jomā. Rentgenstaru atklājums ir vienīgais atklājums zinātnes vēsturē, kas radies netīšām, pilnīgi nejauši. Tiklīdz tas tika izdarīts, pasaule to nekavējoties pieņēma bez jebkādām debatēm. Nedēļas vai divu laikā mūsu pasaule ir mainījusies. Daudzas no vismodernākajām un jaudīgākajām tehnoloģijām balstās uz rentgenstaru atklāšanu, sākot ar datortomogrāfiju un beidzot ar rentgena teleskopu, kas uztver rentgena starus no kosmosa dziļumiem. Un tas viss ir nejauši izdarīta atklājuma dēļ.

Slimību dīgļu teorija

Daži atklājumi, piemēram, rentgena stari, tiek veikti nejauši, pie citiem ilgi un smagi strādā dažādi zinātnieki. Tā tas bija 1846. gadā. Vēna. Skaistuma un kultūras iemiesojums, bet nāves rēgs lidinās Vīnes pilsētas slimnīcā. Daudzas no šeit esošajām mātēm mira. Cēlonis ir pēcdzemdību drudzis, dzemdes infekcija. Kad doktors Ignazs Semmelveiss sāka strādāt šajā slimnīcā, viņu satrauca katastrofas mērogs un neizpratnē dīvainā nekonsekvence: bija divas nodaļas.
Vienā dzemdībās piedalījās ārsti, bet otrā dzemdības māmiņām apmeklēja vecmātes. Semmelveiss atklāja, ka nodaļā, kurā ārsti veica dzemdības, no tā dēvētā dzemdību drudža nomira 7% dzemdību sieviešu. Un nodaļā, kurā strādāja vecmātes, tikai 2% nomira no dzemdību drudža. Tas viņu pārsteidza, jo ārstiem ir daudz labāka sagatavotība. Semmelveiss nolēma noskaidrot, kāds bija iemesls. Viņš pamanīja, ka viena no galvenajām atšķirībām ārstu un vecmāšu darbā bija tā, ka ārsti veica autopsijas mirušajām sievietēm dzemdībās. Tad viņi devās dzemdēt mazuļus vai redzēt mātes, pat nenomazgājot rokas. Semmelveiss domāja, vai ārsti nesa uz rokām kādas neredzamas daļiņas, kuras pēc tam tika pārnestas uz pacientiem un izraisīja nāvi. Lai to noskaidrotu, viņš veica eksperimentu. Viņš nolēma pārliecināties, ka visiem medicīnas studentiem rokas jāmazgā balinātāja šķīdumā. Un nāves gadījumu skaits nekavējoties samazinājās līdz 1%, kas ir zemāks nekā vecmāšu skaits. Ar šo eksperimentu Semmelveiss saprata, ka infekcijas slimībām, šajā gadījumā dzemdību drudzim, ir tikai viens cēlonis, un, ja tas tiek izslēgts, slimība nerodas. Bet 1846. gadā neviens neredzēja saistību starp baktērijām un infekciju. Semmelveisa idejas netika uztvertas nopietni.

Pagāja vēl 10 gadi, pirms kāds cits zinātnieks pievērsa uzmanību mikroorganismiem. Viņu sauca Luiss Pastērs. Trīs no pieciem Pastēra bērniem nomira no vēdertīfa, kas daļēji izskaidro, kāpēc viņš tik rūpīgi meklēja infekcijas slimību cēloni. Pasters bija uz pareizā ceļa ar savu darbu vīna un alus darīšanas nozarē. Pasters mēģināja noskaidrot, kāpēc sabojājusies tikai neliela daļa no viņa valstī ražotā vīna. Viņš atklāja, ka skābā vīnā ir īpaši mikroorganismi, mikrobi, un tieši tie padara vīnu skābu. Bet vienkārši karsējot, kā parādīja Pastērs, mikrobus var nogalināt un vīnu glābt. Tādējādi radās pasterizācija. Tātad, kad vajadzēja atrast infekcijas slimību cēloni, Pastērs zināja, kur meklēt. Tieši mikrobi, viņš teica, izraisa noteiktas slimības, un viņš to pierādīja, veicot virkni eksperimentu, no kuriem dzima lielisks atklājums - organismu mikrobu attīstības teorija. Tās būtība slēpjas faktā, ka noteikti mikroorganismi izraisa noteiktu slimību ikvienam.

Vakcinācija

Nākamais lielais atklājums tika veikts 18. gadsimtā, kad visā pasaulē no bakām nomira aptuveni 40 miljoni cilvēku. Ārsti nevarēja atrast ne slimības cēloni, ne līdzekli pret to. Bet kādā Anglijas ciematā baumas, ka daži vietējie iedzīvotāji nav uzņēmīgi pret bakām, pievērsa vietējā ārsta Edvards Dženers uzmanību.

Klīda baumas, ka piena pārstrādes darbinieki nesaslimst ar bakām, jo ​​viņiem jau bija bijušas govju bakas, kas ir saistīta, bet vieglāka slimība, kas skāra mājlopus. Govs baku pacientiem paaugstinājās temperatūra un parādījās čūlas uz rokām. Dženere pētīja šo parādību un domāja, vai strutas no šīm čūlām kaut kā pasargā ķermeni no bakām? 1796. gada 14. maijā baku uzliesmojuma laikā viņš nolēma pārbaudīt savu teoriju. Dženere paņēma šķidrumu no čūlas uz slaucējas ar govju bakām rokas. Tad viņš apmeklēja citu ģimeni; tur viņš veselam astoņus gadus vecam zēnam injicēja vakcīnas vīrusu. Nākamajās dienās zēnam bija neliels drudzis un parādījās vairākas baku tulznas. Tad viņam kļuva labāk. Dženere atgriezās pēc sešām nedēļām. Šoreiz viņš zēnam potēja bakas un sāka gaidīt, kad eksperiments izrādīsies - uzvara vai neveiksme. Dažas dienas vēlāk Dženere saņēma atbildi – zēns bija pilnīgi vesels un imūns pret bakām.
Vakcinācijas pret bakām izgudrojums radīja revolūciju medicīnā. Šis bija pirmais mēģinājums iejaukties slimības gaitā, to novēršot jau iepriekš. Pirmo reizi cilvēku radītie produkti tika aktīvi izmantoti, lai novērstu slimība pirms tās sākuma.
Piecdesmit gadus pēc Dženera atklājuma Luiss Pastērs izstrādāja vakcinācijas ideju, izstrādājot vakcīnu pret trakumsērgu cilvēkiem un pret trakumsērgu. Sibīrijas mēris pie aitām. Un 20. gadsimtā Jonas Salk un Albert Sabin neatkarīgi izstrādāja poliomielīta vakcīnu.

vitamīni

Nākamais atklājums bija zinātnieku darbs, kuri daudzus gadus neatkarīgi cīnījās ar to pašu problēmu.
Visā vēsturē skorbuts ir bijusi smaga slimība, kas jūrniekiem izraisījusi ādas bojājumus un asiņošanu. Visbeidzot, 1747. gadā skotu kuģa ķirurgs Džeimss Linds atrada zāles pret to. Viņš atklāja, ka skorbutu var novērst, jūrnieku uzturā iekļaujot citrusaugļus.

Vēl viena izplatīta slimība jūrnieku vidū bija beriberi, slimība, kas skāra nervus, sirdi un gremošanas traktu. 19. gadsimta beigās holandiešu ārsts Kristians Eikmans noteica, ka slimību izraisīja balto pulētu rīsu ēšana, nevis brūnie, neslīpēti rīsi.

Lai gan abi šie atklājumi norādīja uz slimību saistību ar uzturu un tā trūkumiem, kāda ir šī saistība, to varēja noskaidrot tikai angļu bioķīmiķis Frederiks Hopkinss. Viņš ierosināja, ka ķermenim ir vajadzīgas vielas, kas ir tikai noteiktos pārtikas produktos. Lai pierādītu savu hipotēzi, Hopkins veica virkni eksperimentu. Viņš deva pelēm mākslīgo barību, kas sastāvēja tikai no tīriem proteīniem, taukiem, ogļhidrāti un sāļi. Peles kļuva vājas un pārstāja augt. Bet pēc neliela piena daudzuma pelēm atkal kļuva labāk. Hopkinss atklāja to, ko viņš sauca par "būtisku uztura faktoru", ko vēlāk sauca par vitamīniem.
Izrādījās, ka beriberi ir saistīts ar tiamīna, B1 vitamīna trūkumu, kas pulētajos rīsos nav atrodams, bet dabīgā ir daudz. Un citrusaugļi novērš skorbutu, jo tie satur askorbīnskābi, C vitamīnu.
Hopkinsa atklājums bija noteicošais solis, lai izprastu nozīmi pareizu uzturu. Daudzas ķermeņa funkcijas ir atkarīgas no vitamīniem, sākot ar cīņu pret infekcijām un beidzot ar vielmaiņas regulēšanu. Bez tiem ir grūti iedomāties dzīvi, kā arī bez nākamā lielā atklājuma.

Penicilīns

Pēc Pirmā pasaules kara, kas prasīja vairāk nekā 10 miljonus dzīvību, pastiprinājās drošu baktēriju agresijas atbaidīšanas metožu meklēšana. Galu galā daudzi nomira nevis kaujas laukā, bet gan no inficētām brūcēm. Pētījumā piedalījās arī skotu ārsts Aleksandrs Flemings. Pētot stafilokoku baktērijas, Flemings pamanījis, ka laboratorijas bļodas centrā aug kaut kas neparasts - pelējums. Viņš redzēja, ka baktērijas ir mirušas ap pelējumu. Tas viņam lika pieņemt, ka viņa izdala baktērijām kaitīgu vielu. Viņš šo vielu nosauca par penicilīnu. Dažus nākamos gadus Flemings mēģināja izolēt penicilīnu un izmantot to infekciju ārstēšanā, taču tas neizdevās un galu galā padevās. Tomēr viņa darba rezultāti bija nenovērtējami.

1935. gadā Oksfordas universitātes darbinieki Hovards Florejs un Ernsts Čeins saskārās ar ziņojumu par Fleminga kuriozajiem, bet nepabeigtajiem eksperimentiem un nolēma izmēģināt veiksmi. Šiem zinātniekiem izdevās izolēt penicilīnu tīrā veidā. Un 1940. gadā viņi to pārbaudīja. Astoņām pelēm tika injicēta letāla streptokoku baktēriju deva. Pēc tam četriem no viņiem tika injicēts penicilīns. Rezultāti bija zināmi dažu stundu laikā. Visas četras peles, kas nesaņēma penicilīnu, nomira, bet trīs no četrām, kas to saņēma, izdzīvoja.

Tātad, pateicoties Flemingam, Flory un Chain, pasaule saņēma pirmo antibiotiku. Šīs zāles ir bijušas īsts brīnums. Tas izārstēja no tik daudzām slimībām, kas izraisīja daudz sāpju un ciešanu: akūts faringīts, reimatisms, skarlatīns, sifiliss un gonoreja... Šodien mēs esam pilnībā aizmirsuši, ka no šīm slimībām var nomirt.

Sulfīdu preparāti

Nākamais lielais atklājums ieradās savlaicīgi Otrā pasaules kara laikā. Tas izārstēja Klusajā okeānā karojošos amerikāņu karavīrus no dizentērijas. Un pēc tam izraisīja revolūciju bakteriālu infekciju ķīmijterapijas ārstēšana.
Tas viss notika, pateicoties patologam Gerhardam Domagkam. 1932. gadā viņš pētīja dažu jaunu ķīmisko krāsvielu izmantošanas iespējas medicīnā. Strādājot ar nesen sintezētu krāsvielu, ko sauc par prontosilu, Domagks to injicēja vairākām laboratorijas pelēm, kas bija inficētas ar streptokoku baktērijām. Kā Domagks gaidīja, krāsviela pārklāja baktērijas, bet baktērijas izdzīvoja. Šķita, ka krāsviela nav pietiekami toksiska. Tad notika kaut kas pārsteidzošs: lai gan krāsviela nenogalināja baktērijas, tā apturēja to augšanu, infekcija apstājās un peles atveseļojās. Kad Domagk pirmo reizi pārbaudīja prontosilu cilvēkiem, nav zināms. Tomēr jaunās zāles ieguva slavu pēc tam, kad izglāba dzīvību ar staphylococcus aureus smagi slimam zēnam. Pacients bija ASV prezidenta dēls Franklins Rūzvelts jaunākais. Domagka atklājums kļuva par tūlītēju sensāciju. Tā kā Prontosil saturēja sulfamīda molekulāro struktūru, to sauca par sulfamīda zālēm. Tas kļuva par pirmo šajā sintētisko ķīmisko vielu grupā, kas spēj ārstēt un novērst bakteriālas infekcijas. Domagk atklāja jaunu revolucionāru virzienu slimību ārstēšanā, ķīmijterapijas zāļu lietošanā. Tas izglābs desmitiem tūkstošu cilvēku dzīvību.

Insulīns

Nākamais lielais atklājums palīdzēja izglābt miljoniem cilvēku ar diabētu visā pasaulē. Cukura diabēts ir slimība, kas traucē organisma spēju absorbēt cukuru, kas var izraisīt aklumu, nieru mazspēju, sirds slimības un pat nāvi. Gadsimtiem ilgi ārsti ir pētījuši diabētu, neveiksmīgi meklējot zāles pret to. Visbeidzot, 19. gadsimta beigās notika izrāviens. Ir konstatēts, ka diabēta pacientiem ir kopīga iezīme- nemainīgi tiek ietekmēta aizkuņģa dziedzera šūnu grupa - šīs šūnas izdala hormonu, kas kontrolē cukura līmeni asinīs. Hormonu nosauca par insulīnu. Un 1920. gadā - jauns izrāviens. Kanādas ķirurgs Frederiks Bantings un students Čārlzs Bests pētīja aizkuņģa dziedzera insulīna sekrēciju suņiem. Nojauta, Bantings injicēja ekstraktu no veselīga suņa insulīnu ražojošajām šūnām ar cukura diabētu. Rezultāti bija satriecoši. Pēc dažām stundām slimā dzīvnieka cukura līmenis asinīs ievērojami pazeminājās. Tagad Bantinga un viņa palīgu uzmanība pievērsās tāda dzīvnieka meklējumiem, kura insulīns būtu līdzīgs cilvēka insulīnam. Viņi atrada ciešu līdzību insulīnam, kas ņemts no govīm, attīrīja to eksperimenta drošības labad un veica pirmo klīnisko izpēti 1922. gada janvārī. Bantings ievadīja insulīnu 14 gadus vecam zēnam, kurš mira no diabēta. Un viņš ātri atveseļojās. Cik svarīgs ir Bantinga atklājums? Pajautājiet 15 miljoniem amerikāņu, kuri katru dienu lieto insulīnu, no kā ir atkarīga viņu dzīve.

