Cele mai semnificative descoperiri din istoria medicinei. Mari descoperiri științifice care au fost făcute în vis

Doctor în științe biologice Y. PETRENKO.

În urmă cu câțiva ani, la Universitatea de Stat din Moscova a fost deschisă Facultatea de Medicină Fundamentală, care pregătește doctori cu cunoștințe vaste în disciplinele naturale: matematică, fizică, chimie și biologie moleculară. Dar întrebarea cum sunt necesare cunoștințe fundamentale pentru un medic continuă să provoace dezbateri aprinse.

Știință și viață // Ilustrații

Printre simbolurile medicinei descrise pe frontoanele clădirii bibliotecii a Universității Medicale de Stat din Rusia se numără speranța și vindecarea.

O pictură murală din foaierul Universității de Stat Medicale din Rusia, care îi înfățișează pe marii doctori ai trecutului, stând în gând la o masă lungă.

W. Gilbert (1544-1603), medic de curte al reginei Angliei, naturalist care a descoperit magnetismul terestru.

T. Jung (1773-1829), celebru medic și fizician englez, unul dintre creatorii teoriei ondulatorii a luminii.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), medic francez pasionat de cercetarea fizică. Cu ajutorul unui pendul de 67 de metri, a dovedit rotația Pământului în jurul axei sale și a făcut multe descoperiri în domeniul opticii și magnetismului.

JR Mayer (1814-1878), medic german care a stabilit principiile de bază ale legii conservării energiei.

G. Helmholtz (1821-1894), doctor german, a studiat optica fiziologică și acustica, a formulat teoria energiei libere.

Este necesar să predam fizica viitorilor doctori? Recent, această întrebare a fost de îngrijorare pentru mulți, și nu doar pentru cei care formează profesioniști în domeniul medicinei. Ca de obicei, două opinii extreme există și se ciocnesc. Cei care sunt în favoarea desenează un tablou sumbru, care a fost rezultatul unei neglijeri a disciplinelor de bază în educație. Cei care sunt „împotrivă” consideră că o abordare umanitară ar trebui să domine în medicină și că un medic ar trebui să fie în primul rând psiholog.

CRIZA MEDICINII SI CRIZA SOCIETATII

Medicina modernă teoretică și practică a obținut un mare succes, iar cunoștințele fizice au ajutat-o ​​foarte mult în acest sens. Dar în articolele științifice și în jurnalism, vocile despre criza medicinei în general și a educației medicale în special nu încetează să sune. Există cu siguranță fapte care mărturisesc criza - aceasta este apariția vindecătorilor „divini” și renașterea metodelor de vindecare exotice. Vrăji precum „abracadabra” și amulete precum piciorul broaștei sunt din nou utilizate, ca în timpurile preistorice. Neovitalismul câștigă popularitate, unul dintre fondatorii căruia, Hans Driesch, credea că esența fenomenelor vieții este entelechia (un fel de suflet), care acționează în afara timpului și spațiului, și că lucrurile vii nu pot fi reduse la un set de elemente fizice. și fenomene chimice. Recunoașterea entelechiei ca forță vitală neagă importanța disciplinelor fizice și chimice pentru medicină.

Pot fi citate multe exemple despre modul în care ideile pseudoștiințifice înlocuiesc și înlocuiesc adevăratele cunoștințe științifice. De ce se întâmplă asta? Potrivit lui Francis Crick, laureat al premiului Nobel și descoperitor al structurii ADN-ului, atunci când o societate devine foarte bogată, tinerii manifestă o reticență față de muncă: preferă să trăiască o viață ușoară și să facă fleacuri precum astrologia. Acest lucru este valabil nu numai pentru țările bogate.

În ceea ce privește criza din medicină, aceasta poate fi depășită doar prin ridicarea nivelului de fundamentalitate. În general, se crede că fundamentalitatea este mai mult nivel inalt generalizări ale ideilor științifice, în acest caz - idei despre natura umană. Dar chiar și pe această cale se poate ajunge la paradoxuri, de exemplu, să se considere o persoană ca un obiect cuantic, abstragând complet de la procesele fizice și chimice care au loc în organism.

DOCTOR-GÂNDIT SAU DOCTOR-GURU?

Nimeni nu neagă că credința pacientului în vindecare joacă un rol important, uneori chiar decisiv (amintim efectul placebo). Deci de ce fel de medic are nevoie pacientul? Pronunțând cu încredere: „Veți fi sănătos” sau gândiți-vă mult timp ce medicament să alegeți pentru a obține efectul maxim și, în același timp, să nu faceți rău?

Potrivit memoriilor contemporanilor săi, celebrul om de știință, gânditor și medic englez Thomas Jung (1773-1829) a încremenit adesea în nehotărâre la patul pacientului, a ezitat în stabilirea unui diagnostic, a tăcut adesea mult timp, plonjând în se. A căutat sincer și dureros adevărul în subiectul cel mai complex și confuz, despre care a scris: "Nu există știință care să depășească medicina în complexitate. Ea depășește limitele minții umane".

Din punct de vedere al psihologiei, medicul-gânditor nu corespunde prea mult cu imaginea medicului ideal. Îi lipsesc curajul, aroganța, peremptorietatea, adesea caracteristice ignoranților. Probabil, aceasta este natura unei persoane: după ce s-a îmbolnăvit, bazați-vă pe acțiunile rapide și energice ale medicului și nu pe reflecție. Dar, după cum spunea Goethe, „nu există nimic mai teribil decât ignoranța activă”. Jung, ca medic, nu a dobândit o mare popularitate în rândul pacienților, dar printre colegii săi autoritatea sa era mare.

FIZICA ESTE CREATĂ DE MEDICI

Cunoaște-te pe tine și vei cunoaște întreaga lume. Primul este medicina, al doilea este fizica. Inițial, relația dintre medicină și fizică a fost strânsă; nu fără motiv s-au desfășurat congrese comune ale oamenilor de știință naturală și medicilor până la începutul secolului al XX-lea. Și, apropo, fizica a fost creată în mare măsură de medici, iar aceștia au fost adesea îndemnați să cerceteze de întrebările pe care le punea medicina.

Medicii-gânditorii antichității au fost primii care s-au gândit la întrebarea ce este căldura. Ei știau că sănătatea unei persoane este legată de căldura corpului său. Marele Galen (secolul II d.Hr.) a introdus conceptele de „temperatură” și „grad”, care au devenit fundamentale pentru fizică și alte discipline. Așa că doctorii antichității au pus bazele științei căldurii și au inventat primele termometre.

William Gilbert (1544-1603), medic al reginei Angliei, a studiat proprietățile magneților. El a numit Pământul un mare magnet, a demonstrat-o experimental și a venit cu un model pentru a descrie magnetismul pământului.

Thomas Jung, care a fost deja menționat, a fost un medic practicant, dar a făcut și mari descoperiri în multe domenii ale fizicii. El este considerat, pe bună dreptate, împreună cu Fresnel, creatorul opticii ondulate. Apropo, Jung a fost cel care a descoperit unul dintre defectele vizuale - daltonismul (incapacitatea de a distinge între culorile roșii și cele verzi). În mod ironic, această descoperire a imortalizat în medicină numele nu al medicului Jung, ci al fizicianului Dalton, care a fost primul care a descoperit acest defect.

Julius Robert Mayer (1814-1878), care a adus o contribuție uriașă la descoperirea legii conservării energiei, a servit ca medic pe nava olandeză Java. I-a tratat pe marinari cu vărsare de sânge, care era considerat la acea vreme un remediu pentru toate bolile. Cu această ocazie, chiar au glumit că medicii au eliberat mai mult sânge uman decât a fost vărsat pe câmpurile de luptă în întreaga istorie a omenirii. Meyer a remarcat că atunci când o navă se află la tropice, sângele venos este aproape la fel de ușor ca sângele arterial în timpul sângerării (de obicei sângele venos este mai închis). El a sugerat că corpul uman, ca o mașină cu abur, la tropice, la temperaturi ridicate ale aerului, consumă mai puțin „combustibil”, și deci emite mai puțin „fum”, așa că sângele venos se luminează. În plus, după ce s-a gândit la cuvintele unui navigator că în timpul furtunilor apa din mare se încălzește, Meyer a ajuns la concluzia că trebuie să existe o anumită relație între muncă și căldură peste tot. El a exprimat prevederile care au stat la baza legii conservării energiei.

Remarcabilul om de știință german Hermann Helmholtz (1821-1894), și el medic, independent de Mayer a formulat legea conservării energiei și a exprimat-o într-o formă matematică modernă, care este încă folosită de toți cei care studiază și folosesc fizica. În plus, Helmholtz a făcut mari descoperiri în domeniul fenomenelor electromagnetice, termodinamică, optică, acustică, precum și în fiziologia vederii, auzului, sistemului nervos și muscular, a inventat o serie de dispozitive importante. După ce a primit studii medicale și fiind medic profesionist, a încercat să aplice fizica și matematica cercetării fiziologice. La vârsta de 50 de ani, un medic profesionist a devenit profesor de fizică, iar în 1888 - director al Institutului de Fizică și Matematică din Berlin.

Medicul francez Jean-Louis Poiseuille (1799-1869) a studiat experimental puterea inimii ca o pompă care pompează sângele și a investigat legile mișcării sângelui în vene și capilare. Rezumând rezultatele obținute, a derivat o formulă care s-a dovedit a fi extrem de importantă pentru fizică. Pentru serviciile oferite fizicii, unitatea de vâscozitate dinamică, echilibrul, poartă numele lui.

Imaginea care arată contribuția medicinei la dezvoltarea fizicii pare destul de convingătoare, dar la ea mai pot fi adăugate câteva lovituri. Orice șofer a auzit de un cardan care transmite mișcarea de rotație în unghiuri diferite, dar puțini oameni știu că a fost inventat de medicul italian Gerolamo Cardano (1501-1576). Celebrul pendul Foucault, care păstrează planul de oscilație, poartă numele savantului francez Jean-Bernard-Leon Foucault (1819-1868), medic de educație. Celebrul medic rus Ivan Mihailovici Sechenov (1829-1905), al cărui nume este Academia Medicală de Stat din Moscova, a fost angajat în Chimie Fizicași a stabilit o lege fizică și chimică importantă care descrie modificarea solubilității gazelor într-un mediu apos, în funcție de prezența electroliților în acesta. Această lege este încă studiată de studenți, și nu numai în universitățile de medicină.

„NU ÎNȚELEGEM FORMULA!”

Spre deosebire de medicii din trecut, mulți studenți la medicină de astăzi pur și simplu nu înțeleg de ce li se predau științele. Îmi amintesc o poveste din practica mea. Tăcere intensă, studenții de secundă ai Facultății de Medicină Fundamentală a Universității de Stat din Moscova scriu un test. Tema este fotobiologia și aplicarea ei în medicină. Rețineți că abordările fotobiologice bazate pe principiile fizice și chimice ale acțiunii luminii asupra materiei sunt acum recunoscute ca fiind cele mai promițătoare pentru tratamentul bolilor oncologice. Ignorarea acestei secțiuni, elementele sale de bază este un prejudiciu grav în educația medicală. Întrebările nu sunt prea complicate, totul se încadrează în cadrul materialului de prelegeri și seminarii. Dar rezultatul este dezamăgitor: aproape jumătate dintre studenți au primit doi bani. Și pentru toți cei care nu au făcut față sarcinii, un lucru este caracteristic - nu au predat fizica la școală și nici nu au predat-o prin mâneci. Pentru unii, acest subiect inspiră adevărată groază. Într-un teanc de foi de test, am dat peste o foaie de poezie. Studenta, neputând să răspundă la întrebări, s-a plâns în formă poetică că trebuie să înghesuie nu latină (chinul etern al studenților la medicină), ci fizică, iar la final a exclamat: „Ce să facem? Până la urmă, suntem medici. , nu putem înțelege formulele!" Tânăra poetesă, care în poeziile sale a numit controlul „apocalipsa”, nu a rezistat testului fizicii și, în cele din urmă, s-a transferat la Facultatea de Științe Umaniste.

Când studenții, viitorii doctori, operează un șobolan, nimănui nu i-ar trece niciodată prin cap să întrebe de ce este necesar acest lucru, deși organismele umane și cele ale șobolanului diferă destul de mult. De ce viitorii medici au nevoie de fizică nu este atât de evident. Dar poate un medic care nu înțelege legile de bază ale fizicii să lucreze competent cu cele mai complexe echipamente de diagnosticare cu care sunt „umplute” clinicile moderne? Apropo, mulți studenți, după ce au depășit primele eșecuri, încep să se angajeze în biofizică cu entuziasm. La sfârșitul an scolar când au fost studiate teme precum „Sistemele moleculare și stările lor haotice”, „Noile principii analitice ale pH-metriei”, „Natura fizică a transformărilor chimice ale substanțelor”, „Reglarea antioxidantă a proceselor de peroxidare a lipidelor”, studenții au scris: „Am descoperit legi fundamentale care determină baza vieții și, eventual, a universului. Au fost descoperite nu pe baza unor construcții teoretice speculative, ci într-un experiment obiectiv real. Ne-a fost greu, dar interesant." Poate că printre acești tipi sunt viitori Fedorov, Ilizarov, Shumakov.

„Cel mai bun mod de a studia ceva este să-l descoperi singur”, a spus fizicianul și scriitorul german Georg Lichtenberg. „Ceea ce ai fost forțat să te descoperi îți lasă în minte o cale pe care o poți folosi din nou atunci când este nevoie.” Acest principiu de predare cel mai eficient este la fel de vechi ca lumea. Ea stă la baza „metodei socratice” și se numește principiul învățării active. Pe acest principiu se construiește predarea biofizicii la Facultatea de Medicină Fundamentală.

DEZVOLTAREA FUNDAMENTALITATII

Fundamentalitatea medicinei este cheia viabilității sale actuale și dezvoltării viitoare. Este posibil să atingem cu adevărat scopul considerând corpul ca un sistem de sisteme și urmând calea unei înțelegeri mai aprofundate a înțelegerii sale fizico-chimice. Dar educația medicală? Răspunsul este clar: creșterea nivelului de cunoștințe al studenților în domeniul fizicii și chimiei. În 1992, Facultatea de Medicină Fundamentală a fost înființată la Universitatea de Stat din Moscova. Scopul nu a fost doar de a returna medicina universității, ci și, fără a reduce calitatea pregătirii medicale, de a consolida puternic baza de cunoștințe natural-științifice a viitorilor medici. O astfel de sarcină necesită o muncă intensă atât a profesorilor, cât și a elevilor. Se așteaptă ca studenții să aleagă în mod conștient medicina fundamentală în locul medicinei convenționale.

Chiar și mai devreme, o încercare serioasă în această direcție a fost crearea unei facultăți medico-biologice la Universitatea Medicală de Stat din Rusia. De-a lungul celor 30 de ani de activitate a facultății, au fost pregătiți un număr mare de specialiști medicali: biofizicieni, biochimiști și cibernetici. Însă problema acestei facultăți este că până acum absolvenții ei nu se puteau angaja decât în ​​cercetare științifică medicală, neavând dreptul de a trata pacienții. Acum această problemă este soluționată - la Universitatea Medicală de Stat din Rusia, împreună cu Institutul de Formare Avansată a Medicilor, a fost creat un complex educațional și științific, care permite studenților în vârstă să urmeze o pregătire medicală suplimentară.

Doctor în științe biologice Y. PETRENKO.

Anul trecut a fost foarte fructuos pentru știință. Progrese deosebite pe care oamenii de știință le-au obținut în domeniul medicinei. Omenirea a făcut descoperiri uimitoare, descoperiri științifice și a creat multe medicamente utile care cu siguranță vor fi disponibile gratuit în curând. Vă invităm să vă familiarizați cu cele mai uimitoare zece descoperiri medicale din 2015, care cu siguranță vor aduce o contribuție serioasă la dezvoltarea serviciilor medicale în viitorul foarte apropiat.

Descoperirea teixobactinei

În 2014, Organizația Mondială a Sănătății a avertizat pe toată lumea că omenirea intră în așa-numita era post-antibiotică. Și într-adevăr, avea dreptate. Știința și medicina nu au produs, într-adevăr, noi tipuri de antibiotice din 1987. Cu toate acestea, bolile nu stau pe loc. În fiecare an, apar noi infecții care sunt mai rezistente la medicamentele existente. A devenit o problemă reală a lumii. Cu toate acestea, în 2015, oamenii de știință au făcut o descoperire care, în opinia lor, va aduce schimbări dramatice.

Oamenii de știință au descoperit o nouă clasă de antibiotice din 25 de antimicrobiene, inclusiv una foarte importantă numită teixobactin. Acest antibiotic distruge microbii blocându-le capacitatea de a produce noi celule. Cu alte cuvinte, microbii sub influența acestui medicament nu pot dezvolta și dezvolta rezistență la medicament în timp. Teixobactin s-a dovedit acum a fi foarte eficient împotriva Staphylococcus aureus rezistent și a mai multor bacterii care cauzează tuberculoza.

Testele de laborator ale teixobactinei au fost efectuate pe șoareci. Marea majoritate a experimentelor au demonstrat eficacitatea medicamentului. Testele pe oameni urmează să înceapă în 2017.

Medicii au crescut corzi vocale noi

Una dintre cele mai interesante și promițătoare domenii din medicină este regenerarea țesuturilor. În 2015, lista de recreate metoda artificiala corpuri completate cu un articol nou. Medicii de la Universitatea din Wisconsin au învățat să crească corzile vocale umane, de fapt, din nimic.
Un grup de oameni de știință condus de Dr. Nathan Welhan a realizat bioinginerie pentru a crea un țesut care poate imita activitatea membranei mucoase a corzilor vocale, și anume acel țesut, care este reprezentat de doi lobi ai corzilor, care vibrează pentru a crea vorbirea umană. . Celulele donatoare, din care au fost ulterior crescute noi ligamente, au fost prelevate de la cinci pacienți voluntari. În laborator, în două săptămâni, oamenii de știință au crescut țesutul necesar, după care l-au adăugat la un model artificial de laringe.

Sunetul creat de corzile vocale rezultate este descris de oamenii de știință ca fiind metalic și comparat cu sunetul unui kazoo robot (un instrument muzical de suflat de jucărie). Cu toate acestea, oamenii de știință sunt încrezători că corzile vocale create de ei în condiții reale (adică atunci când sunt implantate într-un organism viu) vor suna aproape ca cele reale.

Într-unul dintre cele mai recente experimente pe șoareci de laborator grefați cu imunitate umană, cercetătorii au decis să testeze dacă corpul rozătoarelor va respinge noul țesut. Din fericire, acest lucru nu s-a întâmplat. Dr. Welham este încrezător că nici țesutul nu va fi respins de corpul uman.

Medicamentul împotriva cancerului ar putea ajuta pacienții cu Parkinson

Tisinga (sau nilotinib) este un medicament testat și aprobat, utilizat în mod obișnuit pentru a trata persoanele cu semne de leucemie. Cu toate acestea, un nou studiu realizat de Centrul Medical al Universității Georgetown arată că medicamentul Tasinga poate fi un instrument foarte puternic pentru controlul simptomelor motorii la persoanele cu boala Parkinson, îmbunătățind funcția motorie a acestora și controlând simptomele non-motorii ale bolii.

Fernando Pagan, unul dintre medicii care a efectuat acest studiu, consideră că terapia cu nilotinib poate fi prima metodă eficientă de acest fel pentru a reduce degradarea funcției cognitive și motorii la pacienții cu boli neurodegenerative precum boala Parkinson.

Oamenii de știință au administrat doze crescute de nilotinib la 12 pacienți voluntari timp de șase luni. Toți cei 12 pacienți care au finalizat acest studiu al medicamentului până la sfârșit, a existat o îmbunătățire a funcțiilor motorii. 10 dintre ele au prezentat o îmbunătățire semnificativă.

Obiectivul principal al acestui studiu a fost testarea siguranței și a inofensivității nilotinibului la om. Doza de medicament utilizată a fost mult mai mică decât doza administrată de obicei pacienților cu leucemie. În ciuda faptului că medicamentul și-a arătat eficacitatea, studiul a fost încă efectuat pe un grup mic de oameni, fără a implica grupuri de control. Prin urmare, înainte ca Tasinga să fie utilizat ca terapie pentru boala Parkinson, vor trebui făcute mai multe studii și studii științifice.

Primul cufăr imprimat 3D din lume

În ultimii câțiva ani, tehnologia de imprimare 3D a pătruns în multe domenii, ducând la descoperiri uimitoare, dezvoltări și noi metode de producție. În 2015, medicii de la Spitalul Universitar Salamanca din Spania au efectuat prima intervenție chirurgicală din lume pentru a înlocui pieptul deteriorat al unui pacient cu o nouă proteză imprimată 3D.

Bărbatul suferea de un tip rar de sarcom, iar medicii nu au avut altă opțiune. Pentru a evita răspândirea tumorii mai departe în tot corpul, experții au îndepărtat aproape întregul stern de la o persoană și au înlocuit oasele cu un implant de titan.

De regulă, implanturile pentru părți mari ale scheletului sunt realizate dintr-o mare varietate de materiale care se pot uza în timp. În plus, înlocuirea unei astfel de articulații complexe a oaselor precum oasele sternului, care sunt de obicei unice în fiecare caz individual, a impus medicilor să scaneze cu atenție sternul unei persoane pentru a proiecta un implant de dimensiunea potrivită.

S-a decis să se folosească un aliaj de titan ca material pentru noul stern. După ce au efectuat scanări CT 3D de înaltă precizie, oamenii de știință au folosit o imprimantă Arcam de 1,3 milioane de dolari pentru a crea un nou cufăr din titan. Operația de instalare a unui nou stern pentru pacient a avut succes, iar persoana respectivă a finalizat deja un curs complet de reabilitare.

De la celulele pielii la celulele creierului

Oamenii de știință de la Institutul Salk din California din La Jolla au dedicat anul trecut cercetării asupra creierului uman. Ei au dezvoltat o metodă de transformare a celulelor pielii în celule ale creierului și au găsit deja câteva zone utile aplicarea noii tehnologii.

Trebuie remarcat faptul că oamenii de știință au găsit o modalitate de a transforma celulele pielii în celule vechi ale creierului, ceea ce simplifică utilizarea lor ulterioară, de exemplu, în cercetările privind bolile Alzheimer și Parkinson și relația lor cu efectele îmbătrânirii. Din punct de vedere istoric, celulele creierului animal au fost folosite pentru astfel de cercetări, cu toate acestea, oamenii de știință, în acest caz, au fost limitate în capacități.

Mai recent, oamenii de știință au reușit să transforme celulele stem în celule cerebrale care pot fi folosite pentru cercetare. Cu toate acestea, acesta este un proces destul de laborios, iar rezultatul este celulele care nu sunt capabile să imite activitatea creierului unei persoane în vârstă.

Odată ce cercetătorii au dezvoltat o modalitate de a crea artificial celule cerebrale, și-au îndreptat atenția către crearea de neuroni care ar avea capacitatea de a produce serotonină. Și, deși celulele rezultate au doar o mică parte din capacitățile creierului uman, ele ajută în mod activ oamenii de știință în cercetare și găsirea de remedii pentru boli și tulburări precum autismul, schizofrenia și depresia.

Pastile contraceptive pentru barbati

Oamenii de știință japonezi de la Institutul de Cercetare a Bolilor Microbiene din Osaka au publicat o nouă lucrare științifică, conform căreia, într-un viitor nu prea îndepărtat, vom putea produce pilule contraceptive reale pentru bărbați. În munca lor, oamenii de știință descriu studii ale medicamentelor „Tacrolimus” și „Cyxlosporin A”.

De obicei, aceste medicamente sunt utilizate după transplanturile de organe pentru a suprima sistemul imunitar al organismului, astfel încât acesta să nu respingă noul țesut. Blocarea apare din cauza inhibării producției de enzimă calcineurină, care conține proteinele PPP3R2 și PPP3CC care se găsesc în mod normal în materialul seminal masculin.

În studiul lor pe șoareci de laborator, oamenii de știință au descoperit că, de îndată ce proteina PPP3CC nu este produsă în organismele rozătoarelor, funcțiile lor de reproducere sunt reduse drastic. Acest lucru i-a determinat pe cercetători să concluzioneze că o cantitate insuficientă din această proteină poate duce la sterilitate. După un studiu mai atent, experții au ajuns la concluzia că această proteină oferă spermatozoidului flexibilitatea și puterea și energia necesare pentru a pătrunde în membrana ovulului.

Testarea pe șoareci sănătoși a confirmat doar descoperirea lor. Doar cinci zile de utilizare a medicamentelor „Tacrolimus” și „Cyxlosporin A” au dus la infertilitatea completă a șoarecilor. Cu toate acestea, funcția lor de reproducere a fost complet restabilită la doar o săptămână după ce au încetat să mai administreze aceste medicamente. Este important de reținut că calcineurina nu este un hormon, astfel încât utilizarea medicamentelor nu reduce în niciun fel dorința sexuală și excitabilitatea organismului.

În ciuda rezultatelor promițătoare, va dura câțiva ani pentru a crea adevărați bărbați contraceptive. Aproximativ 80% din studiile la șoareci nu sunt aplicabile cazurilor umane. Cu toate acestea, oamenii de știință încă speră la succes, deoarece eficacitatea medicamentelor a fost dovedită. În plus, medicamente similare au trecut deja studiile clinice umane și sunt utilizate pe scară largă.

Sigiliu ADN

Tehnologiile de imprimare 3D au creat o nouă industrie unică - imprimarea și vânzarea ADN-ului. Adevărat, termenul „imprimare” aici este mai probabil să fie folosit în mod specific în scopuri comerciale și nu descrie neapărat ceea ce se întâmplă de fapt în acest domeniu.

Directorul executiv al Cambrian Genomics explică că procesul este cel mai bine descris prin sintagma „verificarea erorilor” mai degrabă decât „imprimare”. Milioane de bucăți de ADN sunt plasate pe substraturi metalice minuscule și scanate de un computer, care selectează firele care vor alcătui în cele din urmă întreaga catena de ADN. După aceea, conexiunile necesare sunt tăiate cu grijă cu un laser și plasate într-un lanț nou, comandat în prealabil de client.

Companii precum Cambrian cred că în viitor oamenii vor putea crea noi organisme doar pentru distracție cu hardware și software special pentru computer. Desigur, astfel de presupuneri vor provoca imediat mânia dreaptă a oamenilor care se îndoiesc de corectitudinea etică și utilitatea practică a acestor studii și oportunități, dar mai devreme sau mai târziu, indiferent cum ne-am dori sau nu, vom ajunge la asta.

Acum, imprimarea ADN-ului arată puține promițători în domeniul medical. Producătorii de medicamente și companiile de cercetare sunt printre primii clienți pentru companii precum Cambrian.

Cercetătorii de la Institutul Karolinska din Suedia au făcut un pas mai departe și au început să creeze diverse figurine din firele de ADN. Origami ADN, așa cum îl numesc ei, poate părea la prima vedere un răsfăț obișnuit, cu toate acestea, această tehnologie are și un potențial practic de utilizare. De exemplu, poate fi folosit pentru livrare medicamenteîn corp.

Nanoboții într-un organism viu

La începutul lui 2015, domeniul roboticii a câștigat o mare victorie atunci când un grup de cercetători de la Universitatea din California, San Diego a anunțat că au efectuat primele teste de succes folosind nanoboți care își îndeplineau sarcina din interiorul unui organism viu.

În acest caz, șoarecii de laborator au acționat ca un organism viu. După ce au plasat nanoboții în interiorul animalelor, micromașinile au mers în stomacul rozătoarelor și au livrat încărcătura așezată pe ele, care erau particule microscopice de aur. Până la sfârșitul procedurii, oamenii de știință nu au observat nicio deteriorare a organelor interne ale șoarecilor și, astfel, au confirmat utilitatea, siguranța și eficacitatea nanoboților.

Teste ulterioare au arătat că mai multe particule de aur livrate de nanoboți rămân în stomac decât cele care au fost pur și simplu introduse acolo cu o masă. Acest lucru i-a determinat pe oamenii de știință să creadă că nanoboții în viitor vor fi capabili să livreze medicamentele necesare în organism mult mai eficient decât prin metode mai tradiționale de administrare.

Lanțul motor al roboților minusculi este fabricat din zinc. Când vine în contact cu mediul acido-bazic al corpului, reactie chimica, în urma cărora se produc bule de hidrogen, care promovează nanoboții din interior. După ceva timp, nanoboții se dizolvă pur și simplu în mediul acid al stomacului.

Deși tehnologia a fost în dezvoltare de aproape un deceniu, abia în 2015 oamenii de știință au reușit să o testeze efectiv într-un mediu de viață, mai degrabă decât în ​​cutii Petri convenționale, așa cum se făcuse de atâtea ori înainte. În viitor, nanoboții pot fi utilizați pentru a detecta și chiar a trata diferite boli ale organelor interne prin influențarea celulelor individuale cu medicamentele potrivite.