Vēža ģenētiskais raksturs

Vēzis ir otrā nāvējošākā slimība Amerikā. Intensīvi pētījumi par tā izcelsmi un attīstību noveda pie ievērojamiem zinātnes sasniegumiem, bet, iespējams, vissvarīgākais no tiem bija nākamais atklājums. Nobela prēmijas laureāti, vēža pētnieki Maikls Bišops un Harolds Varmuss 70. gados apvienoja spēkus vēža pētījumos. Tolaik dominēja vairākas teorijas par šīs slimības cēloni. Ļaundabīga šūna ir ļoti sarežģīta. Viņa spēj ne tikai dalīties, bet arī iebrukt. Šī ir šūna ar augsti attīstītām iespējām. Viena teorija bija Rousa sarkomas vīruss, kas izraisa vēzi cāļiem. Kad vīruss uzbrūk vistas šūnai, tas injicē savu ģenētisko materiālu saimnieka DNS. Saskaņā ar hipotēzi vīrusa DNS pēc tam kļūst par slimības izraisītāju. Saskaņā ar citu teoriju, kad vīruss ievada savu ģenētisko materiālu saimniekšūnā, vēzi izraisošie gēni netiek aktivizēti, bet tiek gaidīts, līdz tos iedarbina ārēja ietekme, piemēram, kaitīgas ķīmiskas vielas, starojums vai izplatīta vīrusu infekcija. Šie vēzi izraisošie gēni, tā sauktie onkogēni, kļuva par Varmus un Bishop pētījumu objektu. Galvenais jautājums ir: vai cilvēka genomā ir gēni, kas ir vai var kļūt par onkogēniem, līdzīgi tiem, ko satur vīruss, kas izraisa audzējus? Vai vistām, citiem putniem, zīdītājiem, cilvēkiem ir šāds gēns? Bīskaps un Varmuss paņēma iezīmētu radioaktīvo molekulu un izmantoja to kā zondi, lai noskaidrotu, vai Rousa sarkomas vīrusa onkogēns atgādina kādu normālu gēnu vistas hromosomās. Atbilde ir jā. Tā bija īsta atklāsme. Varmus un Bišops atklāja, ka vēzi izraisošais gēns jau ir veselu vistu šūnu DNS, un, kas ir vēl svarīgāk, viņi to atrada arī cilvēka DNS, pierādot, ka vēža dīglis var parādīties jebkurā no mums šūnu līmenī un pagaidīt. aktivizēšanai.

Kā mūsu pašu gēns, ar kuru esam dzīvojuši visu mūžu, var izraisīt vēzi? Šūnu dalīšanās laikā rodas kļūdas un tās ir biežākas, ja šūnu nomāc kosmiskais starojums, tabakas dūmi. Ir arī svarīgi atcerēties, ka, kad šūna dalās, tai ir jākopē 3 miljardi komplementāru DNS pāru. Ikviens, kurš kādreiz ir mēģinājis drukāt, zina, cik tas ir grūti. Mums ir mehānismi, lai pamanītu un labotu kļūdas, un tomēr ar lieliem apjomiem pirksti palaiž garām.
Kāda ir atklājuma nozīme? Agrāk cilvēki domāja par vēzi saistībā ar atšķirībām starp vīrusa genomu un šūnu genomu, bet tagad mēs zinām, ka ļoti nelielas izmaiņas noteiktos gēnos mūsu šūnās var pārvērst veselīgu šūnu, kas parasti aug, dalās utt. ļaundabīgs. Un šī bija pirmā skaidrā patiesā lietu stāvokļa ilustrācija.

Šī gēna meklēšana ir noteicošais brīdis mūsdienu diagnostikā un vēža audzēja turpmākās uzvedības prognozēšanā. Atklājums deva skaidrus mērķus konkrētiem terapijas veidiem, kas agrāk vienkārši nepastāvēja.
Čikāgas iedzīvotāju skaits ir aptuveni 3 miljoni cilvēku.

HIV

Katru gadu tikpat daudz cilvēku mirst no AIDS, kas ir viena no vissmagākajām epidēmijām mūsdienu vēsturē. Pirmās šīs slimības pazīmes parādījās pagājušā gadsimta 80. gadu sākumā. Amerikā sāka pieaugt to pacientu skaits, kuri mirst no retām infekcijām un vēža. Asins analīzēs no upuriem atklājās ārkārtīgi zems leikocītu, cilvēka imūnsistēmai vitāli svarīgu balto asins šūnu līmenis. 1982. gadā Slimību profilakses un kontroles centrs šai slimībai piešķīra nosaukumu AIDS – iegūtā imūndeficīta sindroms. Divi pētnieki, Luks Montanjē no Pastēra institūta Parīzē un Roberts Gallo no Nacionālā vēža institūta Vašingtonā, uzsāka šo lietu. Abiem izdevies izdarīt svarīgāko atklājumu, kas atklāja AIDS izraisītāju – HIV, cilvēka imūndeficīta vīrusu. Kā cilvēka imūndeficīta vīruss atšķiras no citiem vīrusiem, piemēram, gripas? Pirmkārt, šis vīruss neizraisa slimības klātbūtni gadiem, vidēji 7 gadus. Otra problēma ir ļoti unikāla: piemēram, AIDS beidzot izpaudās, cilvēki saprot, ka ir slimi un dodas uz klīniku, un viņiem ir neskaitāmas citas infekcijas, kas tieši izraisīja slimību. Kā to definēt? Vairumā gadījumu vīruss pastāv tikai ar mērķi iekļūt akceptoršūnā un vairoties. Parasti tas pievienojas šūnai un atbrīvo tajā savu ģenētisko informāciju. Tas ļauj vīrusam pakļaut šūnas funkcijas, novirzot tās uz jaunu vīrusu sugu ražošanu. Tad šie indivīdi uzbrūk citām šūnām. Bet HIV nav parasts vīruss. Tas pieder pie vīrusu kategorijas, ko zinātnieki sauc par retrovīrusiem. Kas tajos neparasts? Tāpat kā tās vīrusu klases, kas ietver poliomielītu vai gripu, retrovīrusi ir īpašas kategorijas. Tās ir unikālas ar to, ka to ģenētiskā informācija ribonukleīnskābes veidā tiek pārveidota par dezoksiribonukleīnskābi (DNS), un tieši tas, kas notiek ar DNS, ir mūsu problēma: DNS tiek integrēta mūsu gēnos, vīrusa DNS kļūst par daļu no mums un tad šūnas, kas paredzētas mūsu aizsardzībai, sāk reproducēt vīrusa DNS. Ir šūnas, kas satur vīrusu, dažreiz tās to pavairo, dažreiz nē. Viņi klusē. Viņi slēpjas... Bet tikai tāpēc, lai vēlāk atkal pavairotu vīrusu. Tie. kad infekcija kļūst acīmredzama, tā, visticamāk, iesakņojas uz mūžu. Tā ir galvenā problēma. Līdzeklis AIDS ārstēšanai vēl nav atrasts. Bet atvēršana tas, ka HIV ir retrovīruss un ka tas ir AIDS izraisītājs, ir devis ievērojamus panākumus cīņā pret šo slimību. Kas ir mainījies medicīnā kopš retrovīrusu, īpaši HIV, atklāšanas? Piemēram, ar AIDS mēs esam redzējuši, ka ir iespējama zāļu terapija. Iepriekš tika uzskatīts, ka, tā kā vīruss uzurpē mūsu šūnas reprodukcijai, ir gandrīz neiespējami rīkoties ar to bez smagas paša pacienta saindēšanās. Neviens nav ieguldījis līdzekļus pretvīrusu programmās. AIDS ir pavērusi durvis pretvīrusu pētījumiem farmācijas uzņēmumos un universitātēs visā pasaulē. Turklāt AIDS ir bijusi pozitīva sociālā ietekme. Ironiski, ka šī briesmīgā slimība satuvina cilvēkus.

Un tā dienu no dienas, gadsimtu pēc gadsimta, sīkiem solīšiem vai grandioziem izrāvieniem tika veikti lieli un mazi atklājumi medicīnā. Tie dod cerību, ka cilvēce uzvarēs vēzi un AIDS, autoimūnas un ģenētiskās slimības, sasniegs izcilību profilaksē, diagnostikā un ārstēšanā, atvieglos slimu cilvēku ciešanas un novērsīs slimību progresēšanu.

SPbGPMA

medicīnas vēsturē

Medicīnas fizikas attīstības vēsture

Pabeidza: Myznikov A.D.,

1. kursa studente

Lektors: Jarman O.A.

Sanktpēterburga

Ievads

Medicīnas fizikas dzimšana

2. Viduslaiki un jaunie laiki

2.1 Leonardo da Vinči

2.2 Jatrofizika

3 Mikroskopa izveidošana

3. Elektrības izmantošanas vēsture medicīnā

3.1 Neliels priekšvēsture

3.2. Ko mēs esam parādā Gilbertam

3.3. Maratam piešķirtā balva

3.4 Galvani un Volta strīdi

4. V. V. Petrova eksperimenti. Elektrodinamikas sākums

4.1. Elektrības izmantošana medicīnā un bioloģijā XIX - XX gadsimtā

4.2 Radioloģijas un terapijas vēsture

Īsa ultraskaņas terapijas vēsture

Secinājums

Bibliogrāfija

medicīniskā fizika ultraskaņas starojums

Ievads

Pazīsti sevi un iepazīsi visu pasauli. Pirmā ir medicīna, bet otrā ir fizika. Kopš seniem laikiem medicīnas un fizikas attiecības ir bijušas ciešas. Ne velti dabaszinātnieku un ārstu kongresi dažādās valstīs notika kopā līdz pat 20. gadsimta sākumam. Klasiskās fizikas attīstības vēsture liecina, ka to lielā mērā radīja ārsti, un daudzus fizikālos pētījumus izraisīja medicīnas izvirzītie jautājumi. Savukārt mūsdienu medicīnas sasniegumi, īpaši diagnostikas un ārstēšanas augsto tehnoloģiju jomā, balstījās uz dažādu fizikālo pētījumu rezultātiem.

Šo konkrēto tēmu izvēlējos ne nejauši, jo tā man, specialitātes "Medicīnas biofizika" studentei, ir tuva kā jebkuram citam. Es jau sen gribēju zināt, cik ļoti fizika palīdzēja medicīnas attīstībai.

Mana darba mērķis ir parādīt, cik liela nozīme medicīnas attīstībā ir bijusi un ir fizikai. Mūsdienu medicīnu nav iespējams iedomāties bez fizikas. Uzdevumi ir šādi:

Izsekot mūsdienu medicīnas fizikas zinātniskās bāzes veidošanās posmiem

Parādiet fiziķu darbības nozīmi medicīnas attīstībā

1. Medicīnas fizikas dzimšana

Medicīnas un fizikas attīstības ceļi vienmēr ir bijuši cieši saistīti. Jau senos laikos medicīna līdzās zālēm izmantoja tādus fizikālus faktorus kā mehāniskie efekti, karstums, aukstums, skaņa, gaisma. Apskatīsim galvenos veidus, kā šos faktorus izmantot senajā medicīnā.

Pieradinājis uguni, cilvēks iemācījās (protams, ne uzreiz) izmantot uguni medicīniskiem nolūkiem. Īpaši labi tas strādāja Austrumu tautas. Pat senatnē cauterizācijai tika piešķirta liela nozīme. Senās medicīnas grāmatās teikts, ka moksibuzija ir efektīva pat tad, ja akupunktūra un zāles ir bezspēcīgas. Kad tieši šī ārstēšanas metode radās, nav precīzi noteikts. Bet ir zināms, ka tā pastāvēja Ķīnā kopš seniem laikiem un tika izmantota akmens laikmetā cilvēku un dzīvnieku ārstēšanai. Tibetas mūki izmantoja uguni dziedināšanai. Viņi dega saulē - bioloģiski aktīvie punkti atbildīgs par noteiktu ķermeņa daļu. Bojātajā vietā intensīvi noritēja dzīšanas process, un tika uzskatīts, ka ar šo dziedināšanu notika dzīšana.

Skaņu izmantoja gandrīz visas senās civilizācijas. Mūzika tika izmantota tempļos nervu traucējumu ārstēšanai, ķīniešu vidū tā bija tiešā saistībā ar astronomiju un matemātiku. Pitagors izveidoja mūziku kā precīzu zinātni. Viņa sekotāji to izmantoja, lai atbrīvotos no dusmām un dusmām, un uzskatīja to par galveno līdzekli harmoniskas personības audzināšanai. Aristotelis arī apgalvoja, ka mūzika var ietekmēt dvēseles estētisko pusi. Ķēniņš Dāvids ar arfas spēli izārstēja ķēniņu Saulu no depresijas, kā arī izglāba viņu no nešķīstiem gariem. Eskulapijs ārstēja išiass ar skaļām trompetes skaņām. Ir zināmi arī Tibetas mūki (par tiem tika runāts iepriekš), kuri izmantoja skaņas, lai ārstētu gandrīz visas cilvēku slimības. Tās sauca par mantrām – enerģijas formām skaņā, pašas skaņas tīru būtisku enerģiju. Mantras tika iedalītas dažādās grupās: drudža, zarnu darbības traucējumu u.c. Mantru lietošanas metodi Tibetas mūki izmanto līdz pat mūsdienām.

Fototerapija jeb gaismas terapija (foto - "gaisma"; grieķu val.) ir pastāvējusi vienmēr. Senajā Ēģiptē, piemēram, tika izveidots īpašs templis, kas bija veltīts "dziedinošajam dziedniekam" - gaismai. Un senajā Romā mājas tika būvētas tā, ka nekas netraucēja gaismu mīlošajiem pilsoņiem ikdienā ļauties "saules staru dzeršanai" – tā viņi sauļojās īpašās saimniecības ēkās ar plakaniem jumtiem (solārijiem). Hipokrāts ar saules palīdzību dziedināja ādas, nervu sistēmas slimības, rahītu un artrītu. Pirms vairāk nekā 2000 gadiem viņš to sauca par lietojumu saules gaisma helioterapija.

Arī senatnē sāka attīstīties medicīnas fizikas teorētiskās sadaļas. Viens no tiem ir biomehānika. Biomehānikas pētījumi ir tikpat veci kā pētījumi bioloģijā un mehānikā. Pētījumi, kas pēc mūsdienu koncepcijām pieder pie biomehānikas jomas, bija zināmi jau senajā Ēģiptē. Slavenajā Ēģiptes papirusā (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 BC) ir aprakstīti dažādi motorisko traumu gadījumi, tostarp paralīze skriemeļu izmežģījuma dēļ, to klasifikācija, ārstēšanas metodes un prognozes.

Sokrats, kurš dzīvoja apm. 470-399 BC, mācīja, ka mēs nespēsim aptvert apkārtējo pasauli, kamēr nesapratīsim savu dabu. Senie grieķi un romieši daudz zināja par galvenajiem asinsvadiem un sirds vārstuļiem, prata ieklausīties sirds darbā (piemēram, grieķu ārsts Areteuss 2. gadsimtā pirms mūsu ēras). Herofils no Halkedokas (3. gadsimts pirms mūsu ēras) izcēlās starp asinsvadu artērijām un vēnām.