Nanoimplant de creier injectabil

O echipă de oameni de știință de la Harvard a dezvoltat un implant care promite să trateze o serie de tulburări neurodegenerative care duc la paralizie. Implantul este un dispozitiv electronic format dintr-un cadru universal (plasă), la care pot fi conectate ulterior diferite nanodispozitive după ce a fost introdus în creierul pacientului. Datorită implantului, va fi posibilă monitorizarea activității neuronale a creierului, stimularea activității anumitor țesuturi și, de asemenea, accelerarea regenerarii neuronilor.

Rețeaua electronică constă din filamente polimerice conductoare, tranzistori sau nanoelectrozi care conectează intersecțiile. Aproape întreaga zonă a rețelei este formată din găuri, ceea ce permite celulelor vii să formeze noi conexiuni în jurul acesteia.

Până la începutul lui 2016, o echipă de oameni de știință de la Harvard încă testează siguranța utilizării unui astfel de implant. De exemplu, doi șoareci au fost implantați în creier cu un dispozitiv format din 16 componente electrice. Dispozitivele au fost folosite cu succes pentru monitorizarea și stimularea anumitor neuroni.

Producția artificială de tetrahidrocannabinol

De mulți ani, marijuana a fost folosită în scopuri medicinale ca analgezic și, în special, pentru a îmbunătăți starea pacienților cu cancer și SIDA. În medicină, un înlocuitor sintetic al marijuanei, sau mai degrabă principala sa componentă psihoactivă, tetrahidrocannabinol (sau THC), este de asemenea utilizat în mod activ.

Cu toate acestea, biochimiștii de la Universitatea Tehnică din Dortmund au anunțat crearea unei noi specii de drojdie care produce THC. Mai mult, date nepublicate indică faptul că aceiași oameni de știință au creat un alt tip de drojdie care produce canabidiol, un alt ingredient psihoactiv din marijuana.

Marijuana conține mai mulți compuși moleculari care sunt de interes pentru cercetători. Prin urmare, descoperirea unui mod artificial eficient de a crea aceste componente în cantități mari ar putea aduce medicament mare beneficiu. Cu toate acestea, metoda de cultivare convențională a plantelor și apoi de extragere a compușilor moleculari necesari este acum cea mai eficientă modalitate. În 30% din greutatea uscată a marijuanei moderne poate conține componenta potrivită de THC.

În ciuda acestui fapt, oamenii de știință de la Dortmund sunt încrezători că vor putea găsi o modalitate mai eficientă și mai rapidă de a extrage THC în viitor. Până acum, drojdia creată este re-crește pe molecule ale aceleiași ciuperci, în locul alternativei preferate sub formă de zaharide simple. Toate acestea duc la faptul că cu fiecare nou lot de drojdie scade și cantitatea de componentă THC liberă.

În viitor, oamenii de știință promit să eficientizeze procesul, să maximizeze producția de THC și să se extindă la uz industrial, ceea ce va satisface în cele din urmă nevoile cercetării medicale și ale autorităților europene de reglementare care caută noi modalități de a produce THC fără a cultiva marijuana în sine.

ISTORIA MEDICINII:
ETAPE ȘI MARI DESCOPERIRE

Potrivit Discovery Channel
("Canal descoperire")

Descoperirile medicale au schimbat lumea. Au schimbat cursul istoriei, salvând nenumărate vieți, împingând granițele cunoștințelor noastre până la granițele pe care ne aflăm astăzi, pregătiți pentru noi mari descoperiri.

Anatomia omului

În Grecia antică, tratamentul bolilor se baza mai mult pe filozofie decât pe o adevărată înțelegere a anatomiei umane. Intervenția chirurgicală era rară, iar disecția cadavrelor nu era încă practicată. Drept urmare, medicii nu aveau practic nicio informație despre structura internă a unei persoane. Abia în perioada Renașterii, anatomia a apărut ca știință.

Medicul belgian Andreas Vesalius i-a șocat pe mulți când a decis să studieze anatomia disecând cadavre. Materialul pentru cercetare trebuia extras sub acoperirea nopții. Oamenii de știință precum Vesalius au trebuit să recurgă la nu complet legal metode. Când Vesalius a devenit profesor la Padova, a legat o prietenie cu un călău. Vesalius a decis să transmită mai departe experiența acumulată de-a lungul anilor de disecție abil, scriind o carte despre anatomia umană. Așa că a apărut cartea „Despre structura corpului uman”. Publicată în 1538, cartea este considerată una dintre cele mai mari lucrări din domeniul medicinei, precum și una dintre cele mai mari descoperiri, deoarece oferă prima descriere corectă a structurii corpului uman. Aceasta a fost prima provocare serioasă la adresa autorității medicilor greci antici. Cartea s-a vândut în număr mare. A fost cumpărat de oameni educați, chiar și departe de medicină. Întregul text este foarte minuțios ilustrat. Deci informațiile despre anatomia umană au devenit mult mai accesibile. Datorită lui Vesalius, studiul anatomiei umane prin disecție a devenit o parte integrantă a pregătirii medicilor. Și asta ne duce la următoarea mare descoperire.

Circulaţie

Inima omului este un mușchi de mărimea unui pumn. Bate de peste o sută de mii de ori pe zi, de-a lungul a șaptezeci de ani - adică mai mult de două miliarde de bătăi ale inimii. Inima pompează 23 de litri de sânge pe minut. Sânge curge prin corp, trecând printr-un sistem complex de artere și vene. Dacă toate vasele de sânge din corpul uman sunt întinse într-o singură linie, atunci obțineți 96 de mii de kilometri, ceea ce reprezintă mai mult de două ori circumferința Pământului. Până la începutul secolului al XVII-lea, procesul de circulație a sângelui a fost reprezentat incorect. Teoria dominantă a fost că sângele curgea către inimă prin porii din țesuturile moi ale corpului. Printre adepții acestei teorii s-a numărat și medicul englez William Harvey. Munca inimii l-a fascinat, dar cu cât a observat mai mult bătăile inimii la animale, cu atât a realizat că teoria general acceptată a circulației sângelui este pur și simplu greșită. El scrie fără echivoc: „... m-am gândit, sângele nu se poate mișca, ca în cerc?” Și chiar prima frază din următorul paragraf: „Mai târziu am aflat că așa stau lucrurile...”. Prin autopsii, Harvey a descoperit că inima are valve unidirecționale care permit sângelui să curgă într-o singură direcție. Unele valve lasă sângele, altele îl lasă să iasă. Și a fost o mare descoperire. Harvey și-a dat seama că inima pompează sânge în artere, apoi trece prin vene și, închizând cercul, se întoarce la inimă, apoi pentru a începe din nou ciclul. Astăzi pare un adevăr comun, dar pentru secolul al XVII-lea, descoperirea lui William Harvey a fost revoluționară. A fost o lovitură devastatoare pentru conceptele medicale consacrate. La sfârșitul tratatului său, Harvey scrie: „Gândindu-mă la consecințele incalculabile pe care le va avea acest lucru pentru medicină, văd un câmp de posibilități aproape nelimitate”.
Descoperirea lui Harvey a avansat serios anatomia și chirurgia și pur și simplu a salvat multe vieți. Peste tot în lume, clemele chirurgicale sunt folosite în sălile de operație pentru a bloca fluxul de sânge și pentru a menține intact sistemul circulator al pacientului. Și fiecare dintre ele este o reamintire a marii descoperiri a lui William Harvey.

Grupele de sânge

O altă mare descoperire legată de sânge a fost făcută la Viena în 1900. Entuziasmul pentru transfuzii de sânge a umplut Europa. Mai întâi s-au afirmat că efectul de vindecare a fost uimitor și apoi, după câteva luni, rapoarte ale morților. De ce uneori transfuzia are succes și alteori nu? Medicul austriac Karl Landsteiner a fost hotărât să găsească răspunsul. El a amestecat probe de sânge de la diferiți donatori și a studiat rezultatele.
În unele cazuri, sângele s-a amestecat cu succes, dar în altele s-a coagulat și a devenit vâscos. La o inspecție mai atentă, Landsteiner a descoperit că sângele se formează atunci când anumite proteine ​​din sângele primitorului, numite anticorpi, reacționează cu alte proteine ​​din globulele roșii ale donatorului, cunoscute sub numele de antigene. Pentru Landsteiner, acesta a fost un punct de cotitură. Și-a dat seama că nu tot sângele uman este la fel. S-a dovedit că sângele poate fi împărțit în mod clar în 4 grupuri, cărora le-a dat denumirile: A, B, AB și zero. S-a dovedit că transfuzia de sânge are succes numai dacă o persoană este transfuzată cu sânge din același grup. Descoperirea lui Landsteiner s-a reflectat imediat în practica medicală. Câțiva ani mai târziu, transfuziile de sânge erau deja practicate în toată lumea, salvând multe vieți. Datorită determinării exacte a grupei sanguine, prin anii 50, transplanturile de organe au devenit posibile. Astăzi, numai în Statele Unite, se face o transfuzie de sânge la fiecare 3 secunde. Fără el, aproximativ 4,5 milioane de americani ar muri în fiecare an.

Anestezie

Deși primele mari descoperiri în domeniul anatomiei au permis medicilor să salveze multe vieți, aceștia nu au putut alina durerea. Fără anestezie, operațiile au fost un coșmar. Pacienții erau ținuți sau legați de o masă, chirurgii încercau să lucreze cât mai repede posibil. În 1811, o femeie scria: „Când groaznicul oțel a pătruns în mine, tăind venele, arterele, carnea, nervii, nu mai trebuia să mi se ceară să nu mă amestec. Am țipat și am țipat până s-a terminat totul. Durerea era atât de insuportabilă.” Operația a fost ultima soluție, mulți au preferat să moară decât să treacă sub cuțitul chirurgului. De secole, s-au folosit remedii improvizate pentru ameliorarea durerilor în timpul operațiilor, unele dintre ele, precum opiu sau extract de mandragoră, erau medicamente. Până în anii 40 ai secolului al XIX-lea, mai multe persoane căutau simultan un anestezic mai eficient: doi stomatologi din Boston, William Morton și Horost Wells, cunoscuți și un medic pe nume Crawford Long din Georgia.
Ei au experimentat cu două substanțe despre care se credea că ameliorează durerea - cu protoxid de azot, care este și gaz râd, și, de asemenea, cu un amestec lichid de alcool și acid sulfuric. Întrebarea cine a descoperit exact anestezia rămâne controversată, au susținut-o toți trei. Una dintre primele demonstrații publice de anestezie a avut loc pe 16 octombrie 1846. W. Morton a petrecut luni de zile experimentând cu eter, încercând să găsească o doză care să permită pacientului să fie supus unei intervenții chirurgicale fără durere. Publicului larg, format din chirurgi din Boston și studenți la medicină, el a prezentat dispozitivul invenției sale.
Un pacient căruia i se extirpa o tumoare de la gât i s-a administrat eter. Morton a așteptat în timp ce chirurgul făcea prima incizie. În mod uimitor, pacientul nu a plâns. După operație, pacientul a raportat că în tot acest timp nu a simțit nimic. Vestea descoperirii s-a răspândit în întreaga lume. Poți opera fără durere, acum există anestezie. Dar, în ciuda descoperirii, mulți au refuzat să folosească anestezie. Potrivit unor crezuri, durerea trebuie suportată, nu alinată, în special durerile de travaliu. Dar regina Victoria și-a spus cuvântul aici. În 1853 a dat naștere prințului Leopold. La cererea ei, i s-a dat cloroform. S-a dovedit a ușura durerea de la naștere. După aceea, femeile au început să spună: „Voi lua și cloroform, pentru că dacă regina nu le disprețuiește, atunci nu mi-e rușine”.

raze X

Este imposibil să ne imaginăm viața fără următoarea mare descoperire. Imaginați-vă că nu știm unde să operam pacientul, sau ce fel de os este rupt, unde este blocat glonțul și care ar putea fi patologia. Capacitatea de a privi în interiorul unei persoane fără a le deschide a fost un punct de cotitură în istoria medicinei. La sfârșitul secolului al XIX-lea, oamenii foloseau electricitatea fără să înțeleagă cu adevărat ce este. În 1895, fizicianul german Wilhelm Roentgen a experimentat cu un tub catodic, un cilindru de sticlă cu aer foarte rarefiat în interior. Roentgen era interesat de strălucirea creată de razele emanate din tub. Pentru unul dintre experimente, Roentgen a înconjurat tubul cu carton negru și a întunecat camera. Apoi a pornit telefonul. Și apoi, un lucru l-a lovit - placa fotografică din laboratorul lui a strălucit. Roentgen și-a dat seama că se întâmpla ceva foarte neobișnuit. Și că fasciculul care emană din tub nu este deloc o rază catodă; a mai descoperit că nu răspundea la un magnet. Și nu a putut fi deviat de un magnet ca razele catodice. Acesta a fost un fenomen complet necunoscut, iar Roentgen l-a numit „raze X”. Din întâmplare, Roentgen a descoperit radiații necunoscute științei, pe care le numim raze X. Timp de câteva săptămâni s-a comportat foarte misterios, apoi și-a chemat soția în birou și i-a spus: „Berta, lasă-mă să-ți arăt ce fac aici, pentru că nimeni nu o să creadă”. I-a pus mâna sub grindă și a făcut o poză.
Se spune că soția a spus: „Mi-am văzut moartea”. Într-adevăr, în acele zile era imposibil să vezi scheletul unei persoane dacă nu murise. Chiar gândul de a filma structura interna o persoană vie, pur și simplu nu mi se potrivea în cap. Parcă s-ar fi deschis o ușă secretă, iar în spatele ei s-a deschis întreg universul. X-ray a descoperit o tehnologie nouă, puternică, care a revoluționat domeniul diagnosticului. Descoperirea razelor X este singura descoperire din istoria științei făcută neintenționat, complet întâmplător. De îndată ce a fost făcută, lumea a adoptat-o ​​imediat fără nicio dezbatere. Într-o săptămână sau două, lumea noastră s-a schimbat. Multe dintre cele mai avansate și puternice tehnologii se bazează pe descoperirea razelor X, de la tomografia computerizată la telescopul cu raze X, care captează razele X din adâncurile spațiului. Și toate acestea se datorează unei descoperiri făcute întâmplător.