Mūsdienu medicīnas tēvs, sengrieķu ārsts Hipokrāts reformēja seno medicīnu, atdalot to no ārstēšanas metodēm ar burvestībām, lūgšanām un upuriem dieviem. Traktātos "Locītavu samazināšana", "Lūzumi", "Galvas brūces" viņš klasificēja tolaik zināmos muskuļu un skeleta sistēmas bojājumus un piedāvāja to ārstēšanas metodes, īpaši mehāniskās, izmantojot ciešus pārsējus, vilkšanu un fiksāciju. . Acīmredzot jau tajā laikā parādījās pirmās uzlabotās ekstremitāšu protēzes, kas arī kalpoja noteiktu funkciju veikšanai. Jebkurā gadījumā Plīnijs Vecākais ir pieminējis vienu romiešu komandieri, kurš piedalījās otrajā pūniešu karā (218-210 BC). Pēc gūtās brūces viņa labā roka tika amputēta un aizstāta ar dzelzs. Tajā pašā laikā viņš varēja turēt vairogu ar protēzi un piedalījās kaujās.

Platons radīja ideju doktrīnu – visu lietu nemainīgus, saprotamus prototipus. Analizējot cilvēka ķermeņa formu, viņš mācīja, ka "dievi, atdarinot Visuma aprises... ietvēra abas dievišķās rotācijas sfēriskā ķermenī... ko mēs tagad saucam par galvu". Skeleta-muskuļu sistēmas ierīci viņš saprot šādi: "lai galva neripotu pa zemi, visur klāta ar izciļņiem un bedrēm ... ķermenis kļuva iegarens un saskaņā ar Dieva plānu, kas to radīja mobilais, no sevis izauga četras izstiepjamas un saliektas ekstremitātes; pieķērās tām un paļaujoties uz tām, tā ieguva spēju pārvietoties visur ... ". Platona spriešanas metode par pasaules un cilvēka uzbūvi ir balstīta uz loģisku pētījumu, kam "jāiet tā, lai sasniegtu vislielāko varbūtības pakāpi".

Lielais sengrieķu filozofs Aristotelis, kura raksti aptver gandrīz visas tā laika zinātnes jomas, sastādīja pirmo detalizēto dzīvnieku atsevišķu orgānu un ķermeņa daļu uzbūves un funkciju aprakstu un ielika mūsdienu embrioloģijas pamatus. Septiņpadsmit gadu vecumā Aristotelis, Stagiras ārsta dēls, ieradās Atēnās, lai mācītos Platona akadēmijā (428-348 BC). Divdesmit gadus noturējies akadēmijā un kļuvis par vienu no tuvākajiem Platona studentiem, Aristotelis to pameta tikai pēc skolotāja nāves. Pēc tam viņš pievērsās dzīvnieku anatomijai un struktūras izpētei, vācot dažādus faktus un veicot eksperimentus un sadalīšanu. Viņš šajā jomā veica daudzus unikālus novērojumus un atklājumus. Tātad Aristotelis vispirms noteica vistas embrija sirdsdarbību trešajā attīstības dienā, aprakstīja jūras ežu košļājamo aparātu ("Aristoteļa laterna") un daudz ko citu. Meklējot asins plūsmas virzītājspēku, Aristotelis ierosināja asins kustības mehānismu, kas saistīts ar to sasilšanu sirdī un atdzišanu plaušās: "sirds kustība ir līdzīga šķidruma kustībai, kas izraisa siltumu. vāra." Savos darbos "Par dzīvnieku daļām", "Par dzīvnieku kustībām" ("De Motu Animalium"), "Par dzīvnieku izcelsmi" Aristotelis pirmo reizi aplūkoja vairāk nekā 500 sugu ķermeņu uzbūvi. dzīviem organismiem, orgānu sistēmu darba organizāciju un ieviesa salīdzinošo pētījumu metodi. Klasificējot dzīvniekus, viņš tos iedalīja divās lielās grupās – ar asinīm un bezasinīgajos. Šis dalījums ir līdzīgs pašreizējam sadalījumam mugurkaulnieku un bezmugurkaulnieku grupās. Pēc pārvietošanās metodes Aristotelis izdalīja arī divkājaino, četrkājaino, daudzkāju un bezkāju dzīvnieku grupas. Viņš bija pirmais, kurš aprakstīja staigāšanu kā procesu, kurā ekstremitāšu rotācijas kustība tiek pārvērsta ķermeņa translācijas kustībā, viņš bija pirmais, kurš atzīmēja kustības asimetrisko raksturu (atbalsts uz kreiso kāju, svara pārnešana uz kreisais plecs, kas raksturīgs labročiem). Vērojot cilvēka kustības, Aristotelis pamanīja, ka ēna, ko uz sienas meta figūra, raksturo nevis taisnu, bet zigzaga līniju. Viņš izcēla un aprakstīja orgānus, kas pēc uzbūves ir atšķirīgas, bet pēc funkcijas ir identiski, piemēram, zivīm zvīņas, putniem spalvas, dzīvniekiem – matus. Aristotelis pētīja putnu ķermeņa līdzsvara nosacījumus (divu kāju balsts). Pārdomājot dzīvnieku kustību, viņš izcēla motoriskos mehānismus: “... ar orgāna palīdzību kustas tas, kurā sākums sakrīt ar beigām, kā locītavā.Tiešām, locītavā ir izliekta un dobi, viens no tiem ir beigas, otrs ir sākums... viens atpūšas, otrs kustas... Viss virzās caur stumšanu vai vilkšanu." Aristotelis pirmais aprakstīja plaušu artēriju un ieviesa terminu "aorta", atzīmēja atsevišķu ķermeņa daļu uzbūves korelācijas, norādīja uz orgānu mijiedarbību organismā, lika pamatus doktrīnai par bioloģisko lietderību un formulēja "ekonomijas principu": "ko daba atņem vienuviet, to dod draugu". Vispirms viņš aprakstīja dažādu dzīvnieku asinsrites, elpošanas, muskuļu un skeleta sistēmas un to košļājamā aparāta struktūras atšķirības. Atšķirībā no sava skolotāja Aristotelis "ideju pasauli" neuzskatīja par kaut ko ārēju materiālajai pasaulei, bet gan iepazīstināja ar Platona "idejām" kā dabas neatņemamu sastāvdaļu, tās galveno matēriju organizējošo principu. Pēc tam šis sākums tiek pārveidots par jēdzieniem "dzīvības enerģija", "dzīvnieku gari".

Lielais sengrieķu zinātnieks Arhimēds lika mūsdienu hidrostatikas pamatus, pētījot peldoša ķermeņa hidrostatiskos principus un ķermeņu peldspēju. Viņš bija pirmais, kurš izmantoja matemātiskās metodes mehānikas problēmu pētīšanai, formulējot un pierādot vairākus apgalvojumus par ķermeņu līdzsvaru un par smaguma centru teorēmu veidā. Sviras princips, ko Arhimēds plaši izmanto, lai izveidotu būvkonstrukcijas un militārie transportlīdzekļi, būs viens no pirmajiem mehāniskajiem principiem, ko izmanto muskuļu un skeleta sistēmas biomehānikā. Arhimēda darbos ir idejas par kustību pievienošanu (taisnvirziena un apļveida, kad ķermenis pārvietojas pa spirāli), par nepārtrauktu vienmērīgu ātruma pieaugumu, kad ķermenis paātrina, ko Galilejs vēlāk nosauks par pamatu saviem fundamentālajiem darbiem par dinamiku. .

Klasiskajā darbā Par cilvēka ķermeņa daļām slavenais seno romiešu ārsts Galēns sniedza pirmo visaptverošo cilvēka anatomijas un fizioloģijas aprakstu medicīnas vēsturē. Šī grāmata ir kalpojusi kā mācību un uzziņu grāmata par medicīnu gandrīz pusotru tūkstoti gadu. Galens ielika pamatus fizioloģijai, veicot pirmos novērojumus un eksperimentus ar dzīviem dzīvniekiem un pētot to skeletus. Viņš ieviesa medicīnā vivisekciju - dzīva dzīvnieka operācijas un izpēti, lai pētītu organisma funkcijas un izstrādātu metodes slimību ārstēšanai. Viņš atklāja, ka dzīvā organismā smadzenes kontrolē runu un skaņu veidošanos, ka artērijas ir piepildītas ar asinīm, nevis gaisu, un, cik vien spēja, izpētīja veidus, kā asinis pārvietojas organismā, aprakstīja strukturālās atšķirības starp artērijām. un vēnas, un atklāja sirds vārstuļus. Galēns neveica autopsijas un, iespējams, tāpēc viņa darbos iekļuva nepareizas idejas, piemēram, par venozo asiņu veidošanos aknās, bet arteriālo - sirds kreisajā kambarī. Viņš arī nezināja par divu asinsrites loku esamību un priekškambaru nozīmi. Savā darbā "De motu musculorum" viņš aprakstīja atšķirību starp motorajiem un sensorajiem neironiem, agonistu un antagonistu muskuļiem un pirmo reizi aprakstīja muskuļu tonusu. Viņš uzskatīja, ka muskuļu kontrakcijas cēlonis ir "dzīvnieku gari", kas pa nervu šķiedrām nāk no smadzenēm uz muskuļiem. Izpētot ķermeni, Galēns nonāca pie secinājuma, ka dabā nekas nav lieks un formulēts filozofiskais princips ka, pētot dabu, var nonākt pie izpratnes par Dieva plānu. Viduslaikos pat inkvizīcijas visvarenībā tika daudz darīts, īpaši anatomijā, kas vēlāk kalpoja par pamatu tālākai attīstībai biomehānika.

Arābu pasaulē un Austrumu valstīs veikto pētījumu rezultāti ieņem īpašu vietu zinātnes vēsturē: par to liecina daudzi literārie darbi un medicīnas traktāti. Arābu ārsts un filozofs Ibn Sina (Avicenna) lika racionālās medicīnas pamatus, formulēja racionālu pamatojumu diagnozes noteikšanai, pamatojoties uz pacienta izmeklēšanu (jo īpaši artēriju pulsa svārstību analīzi). Viņa pieejas revolucionārais raksturs kļūst skaidrs, ja atceramies, ka tajā laikā Rietumu medicīna, kas datējama ar Hipokrātu un Galēnu, ņēma vērā zvaigžņu un planētu ietekmi uz slimības veidu un gaitu un terapeitiskās metodes izvēli. aģenti.

Es gribētu teikt, ka lielākajā daļā seno zinātnieku darbu tika izmantota pulsa noteikšanas metode. Pulsa diagnostikas metode radās daudzus gadsimtus pirms mūsu ēras. Starp literārajiem avotiem, kas nonākuši līdz mums, senākie ir senās ķīniešu un tibetiešu izcelsmes darbi. Senās ķīniešu valodas ietver, piemēram, "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shih", "Zhu-bin-shih", "Nan-jing", kā arī sadaļas traktātos "Dzja-i- čings", "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu" u.c.

Pulsa diagnostikas vēsture ir nesaraujami saistīta ar seno ķīniešu dziednieka vārdu - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). Pulsa diagnostikas tehnikas ceļa sākums ir saistīts ar vienu no leģendām, saskaņā ar kuru Bian Qiao tika uzaicināts ārstēt dižciltīgā mandarīna (oficiālā) meitu. Situāciju sarežģīja tas, ka pat ārstiem bija stingri aizliegts redzēt un pieskarties dižciltīgajiem cilvēkiem. Bian Qiao lūdza tievu auklu. Tad viņš ierosināja piesiet otru auklas galu pie princeses plaukstas, kura atradās aiz aizsega, taču galma dziednieki nicinoši izturējās pret uzaicināto ārstu un nolēma izspēlēt viņu, piesienot auklas galu nevis pie aizsega. princeses plaukstas locītavu, bet blakus skrienoša suņa ķepai. Dažas sekundes vēlāk, par pārsteigumu klātesošajiem, Bjans Cjao mierīgi paziņoja, ka tie ir nevis cilvēka, bet gan dzīvnieka impulsi, un šis dzīvnieks mētājās ar tārpiem. Ārsta prasme izraisīja apbrīnu, un aukla ar pārliecību tika pārnesta uz princeses plaukstas locītavu, pēc kā tika noteikta slimība un nozīmēta ārstēšana. Tā rezultātā princese ātri atguvās, un viņa tehnika kļuva plaši pazīstama.

Hua Tuo - ķirurģiskajā praksē veiksmīgi izmantota pulsa diagnostika, apvienojot to ar klīnisko izmeklēšanu. Tajos laikos operācijas bija aizliegtas ar likumu, operācija tika veikta kā galējais līdzeklis, ja nebija pārliecības par izārstēšanu ar konservatīvām metodēm, ķirurgi vienkārši nezināja diagnostiskās laparotomijas. Diagnoze tika noteikta ar ārēju pārbaudi. Hua Tuo savu pulsa diagnozes apguves mākslu nodeva čakliem studentiem. Bija tāds noteikums zināmu pulsa diagnostikas meistarību var apgūt tikai vīrietis, mācoties tikai no vīrieša trīsdesmit gadus. Hua Tuo bija pirmais, kurš izmantoja īpašu tehniku, lai pārbaudītu studentu spēju izmantot pulsus diagnostikai: pacients tika sēdināts aiz ekrāna, un viņa rokas tika izbāztas cauri tajā esošajiem griezumiem, lai students varētu redzēt un pētīt tikai rokas. Ikdienas, neatlaidīga prakse ātri deva veiksmīgus rezultātus.

2. Viduslaiki un jaunie laiki

1 Leonardo da Vinči

Viduslaikos un renesansē Eiropā notika galveno fizikas nodaļu attīstība. Slavens tā laika fiziķis, bet ne tikai fiziķis, bija Leonardo da Vinči. Leonardo pētīja cilvēku kustības, putnu lidojumus, sirds vārstuļu darbu, augu sulas kustību. Viņš aprakstīja ķermeņa mehāniku, stāvot un ceļoties no sēdus stāvokļa, ejot kalnup un lejup, lēkšanas tehniku, pirmo reizi aprakstīja dažādu cilvēku gaitu dažādību, veica cilvēka gaitas salīdzinošu analīzi, pērtiķis un vairāki dzīvnieki, kas spēj staigāt ar diviem kājām (lācis) . Visos gadījumos īpaša uzmanība tika pievērsta smaguma un pretestības centru novietojumam. Mehānikā Leonardo da Vinči bija pirmais, kurš ieviesa pretestības jēdzienu, ko šķidrumi un gāzes iedarbojas uz tajos kustīgiem ķermeņiem, un viņš bija pirmais, kurš saprata jauna jēdziena - spēka momenta ap punktu - nozīmi. ķermeņu kustības analīze. Analizējot muskuļu radītos spēkus un pārzinot izcilas anatomijas zināšanas, Leonardo ieviesa spēku darbības līnijas atbilstošā muskuļa virzienā un tādējādi paredzēja spēku vektora rakstura koncepciju. Aprakstot muskuļu darbību un muskuļu sistēmu mijiedarbību, veicot kustību, Leonardo uzskatīja auklas, kas izstieptas starp muskuļu piestiprināšanas punktiem. Lai apzīmētu atsevišķus muskuļus un nervus, viņš izmantoja burtu apzīmējumus. Viņa darbos var atrast nākotnes refleksu doktrīnas pamatus. Vērojot muskuļu kontrakcijas, viņš atzīmēja, ka kontrakcijas var notikt neviļus, automātiski, bez apzinātas kontroles. Leonardo centās visus novērojumus un idejas pārvērst tehniskos pielietojumos, atstāja neskaitāmus dažādu kustību veidu ierīču rasējumus, sākot no ūdensslēpēm un planieriem līdz modernu invalīdu ratiņkrēslu protēzēm un prototipiem (kopā vairāk nekā 7 tūkstoši manuskriptu loksnes ). Leonardo da Vinči veica pētījumu par skaņu, ko rada kukaiņu spārnu kustība, aprakstīja iespēju mainīt skaņas augstumu, kad spārns tiek nogriezts vai iesmērēts ar medu. Veicot anatomiskos pētījumus, viņš vērsa uzmanību uz trahejas, artēriju un vēnu sazarojuma iezīmēm plaušās, kā arī norādīja, ka erekcija ir asinsrites sekas dzimumorgānos. Viņš veica novatoriskus filotaksijas pētījumus, aprakstot vairāku augu lapu izvietojuma modeļus, veidoja vaskulāro-šķiedru lapu saišķu nospiedumus un pētīja to struktūras īpatnības.