Teoria germenilor a bolii

Unele descoperiri, de exemplu, razele X, sunt făcute întâmplător, altele sunt lucrate mult timp și din greu de diverși oameni de știință. Așa a fost în 1846. Venă. Incarnarea frumuseții și a culturii, dar fantoma morții plutește în Spitalul Orășenesc din Viena. Multe dintre mamele care erau aici mureau. Cauza este febra puerperală, o infecție a uterului. Când doctorul Ignaz Semmelweis a început să lucreze în acest spital, a fost alarmat de amploarea dezastrului și nedumerit de ciudata inconsecvență: erau două secții.
La una, nașterile erau asistate de medici, iar în cealaltă, nașterile la mame erau asistate de moașe. Semmelweis a constatat că în departamentul în care medicii au luat naștere, 7% dintre femeile aflate în travaliu au murit din cauza așa-numitei febră puerperală. Iar în secția în care lucrau moașele, doar 2% au murit de febră puerperală. Acest lucru l-a surprins, pentru că medicii au o pregătire mult mai bună. Semmelweis a decis să afle care a fost motivul. El a observat că una dintre principalele diferențe în activitatea medicilor și a moașelor era că medicii făceau autopsii femeilor moarte în timpul nașterii. Apoi s-au dus să nască copii sau să vadă mame fără măcar să se spele pe mâini. Semmelweis s-a întrebat dacă medicii purtau niște particule invizibile pe mâini, care au fost apoi transferate pacienților și au cauzat moartea. Pentru a afla, a efectuat un experiment. El a decis să se asigure că toți studenții la medicină trebuie să se spele pe mâini în soluție de înălbitor. Iar numărul deceselor a scăzut imediat la 1%, mai mic decât cel al moașelor. Prin acest experiment, Semmelweis a realizat că bolile infecțioase, în acest caz, febra puerperală, au o singură cauză, iar dacă este exclusă, boala nu va apărea. Dar în 1846, nimeni nu a văzut o legătură între bacterii și infecție. Ideile lui Semmelweis nu au fost luate în serios.

Au mai trecut 10 ani înainte ca un alt om de știință să acorde atenție microorganismelor. Numele lui era Louis Pasteur. Trei dintre cei cinci copii ai lui Pasteur au murit de febră tifoidă, ceea ce explică parțial de ce a căutat atât de mult cauza bolilor infecțioase. Pasteur era pe drumul cel bun cu munca sa pentru industria vinului și a berii. Pasteur a încercat să afle de ce doar o mică parte din vinul produs în țara sa se strică. El a descoperit că în vinul acru există microorganisme speciale, microbi, și ei sunt cei care fac vinul acru. Dar pur și simplu încălzind, așa cum a arătat Pasteur, microbii pot fi uciși și vinul salvat. Astfel s-a născut pasteurizarea. Așa că, când a fost vorba de găsirea cauzei bolilor infecțioase, Pasteur a știut unde să caute. Microbii, a spus el, sunt cei care provoacă anumite boli și a dovedit acest lucru realizând o serie de experimente din care s-a născut o mare descoperire - teoria dezvoltării microbiene a organismelor. Esența sa constă în faptul că anumite microorganisme provoacă o anumită boală oricui.

Vaccinare

Următoarea mare descoperire a fost făcută în secolul al XVIII-lea, când aproximativ 40 de milioane de oameni au murit de variolă în întreaga lume. Medicii nu au putut găsi nici cauza bolii, nici remediul pentru aceasta. Dar într-un sat englez, zvonurile că unii dintre localnici nu erau susceptibili la variolă au atras atenția unui medic local pe nume Edward Jenner.

S-a zvonit că lucrătorii din producția de lactate nu se îmbolnăvesc de variolă pentru că aveau deja variola bovină, o boală înrudită, dar mai ușoară, care afecta animalele. La bolnavii de variola bovină, temperatura a crescut și răni au apărut pe mâini. Jenner a studiat acest fenomen și s-a întrebat dacă puroiul de la aceste răni a protejat cumva organismul de variolă? La 14 mai 1796, în timpul unui focar de variolă, a decis să-și testeze teoria. Jenner a luat lichid dintr-o rană de pe mâna unei lăptare cu variola bovină. Apoi, a vizitat o altă familie; acolo a injectat un băiețel sănătos de opt ani cu virusul vaccinia. În zilele care au urmat, băiatul a făcut o febră ușoară și au apărut câteva vezicule de variolă. Apoi s-a mai bine. Jenner s-a întors șase săptămâni mai târziu. De data aceasta, el l-a inoculat pe băiat cu variolă și a început să aștepte ca experimentul să iasă - victorie sau eșec. Câteva zile mai târziu, Jenner a primit un răspuns - băiatul era complet sănătos și imun la variolă.
Invenția vaccinării împotriva variolei a revoluționat medicina. Aceasta a fost prima încercare de a interveni în cursul bolii, prevenind-o în prealabil. Pentru prima dată, produsele artificiale au fost folosite în mod activ pentru prevenire boala înainte de debutul ei.
La cincizeci de ani de la descoperirea lui Jenner, Louis Pasteur a dezvoltat ideea vaccinării prin dezvoltarea unui vaccin împotriva rabiei la om și împotriva antrax la oi. Și în secolul al XX-lea, Jonas Salk și Albert Sabin au dezvoltat în mod independent vaccinul împotriva poliomielitei.

vitamine

Următoarea descoperire a fost munca oamenilor de știință care timp de mulți ani s-au luptat independent cu aceeași problemă.
De-a lungul istoriei, scorbutul a fost o boală gravă care a provocat leziuni ale pielii și sângerări la marinari. În cele din urmă, în 1747, chirurgul navei scoțiane James Lind a găsit un remediu pentru aceasta. El a descoperit că scorbutul poate fi prevenit prin includerea citricelor în dieta marinarilor.

O altă boală comună în rândul marinarilor a fost beriberi, o boală care a afectat nervii, inima și tractul digestiv. La sfârșitul secolului al XIX-lea, medicul olandez Christian Eijkman a stabilit că boala a fost cauzată de consumul de orez alb lustruit în loc de orez brun, nelustruit.

Deși ambele descoperiri au indicat legătura dintre boli și nutriție și deficiențele acesteia, care este această legătură, doar biochimistul englez Frederick Hopkins și-a putut da seama. El a sugerat că organismul are nevoie de substanțe care se găsesc doar în anumite alimente. Pentru a-și demonstra ipoteza, Hopkins a efectuat o serie de experimente. El a dat șoarecilor hrană artificială, constând exclusiv din proteine ​​pure, grăsimi, carbohidrați și săruri. Șoarecii au devenit slabi și au încetat să crească. Dar după o cantitate mică de lapte, șoarecii s-au îmbunătățit din nou. Hopkins a descoperit ceea ce el a numit „factorul nutrițional esențial”, numit mai târziu vitamine.
S-a dovedit că beriberi este asociat cu o lipsă de tiamină, vitamina B1, care nu se găsește în orezul lustruit, dar este abundent în natural. Iar citricele previn scorbutul deoarece contin acid ascorbic, vitamina C.
Descoperirea lui Hopkins a fost un pas definitoriu în înțelegerea importanței nutriție adecvată. Multe funcții ale corpului depind de vitamine, de la combaterea infecțiilor până la reglarea metabolismului. Fără ele este greu să ne imaginăm viața, precum și fără următoarea mare descoperire.

Penicilină

După Primul Război Mondial, care s-a soldat cu peste 10 milioane de vieți, s-a intensificat căutarea unor metode sigure de respingere a agresiunii bacteriene. La urma urmei, mulți au murit nu pe câmpul de luptă, ci din cauza rănilor infectate. La cercetare a participat și medicul scoțian Alexander Fleming. În timp ce studia bacteriile stafilococi, Fleming a observat că ceva neobișnuit creștea în centrul vasului de laborator - mucegaiul. A văzut că bacteriile au murit în jurul mucegaiului. Acest lucru l-a determinat să presupună că ea secretă o substanță care este dăunătoare bacteriilor. El a numit această substanță penicilină. În următorii câțiva ani, Fleming a încercat să izoleze penicilina și să o folosească în tratamentul infecțiilor, dar nu a reușit și în cele din urmă a renunțat. Cu toate acestea, rezultatele muncii sale au fost neprețuite.

În 1935, angajații Universității Oxford Howard Flory și Ernst Chain au dat peste un raport despre experimentele curioase, dar neterminate ale lui Fleming și au decis să-și încerce norocul. Acești oameni de știință au reușit să izoleze penicilina în forma sa pură. Și în 1940 l-au testat. Opt șoareci au fost injectați cu o doză letală de bacterii streptococ. Apoi, patru dintre ei au fost injectați cu penicilină. În câteva ore au apărut rezultatele. Toți cei patru șoareci care nu au primit penicilină au murit, dar trei dintre cei patru care au primit-o au supraviețuit.

Așadar, datorită lui Fleming, Flory și Chain, lumea a primit primul antibiotic. Acest medicament a fost un adevărat miracol. S-a vindecat de atâtea afecțiuni care au provocat multă durere și suferință: faringită acută, reumatism, scarlatina, sifilis și gonoree... Astăzi am uitat complet că poți muri din cauza acestor boli.

Preparate cu sulfuri

Următoarea mare descoperire a sosit la timp în timpul celui de-al Doilea Război Mondial. A vindecat soldații americani care luptau în Pacific de dizenterie. Și apoi a dus la o revoluție în tratamentul chimioterapeutic al infecțiilor bacteriene.
Totul s-a întâmplat datorită unui patolog pe nume Gerhard Domagk. În 1932, a studiat posibilitățile de utilizare a unor noi coloranți chimici în medicină. Lucrând cu un colorant nou sintetizat numit prontosil, Domagk l-a injectat în mai mulți șoareci de laborator infectați cu bacterii streptococ. După cum se aștepta Domagk, colorantul a acoperit bacteriile, dar bacteriile au supraviețuit. Vopseaua nu părea să fie suficient de toxică. Apoi s-a întâmplat ceva uimitor: deși colorantul nu a ucis bacteriile, le-a oprit creșterea, infecția s-a oprit și șoarecii și-au revenit. Nu se știe când Domagk a testat pentru prima dată prontosil la oameni. Cu toate acestea, noul medicament a câștigat faimă după ce a salvat viața unui băiat grav bolnav de stafilococ auriu. Pacientul a fost Franklin Roosevelt Jr., fiul președintelui Statelor Unite. Descoperirea lui Domagk a devenit o senzație instantanee. Deoarece Prontosil conținea o structură moleculară de sulfamidă, a fost numit un medicament sulfamid. A devenit primul din acest grup de substanțe chimice sintetice capabile să trateze și să prevină infecțiile bacteriene. Domagk a deschis o nouă direcție revoluționară în tratamentul bolilor, utilizarea medicamentelor pentru chimioterapie. Va salva zeci de mii de vieți umane.

Insulină

Următoarea mare descoperire a ajutat la salvarea vieții a milioane de oameni cu diabet din întreaga lume. Diabetul este o boală care interferează cu capacitatea organismului de a absorbi zahărul, ceea ce poate duce la orbire, insuficiență renală, boli de inimă și chiar moarte. Timp de secole, medicii au studiat diabetul, căutând fără succes un remediu pentru acesta. În cele din urmă, la sfârșitul secolului al XIX-lea, a avut loc o descoperire. S-a constatat că pacienţii diabetici au trasatura comuna- un grup de celule din pancreas este invariabil afectat - aceste celule secreta un hormon care controleaza glicemia. Hormonul a fost numit insulină. Și în 1920 - o nouă descoperire. Chirurgul canadian Frederick Banting și studentul Charles Best au studiat secreția de insulină pancreatică la câini. Dintr-o bănuială, Banting a injectat un extract din celulele producătoare de insulină ale unui câine sănătos unui câine cu diabet. Rezultatele au fost uluitoare. După câteva ore, nivelul zahărului din sânge al animalului bolnav a scăzut semnificativ. Acum, atenția lui Banting și a asistenților săi s-a concentrat pe căutarea unui animal a cărui insulină ar fi asemănătoare cu cea umană. Ei au găsit o potrivire strânsă în insulina luată de la vaci fetale, au purificat-o pentru siguranța experimentului și au efectuat primul studiu clinic în ianuarie 1922. Banting a administrat insulină unui băiat de 14 ani care era pe moarte de diabet. Și s-a redresat repede. Cât de importantă este descoperirea lui Banting? Întrebați-i pe cei 15 milioane de americani care iau zilnic insulină de care depinde viața lor.

Natura genetică a cancerului

Cancerul este a doua cea mai letală boală din America. Studiile intensive ale originii și dezvoltării sale au condus la realizări științifice remarcabile, dar poate cea mai importantă dintre ele a fost următoarea descoperire. Cercetătorii laureați ai premiului Nobel Michael Bishop și Harold Varmus și-au unit forțele în cercetarea cancerului în anii 1970. La acea vreme dominau mai multe teorii despre cauza acestei boli. O celulă malignă este foarte complexă. Ea este capabilă nu numai să împărtășească, ci și să invadeze. Aceasta este o celulă cu capacități foarte dezvoltate. O teorie a fost virusul sarcomului Rous, care provoacă cancer la pui. Când un virus atacă o celulă de pui, acesta își injectează materialul genetic în ADN-ul gazdei. Conform ipotezei, ADN-ul virusului devine ulterior agentul care provoacă boala. Potrivit unei alte teorii, atunci când un virus își introduce materialul genetic într-o celulă gazdă, genele cauzatoare de cancer nu sunt activate, ci așteptați până când sunt declanșate de influențe externe, cum ar fi substanțe chimice nocive, radiații sau o infecție virală comună. Aceste gene cauzatoare de cancer, așa-numitele oncogene, au devenit obiectul cercetării lui Varmus și Bishop. Întrebarea principală este: conține genomul uman gene care sunt sau pot deveni oncogene precum cele conținute în virusul care provoacă tumori? Puii, alte păsări, mamifere, oamenii au o astfel de genă? Bishop și Varmus au luat o moleculă radioactivă marcată și au folosit-o ca sondă pentru a vedea dacă oncogenei virusului sarcomului Rous semăna cu vreo genă normală din cromozomii de pui. Raspunsul este da. A fost o adevărată revelație. Varmus și Bishop au descoperit că gena care provoacă cancer se află deja în ADN-ul celulelor sănătoase de pui și, mai important, au găsit-o și în ADN-ul uman, demonstrând că un germen canceros poate apărea în oricare dintre noi la nivel celular și așteaptă. pentru activare.