2 Jatrofizika

16.-18.gadsimta medicīnā pastāvēja īpašs virziens, ko sauca par jatromehāniku vai jatrofiziku (no grieķu iatros - ārsts). Slavenā Šveices ārsta un ķīmiķa Teofrasta Paracelza un nīderlandiešu dabaszinātnieka Jana Van Helmonta darbos, kurš bija pazīstams ar saviem eksperimentiem par spontānu peļu ģenerēšanu no kviešu miltiem, putekļiem un netīriem krekliem, bija ietverts apgalvojums par ķermeņa integritāti, kas aprakstīts mistiskā sākuma forma. Racionāla pasaules uzskata pārstāvji ar to nevarēja samierināties un, meklējot racionālus pamatus bioloģiskajiem procesiem, par pamatu mācībām lika mehāniku, tolaik attīstītāko zināšanu jomu. Jatromehānika apgalvoja, ka tā izskaidro visas fizioloģiskās un patoloģiskās parādības, pamatojoties uz mehānikas un fizikas likumiem. Pazīstamais vācu ārsts, fiziologs un ķīmiķis Frīdrihs Hofmans formulēja savdabīgu jatrofizikas kredo, saskaņā ar kuru dzīvība ir kustība, bet mehānika ir visu parādību cēlonis un likums. Hofmans uzlūkoja dzīvi kā mehānisku procesu, kura laikā nervu kustības, pa kurām pārvietojas smadzenēs esošais “dzīvnieka gars” (spiritum animalium), kontrolē muskuļu kontrakcijas, asinsriti un sirds darbību. Rezultātā ķermenis - sava veida mašīna - tiek iedarbināts. Tajā pašā laikā mehānika tika uzskatīta par organismu dzīvībai svarīgās aktivitātes pamatu.

Šādi apgalvojumi, kā tagad ir skaidrs, lielākoties nebija pamatoti, bet jatromehānika iebilda pret sholastiskām un mistiskām idejām, ieviesa lietošanā daudz svarīgu līdz šim nezināmu faktu informāciju un jaunus fizioloģisko mērījumu instrumentus. Piemēram, pēc viena no jatromehānikas pārstāvja Džordžo Baglivi uzskatiem, roka tika pielīdzināta svirai, krūtis – plēšām, dziedzeri – sietiem, bet sirds – hidrauliskajam sūknim. Šīs analoģijas mūsdienās ir diezgan pamatotas. 16. gadsimtā franču armijas ārsta A. Parē (Ambroise Pare) darbos tika likti mūsdienu ķirurģijas pamati un piedāvātas mākslīgās ortopēdiskās ierīces - kāju, roku, roku protēzes, kuru izstrādes pamatā bija vairāk zinātnisks pamats, nevis vienkārša zudušas formas imitācija. 1555. gadā franču dabaszinātnieka Pjēra Belona darbos tika aprakstīts hidrauliskais mehānisms jūras anemonu kustībai. Viens no jatroķīmijas pamatlicējiem Van Helmonts, pētot pārtikas rūgšanas procesus dzīvnieku organismos, sāka interesēties par gāzveida produktiem un ieviesa zinātnē terminu "gāze" (no holandiešu gisten - raudzēt). Jatromehānikas ideju izstrādē bija iesaistīti A. Vesalius, V. Hārvijs, J. A. Borelli, R. Dekarts. Jatromehānika, kas reducē visus procesus dzīvās sistēmās uz mehāniskajiem, kā arī jatroķīmija, kas datēta ar Paracelzu, kuras pārstāvji uzskatīja, ka dzīvība tiek reducēta uz ķīmisko vielu pārveidojumiem, kas veido ķermeni, noveda pie vienpusīgas un bieži vien. nepareizs priekšstats par dzīvības aktivitātes procesiem un slimību ārstēšanas metodēm. Tomēr šīs pieejas, īpaši to sintēze, ļāva formulēt racionālu pieeju medicīnā 16.-17.gs. Pat doktrīnai par spontānas dzīvības ģenerēšanas iespējamību bija pozitīva loma, radot šaubas par reliģiskajām hipotēzēm par dzīvības radīšanu. Paracelzs radīja "cilvēka būtības anatomiju", ko viņš mēģināja parādīt, ka "cilvēka ķermenī mistiskā veidā ir savienotas trīs visuresošas sastāvdaļas: sāļi, sērs un dzīvsudrabs".

Tā laika filozofisko koncepciju ietvaros veidojās jauns jatromehānisks priekšstats par patoloģisko procesu būtību. Tātad vācu ārsts G. Čatls radīja animisma doktrīnu (no lat.anima - dvēsele), saskaņā ar kuru slimība tika uzskatīta par dvēseles kustībām, lai izņemtu no ķermeņa citplanētiešus. kaitīgās vielas. Jatrofizikas pārstāvis, itāļu ārsts Santorio (1561-1636), medicīnas profesors Padujā, uzskatīja, ka jebkura slimība ir atsevišķu mazāko ķermeņa daļiņu kustības modeļu pārkāpuma sekas. Santorio bija viens no pirmajiem, kas izmantoja eksperimentālo pētījumu un matemātisko datu apstrādes metodi, un radīja vairākas interesantas ierīces. Īpašā viņa projektētajā kamerā Santorio pētīja vielmaiņu un pirmo reizi izveidoja dzīvības procesiķermeņa svara neatbilstība. Kopā ar Galileo viņš izgudroja dzīvsudraba termometru ķermeņu temperatūras mērīšanai (1626). Viņa darbā "Statiskā medicīna" (1614) vienlaikus tiek prezentēti jatrofizikas un jatroķīmijas nosacījumi. Turpmākie pētījumi izraisīja revolucionāras izmaiņas idejās par struktūru un darbu sirds un asinsvadu sistēmu. Itāļu anatoms Fabrizio d "Aquapendente atklāja vēnu vārstuļus. Itāļu pētnieks P. Azelli un dāņu anatoms T. Bartolins atklāja limfas asinsvadus.

Angļu ārstam Viljamam Hārvijam pieder atklājums par asinsrites sistēmas slēgšanu. Studējot Padujā (1598.-1601.g.), Hārvijs klausījās Fabrizio d "Aquapendente lekcijas un acīmredzot apmeklēja Galileja lekcijas. Jebkurā gadījumā Hārvijs atradās Padujā, kamēr slava par Galileja spožajām lekcijām, kuras bija apmeklēja daudzi, tur dārdēja.Hārvija atklājums par asinsrites slēgšanu bija sistemātiskas Galileo agrāk izstrādātās kvantitatīvās mērīšanas metodes pielietošanas rezultāts, nevis vienkāršs novērojums vai minējumi.Hārvijs veica demonstrāciju, kurā parādīja, ka asinis kustas no sirds kreisais kambara tikai vienā virzienā. Izmērot vienas kontrakcijas laikā sirds izspiesto asiņu tilpumu (insulta tilpumu), viņš iegūto skaitli reizināja ar sirds kontrakciju biežumu un parādīja, ka stundas laikā tas sūknē asins tilpums ir daudz lielāks nekā ķermeņa tilpums.Tādējādi tika secināts, ka daudz mazākam asins tilpumam nepārtraukti jācirkulē apburtā lokā, iekļūstot sirdī un sūknējot tiem caur asinsvadu sistēmu. Darba rezultāti publicēti darbā "Dzīvnieku sirds un asiņu kustības anatomiskā izpēte" (1628). Darba rezultāti bija vairāk nekā revolucionāri. Fakts ir tāds, ka kopš Galēna laikiem tika uzskatīts, ka asinis tiek ražotas zarnās, no kurienes tās nonāk aknās, pēc tam uz sirdi, no kurienes tās tiek izplatītas pa artēriju un vēnu sistēmu uz citiem orgāniem. Hārvijs aprakstīja sirdi, kas sadalīta atsevišķās kamerās, kā muskuļu maisiņu, kas darbojas kā sūknis, kas sūknē asinis traukos. Asinis pārvietojas pa apli vienā virzienā un atkal iekļūst sirdī. Reverso asins plūsmu vēnās novērš Fabricio d'Akvapendentes atklātie vēnu vārstuļi.Hārvija revolucionārā asinsrites doktrīna bija pretrunā ar Galēna izteikumiem, saistībā ar kuriem viņa grāmatas tika asi kritizētas un pat pacienti bieži atteicās no viņa medicīnas pakalpojumiem.Kopš 1623. gadā Hārvijs kalpoja par Kārļa I galma ārstu un augstākā patronāža paglāba viņu no oponentu uzbrukumiem un sniedza iespēju turpmākam zinātniskam darbam.Hārvijs veica plašu embrioloģijas pētījumu, aprakstīja embrija attīstības atsevišķus posmus ("Pētījumi" on the Birth of Animals", 1651). 17. gadsimtu var saukt par hidraulikas un hidrauliskās domāšanas laikmetu. Tehnoloģiju attīstība veicināja jaunu analoģiju rašanos un dzīvajos organismos notiekošo procesu labāku izpratni. Iespējams, tāpēc Hārvijs aprakstīja sirdi kā hidraulisku sūkni, kas sūknē asinis pa asinsvadu sistēmas "cauruļvadu".Lai pilnībā atpazītu Hārvija darba rezultātus, bija nepieciešams tikai atrast trūkstošo posmu, kas noslēdz apli starp artērijām un vēnām. , kas drīzumā tiks izdarīts Malpighi darbos.plaušas un gaisa sūknēšanas iemesli Hārvijam palika neizprotami – vēl priekšā vēl nepieredzētie panākumi ķīmijā un gaisa sastāva atklāšana.17. gadsimts ir svarīgs pavērsiens. biomehānikas vēsturē, jo to iezīmēja ne tikai pirmo iespieddarbu parādīšanās par biomehāniku, bet arī jauna skata veidošanās uz dzīvi un bioloģiskās mobilitātes būtību.

Franču matemātiķis, fiziķis, filozofs un fiziologs Renē Dekarts bija pirmais, kurš mēģināja izveidot dzīva organisma mehānisku modeli, ņemot vērā vadību caur nervu sistēmu. Viņa fizioloģiskās teorijas interpretācija, kas balstīta uz mehānikas likumiem, bija ietverta pēcnāves darbā (1662-1664). Šajā formulējumā pirmo reizi tika pausta kardinālā ideja par dzīvības zinātnēm par regulējumu caur atgriezenisko saiti. Dekarts cilvēku uzskatīja par ķermeņa mehānismu, ko iedarbina "dzīvie gari", kas "pastāvīgi lielā skaitā paceļas no sirds uz smadzenēm un no turienes caur nerviem uz muskuļiem un iedarbina visus locekļus". Nepārspīlējot "garu" lomu, traktātā "Cilvēka ķermeņa apraksts. Par dzīvnieka veidošanos" (1648) viņš raksta, ka mehānikas un anatomijas zināšanas ļauj saskatīt ķermenī "ievērojamu skaitu orgāni jeb atsperes” ķermeņa kustības organizēšanai. Dekarts ķermeņa darbu salīdzina ar pulksteņa mehānismu, ar atsevišķām atsperēm, zobratiem, zobratiem. Turklāt Dekarts pētīja dažādu ķermeņa daļu kustību koordināciju. Veicot plašus eksperimentus par sirds darba un asins kustības izpēti sirds un lielo asinsvadu dobumos, Dekarts nepiekrīt Hārvija koncepcijai par sirds kontrakcijām kā asinsrites dzinējspēkam. Viņš aizstāv Aristoteļa hipotēzi par asiņu sasilšanu un retināšanu sirdī sirds siltuma ietekmē, veicinot asiņu izplešanos lielos traukos, kur tās atdziest, un "sirds un artērijas nekavējoties nokrīt. un līgums." Elpošanas sistēmas lomu Dekarts saskata tajā, ka elpošana "ieved plaušās pietiekami daudz svaiga gaisa, lai asinis, kas tur nāk no sirds labās puses, kur tās sašķidrinās un it kā pārvēršas tvaikos, atkal pārvēršas no tvaikiem asinīs." Viņš pētīja arī acu kustības, izmantoja bioloģisko audu dalījumu pēc mehāniskajām īpašībām šķidrajos un cietajos. Mehānikas jomā Dekarts formulēja impulsa nezūdamības likumu un ieviesa impulsa jēdzienu.

3 Mikroskopa izveidošana

Mikroskopa, visai zinātnei tik svarīga instrumenta, izgudrojums galvenokārt ir saistīts ar optikas attīstības ietekmi. Dažas izliektu virsmu optiskās īpašības bija zināmas pat Eiklidam (300. g. p.m.ē.) un Ptolemajam (127.-151. g.), taču to palielināšanas spēks praktiski netika pielietots. Šajā sakarā pirmās glāzes izgudroja Salvinio deli Arleati Itālijā tikai 1285. gadā. 16. gadsimtā Leonardo da Vinči un Maurolico parādīja, ka mazus priekšmetus vislabāk var pētīt ar palielināmo stiklu.

Pirmo mikroskopu tikai 1595. gadā radīja Z. Jansens. Izgudrojums sastāvēja no tā, ka Zaharijs Jansens vienā caurulē uzstādīja divas izliektas lēcas, tādējādi liekot pamatu sarežģītu mikroskopu izveidei. Koncentrēšanās uz pētāmo objektu tika panākta ar ievelkamu cauruli. Mikroskopa palielinājums bija no 3 līdz 10 reizēm. Un tas bija īsts izrāviens mikroskopijas jomā! Katrs nākamais mikroskops viņš ievērojami uzlabojās.

Šajā periodā (XVI gadsimts) pamazām sāka attīstīties dāņu, angļu un itāļu pētniecības instrumenti, kas lika pamatus mūsdienu mikroskopijai.

Mikroskopu strauja izplatība un pilnveidošanās sākās pēc tam, kad Galileo (G. Galilejs), uzlabojot viņa izstrādāto teleskopu, sāka to izmantot kā sava veida mikroskopu (1609-1610), mainot attālumu starp objektīvu un okulāru.

Vēlāk, 1624. gadā, panācis īsāku fokusa lēcu ražošanu, Galileo ievērojami samazināja sava mikroskopa izmērus.

1625. gadā I. Fabers, romiešu "Modrų akadēmijas" ("Akudemia dei lincei") biedrs, ierosināja terminu "mikroskops". Pirmos panākumus, kas saistīti ar mikroskopa izmantošanu zinātniskos bioloģiskos pētījumos, guva R. Huks, kurš pirmais aprakstīja augu šūnu (apmēram 1665. gadā). Savā grāmatā "Micrographia" Huks aprakstīja mikroskopa struktūru.

1681. gadā Londonas Karaliskā biedrība savā sanāksmē detalizēti apsprieda savdabīgo situāciju. Holandietis Levenguks (A. van Lēnhuks) aprakstīja apbrīnojamos brīnumus, ko viņš ar mikroskopu atklāja ūdens pilē, piparu uzlējumā, upes dubļos, sava zoba dobumā. Lēvenhuks, izmantojot mikroskopu, atklāja un ieskicēja dažādu vienšūņu spermatozoīdus, kaulu audu struktūras detaļas (1673-1677).

"Ar vislielāko izbrīnu es pilē redzēju daudzus mazus dzīvniekus, kas strauji kustējās uz visām pusēm, kā līdaka ūdenī. Mazākais no šiem sīkajiem dzīvniekiem ir tūkstoš reižu mazāks par pieaugušas utis."

3. Elektrības izmantošanas vēsture medicīnā

3.1 Neliels priekšvēsture

Kopš seniem laikiem cilvēks ir centies izprast dabas parādības. Parādījās daudzas ģeniālas hipotēzes, kas izskaidro, kas notiek ap cilvēku atšķirīgs laiks un dažādās valstīs. Pirms mūsu ēras dzīvojušo grieķu un romiešu zinātnieku un filozofu domas: Arhimēds, Eiklīds, Lukrēcijs, Aristotelis, Demokrits un citi – joprojām palīdz zinātnisko pētījumu attīstībai.

Pēc Milētas Talesa pirmajiem elektrisko un magnētisko parādību novērojumiem periodiski radās interese par tām, ko noteica dziedināšanas uzdevumi.

Rīsi. 1. Pieredze ar elektrisko rampu

Jāpiebilst, ka dažu senatnē zināmās zivju elektriskās īpašības joprojām ir neatklāts dabas noslēpums. Tā, piemēram, 1960. gadā Lielbritānijas Zinātniskās karaliskās biedrības rīkotajā izstādē par godu tās dibināšanas 300. gadadienai, starp dabas noslēpumiem, kas cilvēkam jāatrisina, parasts stikla akvārijs ar zivtiņu - elektriskā dzeloņraja (1. att.). Voltmetrs tika savienots ar akvāriju caur metāla elektrodiem. Kad zivs bija miera stāvoklī, voltmetra adata bija uz nulles. Kad zivs kustējās, voltmetrs rādīja spriegumu, kas aktīvu kustību laikā sasniedza 400 V. Uzraksts vēstīja: "Šīs elektriskās parādības būtība, kas novērota ilgi pirms Anglijas karaliskās biedrības organizēšanas, cilvēks joprojām nevar atšķetināt."

2 Ko mēs esam parādā Gilbertam?

Elektrisko parādību terapeitiskā iedarbība uz cilvēku, saskaņā ar novērojumiem, kas pastāvēja senatnē, var tikt uzskatīta par sava veida stimulējošu un psihogēnu līdzekli. Šis rīks tika izmantots vai aizmirsts. Ilgu laiku nav veikti nopietni pētījumi par pašām elektriskajām un magnētiskajām parādībām un jo īpaši to darbību kā terapeitisku līdzekli.

Pirmais detalizētais elektrisko un magnētisko parādību eksperimentālais pētījums pieder angļu fiziķim, vēlākajam galma ārstam Viljamam Gilbertam (Gilbert) (1544-1603 sēj.). Gilberts tika pelnīti uzskatīts par novatorisku ārstu. Tās panākumus lielā mērā noteica apzinīga izpēte un pēc tam seno medicīnas līdzekļu, tostarp elektrības un magnētisma, pielietošana. Gilberts saprata, ka bez rūpīgas elektriskā un magnētiskā starojuma izpētes ir grūti izmantot "šķidrumus" ārstēšanā.

Neņemot vērā fantastiskus, nepārbaudītus minējumus un nepamatotus apgalvojumus, Gilberts veica dažādus eksperimentālus elektrisko un magnētisko parādību pētījumus. Šī pirmā elektrības un magnētisma pētījuma rezultāti ir grandiozi.

Pirmkārt, Gilberts pirmo reizi izteica domu, ka kompasa magnētiskā adata pārvietojas Zemes magnētisma ietekmē, nevis kādas zvaigznes ietekmē, kā tika uzskatīts pirms viņa. Viņš bija pirmais, kurš veica mākslīgo magnetizāciju, konstatēja magnētisko polu nedalāmības faktu. Pētot elektriskās parādības vienlaikus ar magnētiskajām, Gilberts, pamatojoties uz daudziem novērojumiem, parādīja, ka elektriskais starojums rodas ne tikai dzintaru, bet arī citus materiālus beržot. Godinot dzintaru - pirmo materiālu, uz kura tika novērota elektrizēšanās, viņš tos sauc par elektriskiem, pamatojoties uz dzintara grieķu nosaukumu - elektrons. Līdz ar to vārds "elektrība" tika ieviests dzīvē pēc ārsta ierosinājuma, pamatojoties uz viņa pētījumiem, kas kļuva vēsturiski, kas lika pamatus gan elektrotehnikas, gan elektroterapijas attīstībai. Tajā pašā laikā Gilberts veiksmīgi formulēja fundamentālo atšķirību starp elektriskajām un magnētiskajām parādībām: "Magnētisms, tāpat kā gravitācija, ir zināms sākotnējais spēks, kas izplūst no ķermeņiem, savukārt elektrifikācija notiek tāpēc, ka rezultātā no ķermeņa porām izspiežas īpašas izplūdes. no berzes."

Būtībā pirms Ampēra un Faradeja darba, tas ir, vairāk nekā divsimt gadus pēc Gilberta nāves (viņa pētījumu rezultāti tika publicēti grāmatā On the Magnet, Magnetic Bodies, and the Great Magnet - the Earth , 1600), elektrizācija un magnētisms tika aplūkoti atsevišķi.

P. S. Kudrjavcevs "Fizikas vēsturē" citē izcilā renesanses pārstāvja Galileja vārdus: "Es slavēju, es brīnos, apskaudams Hilbertu (Gilbertu). izcili cilvēki, bet kas neviens no tiem nav rūpīgi pētīts ... Nešaubos, ka ar laiku šī zinātnes nozare (runājam par elektrību un magnētismu - V. M.) progresēs gan jaunu novērojumu rezultātā, gan, īpaši, stingras pierādījumu pārbaudes rezultātā."

Gilberts nomira 1603. gada 30. novembrī, novēlot visus viņa radītos instrumentus un darbus Londonas Medicīnas biedrībai, kuras aktīvs priekšsēdētājs bija līdz savai nāvei.

3 Balva piešķirta Maratam

Francijas buržuāziskās revolūcijas priekšvakars. Apkoposim šī perioda pētījumus elektrotehnikas jomā. Tika konstatēta pozitīvās un negatīvās elektrības klātbūtne, uzbūvētas un pilnveidotas pirmās elektrostatiskās mašīnas, Leidenas bankas (sava ​​veida lādiņu uzglabāšanas kondensatori), elektroskopi, formulētas elektrisko parādību kvalitatīvās hipotēzes, veikti drosmīgi mēģinājumi pētīt elektrisko. zibens raksturs.

Zibens elektriskā būtība un tā ietekme uz cilvēkiem vēl vairāk nostiprināja uzskatu, ka elektrība var ne tikai iespert, bet arī dziedināt cilvēkus. Sniegsim dažus piemērus. 1730. gada 8. aprīlī briti Grejs un Vīlers veica nu jau klasisko eksperimentu ar cilvēka elektrifikāciju.

Mājas pagalmā, kurā dzīvoja Grejs, zemē tika ierakti divi sausi koka stabi, uz kuriem piestiprināta koka sija.Pa koka baļķi tika uzmestas divas matu virves. Viņu apakšējie gali bija sasieti. Troses viegli izturēja zēna svaru, kurš piekrita piedalīties eksperimentā. Iekārtojies kā uz šūpolēm, zēns ar vienu roku turēja stieni vai berzes elektrificētu metāla stieni, uz kuru tika pārnests elektriskais lādiņš no elektrificēta ķermeņa. Ar otru roku zēns vienu pēc otras iemeta monētas metāla plāksnē, kas atradās uz sausas koka dēlis zem tā (2. att.). Monētas ieguva lādiņu caur zēna ķermeni; krītot, viņi uzlādēja metāla plāksni, kas sāka piesaistīt blakus esošos sauso salmu gabalus. Eksperimenti tika veikti daudzkārt un izraisīja ievērojamu interesi ne tikai zinātnieku vidū. Angļu dzejnieks Džordžs Boze rakstīja:

Trakais Grej, ko tu īsti zināji par šī līdz šim nezināmā spēka īpašībām? Vai tu, muļķis, drīkst riskēt Un pieslēgt cilvēku pie elektrības?

Rīsi. 2. Pieredze ar cilvēka elektrifikāciju

Francūži Dufē, Nolē un mūsu tautietis Georgs Ričmans gandrīz vienlaikus neatkarīgi viens no otra izstrādāja elektrifikācijas pakāpes mērīšanas ierīci, kas ievērojami paplašināja elektriskās izlādes izmantošanu ārstēšanai, un radās iespēja to dozēt. Parīzes Zinātņu akadēmija veltīja vairākas sanāksmes, lai apspriestu Leyden skārdeņu izlādes ietekmi uz cilvēku. Par to ieinteresējās arī Luijs XV. Pēc karaļa lūguma fiziķis Nolle kopā ar ārstu Luisu Lemonjē vienā no Versaļas pils lielajām zālēm veica eksperimentu, demonstrējot statiskās elektrības durstošo efektu. "Galma atrakciju" priekšrocības bija: daudzi par tām interesējās, daudzi sāka pētīt elektrifikācijas parādības.

1787. gadā angļu ārsts un fiziķis Adams pirmo reizi izveidoja īpašu elektrostatisko iekārtu medicīniskiem nolūkiem. Viņš to plaši izmantoja savā ārstniecības praksē (3. att.) un saņēma pozitīvus rezultātus, kas skaidrojami ar strāvas stimulējošo iedarbību, un psihoterapeitisko efektu un specifisko izdalījumu ietekmi uz cilvēku.

Elektrostatikas un magnetostatikas laikmets, kuram pieder viss iepriekš minētais, beidzas ar šo zinātņu matemātisko pamatu izstrādi, ko veic Puasons, Ostrogradskis, Gauss.

Rīsi. 3. Elektroterapijas seanss (no vecas gravēšanas)

Elektrisko izlāžu izmantošana medicīnā un bioloģijā ir guvusi pilnīgu atzinību. Muskuļu kontrakcija, ko izraisīja pieskaršanās elektriskajiem stariem, zušiem, samiem, liecināja par elektriskās strāvas trieciena darbību. Angļa Džona Vorliša eksperimenti pierādīja dzeloņrajas trieciena elektrisko raksturu, un anatoms Ginters sniedza precīzu šīs zivs elektriskā orgāna aprakstu.

1752. gadā vācu ārsts Sulcers publicēja vēstījumu par jaunu parādību, ko viņš bija atklājis. Mēle, kas vienlaikus pieskaras diviem atšķirīgiem metāliem, izraisa savdabīgu skābu garšas sajūtu. Sulcers nepieņēma, ka šis novērojums ir sākums vissvarīgākajām zinātnes jomām - elektroķīmijai un elektrofizioloģijai.

Palielinājās interese par elektroenerģijas izmantošanu medicīnā. Ruānas akadēmija izsludināja konkursu par labāko darbu par tēmu: "Nosakiet pakāpi un nosacījumus, kādos jūs varat paļauties uz elektrību slimību ārstēšanā." Pirmā balva tika piešķirta Maratam, pēc profesijas ārstam, kura vārds iegāja Francijas revolūcijas vēsturē. Marata darba parādīšanās bija savlaicīga, jo elektrības izmantošana ārstēšanai nebija bez mistikas un viltības. Kāds Mesmers, izmantojot modernās zinātniskās teorijas par elektrisko mašīnu dzirksteļošanu, sāka apgalvot, ka 1771. gadā viņš atrada universālu medicīnisku līdzekli - "dzīvnieku" magnētismu, kas iedarbojas uz pacientu no attāluma. Viņi atvēra īpašus medicīnas kabinetus, kur atradās pietiekami augsta sprieguma elektrostatiskās iekārtas. Pacientam nācās pieskarties aparāta daļām, kas nes strāvu, kamēr viņš juta elektriskās strāvas triecienu. Acīmredzot gadījumi, kad Mesmera "medicīnas" kabinetos ir pozitīvā ietekme, ir skaidrojami ne tikai ar elektrošoka kairinošo iedarbību, bet arī ar ozona darbību, kas parādās telpās, kur darbojās elektrostatiskās iekārtas, un minētajām parādībām. agrāk. Var būt pozitīva ietekme uz dažiem pacientiem un baktēriju satura izmaiņas gaisā gaisa jonizācijas ietekmē. Bet Mesmeram par to nebija aizdomas. Pēc postošajām neveiksmēm, par kurām Marats savlaicīgi brīdināja savā darbā, Mesmers pazuda no Francijas. Ar lielākā franču fiziķa Lavuazjē līdzdalību izveidotā valdības komisija Mesmera "medicīnisko" darbību izmeklēšanai nespēja izskaidrot elektrības pozitīvo ietekmi uz cilvēkiem. Ārstēšana ar elektrību Francijā uz laiku tika pārtraukta.

4 Strīds starp Galvani un Volta

Un tagad mēs runāsim par pētījumiem, kas veikti gandrīz divus simtus gadus pēc Gilberta darba publicēšanas. Tie ir saistīti ar itāļu anatomijas un medicīnas profesora Luidži Galvani un itāļu fizikas profesora Alesandro Voltas vārdiem.

Buloņas universitātes anatomijas laboratorijā Luidži Galvani veica eksperimentu, kura apraksts šokēja zinātniekus visā pasaulē. Uz laboratorijas galda tika preparētas vardes. Eksperimenta uzdevums bija demonstrēt un novērot kailus, viņu ekstremitāšu nervus. Uz šī galda atradās elektrostatiskā iekārta, ar kuras palīdzību tika radīta un pētīta dzirkstele. Lūk, paša Luidži Galvani izteikumi no viņa darba "Par elektriskajiem spēkiem muskuļu kustību laikā": "... Viens no maniem palīgiem nejauši ļoti viegli ar smaili pieskārās vardes iekšējiem augšstilba nerviem. Vardes pēda strauji raustījās." Un tālāk: "... Tas izdodas, kad no mašīnas kondensatora tiek izvilkta dzirkstele."

Šo parādību var izskaidrot šādi. Gaisa atomus un molekulas zonā, kurā rodas dzirkstele, ietekmē izmaiņas elektriskais lauks, kā rezultātā tie iegūst elektrisko lādiņu, pārstāj būt neitrāli. Iegūtie joni un elektriski lādētās molekulas izplatās noteiktā, salīdzinoši nelielā attālumā no elektrostatiskās iekārtas, jo, pārvietojoties, saduroties ar gaisa molekulām, tie zaudē savu lādiņu. Tajā pašā laikā tie var uzkrāties uz metāla priekšmetiem, kas ir labi izolēti no zemes virsmas, un tiek izlādēti, ja notiek vadoša elektriskā ķēde uz zemi. Grīda laboratorijā bija sausa, koka. Viņš labi izolēja telpu, kurā strādāja Galvani, no zemes. Priekšmets, uz kura sakrājās lādiņi, bija metāla skalpelis. Pat neliels skalpeļa pieskāriens vardes nervam izraisīja uz skalpeļa uzkrātās statiskās elektrības "izlādi", izraisot ķepas atvilkšanos bez jebkādiem mehāniskiem bojājumiem. Pats par sevi elektrostatiskās indukcijas izraisītās sekundārās izlādes fenomens jau tolaik bija zināms.