Cum poate propria noastră genă, cu care am trăit toată viața, să provoace cancer? În timpul diviziunii celulare apar erori și sunt mai frecvente dacă celula este asuprită de radiațiile cosmice, fumul de tutun. De asemenea, este important să ne amintim că atunci când o celulă se divide, trebuie să copieze 3 miliarde de perechi de ADN complementare. Oricine a încercat vreodată să imprime știe cât de dificil este. Avem mecanisme de observare și corectare a erorilor și totuși, cu volume mari, degetele ratează.
Care este importanța descoperirii? Oamenii obișnuiau să se gândească la cancer în ceea ce privește diferențele dintre genomul unui virus și genomul unei celule, dar acum știm că o schimbare foarte mică a anumitor gene din celulele noastre poate transforma o celulă sănătoasă care în mod normal crește, se împarte, etc. unul malign. Și aceasta a fost prima ilustrare clară a adevăratei stări de lucruri.

Căutarea acestei gene este un moment definitoriu în diagnosticul modern și predicția comportamentului ulterioară al unei tumori canceroase. Descoperirea a oferit obiective clare unor tipuri specifice de terapie care pur și simplu nu existau înainte.
Populația din Chicago este de aproximativ 3 milioane de oameni.

HIV

Același număr mor în fiecare an din cauza SIDA, una dintre cele mai grave epidemii din istoria modernă. Primele semne ale acestei boli au apărut la începutul anilor 80 ai secolului trecut. În America, numărul pacienților care decedau din cauza infecțiilor rare și a cancerului a început să crească. Un test de sânge de la victime a evidențiat niveluri extrem de scăzute de globule albe din sânge, celule albe din sânge vitale pentru sistemul imunitar uman. În 1982, Centrele pentru Controlul și Prevenirea Bolilor au dat bolii denumirea de SIDA – Sindromul Imunodeficienței Dobândite. Doi cercetători, Luc Montagnier de la Institutul Pasteur din Paris și Robert Gallo de la Institutul Național al Cancerului din Washington, au abordat cazul. Ambii au reusit sa faca cea mai importanta descoperire, care a scos la iveala agentul cauzal al SIDA – HIV, virusul imunodeficientei umane. Cum este virusul imunodeficienței umane diferit de alte viruși, cum ar fi gripa? În primul rând, acest virus nu dezvăluie prezența bolii de ani de zile, în medie, 7 ani. A doua problemă este foarte unică: de exemplu, SIDA s-a manifestat în sfârșit, oamenii își dau seama că sunt bolnavi și merg la clinică și au o mulțime de alte infecții, ce anume a cauzat boala. Cum să-l definești? În cele mai multe cazuri, un virus există cu unicul scop de a intra într-o celulă acceptoare și de a se reproduce. De obicei, se atașează de o celulă și își eliberează informațiile genetice în ea. Acest lucru permite virusului să subjugă funcțiile celulei, redirecționându-le către producția de noi specii de virus. Apoi acești indivizi atacă alte celule. Dar HIV nu este un virus obișnuit. Aparține categoriei de viruși pe care oamenii de știință o numesc retrovirusuri. Ce este neobișnuit la ei? La fel ca acele clase de virusuri care includ poliomielita sau gripa, retrovirusurile sunt categorii speciale. Ele sunt unice prin faptul că informațiile lor genetice sub formă de acid ribonucleic sunt convertite în acid dezoxiribonucleic (ADN) și tocmai ceea ce se întâmplă cu ADN-ul este problema noastră: ADN-ul este integrat în genele noastre, ADN-ul virusului devine parte din noi și apoi celulele, concepute pentru a ne proteja, încep să reproducă ADN-ul virusului. Există celule care conțin virusul, uneori îl reproduc, alteori nu. Ei tac. Se ascund... Dar numai pentru a reproduce virusul din nou mai târziu. Acestea. odată ce o infecție devine evidentă, este probabil să prindă rădăcini pe viață. Aceasta este problema principală. Un remediu pentru SIDA nu a fost încă găsit. Dar deschiderea faptul că HIV este un retrovirus și că este agentul cauzal al SIDA a condus la progrese semnificative în lupta împotriva acestei boli. Ce s-a schimbat în medicină de la descoperirea retrovirusurilor, în special HIV? De exemplu, cu SIDA, am văzut că terapia medicamentoasă este posibilă. Anterior, se credea că, deoarece virusul uzurpează celulele noastre pentru reproducere, este aproape imposibil să acționăm asupra acestuia fără otrăvirea gravă a pacientului însuși. Nimeni nu a investit în programe antivirus. SIDA a deschis ușa cercetării antivirale în companiile farmaceutice și universitățile din întreaga lume. În plus, SIDA a avut un efect social pozitiv. În mod ironic, această boală teribilă aduce oamenii împreună.

Și astfel zi de zi, secol după secol, în pași mici sau descoperiri grandioase, s-au făcut descoperiri mari și mici în medicină. Ele dau speranța că omenirea va învinge cancerul și SIDA, bolile autoimune și genetice, va atinge excelența în prevenire, diagnostic și tratament, va atenua suferința bolnavilor și va preveni progresia bolilor.

SPbGPMA

în istoria medicinei

Istoria dezvoltării fizicii medicale

Completat de: Myznikov A.D.,

student anul 1

Lector: Jarman O.A.

St.Petersburg

Introducere

Nașterea fizicii medicale

2. Evul Mediu și Epoca Modernă

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 Iatrofizic

3 Construirea unui microscop

3. Istoricul utilizării energiei electrice în medicină

3.1 Un mic context

3.2 Ce îi datorăm lui Gilbert

3.3 Premiul acordat lui Marat

3.4 Controversa Galvani și Volta

4. Experimente de VV Petrov. Începutul electrodinamicii

4.1 Utilizarea energiei electrice în medicină și biologie în secolele XIX - XX

4.2 Istoricul radiologiei și terapiei

O scurtă istorie a terapiei cu ultrasunete

Concluzie

Bibliografie

fizica medicala radiatii ultrasonice

Introducere

Cunoaște-te pe tine și vei cunoaște întreaga lume. Prima este medicina, iar a doua este fizica. Din cele mai vechi timpuri, relația dintre medicină și fizică a fost strânsă. Nu degeaba, până la începutul secolului al XX-lea, s-au ținut împreună congrese ale oamenilor de știință naturală și ale medicilor în diferite țări. Istoria dezvoltării fizicii clasice arată că aceasta a fost în mare măsură creată de medici, iar multe studii fizice au fost cauzate de întrebările ridicate de medicină. La rândul lor, realizările medicinei moderne, în special în domeniul tehnologiilor înalte de diagnostic și tratament, s-au bazat pe rezultatele diferitelor studii fizice.

Nu întâmplător am ales această temă anume, pentru că pentru mine, student la specialitatea „Biofizică medicală”, este la fel de apropiată ca oricine altcineva. De mult îmi doream să știu cât de mult a ajutat fizica la dezvoltarea medicinei.

Scopul muncii mele este de a arăta cât de important a jucat și îl joacă fizica în dezvoltarea medicinei. Este imposibil să ne imaginăm medicina modernă fără fizică. Sarcinile sunt de a:

Pentru a urmări etapele de formare a bazei științifice a fizicii medicale moderne

Arătați importanța activităților fizicienilor în dezvoltarea medicinei

1. Nașterea fizicii medicale

Căile de dezvoltare ale medicinei și ale fizicii au fost întotdeauna strâns legate între ele. Deja în antichitate, medicina, împreună cu medicamentele, folosea factori fizici precum efectele mecanice, căldura, frigul, sunetul, lumina. Să luăm în considerare principalele modalități de utilizare a acestor factori în medicina antică.

După ce a îmblânzit focul, o persoană a învățat (desigur, nu imediat) să folosească focul în scopuri medicinale. A funcționat mai ales bine pentru popoarele răsăritene. Chiar și în cele mai vechi timpuri, cauterizării a primit o mare importanță. Cărțile de medicină antice spun că moxibusția este eficientă chiar și atunci când acupunctura și medicina sunt neputincioase. Când a apărut exact această metodă de tratament nu este stabilit cu exactitate. Dar se știe că a existat în China din cele mai vechi timpuri și a fost folosit în epoca de piatră pentru a trata oamenii și animalele. Călugării tibetani foloseau focul pentru vindecare. Au ars pe sunmings - biologice puncte active responsabil pentru o anumită parte a corpului. În zona afectată, procesul de vindecare se desfășura intens și se credea că vindecarea a avut loc odată cu această vindecare.

Sunetul a fost folosit de aproape toate civilizațiile antice. Muzica era folosită în temple pentru a trata tulburările nervoase, era în legătură directă cu astronomia și matematica la chinezi. Pitagora a stabilit muzica ca o știință exactă. Adepții săi l-au folosit pentru a scăpa de furie și furie și l-au considerat principalul mijloc de creștere a unei personalități armonioase. Aristotel a mai susținut că muzica poate influența latura estetică a sufletului. Regele David l-a vindecat pe regele Saul de depresie cântând la harpă și l-a salvat și de spiritele necurate. Esculapius a tratat sciatica cu sunete puternice de trâmbiță. Sunt cunoscuți și călugării tibetani (au fost discutați mai sus), care foloseau sunete pentru a trata aproape toate bolile umane. Au fost numite mantre - forme de energie în sunet, energie pură esențială a sunetului însuși. Mantrele au fost împărțite în diferite grupuri: pentru tratamentul febrei, tulburărilor intestinale etc. Metoda de utilizare a mantrelor este folosită de călugării tibetani până astăzi.

Fototerapia, sau terapia cu lumină (fotografii – „lumină”; greacă), a existat dintotdeauna. În Egiptul antic, de exemplu, a fost creat un templu special dedicat „vindecătorului vindecător” - lumina. Iar în Roma antică, casele erau construite în așa fel încât nimic nu-i împiedica pe cetățenii iubitori de lumină să se răsfețe zilnic „să bea razele soarelui” – acesta era numele pe care îl foloseau pentru a face băi de soare în anexe speciale cu acoperișuri plate (solarii). Hipocrate a vindecat bolile de piele, ale sistemului nervos, rahitismul și artrita cu ajutorul soarelui. Cu peste 2000 de ani în urmă el a numit această utilizare lumina soarelui helioterapia.

Tot în antichitate au început să se dezvolte secțiunile teoretice ale fizicii medicale. Una dintre ele este biomecanica. Cercetarea în biomecanică este la fel de veche ca și cercetarea în biologie și mecanică. Studiile care, conform conceptelor moderne, aparțin domeniului biomecanicii, erau deja cunoscute în Egiptul antic. Celebrul papirus egiptean (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 î.Hr.) descrie diverse cazuri de leziuni motorii, inclusiv paralizia datorată luxației vertebrelor, clasificarea acestora, metodele de tratament și prognosticul.

Socrate, care a trăit cca. 470-399 BC, ne-a învățat că nu vom putea înțelege lumea din jurul nostru până când nu vom înțelege propria noastră natură. Vechii greci și romani știau multe despre principalele vase de sânge și valvele cardiace, știau să asculte munca inimii (de exemplu, medicul grec Areteus în secolul al II-lea î.Hr.). Herophilus din Chalcedoc (secolul al III-lea î.Hr.) a distins între vase artere și vene.

Părintele medicinei moderne, medicul grec antic Hipocrate, a reformat medicina antică, separând-o de metodele de tratament cu vrăji, rugăciuni și sacrificii către zei. În tratatele „Reducerea articulațiilor”, „Fracturile”, „Rănile capului”, el a clasificat leziunile aparatului locomotor cunoscute la acea vreme și a propus metode de tratare a acestora, în special cele mecanice, folosind bandaje strânse, tracțiune și fixare. . Se pare că, deja în acel moment, au apărut primele proteze de membre îmbunătățite, care serveau și pentru îndeplinirea anumitor funcții. În orice caz, Pliniu cel Bătrân menționează un comandant roman care a participat la al doilea război punic (218-210 î.Hr.). După rana primită, brațul drept i-a fost amputat și înlocuit cu unul de fier. În același timp, putea ține un scut cu o proteză și a participat la lupte.

Platon a creat doctrina ideilor - prototipuri inteligibile imuabile ale tuturor lucrurilor. Analizând forma corpului uman, a învățat că „zeii, imitând contururile universului... au inclus ambele rotații divine într-un corp sferic... pe care acum îl numim cap”. Dispozitivul aparatului locomotor este înțeles de el astfel: „pentru ca capul să nu se rostogolească pe pământ, peste tot acoperit cu denivelări și gropi... corpul a devenit alungit și, după planul lui Dumnezeu, care l-a făcut. mobil, a crescut din el însuși patru membre care pot fi întinse și îndoite; agățându-se de ele și bazându-se pe ele, a dobândit capacitatea de a se mișca peste tot...”. Metoda lui Platon de raționament cu privire la structura lumii și a omului se bazează pe un studiu logic, care „ar trebui să meargă în așa fel încât să atingă cel mai mare grad de probabilitate”.

Marele filozof grec antic Aristotel, ale cărui scrieri acoperă aproape toate domeniile științei din acea vreme, a compilat prima descriere detaliată a structurii și funcțiilor individuale ale organelor și părților corpului animalelor și a pus bazele embriologiei moderne. La vârsta de șaptesprezece ani, Aristotel, fiul unui medic din Stagira, a venit la Atena pentru a studia la Academia lui Platon (428-348 î.Hr.). După ce a stat douăzeci de ani la Academie și a devenit unul dintre cei mai apropiați studenți ai lui Platon, Aristotel a părăsit-o abia după moartea profesorului său. Ulterior, s-a ocupat de anatomia și studiul structurii animalelor, adunând o varietate de fapte și efectuând experimente și disecții. Multe observații și descoperiri unice au fost făcute de el în acest domeniu. Deci, Aristotel a stabilit pentru prima dată bătăile inimii unui embrion de pui în a treia zi de dezvoltare, a descris aparatul de mestecat al aricilor de mare („lanterna lui Aristotel”) și multe altele. În căutarea forței motrice a fluxului sanguin, Aristotel a propus un mecanism de mișcare a sângelui asociat cu încălzirea acestuia în inimă și cu răcirea în plămâni: „mișcarea inimii este similară cu mișcarea unui lichid care provoacă căldură să a fierbe." În lucrările sale „Despre părțile animalelor”, „Despre mișcarea animalelor” („De Motu Animalium”), „Despre originea animalelor”, Aristotel a considerat pentru prima dată structura corpurilor a peste 500 de specii. a organismelor vii, organizarea muncii sistemelor de organe și a introdus o metodă comparativă de cercetare. Când a clasificat animalele, le-a împărțit în două grupuri mari - cele cu sânge și cele fără sânge. Această diviziune este similară cu diviziunea actuală în vertebrate și nevertebrate. După metoda de mișcare, Aristotel a distins și grupuri de animale cu două picioare, patru picioare, multe picioare și fără picioare. El a fost primul care a descris mersul ca un proces în care mișcarea de rotație a membrelor este transformată în mișcarea de translație a corpului, a fost primul care a remarcat natura asimetrică a mișcării (sprijin pe piciorul stâng, transfer de greutate pe umărul stâng, caracteristic pentru dreptaci). Observând mișcările unei persoane, Aristotel a observat că umbra aruncată de o figură pe perete nu descrie o linie dreaptă, ci o linie în zig-zag. El a evidențiat și a descris organe care sunt diferite ca structură, dar identice ca funcție, de exemplu, solzi la pești, pene la păsări și păr la animale. Aristotel a studiat condițiile pentru echilibrul corpului păsărilor (suport cu două picioare). Reflectând asupra mișcării animalelor, el a evidențiat mecanismele motorii: „... ceea ce se mișcă cu ajutorul unui organ este acela în care începutul coincide cu sfârșitul, ca într-o articulație. Într-adevăr, într-o articulație există o convexă și gol, unul dintre ele este sfârșitul, celălalt este începutul... unul se odihnește, celălalt se mișcă... Totul se mișcă prin împingere sau tragere." Aristotel a fost primul care a descris artera pulmonară și a introdus termenul „aortă”, a remarcat corelațiile structurii părților individuale ale corpului, a subliniat interacțiunea organelor din corp, a pus bazele doctrinei oportunității biologice și a formulat „principiul economiei”: „ceea ce natura ia într-un loc, dă în prieten”. El a descris mai întâi diferențele în structura sistemului circulator, respirator, musculo-scheletic ale diferitelor animale și aparatul lor de mestecat. Spre deosebire de profesorul său, Aristotel nu a considerat „lumea ideilor” ca ceva extern lumii materiale, ci a introdus „ideile” lui Platon ca parte integrantă a naturii, principiul ei principal organizând materia. Ulterior, acest început se transformă în conceptele de „energie vitală”, „spirite animale”.

Marele om de știință grec antic Arhimede a pus bazele hidrostaticii moderne cu studiile sale despre principiile hidrostatice care guvernează un corp plutitor și cu studiile despre flotabilitatea corpurilor. El a fost primul care a aplicat metodele matematice în studiul problemelor din mecanică, formulând și dovedind o serie de afirmații despre echilibrul corpurilor și despre centrul de greutate sub formă de teoreme. Principiul pârghiei, folosit pe scară largă de către Arhimede pentru a crea structuri de constructiiși vehiculele militare, va fi unul dintre primele principii mecanice aplicate în biomecanica sistemului musculo-scheletic. Lucrările lui Arhimede conțin idei despre adăugarea mișcărilor (rectilinii și circulare atunci când un corp se mișcă în spirală), despre o creștere uniformă continuă a vitezei atunci când un corp accelerează, pe care Galileo l-a numit mai târziu drept baza lucrărilor sale fundamentale despre dinamică. .

În lucrarea clasică Despre părțile corpului uman, celebrul medic antic roman Galen a oferit prima descriere cuprinzătoare a anatomiei și fiziologiei umane din istoria medicinei. Această carte a servit ca manual și carte de referință despre medicină timp de aproape o mie și jumătate de ani. Galen a pus bazele fiziologiei făcând primele observații și experimente pe animale vii și studiind scheletele acestora. A introdus vivisecția în medicină - operații și cercetări asupra unui animal viu pentru a studia funcțiile organismului și a dezvolta metode de tratare a bolilor. El a descoperit că într-un organism viu creierul controlează vorbirea și producția de sunet, că arterele sunt pline cu sânge, nu cu aer și, cât a putut el mai bine, a explorat modalitățile în care sângele se mișcă în organism, a descris diferențele structurale dintre artere. și vene și a descoperit valvele cardiace. Galen nu a efectuat autopsii și, poate, prin urmare, în lucrările sale au intrat idei incorecte, de exemplu, despre formarea sângelui venos în ficat și a sângelui arterial - în ventriculul stâng al inimii. De asemenea, nu știa despre existența a două cercuri de circulație a sângelui și despre semnificația atriilor. În lucrarea sa „De motu musculorum” el a descris diferența dintre neuronii motori și senzoriali, mușchii agonişti și antagonişti și a descris pentru prima dată tonusul muscular. El a considerat că cauza contracției musculare este „spiritele animale” care vin de la creier la mușchi de-a lungul fibrelor nervoase. Explorând corpul, Galen a ajuns la concluzia că nimic nu este de prisos în natură și formulat principiul filozofic că, prin explorarea naturii, se poate ajunge la o înțelegere a planului lui Dumnezeu. În epoca Evului Mediu, chiar și cu atotputernicia Inchiziției, s-au făcut multe, mai ales în anatomie, care a servit ulterior drept bază. dezvoltare ulterioară biomecanică.

Rezultatele cercetărilor efectuate în lumea arabă și în țările din Orient ocupă un loc aparte în istoria științei: multe lucrări literare și tratate medicale servesc drept dovadă. Medicul și filozoful arab Ibn Sina (Avicena) a pus bazele medicinei raționale, a formulat temeiuri raționale pentru a face un diagnostic pe baza examinării pacientului (în special, o analiză a fluctuațiilor pulsului arterelor). Natura revoluționară a abordării sale devine clară dacă ne amintim că la acea vreme medicina occidentală, datând de la Hipocrate și Galen, ținea cont de influența stelelor și planetelor asupra tipului și cursului bolii și alegerea tratamentului. agenţi.

Aș dori să spun că în majoritatea lucrărilor oamenilor de știință antici a fost folosită metoda de determinare a pulsului. Metoda de diagnosticare a pulsului a apărut cu multe secole înaintea erei noastre. Dintre izvoarele literare care au ajuns până la noi, cele mai vechi sunt lucrările de origine chineză și tibetană antică. Chinezii antice includ, de exemplu, „Bin-hu Mo-xue”, „Xiang-lei-shih”, „Zhu-bin-shih”, „Nan-jing”, precum și secțiuni din tratatele „Jia-i- ching”, „Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu”, etc.

Istoria diagnosticării pulsului este indisolubil legată de numele vechiului vindecător chinez - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). Începutul căii tehnicii de diagnosticare a pulsului este asociat cu una dintre legende, conform căreia Bian Qiao a fost invitat să o trateze pe fiica unui mandarin nobil (oficial). Situația a fost complicată de faptul că chiar și medicilor le era strict interzis să vadă și să atingă persoane de rang nobil. Bian Qiao a cerut o sfoară subțire. Apoi i-a sugerat să lege celălalt capăt al șnurului de încheietura prințesei, care se afla în spatele paravanului, dar vindecătorii de la curte l-au tratat cu dispreț pe doctorul invitat și au decis să-i facă o păcăleală legând capătul șnurului nu de încheietura prințesei, dar până la laba unui câine care alergă în apropiere. Câteva secunde mai târziu, spre surprinderea celor prezenți, Bian Qiao a declarat calm că acestea nu erau impulsuri ale unei persoane, ci ale unui animal, iar acest animal azvârlit cu viermi. Îndemânarea medicului a stârnit admirație, iar cordonul a fost transferat cu încredere la încheietura prințesei, după care a fost determinată boala și a fost prescris tratament. Drept urmare, prințesa și-a revenit rapid, iar tehnica sa a devenit cunoscută pe scară largă.

Hua Tuo - a folosit cu succes diagnosticarea pulsului în practica chirurgicală, combinându-l cu un examen clinic. În acele vremuri, operațiile erau interzise prin lege, operația se făcea în ultimă instanță, dacă nu exista încredere în vindecarea prin metode conservatoare, chirurgii pur și simplu nu cunoșteau laparotomii diagnostice. Diagnosticul a fost pus prin examen extern. Hua Tuo și-a transmis arta de a stăpâni diagnosticarea pulsului studenților harnici. Exista o regulă că doar un om poate învăța o anumită măiestrie a diagnosticului pulsului, învățând doar de la un bărbat timp de treizeci de ani. Hua Tuo a fost primul care a folosit o tehnică specială pentru examinarea studenților cu privire la capacitatea de a utiliza pulsurile pentru diagnostic: pacientul a fost așezat în spatele unui paravan, iar mâinile i-au fost trecute prin tăieturile din acesta, astfel încât studentul să poată vedea și studia doar mâinile. Practica zilnică, persistentă a dat rapid rezultate de succes.

2. Evul Mediu și Epoca Modernă

1 Leonardo da Vinci

În Evul Mediu și Renaștere, dezvoltarea principalelor secțiuni ale fizicii a avut loc în Europa. Un fizician celebru din acea vreme, dar nu numai un fizician, a fost Leonardo da Vinci. Leonardo a studiat mișcările umane, zborul păsărilor, activitatea valvelor inimii, mișcarea sucului de plante. El a descris mecanica corpului când stă în picioare și se ridică dintr-o poziție așezată, mersul în sus și în jos, tehnica săriturii, a descris pentru prima dată varietatea de mers ale persoanelor cu fizice diferite, a efectuat o analiză comparativă a mersului unei persoane, o maimuță și un număr de animale capabile să meargă biped (ursul) . În toate cazurile, s-a acordat o atenție deosebită poziției centrelor de greutate și rezistenței. În mecanică, Leonardo da Vinci a fost primul care a introdus conceptul de rezistență pe care lichidele și gazele o exercită asupra corpurilor care se mișcă în ele și a fost primul care a înțeles importanța unui nou concept - momentul forței despre un punct - pentru analiza mișcării corpurilor. Analizând forțele dezvoltate de mușchi și având cunoștințe excelente de anatomie, Leonardo a introdus liniile de acțiune ale forțelor de-a lungul direcției mușchiului corespunzător și astfel a anticipat conceptul de natura vectorială a forțelor. Când descrie acțiunea mușchilor și interacțiunea sistemelor musculare atunci când efectuează o mișcare, Leonardo a luat în considerare corzile întinse între punctele de atașare a mușchilor. Pentru a desemna mușchii și nervii individuali, el a folosit desemnări cu litere. În lucrările sale se pot găsi bazele viitoarei doctrine a reflexelor. Observând contracțiile musculare, el a observat că contracțiile pot apărea involuntar, automat, fără control conștient. Leonardo a încercat să traducă toate observațiile și ideile în aplicații tehnice, a lăsat numeroase desene cu dispozitive concepute pentru diverse tipuri de mișcări, de la schiuri nautice și planoare până la proteze și prototipuri de scaune cu rotile moderne pentru persoanele cu dizabilități (mai mult de 7 mii de foi de manuscrise în total). ). Leonardo da Vinci a efectuat cercetări asupra sunetului generat de mișcarea aripilor insectelor, a descris posibilitatea de a schimba înălțimea sunetului atunci când aripa este tăiată sau unsă cu miere. Efectuând studii anatomice, el a atras atenția asupra caracteristicilor ramificării traheei, arterelor și venelor din plămâni și, de asemenea, a subliniat că o erecție este o consecință a fluxului sanguin către organele genitale. El a efectuat studii de pionierat asupra filotaxiei, descriind modelele de aranjare a frunzelor unui număr de plante, a făcut amprente ale fasciculelor de frunze vascular-fibroase și a studiat caracteristicile structurii lor.

2 Iatrofizică

In medicina secolelor XVI-XVIII exista o directie speciala numita iatromecanica sau iatrofizica (din grecescul iatros - doctor). Lucrările celebrului medic și chimist elvețian Theophrastus Paracelsus și ale naturalistului olandez Jan Van Helmont, cunoscut pentru experimentele sale privind generarea spontană a șoarecilor din făină de grâu, praf și cămăși murdare, conțineau o declarație despre integritatea corpului, descrisă în forma unui început mistic. Reprezentanții unei viziuni raționale asupra lumii nu puteau accepta acest lucru și, în căutarea unor fundamente raționale pentru procesele biologice, au pus ca bază pentru studiul lor mecanica, cel mai dezvoltat domeniu de cunoaștere la acea vreme. Iatromecanica pretindea că explică toate fenomenele fiziologice și patologice bazate pe legile mecanicii și fizicii. Cunoscutul medic, fiziolog și chimist german Friedrich Hoffmann a formulat un credo particular al iatrofizicii, conform căruia viața este mișcare, iar mecanica este cauza și legea tuturor fenomenelor. Hoffmann a văzut viața ca un proces mecanic, în timpul căruia mișcările nervilor de-a lungul cărora se mișcă „spiritul animal” (spiritum animalium) situat în creier, controlează contracțiile musculare, circulația sângelui și funcționarea inimii. Ca urmare, corpul - un fel de mașină - este pus în mișcare. În același timp, mecanica a fost considerată ca bază a activității vitale a organismelor.

Asemenea afirmații, așa cum este acum clar, erau în mare măsură insuportabile, dar iatromecanica s-a opus ideilor scolastice și mistice, a introdus multe informații importante până acum necunoscute și instrumente noi pentru măsurători fiziologice în uz. De exemplu, în opinia unuia dintre reprezentanții iatromecanicii, Giorgio Baglivi, mâna a fost asemănată cu o pârghie, pieptul cu burduf, glandele cu site, iar inima cu o pompă hidraulică. Aceste analogii sunt destul de rezonabile astăzi. În secolul al XVI-lea, în lucrările medicului armatei franceze A. Pare (Ambroise Pare), au fost puse bazele chirurgiei moderne și au fost propuse dispozitive ortopedice artificiale - proteze de picior, braț, mână, a căror dezvoltare s-a bazat mai mult pe un fundament științific decât pe o simplă imitație a unei forme pierdute. În 1555, în lucrările naturalistului francez Pierre Belon, a fost descris mecanismul hidraulic pentru mișcarea anemonelor de mare. Unul dintre fondatorii iatrochimiei, Van Helmont, studiind procesele de fermentare a alimentelor în organismele animale, s-a interesat de produsele gazoase și a introdus în știință termenul de „gaz” (din olandezul gisten – a fermenta). În dezvoltarea ideilor iatromecanicii au fost implicați A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes. Iatromecanica, care reduce toate procesele din sistemele vii la cele mecanice, precum și iatrochimia, datând din Paracelsus, ai cărui reprezentanți credeau că viața se reduce la transformări chimice ale substanțelor chimice care alcătuiesc corpul, a dus la o unilaterală și adesea idee incorectă despre procesele activității vitale și metodele de tratare a bolilor. Cu toate acestea, aceste abordări, în special sinteza lor, au făcut posibilă formularea unei abordări raționale în medicină în secolele XVI-XVII. Chiar și doctrina posibilității de generare spontană a vieții a jucat un rol pozitiv, punând la îndoială ipotezele religioase despre crearea vieții. Paracelsus a creat o „anatomie a esenței omului”, pe care a încercat să arate că „în corpul uman, trei ingrediente omniprezente erau conectate într-un mod mistic: sărurile, sulful și mercurul”.