Eksperimentētāja izcilais talants un daudzu daudzpusīgu pētījumu veikšana ļāva Galvani atklāt vēl vienu parādību, kas ir svarīga elektrotehnikas tālākai attīstībai. Ir eksperiments par atmosfēras elektrības izpēti. Citējot pašu Galvani: "... Noguris... veltīgas gaidīšanas... sāka... spiest muguras smadzenēs iespraustos vara āķus pret dzelzs stieņiem - vardei sarāvās kājas." Eksperimenta rezultāti, kas veikti ne vairs ārpus telpām, bet gan iekštelpās, kur nebija darbojošos elektrostatisko iekārtu, apstiprināja, ka vardes muskuļa kontrakcija, kas līdzīga elektrostatiskās mašīnas dzirksteles izraisītai kontrakcijai, notiek, kad ķermenis vardei vienlaikus pieskaras divi dažādi metāla priekšmeti - stieple un vara, sudraba vai dzelzs plāksne. Pirms Galvani neviens šādu parādību nebija novērojis. Pamatojoties uz novērojumu rezultātiem, viņš izdara drosmīgu, nepārprotamu secinājumu. Ir vēl viens elektroenerģijas avots, tā ir "dzīvnieku" elektrība (termins ir līdzvērtīgs terminam "dzīvu audu elektriskā aktivitāte"). Dzīvs muskulis, apgalvoja Galvani, ir kondensators kā Leidenas burka, un tajā uzkrājas pozitīva elektrība. Vardes nervs kalpo kā iekšējais "vadītājs". Piestiprinot muskulim divus metāla vadītājus, plūst elektriskā strāva, kas, tāpat kā dzirkstele no elektrostatiskās iekārtas, izraisa muskuļu kontrakciju.

Galvani eksperimentēja, lai iegūtu nepārprotamu rezultātu tikai uz varžu muskuļiem. Iespējams, tieši tas viņam ļāva ierosināt kā elektrības daudzuma mērītāju izmantot vardes pēdas "fizioloģisko preparātu". Elektroenerģijas daudzuma mērs, kuram kalpoja šāds fizioloģiskais rādītājs, bija ķepas pacelšanas un krišanas aktivitāte, kad tā saskaras ar metāla plāksni, kurai vienlaikus pieskārās āķis, kas iziet cauri muguras smadzenēm. varde, un ķepas pacelšanas biežums laika vienībā. Kādu laiku šādu fizioloģisko indikatoru izmantoja pat ievērojami fiziķi un jo īpaši Georgs Ohm.

Galvani elektrofizioloģiskais eksperiments ļāva Alesandro Voltam izveidot pirmo elektroķīmisko avotu elektriskā enerģija, kas savukārt atklāja jaunu ēru elektrotehnikas attīstībā.

Alesandro Volta bija viens no pirmajiem, kurš novērtēja Galvani atklājumu. Viņš ar lielu rūpību atkārto Galvani eksperimentus un saņem daudz datu, kas apstiprina viņa rezultātus. Bet jau savos pirmajos rakstos "Par dzīvnieku elektrību" un 1792. gada 3. aprīļa vēstulē doktoram Boronio Volta atšķirībā no Galvani, kurš novērotās parādības interpretē no "dzīvnieku" elektrības viedokļa, izceļ ķīmisko un fizikālo. parādības. Volta atklāj, cik svarīgi šajos eksperimentos ir izmantot dažādus metālus (cinku, varu, svinu, sudrabu, dzelzi), starp kuriem tiek likts ar skābi samitrināts audums.

Lūk, ko raksta Volta: "Galvana eksperimentos elektrības avots ir varde. Tomēr, kas ir varde vai kāds dzīvnieks vispār? Pirmkārt, tie ir nervi un muskuļi, un tajos ir dažādi ķīmiski savienojumi. Ja sagatavotās vardes nervi un muskuļi ir savienoti ar diviem atšķirīgiem metāliem, tad, kad šāda ķēde tiek slēgta, parādās elektriskā darbība.Manā pēdējā eksperimentā piedalījās arī divi atšķirīgi metāli - tas ir tērauds (svins) un sudrabs, un siekalas. mēle pildīja šķidruma lomu.Noslēdzot ķēdi ar savienojošo plāksni, radīju apstākļus nepārtrauktai elektriskā šķidruma kustībai no vienas vietas uz otru.Bet šos pašus metāla priekšmetus varēju iemest vienkārši ūdenī vai līdzīgā šķidrumā. siekalas?Kā ar "dzīvnieku" elektrību?

Volta veiktie eksperimenti ļauj formulēt secinājumu, ka elektriskās iedarbības avots ir dažādu metālu ķēde, kad tie nonāk saskarē ar drānu, kas ir mitra vai iemērc skābes šķīdumā.

Vienā no vēstulēm savam draugam ārstam Vazagi (atkal piemērs ārsta interesei par elektrību) Volta rakstīja: “Es jau sen esmu pārliecināts, ka visa darbība nāk no metāliem, no kuriem saskaroties elektriskais šķidrums nonāk mitrā. vai ūdeņains ķermenis.Uz šī pamata uzskatu, ka viņam ir tiesības visas jaunās elektriskās parādības attiecināt uz metāliem un nosaukumu "dzīvnieku elektrība" aizstāt ar izteicienu "metāla elektrība".

Pēc Volta teiktā, varžu kājas ir jutīgs elektroskops. Vēsturisks strīds izcēlās starp Galvani un Voltu, kā arī starp viņu sekotājiem - strīds par "dzīvnieku" vai "metāla" elektrību.

Galvani nepadevās. Viņš pilnībā izslēdza metālu no eksperimenta un pat izdalīja vardes ar stikla nažiem. Izrādījās, ka pat šajā eksperimentā vardes augšstilba nerva saskare ar muskuļu izraisīja skaidri pamanāmu, lai gan daudz mazāku, nekā ar metālu piedalīšanos, kontrakciju. Šī bija pirmā bioelektrisko parādību fiksācija, uz kuras balstās mūsdienu sirds un asinsvadu un vairāku citu cilvēka sistēmu elektrodiagnostika.

Volta cenšas atšķetināt atklāto neparasto parādību būtību. Viņa priekšā viņš skaidri formulē šādu problēmu: "Kāds ir elektrības rašanās cēlonis?" Es jautāju sev tāpat kā katrs no jums to darītu. Pārdomas noveda pie viena risinājuma: no kontakta ar diviem atšķirīgiem metāliem, piemēram, sudraba un cinka, tiek izjaukts elektrības līdzsvars abos metālos Metālu saskares vietā pozitīvā elektrība plūst no sudraba uz cinku un uzkrājas uz pēdējā, savukārt negatīvā elektrība kondensējas uz sudraba. . Tas nozīmē, ka elektriskā viela pārvietojas noteiktā virzienā. Uzklājot vienu virs otras sudraba un cinka plāksnes bez starplikas, tas ir, cinka plāksnes bija saskarē ar sudraba plāksnēm, tad to kopējais efekts tika samazināts līdz nulle. Lai uzlabotu elektrisko efektu vai to apkopotu, katra cinka plāksne jāsaskaras tikai ar vienu sudrabu un secīgi jāsaskaita. vairāk pāru. Tas tiek panākts tieši ar to, ka uz katras cinka plāksnes uzlieku slapju auduma gabalu, tādējādi atdalot to no nākamā pāra sudraba plāksnītes." Liela daļa Volta teiktā nezaudē savu nozīmi arī tagad, ņemot vērā mūsdienu zinātnes idejas.

Diemžēl šis strīds traģiski tika pārtraukts. Napoleona armija okupēja Itāliju. Par atteikšanos zvērēt uzticību jaunajai valdībai Galvani zaudēja krēslu, tika atlaists un drīz pēc tam nomira. Otrs strīda dalībnieks Volta pārdzīvoja abu zinātnieku atklājumu pilnīgu atzīšanu. Vēsturiskā strīdā abiem bija taisnība. Biologs Galvani iegāja zinātnes vēsturē kā bioelektrības pamatlicējs, fiziķis Volta - kā elektroķīmisko strāvas avotu pamatlicējs.

4. V. V. Petrova eksperimenti. Elektrodinamikas sākums

Medicīnas un ķirurģijas akadēmijas (tagad S. M. Kirova vārdā nosauktā Militārās medicīnas akadēmija Ļeņingradā) fizikas profesora akadēmiķa V. V. Petrova darbs noslēdz "dzīvnieku" un "metāla" elektrības zinātnes pirmo posmu.

V. V. Petrova darbībai bija milzīga ietekme uz zinātnes attīstību par elektroenerģijas izmantošanu medicīnā un bioloģijā mūsu valstī. Medicīnas un ķirurģijas akadēmijā viņš izveidoja fizikas kabinetu, kas aprīkots ar izcilu aprīkojumu. Strādājot tajā, Petrovs uzbūvēja pasaulē pirmo elektroķīmisko augstsprieguma elektroenerģijas avotu. Novērtējot šī avota spriegumu pēc tajā iekļauto elementu skaita, var pieņemt, ka spriegums sasniedza 1800–2000 V pie aptuveni 27–30 W jaudas. Šis universālais avots ļāva V. V. Petrovam īsā laika posmā veikt desmitiem pētījumu, kas pavēra dažādus elektroenerģijas izmantošanas veidus dažādās jomās. V. V. Petrova vārds parasti tiek saistīts ar jauna apgaismojuma avota, proti, elektriskā, rašanos, pamatojoties uz viņa atklātā, efektīvi darbojošā elektriskā loka izmantošanu. 1803. gadā V. V. Petrovs iepazīstināja ar savu pētījumu rezultātiem grāmatā "Galvanisko-voltiešu eksperimentu ziņas". Šī ir pirmā mūsu valstī izdotā grāmata par elektroenerģiju. Šeit tas tika pārpublicēts 1936. gadā.

Šajā grāmatā svarīga ir ne tikai elektropētniecība, bet arī elektriskās strāvas attiecības un mijiedarbības ar dzīvu organismu izpētes rezultāti. Petrovs parādīja, ka cilvēka ķermenis ir spējīgs elektrizēties un galvaniskais-voltiskais akumulators, kas sastāv no daudziem elementiem, ir bīstams cilvēkiem; patiesībā viņš paredzēja iespēju izmantot elektrību fizikālajā terapijā.

V. V. Petrova pētījumu ietekme uz elektrotehnikas un medicīnas attīstību ir liela. Viņa darbs "Ziņas par Galvaniskās-Voltas eksperimentiem", kas tulkots latīņu valodā, kopā ar krievu izdevumu rotā daudzu Eiropas valstu nacionālās bibliotēkas. V.V.Petrova izveidotā elektrofizikālā laboratorija ļāva akadēmijas zinātniekiem 19.gadsimta vidū plaši izvērst pētījumus elektrības izmantošanas ārstniecībā jomā. Militārās medicīnas akadēmija šajā virzienā ir ieņēmusi vadošās pozīcijas ne tikai mūsu valsts, bet arī Eiropas institūciju vidū. Pietiek minēt profesoru V. P. Egorova, V. V. Ļebedinska, A. V. Ļebedinska, N. P. Khlopina, S. A. Ļebedeva vārdus.

Ko elektroenerģijas izpētē ienesa 19. gadsimts? Pirmkārt, beidzās medicīnas un bioloģijas monopols uz elektroenerģiju. Galvani, Volta, Petrovs tam lika pamatus. 19. gadsimta pirmā puse un vidus elektrotehnikā iezīmējās ar lieliem atklājumiem. Šie atklājumi ir saistīti ar dāņa Hansa Orsteda, franču Dominika Arago un Andrē Ampēra, vācieša Georga Oma, angļa Mihaela Faradeja, mūsu tautiešu Borisa Jakobi, Emīla Lenca un Pāvela Šilinga un daudzu citu zinātnieku vārdiem.

Īsi aprakstīsim svarīgākos no šiem atklājumiem, kas ir tieši saistīti ar mūsu tēmu. Orsteds bija pirmais, kurš izveidoja pilnīgu saistību starp elektriskajām un magnētiskajām parādībām. Eksperimentējot ar galvanisko elektrību (tā tolaik sauca elektriskās parādības, kas rodas no elektroķīmiskiem strāvas avotiem, atšķirībā no elektrostatiskās mašīnas izraisītajām parādībām), Orsteds atklāja magnētiskā kompasa adatas novirzes, kas atrodas netālu no elektriskās strāvas avota (galvaniskā akumulatora). ) īssavienojuma un elektriskās ķēdes pārrāvuma brīdī. Viņš atklāja, ka šī novirze ir atkarīga no magnētiskā kompasa atrašanās vietas. Lielais Orsteda nopelns ir tas, ka viņš pats novērtēja viņa atklātās parādības nozīmi. Šķietami nesatricināmas vairāk nekā divsimt gadu, uz Gilberta darbiem balstītās idejas par magnētisko un elektrisko parādību neatkarību sabruka. Orsteds saņēma uzticamu eksperimentālu materiālu, uz kura pamata viņš raksta, un pēc tam izdod grāmatu "Eksperimenti, kas saistīti ar elektriskā konflikta darbību uz magnētiskās adatas". Īsumā viņš formulē savu sasniegumu šādi: "Galvaniskā elektrība, kas iet no ziemeļiem uz dienvidiem pa brīvi piekārtu magnētisko adatu, novirza savu ziemeļu galu uz austrumiem un, ejot tajā pašā virzienā zem adatas, novirza to uz rietumiem. "

Franču fiziķis Andrē Ampērs skaidri un dziļi atklāja Orsteda eksperimenta nozīmi, kas ir pirmais ticamais magnētisma un elektrības saistību pierādījums. Ampērs bija ļoti daudzpusīgs zinātnieks, izcils matemātikā, viņam patika ķīmija, botānika un antīkā literatūra. Viņš bija lielisks zinātnisko atklājumu popularizētājs. Ampera nopelnus fizikas jomā var formulēt šādi: viņš elektrības doktrīnā izveidoja jaunu sadaļu - elektrodinamika, kas aptver visas kustīgās elektrības izpausmes. Ampère kustīgo elektrisko lādiņu avots bija galvaniskais akumulators. Noslēdzot ķēdi, viņš saņēma elektrisko lādiņu kustību. Ampère parādīja, ka atpūšas elektriskie lādiņi(statiskā elektrība) neiedarbojas uz magnētisko adatu – tās to nenovirza. runājot mūsdienu valoda, Ampère spēja identificēt pāreju (elektriskās ķēdes ieslēgšanas) nozīmi.

Maikls Faradejs pabeidz Orsteda un Ampera atklājumus – rada saskaņotu loģisku elektrodinamikas doktrīnu. Tajā pašā laikā viņam pieder vairāki neatkarīgi lieli atklājumi, kas neapšaubāmi būtiski ietekmēja elektrības un magnētisma izmantošanu medicīnā un bioloģijā. Maikls Faradejs nebija tāds matemātiķis kā Ampērs; savās daudzajās publikācijās viņš neizmantoja nevienu analītisko izteiksmi. Eksperimentētāja, apzinīga un strādīga talants ļāva Faradejam kompensēt matemātiskās analīzes trūkumu. Faradejs atklāj indukcijas likumu. Kā viņš pats teica: "Es atradu veidu, kā pārvērst elektrību magnētismā un otrādi." Viņš atklāj sevis indukciju.

Faradeja lielākā pētījuma pabeigšana ir likumu atklāšana par elektriskās strāvas pāreju caur vadošiem šķidrumiem un pēdējo ķīmisko sadalīšanos, kas notiek elektriskās strāvas ietekmē (elektrolīzes fenomens). Faradejs formulē pamatlikumu šādi: "Vielas daudzums, kas atrodas uz šķidrumā iegremdētām vadošām plāksnēm (elektrodiem), ir atkarīgs no strāvas stipruma un tās pārejas laika: jo lielāka ir strāvas stiprums un jo ilgāks tas ir. iet, jo lielāks vielas daudzums tiks izlaists šķīdumā."

Krievija izrādījās viena no valstīm, kurā Oersted, Arago, Ampere un, pats galvenais, Faraday atklājumi atrada tiešu attīstību un praktisku pielietojumu. Boriss Jakobijs, izmantojot elektrodinamikas atklājumus, izveido pirmo kuģi ar elektromotoru. Emīlam Lencam pieder vairāki darbi, kas rada lielu praktisku interesi dažādās elektrotehnikas un fizikas jomās. Viņa vārds parasti tiek saistīts ar elektriskās enerģijas termiskā ekvivalenta likuma atklāšanu, ko sauc par Džoula-Lenca likumu. Turklāt Lencs izveidoja likumu, kas nosaukts viņa vārdā. Ar to beidzas elektrodinamikas pamatu radīšanas periods.

1 Elektrības izmantošana medicīnā un bioloģijā 19. gs

P. N. Jabločkovs, paralēli novietojot divas ogles, kas atdalītas ar kūstošu smērvielu, izveido elektrisko sveci - vienkāršu elektriskās gaismas avotu, kas var apgaismot telpu vairākas stundas. Jabločkova svece kalpoja trīs vai četrus gadus, atrodot pielietojumu gandrīz visās pasaules valstīs. Tas tika aizstāts ar izturīgāku kvēlspuldzi. Visur tiek radīti elektriskie ģeneratori, arī baterijas kļūst plaši izplatītas. Palielinās elektroenerģijas pielietojuma jomas.

Populāra kļūst arī elektrības izmantošana ķīmijā, kuras iniciators bija M. Faradejs. Vielas kustība - lādiņnesēju kustība - atrada vienu no pirmajiem pielietojumiem medicīnā, lai cilvēka organismā ievadītu atbilstošos ārstnieciskos savienojumus. Metodes būtība ir šāda: marli vai citus audus piesūcina ar vēlamo ārstniecisko savienojumu, kas kalpo kā blīve starp elektrodiem un cilvēka ķermeni; tas atrodas uz apstrādājamajām ķermeņa zonām. Elektrodi ir savienoti ar līdzstrāvas avotu. Šāda ārstniecisko savienojumu ievadīšanas metode, kas pirmo reizi izmantota 19. gadsimta otrajā pusē, joprojām ir plaši izplatīta. To sauc par elektroforēzi vai jonoforēzi. Par elektroforēzes praktisko pielietojumu lasītājs var uzzināt piektajā nodaļā.

Sekoja vēl viens praktiskajai medicīnai ļoti svarīgs atklājums elektrotehnikas jomā. 1879. gada 22. augustā angļu zinātnieks Krūkss ziņoja par saviem pētījumiem par katodstariem, par kuriem tolaik kļuva zināms:

Kad augstsprieguma strāva tiek izlaista caur cauruli ar ļoti retu gāzi, no katoda izplūst daļiņu plūsma, kas steidzas ar milzīgu ātrumu. 2. Šīs daļiņas pārvietojas stingri taisnā līnijā. 3. Šī starojuma enerģija var radīt mehānisku darbību. Piemēram, lai pagrieztu nelielu pagrieziena galdu, kas novietots tā ceļā. 4. Izstarojošo enerģiju novirza magnēts. 5. Vietās, kur nokrīt izstarojošā viela, attīstās siltums. Ja katodam tiek piešķirta ieliekta spoguļa forma, tad šī spoguļa fokusā var izkausēt pat tādus ugunsizturīgus sakausējumus kā, piemēram, irīdija un platīna sakausējumu. 6. Katoda stari - materiālo ķermeņu plūsma ir mazāka par atomu, proti, negatīvās elektrības daļiņas.

Šie ir pirmie soļi, sagaidot lielu jaunu atklājumu, ko izdarījis Vilhelms Konrāds Rentgens. Rentgens atklāja principiāli atšķirīgu starojuma avotu, ko viņš sauca par rentgena stariem (X-Ray). Vēlāk šos starus sauca par rentgena stariem. Rentgena vēstījums izraisīja sensāciju. Visās valstīs daudzas laboratorijas sāka reproducēt Rentgen instalāciju, atkārtot un attīstīt viņa pētījumus. Šis atklājums izraisīja īpašu interesi ārstu vidū.

Fizikālajām laboratorijām, kurās tika izveidotas Rentgena rentgenstaru uztveršanai izmantotās iekārtas, uzbruka ārsti, viņu pacienti, kuriem radās aizdomas, ka viņi savā ķermenī ir norijuši adatas, metāla pogas u.c.. Medicīnas vēsturē tik strauji nebija zināms atklājumu praktiska īstenošana elektrībā, kā tas notika ar jauno diagnostikas instrumentu - rentgenu.

Interesē rentgens uzreiz un Krievijā. Vēl nav bijušas oficiālas zinātniskas publikācijas, apskati par tām, precīzi dati par iekārtu, parādījās tikai īsa ziņa par Rentgena ziņojumu, un netālu no Sanktpēterburgas, Kronštatē, radio izgudrotājs Aleksandrs Stepanovičs Popovs jau sāk veidot pirmais mājas rentgena aparāts. Par to ir maz zināms. Par A. S. Popova lomu pirmo sadzīves rentgena iekārtu izstrādē, to ieviešanu, iespējams, pirmo reizi kļuva zināms no F. Veitkova grāmatas. To ļoti veiksmīgi papildināja izgudrotāja meita Jekaterina Aleksandrovna Kjandska-Popova, kura kopā ar V. Tomātu publicēja rakstu "Radio un rentgena izgudrotājs" žurnālā "Zinātne un dzīve" (1971, Nr. 8).

Jaunie sasniegumi elektrotehnikā ir attiecīgi paplašinājuši iespējas pētīt "dzīvnieku" elektroenerģiju. Matteuchi, izmantojot tajā laikā izveidoto galvanometru, pierādīja, ka muskuļa dzīves laikā elektriskais potenciāls. Pārgriežot muskuļu pāri šķiedrām, viņš savienoja to ar vienu no galvanometra poliem, bet savienoja muskuļa garenisko virsmu ar otru polu un saņēma potenciālu diapazonā no 10 līdz 80 mV. Potenciāla vērtību nosaka muskuļu veids. Pēc Matteuchi teiktā, "biotoks plūst" no garenvirsmas uz šķērsgriezumu, un šķērsgriezums ir elektronnegatīvs. Šo kuriozo faktu apstiprināja vairāku pētnieku veiktie eksperimenti ar dažādiem dzīvniekiem – bruņurupučiem, trušiem, žurkām un putniem, no kuriem īpaši jāizceļ vācu fiziologi Dubuā-Reimonds, Hermans un mūsu tautietis V. Ju.Čagovecs. Peltjē 1834. gadā publicēja darbu, kurā izklāstīti pētījuma rezultāti par biopotenciālu mijiedarbību ar līdzstrāvu, kas plūst caur dzīviem audiem. Izrādījās, ka biopotenciālu polaritāte šajā gadījumā mainās. Mainās arī amplitūdas.

Tajā pašā laikā tika novērotas arī fizioloģisko funkciju izmaiņas. Fiziologu, biologu, ārstu laboratorijās parādās elektriskie mērinstrumenti, kuriem ir pietiekama jutība un atbilstošas ​​mērījumu robežas. Tiek uzkrāts liels un daudzpusīgs eksperimentāls materiāls. Ar to beidzas elektrības izmantošanas aizvēsture medicīnā un "dzīvnieku" elektrības izpēte.

Fizikālo metožu rašanās, kas nodrošina primāro bioinformāciju, elektrisko mērīšanas iekārtu moderna attīstība, informācijas teorija, autometrija un telemetrija, mērījumu integrācija – tas iezīmē jaunu vēsturisku posmu elektroenerģijas izmantošanas zinātnes, tehnikas un biomedicīnas jomās.

2 Staru terapijas vēsture un diagnostika

Deviņpadsmitā gadsimta beigās tika veikti ļoti svarīgi atklājumi. Pirmo reizi cilvēks ar savu aci varēja redzēt kaut ko, kas slēpjas aiz barjeras, kas ir necaurredzama redzamai gaismai. Konrāds Rentgens atklāja tā sauktos rentgena starus, kas varēja iekļūt optiski necaurspīdīgās barjerās un radīt aiz tiem paslēptu objektu ēnu attēlus. Tika atklāts arī radioaktivitātes fenomens. Jau 20. gadsimtā, 1905. gadā, Eindhovena pierādīja sirds elektrisko aktivitāti. No šī brīža sāka attīstīties elektrokardiogrāfija.

Ārsti sāka saņemt arvien vairāk informācijas par pacienta iekšējo orgānu stāvokli, ko viņi nevarēja novērot bez atbilstošiem aparātiem, ko pēc fiziķu atklājumiem radījuši inženieri. Beidzot ārsti ieguva iespēju novērot iekšējo orgānu darbību.

Līdz Otrā pasaules kara sākumam planētas vadošie fiziķi, pat pirms parādījās informācija par smago atomu skaldīšanu un šajā gadījumā kolosālu enerģijas izdalīšanos, nonāca pie secinājuma, ka ir iespējams radīt mākslīgu radioaktīvu. izotopi. Radioaktīvo izotopu skaits neaprobežojas tikai ar dabā zināmiem radioaktīviem elementiem. Tie ir pazīstami ar visiem periodiskās tabulas ķīmiskajiem elementiem. Zinātnieki varēja izsekot to ķīmiskajai vēsturei, netraucējot pētāmā procesa gaitu.

Vēl divdesmitajos gados tika mēģināts izmantot dabiski radioaktīvos izotopus no rādija saimes, lai noteiktu asins plūsmas ātrumu cilvēkiem. Bet šāda veida pētījumi netika plaši izmantoti pat zinātniskiem nolūkiem. Radioaktīvie izotopi tika plašāk izmantoti medicīniskajos pētījumos, tostarp diagnostikā, piecdesmitajos gados pēc radīšanas kodolreaktori, kurā bija diezgan viegli iegūt lielas mākslīgi radioaktīvo izotopu aktivitātes.

Slavenākais piemērs vienam no pirmajiem mākslīgi radioaktīvo izotopu lietojumiem ir joda izotopu izmantošana vairogdziedzera pētījumos. Metode ļāva izprast vairogdziedzera slimību (goiter) cēloni noteiktām dzīvesvietām. Ir pierādīta saistība starp joda saturu uzturā un vairogdziedzera slimību. Šo pētījumu rezultātā jūs un es patērējam galda sāli, kurā apzināti tiek ieviesti neaktīvi joda piedevas.

Sākumā, lai pētītu radionuklīdu izplatību orgānā, tika izmantoti atsevišķi scintilācijas detektori, kas skenēja pētāmo orgānu punktu pa punktam, t.i. skenēja to, virzoties pa meander līniju pāri visam pētāmajam orgānam. Šādu pētījumu sauca par skenēšanu, un tam izmantotās ierīces sauca par skeneriem (skeneriem). Attīstoties pozicionāli jutīgiem detektoriem, kas papildus nokritušā gamma kvanta reģistrēšanas faktam noteica arī tā iekļūšanas koordinātu detektorā, radās iespēja apskatīt visu pētāmo orgānu uzreiz, nekustinot detektoru. pāri tam. Pašlaik radionuklīdu izplatības attēla iegūšanu pētāmajā orgānā sauc par scintigrāfiju. Lai gan, vispārīgi runājot, termins scintigrāfija tika ieviests 1955. gadā (Andrews et al.) un sākotnēji attiecās uz skenēšanu. No sistēmām ar stacionāriem detektoriem visplašāk ir izmantota tā sauktā gamma kamera, ko Anger pirmo reizi ierosināja 1958. gadā.

Gamma kamera ļāva ievērojami samazināt attēla iegūšanas laiku un saistībā ar to izmantot radionuklīdus ar īsāku mūžu. Īslaicīgu radionuklīdu lietošana ievērojami samazina subjekta ķermeņa starojuma iedarbības devu, kas ļāva palielināt pacientiem ievadīto radiofarmaceitisko līdzekļu aktivitāti. Šobrīd, izmantojot Ts-99t, viena attēla iegūšanas laiks ir sekundes daļa. Tik īsi laiki viena kadra iegūšanai noveda pie dinamiskās scintigrāfijas rašanās, kad pētījuma laikā tiek iegūti vairāki secīgi pētāmā orgāna attēli. Šādas secības analīze ļauj noteikt aktivitātes izmaiņu dinamiku gan orgānā kopumā, gan atsevišķās tā daļās, t.i., ir dinamisko un scintigrāfisko pētījumu kombinācija.

Attīstoties tehnikai radionuklīdu izplatības attēlu iegūšanai pētāmajā orgānā, radās jautājums par radiofarmaceitisko preparātu izplatības novērtēšanas metodēm pētāmajā zonā, īpaši dinamiskajā scintigrāfijā. Skanogrammas tika apstrādātas galvenokārt vizuāli, kas, attīstoties dinamiskajai scintigrāfijai, kļuva nepieņemami. Galvenā problēma bija neiespējamība uzzīmēt līknes, kas atspoguļo radiofarmaceitiskās aktivitātes izmaiņas pētāmajā orgānā vai tā atsevišķās daļās. Protams, var atzīmēt vairākus iegūto scintigrammu trūkumus - statistiskā trokšņa klātbūtni, neiespējamību atņemt apkārtējo orgānu un audu fonu, neiespējamību iegūt kopsavilkuma attēlu dinamiskajā scintigrāfijā, pamatojoties uz vairākiem secīgiem kadriem. .

Tas viss noveda pie datorizētu scintigrammu digitālās apstrādes sistēmu rašanās. 1969. gadā Jinuma u.c. izmantoja datora iespējas scintigrammu apstrādei, kas ļāva iegūt ticamāku diagnostikas informāciju un daudz lielākā apjomā. Šajā sakarā radionuklīdu diagnostikas nodaļu praksē sāka ļoti intensīvi ieviest datorizētas scintigrāfiskās informācijas vākšanas un apstrādes sistēmas. Šādas nodaļas kļuva par pirmajām praktiskajām medicīnas nodaļām, kurās plaši tika ieviesti datori.