În cadrul conceptelor filozofice ale acelei vremuri, se forma o nouă idee iatro-mecanică a esenței proceselor patologice. Astfel, medicul german G. Chatl a creat doctrina animismului (din lat.anima - suflet), conform căreia boala era considerată ca mișcări efectuate de suflet pentru a îndepărta extratereștrii din corp. Substanțe dăunătoare. Reprezentantul iatrofizicii, doctorul italian Santorio (1561-1636), profesor de medicină la Padova, credea că orice boală este o consecință a unei încălcări a tiparelor de mișcare ale celor mai mici particule individuale ale corpului. Santorio a fost unul dintre primii care a aplicat metoda experimentală de cercetare și prelucrare matematică a datelor și a creat o serie de instrumente interesante. Într-o cameră specială pe care a proiectat-o, Santorio a studiat metabolismul și a stabilit pentru prima dată legătura cu procesele vieții inconsecvență în greutatea corporală. Împreună cu Galileo, a inventat un termometru cu mercur pentru măsurarea temperaturii corpurilor (1626). În lucrarea sa „Medicina statică” (1614), sunt prezentate simultan prevederile iatrofizicii și iatrochimiei. Cercetările ulterioare au condus la schimbări revoluționare în ideile despre structură și muncă a sistemului cardio-vascular. Anatomistul italian Fabrizio d "Aquapendente a descoperit valvele venoase. Cercetatorul italian P. Azelli si anatomistul danez T. Bartholin au descoperit vasele limfatice.

Medicul englez William Harvey deține descoperirea închiderii sistemului circulator. În timp ce studia la Padova (în 1598-1601), Harvey a ascultat prelegerile lui Fabrizio d "Aquapendente și, se pare, a participat la prelegerile lui Galileo. În orice caz, Harvey a fost la Padova, în timp ce faima prelegerilor strălucite ale lui Galileo, care au fost Descoperirea lui Harvey a închiderii circulatorii a fost rezultatul unei aplicări sistematice a metodei cantitative de măsurare dezvoltate mai devreme de Galileo, și nu o simplă observație sau presupuneri.Harvey a făcut o demonstrație în care a arătat că sângele se mișcă din ventriculul stâng al inimii într-o singură direcție Măsurând volumul de sânge ejectat de inimă într-o singură contracție (volumul stroke), a înmulțit numărul rezultat cu frecvența contracțiilor inimii și a arătat că într-o oră pompează un volum de sânge mult mai mare decât volumul corpului. Astfel s-a ajuns la concluzia că un volum mult mai mic de sânge trebuie să circule continuu într-un cerc vicios, intrând în inimă și pompând la ei prin sistemul vascular. Rezultatele lucrării au fost publicate în lucrarea „Studiul anatomic al mișcării inimii și a sângelui la animale” (1628). Rezultatele lucrării au fost mai mult decât revoluționare. Cert este că încă de pe vremea lui Galen se credea că sângele este produs în intestine, de unde pătrunde în ficat, apoi în inimă, de unde este distribuit prin sistemul de artere și vene către alte organe. Harvey a descris inima, împărțită în camere separate, ca un sac muscular care acționează ca o pompă care pompează sângele în vase. Sângele se mișcă într-un cerc într-o direcție și intră din nou în inimă. Fluxul invers al sângelui în vene este împiedicat de valvele venoase descoperite de Fabrizio d'Akvapendente.Doctrina revoluţionară a lui Harvey asupra circulaţiei sanguine a contrazis afirmaţiile lui Galen, în legătură cu care cărţile sale au fost aspru criticate şi chiar şi pacienţii i-au refuzat adesea serviciile medicale. 1623, Harvey a servit ca medic de curte al lui Carol I și cel mai înalt patronaj l-a salvat de atacurile oponenților și a oferit ocazia pentru continuarea lucrărilor științifice. Harvey a efectuat cercetări ample asupra embriologiei, a descris etapele individuale de dezvoltare a embrionului („Studii on the Birth of Animals”, 1651).Secolul al XVII-lea poate fi numit epoca hidraulicei și a gândirii hidraulice.Progresele tehnologiei au contribuit la apariția de noi analogii și la o mai bună înțelegere a proceselor care au loc în organismele vii. Acesta este, probabil, motivul pentru care Harvey a descris inima ca pe o pompă hidraulică care pompează sânge prin „conducta” sistemului vascular.Pentru a recunoaște pe deplin rezultatele muncii lui Harvey, a fost doar necesar să se găsească veriga lipsă care închide cercul dintre artere și vene. , care se va face în curând în lucrările lui Malpighi.plămânii și motivele pompării aerului prin ei au rămas de neînțeles pentru Harvey - succesele fără precedent ale chimiei și descoperirea compoziției aerului erau încă înainte.Secolul al XVII-lea este o piatră de hotar importantă. în istoria biomecanicii, deoarece a fost marcată nu numai de apariția primelor lucrări tipărite despre biomecanica, ci și de formarea unei noi imagini asupra vieții și a naturii mobilității biologice.

Matematicianul, fizicianul, filozoful și fiziologul francez René Descartes a fost primul care a încercat să construiască un model mecanic al unui organism viu, ținând cont de controlul prin intermediul sistemului nervos. Interpretarea sa a teoriei fiziologice bazată pe legile mecanicii a fost cuprinsă într-o lucrare publicată postum (1662-1664). În această formulare, pentru prima dată, a fost exprimată ideea cardinală pentru științele vieții de reglare prin feedback. Descartes considera o persoană ca pe un mecanism corporal pus în mișcare de „spiritele vii” care „urc constant în număr mare de la inimă la creier și de acolo prin nervi până la mușchi și pun în mișcare toți membrii”. Fără a exagera rolul „spiritelor”, în tratatul „Descrierea corpului uman. Despre formarea unui animal” (1648), el scrie că cunoştinţele de mecanică şi anatomie ne permit să vedem în corp „un număr semnificativ de organe sau arcuri” pentru organizarea mișcării corpului. Descartes aseamănă munca corpului cu un mecanism de ceas, cu arcuri, roți dințate, roți dințate separate. În plus, Descartes a studiat coordonarea mișcărilor diferitelor părți ale corpului. Efectuând experimente ample privind studiul activității inimii și mișcării sângelui în cavitățile inimii și a vaselor mari, Descartes nu este de acord cu conceptul lui Harvey despre contracțiile inimii ca forță motrice a circulației sanguine. El apără ipoteza ascendentă la Aristotel despre încălzirea și subțierea sângelui în inimă sub influența căldurii inerente inimii, promovarea extinderii sângelui în vase mari, unde se răcește și „inima și arterele cad imediat în jos. și contract”. Descartes vede rolul sistemului respirator în faptul că respirația „aduce suficient aer proaspăt în plămâni, astfel încât sângele care vine acolo din partea dreaptă a inimii, unde se lichefiază și, parcă, se transformă în vapori, se transformă din nou. din vapori în sânge”. De asemenea, a studiat mișcările ochilor, a folosit împărțirea țesuturilor biologice în funcție de proprietățile mecanice în lichid și solid. În domeniul mecanicii, Descartes a formulat legea conservării impulsului și a introdus conceptul de impuls.

3 Construirea unui microscop

Invenția microscopului, un instrument atât de important pentru toată știința, se datorează în primul rând influenței dezvoltării opticii. Unele proprietăți optice ale suprafețelor curbate erau deja cunoscute de Euclid (300 î.Hr.) și Ptolemeu (127-151), dar puterea lor de mărire nu și-a găsit aplicație practică. În acest sens, primele ochelari au fost inventate de Salvinio deli Arleati în Italia abia în 1285. În secolul al XVI-lea, Leonardo da Vinci și Maurolico au arătat că obiectele mici sunt cel mai bine studiate cu lupa.

Primul microscop a fost creat abia în 1595 de Z. Jansen. Invenția a constat în faptul că Zacharius Jansen a montat două lentile convexe în interiorul unui tub, punând astfel bazele pentru crearea de microscoape complexe. Concentrarea asupra obiectului studiat a fost realizată printr-un tub retractabil. Mărirea microscopului a fost de la 3 la 10 ori. Și a fost o adevărată descoperire în domeniul microscopiei! Fiecare dintre următorul său microscop, s-a îmbunătățit semnificativ.

În această perioadă (secolul al XVI-lea) instrumentele de cercetare daneze, engleze și italiene au început treptat să se dezvolte, punând bazele microscopiei moderne.

Răspândirea și perfecționarea rapidă a microscoapelor a început după ce Galileo (G. Galilei), îmbunătățind telescopul pe care l-a proiectat, a început să-l folosească ca un fel de microscop (1609-1610), modificând distanța dintre obiectiv și ocular.

Mai târziu, în 1624, după ce a realizat fabricarea de lentile de focalizare mai scurte, Galileo a redus semnificativ dimensiunile microscopului său.

În 1625, I. Faber, membru al „Academiei Vigilantii” („Akudemia dei lincei”) romană, a propus termenul de „microscop”. Primele succese asociate cu utilizarea microscopului în cercetarea biologică științifică au fost obținute de R. Hooke, care a fost primul care a descris o celulă vegetală (aproximativ 1665). În cartea sa „Micrographia”, Hooke a descris structura microscopului.

În 1681, Societatea Regală din Londra, în întâlnirea lor, a discutat în detaliu situația particulară. Olandezul Levenguk (A. van Leenwenhoek) a descris miracolele uimitoare pe care le-a descoperit cu microscopul într-o picătură de apă, într-o infuzie de piper, în noroiul unui râu, în scobitura propriului dinte. Leeuwenhoek, folosind un microscop, a descoperit și schițat spermatozoizii diferitelor protozoare, detalii ale structurii țesutului osos (1673-1677).

"Cu cea mai mare uimire, am văzut în picătură o mulțime de animale mici mișcându-se vioi în toate direcțiile, ca o știucă în apă. Cel mai mic dintre aceste animale mici este de o mie de ori mai mic decât ochiul unui păduchi adult."

3. Istoricul utilizării energiei electrice în medicină

3.1 Un mic context

Din cele mai vechi timpuri, omul a încercat să înțeleagă fenomenele din natură. Au apărut multe ipoteze ingenioase care explică ceea ce se întâmplă în jurul unei persoane timp diferitși în diferite țări. Gândurile oamenilor de știință și filosofilor greci și romani care au trăit înaintea erei noastre: Arhimede, Euclid, Lucrețiu, Aristotel, Democrit și alții - ajută încă la dezvoltarea cercetării științifice.

După primele observații ale fenomenelor electrice și magnetice de către Thales din Milet, interesul pentru ele a apărut periodic, determinat de sarcinile de vindecare.

Orez. 1. Experiență cu o rampă electrică

Trebuie remarcat faptul că proprietățile electrice ale unor pești, cunoscute în cele mai vechi timpuri, sunt încă un secret nedezvăluit al naturii. Deci, de exemplu, în 1960, la o expoziție organizată de British Scientific Royal Society în onoarea a 300 de ani de la întemeierea sa, printre misterele naturii pe care o persoană trebuie să le rezolve, un acvariu obișnuit de sticlă cu un pește în el - o rază electrică (Fig. unu). Un voltmetru a fost conectat la acvariu prin electrozi metalici. Când peștele era în repaus, acul voltmetrului era la zero. Când peștele s-a mișcat, voltmetrul arăta o tensiune care a ajuns la 400 V în timpul mișcărilor active. Inscripția scria: „Natura acestui fenomen electric, observat cu mult înainte de organizarea societății regale engleze, o persoană încă nu se poate dezlega”.

2 Ce îi datorăm lui Gilbert?

Efectul terapeutic al fenomenelor electrice asupra unei persoane, conform observațiilor care existau în cele mai vechi timpuri, poate fi considerat un fel de remediu stimulant și psihogen. Acest instrument a fost fie folosit, fie uitat. Perioadă lungă de timp nu s-au efectuat studii serioase asupra fenomenelor electrice și magnetice în sine, și mai ales asupra acțiunii lor ca remediu.

Primul studiu experimental detaliat al fenomenelor electrice și magnetice aparține fizicianului englez, mai târziu medicului de curte William Gilbert (Gilbert) (1544-1603 vol.). Gilbert a fost considerat pe merit un medic inovator. Succesul său a fost determinat în mare măsură de studiul conștiincios și apoi de aplicarea mijloacelor medicale antice, inclusiv electricitatea și magnetismul. Gilbert a înțeles că, fără un studiu amănunțit al radiațiilor electrice și magnetice, este dificil să se folosească „fluide” în tratament.

Ignorând presupunerile fantastice, netestate și afirmațiile nefondate, Gilbert a efectuat o varietate de studii experimentale ale fenomenelor electrice și magnetice. Rezultatele acestui prim studiu despre electricitate și magnetism sunt grandioase.

În primul rând, Gilbert a exprimat pentru prima dată ideea că acul magnetic al busolei se mișcă sub influența magnetismului Pământului și nu sub influența uneia dintre stele, așa cum se credea înaintea lui. El a fost primul care a efectuat magnetizarea artificială, a stabilit faptul inseparabilității polilor magnetici. Studiind fenomenele electrice concomitent cu cele magnetice, Gilbert, pe baza a numeroase observații, a arătat că radiațiile electrice apar nu numai atunci când chihlimbarul este frecat, ci și atunci când sunt frecate alte materiale. Aducand un omagiu chihlimbarului - primul material pe care s-a observat electrificarea, el le numeste electrice, pe baza numelui grecesc pentru chihlimbar - electron. În consecință, cuvântul „electricitate” a fost introdus în viață la sugestia unui medic pe baza cercetărilor sale, care au devenit istorice, care au pus bazele dezvoltării atât a ingineriei electrice, cât și a electroterapiei. În același timp, Gilbert a formulat cu succes diferența fundamentală dintre fenomenele electrice și magnetice: „Magnetismul, ca și gravitația, este o anumită forță inițială care emană din corpuri, în timp ce electrificarea se datorează stoarcerii din porii corpului a unor fluxuri speciale ca rezultat. de frecare”.

În esență, înainte de lucrările lui Ampère și Faraday, adică timp de mai bine de două sute de ani după moartea lui Gilbert (rezultatele cercetărilor sale au fost publicate în cartea Despre magnet, corpuri magnetice și marele magnet - Pământul , 1600), electrificarea și magnetismul au fost considerate izolat.