Digitālo sistēmu izstrāde scintigrāfiskās informācijas vākšanai un apstrādei, kuras pamatā ir dators, lika pamatus medicīniskās diagnostikas attēlu apstrādes principiem un metodēm, kuras tika izmantotas arī ar citiem medicīniskiem un fizikāliem principiem iegūto attēlu apstrādē. Tas attiecas uz rentgena attēliem, attēliem, kas iegūti ultraskaņas diagnostikā un, protams, datortomogrāfijā. No otras puses, datortomogrāfijas metožu attīstība savukārt noveda pie emisijas tomogrāfu - gan viena fotona, gan pozitronu - radīšanas. Augsto tehnoloģiju attīstība radioaktīvo izotopu izmantošanai medicīniskās diagnostikas pētījumos un to pieaugošā izmantošana klīniskajā praksē noveda pie neatkarīgas radioizotopu diagnostikas medicīnas disciplīnas rašanās, ko vēlāk pēc starptautiskās standartizācijas sauca par radionuklīdu diagnostiku. Nedaudz vēlāk parādījās kodolmedicīnas koncepcija, kas apvienoja radionuklīdu izmantošanas metodes gan diagnostikai, gan terapijai. Attīstoties radionuklīdu diagnostikai kardioloģijā (attīstītajās valstīs līdz 30% no kopējā radionuklīdu pētījumu skaita kļuva par kardioloģiskiem), parādījās termins kodolkardioloģija.

Vēl viens ekskluzīvs svarīga grupa pētījumi, kuros izmanto radionuklīdus, ir in vitro pētījumi. Šāda veida pētījumi neparedz radionuklīdu ievadīšanu pacienta organismā, bet izmanto radionuklīdu metodes, lai noteiktu hormonu, antivielu, zāļu un citu klīniski nozīmīgu vielu koncentrāciju asins vai audu paraugos. Turklāt mūsdienu bioķīmija, fizioloģija un molekulārā bioloģija nevar pastāvēt bez radioaktīvo marķieru un radiometrijas metodēm.

Mūsu valstī kodolmedicīnas metožu masveida ieviešana klīniskajā praksē sākās 50. gadu beigās pēc PSRS Veselības ministra rīkojuma (1959. gada 15. maija Nr. 248) par radioizotopu diagnostikas nodaļu izveidošanu g. lielās onkoloģiskās iestādes un standarta radioloģisko ēku celtniecība, dažas no tām joprojām darbojas. Būtiska loma bija arī PSKP CK un PSRS Ministru padomes 1960.gada 14.janvāra dekrētam Nr.58 "Par pasākumiem medicīniskās aprūpes turpmākai uzlabošanai un PSRS iedzīvotāju veselības aizsardzībai. ", kas paredzēja plašu radioloģijas metožu ieviešanu medicīnas praksē.

Kodolmedicīnas straujā attīstība pēdējie gadi radīja radiologu un inženieru, kuri būtu speciālisti radionuklīdu diagnostikas jomā, trūkumu. Visu radionuklīdu metožu pielietošanas rezultāts ir atkarīgs no diviem izceļ: no detektēšanas sistēmas ar pietiekamu jutību un izšķirtspēju, no vienas puses, un no radiofarmaceitiskā produkta, kas nodrošina pieņemamu uzkrāšanās līmeni vēlamajā orgānā vai audos, no otras puses. Tāpēc ikvienam kodolmedicīnas jomas speciālistam ir jābūt dziļai izpratnei par radioaktivitātes un detektēšanas sistēmu fizikālo bāzi, kā arī zināšanām par radiofarmaceitisko preparātu ķīmiju un procesiem, kas nosaka to lokalizāciju atsevišķos orgānos un audos. Šī monogrāfija nav vienkāršs pārskats par sasniegumiem radionuklīdu diagnostikas jomā. Tajā ir daudz oriģinālmateriālu, kas ir tā autoru pētījumu rezultāts. CJSC "VNIIMP-VITA", Krievijas Medicīnas zinātņu akadēmijas Vēža centra, Veselības ministrijas Kardioloģijas pētniecības un ražošanas kompleksa radioloģisko iekārtu nodaļas izstrādātāju komandas ilggadēja kopīgā darba pieredze. Krievijas Federācija, Krievijas Medicīnas zinātņu akadēmijas Tomskas Zinātniskā centra Kardioloģijas pētniecības institūts, Krievijas Medicīnas fiziķu asociācija ļāva izskatīt radionuklīdu attēlveidošanas teorētiskos jautājumus, šādu metožu praktisko ieviešanu un visinformatīvāko iegūšanu. diagnostikas rezultāti klīniskajai praksei.

Medicīnas tehnoloģiju attīstība radionuklīdu diagnostikas jomā ir nesaraujami saistīta ar Sergeja Dmitrijeviča Kalašņikova vārdu, kurš ilgus gadus strādāja šajā virzienā Vissavienības Medicīnas instrumentācijas zinātniski pētnieciskajā institūtā un vadīja pirmās Krievijas tomogrāfijas izveidi. gamma kamera GKS-301.

5. Īsa ultraskaņas terapijas vēsture

Ultraskaņas tehnoloģija sāka attīstīties Pirmā pasaules kara laikā. Toreiz, 1914. gadā, izmēģinot jaunu ultraskaņas emitētāju lielā laboratorijas akvārijā, izcilais franču eksperimentālais fiziķis Pols Langevins atklāja, ka zivis, pakļaujoties ultraskaņai, uztraucas, slaucījās, tad nomierinājās, bet pēc kāda laika. viņi sāka mirt. Tā nejauši tika veikts pirmais eksperiments, no kura sākās ultraskaņas bioloģiskā efekta izpēte. XX gadsimta 20. gadu beigās. Pirmie mēģinājumi izmantot ultraskaņu medicīnā. Un 1928. gadā vācu ārsti jau izmantoja ultraskaņu, lai ārstētu cilvēku ausu slimības. 1934. gadā padomju otolaringologs E.I. Anokhrenko ieviesa ultraskaņas metodi terapeitiskajā praksē un pirmais pasaulē veica kombinētu ārstēšanu ar ultraskaņu un elektrisko strāvu. Drīz vien ultraskaņa tika plaši izmantota fizioterapijā, ātri iegūstot slavu kā ļoti iedarbīgs instruments. Pirms ultraskaņas izmantošanas cilvēku slimību ārstēšanā tās iedarbība tika rūpīgi pārbaudīta uz dzīvniekiem, bet jaunas metodes praktiskajā veterinārmedicīnā nonāca tikai pēc tam, kad tās tika plaši izmantotas medicīnā. Pirmās ultraskaņas iekārtas bija ļoti dārgas. Cenai, protams, nav nozīmes, runājot par cilvēku veselību, taču lauksaimnieciskajā ražošanā ar to ir jārēķinās, jo tai nevajadzētu būt nerentablai. Pirmās ultraskaņas ārstēšanas metodes balstījās uz tīri empīriskiem novērojumiem, tomēr paralēli ultraskaņas fizioterapijas attīstībai tika izstrādāti ultraskaņas bioloģiskās iedarbības mehānismu pētījumi. Viņu rezultāti ļāva veikt korekcijas ultraskaņas lietošanas praksē. Piemēram, 1940.-1950. gados tika uzskatīts, ka ultraskaņa ar intensitāti līdz 5 ... 6 W / kv.cm vai pat līdz 10 W / kv.cm ir efektīva terapeitiskiem nolūkiem. Taču drīz vien medicīnā un veterinārmedicīnā izmantotās ultraskaņas intensitātes sāka samazināties. Tātad divdesmitā gadsimta 60. gados. fizioterapijas ierīču radītās ultraskaņas maksimālā intensitāte ir samazinājusies līdz 2...3 W/kv.cm, un šobrīd ražotās ierīces izstaro ultraskaņu ar intensitāti, kas nepārsniedz 1 W/kv.cm. Bet mūsdienās medicīniskajā un veterinārajā fizioterapijā visbiežāk izmanto ultraskaņu ar intensitāti 0,05-0,5 W / kv.cm.

Secinājums

Protams, es nevarēju aptvert medicīnas fizikas attīstības vēsturi pilnā apmērā, jo pretējā gadījumā man par katru fizisko atklājumu nāktos runāt sīkāk. Bet tomēr es norādīju galvenos medus attīstības posmus. fiziķi: tā izcelsme nav 20. gadsimtā, kā daudzi uzskata, bet gan daudz agrāk, senos laikos. Šodien tā laika atklājumi mums šķitīs sīkumi, bet patiesībā tam laikam tas bija neapšaubāms izrāviens attīstībā.

Fiziķu ieguldījumu medicīnas attīstībā ir grūti pārvērtēt. Ņemsim Leonardo da Vinči, kurš aprakstīja locītavu kustību mehāniku. Objektīvi aplūkojot viņa pētījumus, var saprast, ka mūsdienu locītavu zinātne ietver lielāko daļu viņa darbu. Vai arī Hārvijs, kurš pirmais pierādīja asinsrites slēgšanu. Tāpēc man šķiet, ka mums vajadzētu novērtēt fiziķu ieguldījumu medicīnas attīstībā.

Izmantotās literatūras saraksts

1. "Ultraskaņas mijiedarbības ar bioloģiskiem objektiem pamati." Ultraskaņa medicīnā, veterinārmedicīnā un eksperimentālajā bioloģijā. (Autori: Akopjans V.B., Ershov Yu.A., rediģējis Shchukin S.I., 2005)

Radionuklīdu diagnostikas iekārtas un metodes medicīnā. Kalantarovs K.D., Kalašņikovs S.D., Kostiļevs V.A. un citi, red. Viktorova V.A.

Kharlamovs I.F. Pedagoģija. - M.: Gardariki, 1999. - 520 s; 391. lpp

Elektrība un cilvēks; Manoilovs V.E. ; Energoatomizdat 1998, 75.-92.lpp

Čeredņičenko T.V. Mūzika kultūras vēsturē. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. 200. lpp

Senās Romas ikdiena caur baudas objektīvu, Žans Noels Robers, Jaunā gvarde, 2006, 61. lpp.

Platons. Dialogi; Doma, 1986, 693. lpp

Dekarts R. Darbi: 2 sējumos - 1. sēj. - M .: Doma, 1989. lpp. 280, 278

Platons. Dialogi - Timejs; Doma, 1986, 1085. lpp

Leonardo da Vinči. Izvēlētie darbi. 2 sējumos T.1. / Atkārtoti izdrukāt no ed. 1935 - M.: Ladomir, 1995.

Aristotelis. Darbi četros sējumos. T.1.Ed.V. F. Asmuss. M.,<Мысль>, 1976, 444., 441. lpp

Interneta resursu saraksts:

Skaņas terapija — Nag-Cho http://tanadug.ru/tibetan-medicine/healing/sound-healing

(ārstniecības datums 18.09.12.)

Fototerapijas vēsture - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (aplūkots 21.09.12.)

Ugunsgrēka apstrāde - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (aplūkots 21.09.12.)

Austrumu medicīna - (piekļuves datums 22.09.12.)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam

Viņi mainīja mūsu pasauli un būtiski ietekmēja daudzu paaudžu dzīvi.

Lielie fiziķi un viņu atklājumi

(1856-1943) - serbu izcelsmes elektrotehnikas un radiotehnikas izgudrotājs. Nikola tiek dēvēta par mūsdienu elektrības tēvu. Viņš veica daudzus atklājumus un izgudrojumus, saņemot vairāk nekā 300 patentu par saviem darbiem visās valstīs, kurās viņš strādāja. Nikola Tesla bija ne tikai teorētiskais fiziķis, bet arī izcils inženieris, kurš radīja un pārbaudīja savus izgudrojumus.
Tesla atklāja maiņstrāvu, bezvadu enerģijas pārraidi, elektrību, viņa darbs noveda pie rentgena staru atklāšanas, radīja mašīnu, kas izraisīja zemes virsmas vibrācijas. Nikola paredzēja tādu robotu ēras atnākšanu, kas spēj veikt jebkuru darbu.

(1643-1727) - viens no klasiskās fizikas tēviem. Viņš pamatoja Saules sistēmas planētu kustību ap sauli, kā arī bēgumu un bēgumu iestāšanos. Ņūtons radīja pamatu mūsdienu fiziskajai optikai. Viņa darbu virsotne ir plaši pazīstamais universālās gravitācijas likums.

Džons Daltons- angļu fizikas ķīmiķis. Viņš atklāja likumu par gāzu vienmērīgu izplešanos karsējot, vairāku attiecību likumu, polimēru fenomenu (piemēram, etilēnu un butilēnu) Vielas uzbūves atomu teorijas radītājs.

Maikls Faradejs(1791 - 1867) - angļu fiziķis un ķīmiķis, elektromagnētiskā lauka teorijas pamatlicējs. Savā dzīvē viņš izdarīja tik daudz zinātnisku atklājumu, ka viņa vārda iemūžināšanai būtu pieticis ar duci zinātnieku.

(1867 - 1934) - poļu izcelsmes fiziķis un ķīmiķis. Kopā ar vīru viņa atklāja rādija un polonija elementus. Strādājis pie radioaktivitātes.

Roberts Boils(1627 - 1691) - angļu fiziķis, ķīmiķis un teologs. Kopā ar R. Taunliju viņš konstatēja vienas un tās pašas gaisa masas tilpuma atkarību no spiediena nemainīgā temperatūrā (Boila-Mariota likums).

Ernests Rezerfords- Angļu fiziķis, atklāja inducētās radioaktivitātes būtību, atklāja torija emanāciju, radioaktīvo sabrukšanu un tās likumu. Rezerfordu bieži pamatoti sauc par vienu no divdesmitā gadsimta fizikas titāniem.

- vācu fiziķis, vispārējās relativitātes teorijas radītājs. Viņš ierosināja, ka visi ķermeņi nepievelk viens otru, kā tas tika uzskatīts kopš Ņūtona laikiem, bet gan saliek apkārtējo telpu un laiku. Einšteins ir uzrakstījis vairāk nekā 350 rakstus fizikā. Viņš ir speciālās (1905) un vispārējās relativitātes teorijas (1916), masas un enerģijas līdzvērtības principa (1905) radītājs. Izstrādāja daudzas zinātniskas teorijas: kvantu fotoelektriskais efekts un kvantu siltumietilpība. Kopā ar Planku viņš izstrādāja kvantu teorijas pamatus, kas pārstāv mūsdienu fizikas pamatus.

Aleksandrs Stoletovs- Krievu fiziķis atklāja, ka piesātinājuma fotostrāvas lielums ir proporcionāls gaismas plūsmai, kas krīt uz katoda. Viņš bija tuvu tam, lai noteiktu likumus par elektrisko izlādi gāzēs.

(1858-1947) - vācu fiziķis, kvantu teorijas radītājs, kas radīja īstu revolūciju fizikā. Klasiskā fizika, atšķirībā no mūsdienu fizikas, tagad nozīmē "fizika pirms Planka".

Pols Diraks- angļu fiziķis, atklāja statistisko enerģijas sadalījumu elektronu sistēmā. Viņš saņēma Nobela prēmiju fizikā "par jaunu produktīvu atomu teorijas formu atklāšanu".