P. S. Kudryavtsev în „Istoria fizicii” citează cuvintele marelui reprezentant al Renașterii, Galileo: „Laud, mă minunez, invidiindu-l pe Hilbert (Gilbert). oameni geniali, dar care nici unul dintre ele nu a fost atent studiat... Nu am nicio îndoială că de-a lungul timpului această ramură a științei (vorbim despre electricitate și magnetism - V. M.) va face progrese atât ca urmare a noilor observații, cât și, mai ales, ca urmare a unei măsuri stricte de probă”.

Gilbert a murit la 30 noiembrie 1603, după ce a lăsat moștenire toate instrumentele și lucrările pe care le crease Societății Medicale din Londra, al cărei președinte a fost activ până la moartea sa.

3 Premiul acordat lui Marat

Ajunul revoluției burgheze franceze. Să rezumăm cercetările din domeniul electrotehnicii din această perioadă. S-a stabilit prezența electricității pozitive și negative, au fost construite și îmbunătățite primele mașini electrostatice, bănci Leyden (un fel de condensatoare de stocare a sarcinii), au fost create electroscoape, au fost formulate ipoteze calitative ale fenomenelor electrice, s-au făcut încercări îndrăznețe de investigare a electricității. natura fulgerului.

Natura electrică a fulgerului și efectul său asupra oamenilor au întărit și mai mult opinia conform căreia electricitatea nu poate doar lovi oamenii, ci și vindeca oamenii. Să dăm câteva exemple. La 8 aprilie 1730, britanicii Gray și Wheeler au efectuat experimentul acum clasic cu electrificarea omului.

În curtea casei în care locuia Gray au fost săpați în pământ doi stâlpi de lemn uscat, pe care s-a fixat o bârnă de lemn, peste grinda de lemn au fost aruncate două funii de păr. Capetele lor inferioare erau legate. Corzile au susținut cu ușurință greutatea băiatului care a acceptat să ia parte la experiment. Așezat ca pe un leagăn, băiatul ținea cu o mână o tijă sau o tijă metalică electrificată prin frecare, căruia îi era transferată o sarcină electrică dintr-un corp electrificat. Cu cealaltă mână, băiatul a aruncat monede, una după alta, într-o placă de metal care era pe un uscat. placa de lemn sub ea (Fig. 2). Monedele dobândeau o încărcare prin corpul băiatului; căzând, au încărcat o placă de metal, care a început să atragă bucăți de paie uscate aflate în apropiere. Experimentele au fost efectuate de mai multe ori și au stârnit un interes considerabil nu numai în rândul oamenilor de știință. Poetul englez George Bose a scris:

Mad Grey, ce știai cu adevărat despre proprietățile acelei forțe, necunoscute până acum? Ai voie, prostule, să-ți asumi riscuri Și să conectezi o persoană la curent?

Orez. 2. Experienta cu electrificarea omului

Francezii Dufay, Nollet și compatriotul nostru Georg Richman aproape simultan, independent unul de celălalt, au proiectat un dispozitiv pentru măsurarea gradului de electrizare, care a extins semnificativ utilizarea descărcării electrice pentru tratament și a devenit posibilă dozarea acesteia. Academia de Științe din Paris a dedicat mai multe întâlniri pentru a discuta efectul deversarii conservelor Leyden asupra unei persoane. Ludovic al XV-lea a devenit și el interesat de acest lucru. La cererea regelui, fizicianul Nollet, împreună cu medicul Louis Lemonnier, au efectuat un experiment într-una dintre sălile mari ale Palatului Versailles, demonstrând efectul de înțepătură al electricității statice. Beneficiile „distracțiilor de curte” au fost: mulți erau interesați de ele, mulți au început să studieze fenomenele de electrificare.

În 1787, medicul și fizicianul englez Adams a creat pentru prima dată o mașină electrostatică specială în scopuri medicale. El l-a folosit pe scară largă în practica sa medicală (Fig. 3) și a primit rezultate pozitive, care pot fi explicate prin efectul stimulator al curentului și efectul psihoterapeutic și efectul specific al descărcării asupra unei persoane.

Era electrostatică și magnetostatică, căreia îi aparține tot ce s-a menționat mai sus, se încheie cu dezvoltarea fundamentelor matematice ale acestor științe, realizată de Poisson, Ostrogradsky, Gauss.

Orez. 3. Sedinta de electroterapie (de la o gravura veche)

Utilizarea descărcărilor electrice în medicină și biologie a primit o recunoaștere deplină. Contractia musculara cauzata de atingerea razelor electrice, anghilelor, somnului, a marturisit actiunea unui soc electric. Experimentele englezului John Warlish au dovedit natura electrică a impactului razei, iar anatomistul Gunther a oferit o descriere exactă a organului electric al acestui pește.

În 1752, medicul german Sulzer a publicat un mesaj despre un nou fenomen pe care îl descoperise. Limba care atinge două metale diferite în același timp provoacă o senzație de gust acru. Sulzer nu a presupus că această observație reprezintă începutul celor mai importante domenii științifice - electrochimie și electrofiziologie.

A crescut interesul pentru utilizarea energiei electrice în medicină. Academia din Rouen a anunțat un concurs pentru cea mai bună lucrare pe această temă: „Determină gradul și condițiile în care poți conta pe electricitate în tratamentul bolilor”. Premiul I a fost acordat lui Marat, medic de profesie, al cărui nume a intrat în istoria Revoluției Franceze. Apariția lucrării lui Marat a fost oportună, deoarece utilizarea energiei electrice pentru tratament nu a fost lipsită de misticism și șarlamăni. Un anume Mesmer, folosind teorii științifice la modă despre mașinile electrice aprinse, a început să afirme că în 1771 a găsit un remediu medical universal - magnetismul „animal”, acționând asupra pacientului la distanță. Au deschis cabinete medicale speciale, unde erau aparate electrostatice de tensiune suficient de mare. Pacientul a fost nevoit să atingă părțile care transportă curent ale mașinii, în timp ce a simțit un șoc electric. Din câte se pare, cazurile de efect pozitiv de a fi în cabinetele „medicului” lui Mesmer pot fi explicate nu numai prin efectul iritant al unui șoc electric, ci și prin acțiunea ozonului, care apare în încăperile în care funcționau mașinile electrostatice, și fenomenele menționate. mai devreme. Ar putea avea un efect pozitiv asupra unor pacienți și o modificare a conținutului de bacterii din aer sub influența ionizării aerului. Dar Mesmer nu bănuia asta. După eșecurile dezastruoase despre care Marat a avertizat în timp util în munca sa, Mesmer a dispărut din Franța. Creată cu participarea celui mai mare fizician francez Lavoisier, comisia guvernamentală de investigare a activităților „medicale” ale lui Mesmer nu a reușit să explice efectul pozitiv al electricității asupra oamenilor. Tratamentul cu energie electrică în Franța a fost oprit temporar.

4 Litigiu între Galvani și Volta

Și acum vom vorbi despre studiile efectuate la aproape două sute de ani de la publicarea lucrării lui Gilbert. Ele sunt asociate cu numele profesorului italian de anatomie și medicină Luigi Galvani și profesorului italian de fizică Alessandro Volta.

În laboratorul de anatomie al Universității din Boulogne, Luigi Galvani a efectuat un experiment, a cărui descriere a șocat oamenii de știință din întreaga lume. Broaștele au fost disecate pe masa de laborator. Sarcina experimentului a fost de a demonstra și observa pe cei goi, nervii membrelor lor. Pe această masă se afla o mașină electrostatică, cu ajutorul căreia a fost creată și studiată o scânteie. Iată declarațiile lui Luigi Galvani însuși din lucrarea sa „Despre forțele electrice în timpul mișcărilor musculare”: „... Unul dintre asistenții mei a atins accidental foarte ușor nervii femurali interni ai broaștei cu un vârf. Piciorul broaștei s-a zvâcnit brusc”. Și mai departe: „... Acest lucru reușește atunci când o scânteie este extrasă din condensatorul mașinii”.

Acest fenomen poate fi explicat după cum urmează. Atomii și moleculele de aer din zona de unde provine scânteia sunt afectați de schimbare câmp electric, ca urmare, dobândesc o sarcină electrică, încetând să mai fie neutre. Ionii rezultați și moleculele încărcate electric se propagă la o anumită distanță, relativ mică, de mașina electrostatică, deoarece atunci când se mișcă, ciocnind cu moleculele de aer, își pierd sarcina. În același timp, se pot acumula pe obiecte metalice care sunt bine izolate de suprafața pământului și sunt descărcate dacă apare un circuit electric conductiv la pământ. Podeaua din laborator era uscată, din lemn. A izolat bine încăperea în care lucra Galvani de la sol. Obiectul pe care s-au acumulat încărcăturile a fost un bisturiu metalic. Chiar și o ușoară atingere a bisturiului de pe nervul broaștei a dus la o „descărcare” de electricitate statică acumulată pe bisturiu, determinând retragerea labei fără nicio deteriorare mecanică. În sine, fenomenul de descărcare secundară cauzată de inducția electrostatică era deja cunoscut la acea vreme.

Talentul strălucit al experimentatorului și realizarea unui număr mare de studii versatile i-au permis lui Galvani să descopere un alt fenomen important pentru dezvoltarea ulterioară a ingineriei electrice. Există un experiment privind studiul electricității atmosferice. Ca să-l citez pe Galvani însuși: „... Obosit... de așteptări zadarnice... a început... să apese cârligele de aramă înfipte în măduva spinării de barele de fier – picioarele broaștei s-au micșorat”. Rezultatele experimentului, desfășurat nu mai în aer liber, ci în interior, în absența oricăror mașini electrostatice funcționale, au confirmat că contracția mușchiului broaștei, similară contracției cauzate de scânteia unei mașini electrostatice, are loc atunci când corpul lui broasca este atinsă simultan de două obiecte metalice diferite - un fir și o placă de cupru, argint sau fier. Nimeni nu observase un asemenea fenomen înainte de Galvani. Pe baza rezultatelor observațiilor, el trage o concluzie îndrăzneață, fără ambiguitate. Există o altă sursă de electricitate, este electricitatea „animală” (termenul este echivalent cu termenul „activitatea electrică a țesutului viu”). Un mușchi viu, a susținut Galvani, este un condensator ca un borcan Leyden, electricitate pozitivă se acumulează în interiorul acestuia. Nervul broaștei servește ca „conductor” intern. Atașarea a doi conductori metalici la un mușchi determină curgerea unui curent electric care, ca o scânteie de la o mașină electrostatică, provoacă contractarea mușchiului.

Galvani a experimentat pentru a obține un rezultat clar doar pe mușchii broaștei. Poate că asta i-a permis să propună folosirea „preparatului fiziologic” al piciorului broaștei ca un contor pentru cantitatea de electricitate. O măsură a cantității de electricitate, pentru care a servit un astfel de indicator fiziologic, a fost activitatea de ridicare și cădere a labei atunci când aceasta a intrat în contact cu o placă de metal, care a fost atinsă simultan de un cârlig care trecea prin măduva spinării. broasca și frecvența ridicării labei pe unitatea de timp. De ceva timp, un astfel de indicator fiziologic a fost folosit chiar și de către fizicieni de seamă, și în special de Georg Ohm.

Experimentul electrofiziologic al lui Galvani i-a permis lui Alessandro Volta să creeze prima sursă electrochimică energie electrica, care, la rândul său, a deschis o nouă eră în dezvoltarea ingineriei electrice.

Alessandro Volta a fost unul dintre primii care a apreciat descoperirea lui Galvani. El repetă cu mare grijă experimentele lui Galvani și primește o mulțime de date care confirmă rezultatele sale. Dar deja în primele sale articole „Despre electricitatea animală” și într-o scrisoare către doctorul Boronio din 3 aprilie 1792, Volta, spre deosebire de Galvani, care interpretează fenomenele observate din punctul de vedere al electricității „animale”, evidențiază chimic și fizic. fenomene. Volta stabilește importanța folosirii unor metale diferite pentru aceste experimente (zinc, cupru, plumb, argint, fier), între care se așează o cârpă umezită cu acid.

Iată ce scrie Volta: "În experimentele lui Galvani, broasca este sursa de energie electrică. Totuși, ce este o broască sau orice animal în general? În primul rând, aceștia sunt nervi și mușchi și conțin diverși compuși chimici. Dacă nervii și mușchii broaștei pregătite sunt conectați la două metale diferite, apoi atunci când un astfel de circuit este închis, apare o acțiune electrică. În ultimul meu experiment, au participat și două metale diferite - acestea sunt oțel (plumb) și argint și saliva. a limbii a jucat rolul de lichid.Închizând circuitul cu o placă de legătură, am creat condiții pentru mișcarea continuă a fluidului electric dintr-un loc în altul.Dar puteam arunca aceleași obiecte metalice pur și simplu în apă sau într-un lichid asemănător cu saliva? Dar electricitatea „animală”?

Experimentele efectuate de Volta ne permit să formulăm concluzia că sursa acțiunii electrice este un lanț de metale diferite atunci când acestea intră în contact cu o cârpă umedă sau înmuiată într-o soluție acidă.

Într-una dintre scrisorile către prietenul său, doctorul Vazagi (din nou un exemplu de interes al unui medic pentru electricitate), Volta scria: „Sunt de mult convins că toată acțiunea provine din metale, din contactul cărora fluidul electric pătrunde într-un mediu umed. sau corp apos.Pe această bază, cred că are dreptul să atribuie metalelor toate noile fenomene electrice și să înlocuiască denumirea de „electricitate animală” cu expresia „electricitate metalică”.

Potrivit lui Volt, picioarele de broasca sunt un electroscop sensibil. Între Galvani și Volta, precum și între adepții lor a apărut o dispută istorică - o dispută despre electricitatea „animală” sau „metalică”.

Galvani nu a cedat. A exclus complet metalul din experiment și chiar a disecat broaște cu cuțite de sticlă. S-a dovedit că, chiar și în acest experiment, contactul nervului femural al broaștei cu mușchiul său a dus la o contracție clar vizibilă, deși mult mai mică decât cu participarea metalelor. Aceasta a fost prima fixare a fenomenelor bioelectrice, pe care se bazează electrodiagnostica modernă a sistemului cardiovascular și a unui număr de alte sisteme umane.

Volta încearcă să dezlege natura fenomenelor neobișnuite descoperite. În fața lui, formulează clar următoarea problemă: „Care este cauza apariției electricității?” M-am întrebat în același mod în care ați proceda fiecare dintre voi. Reflecțiile m-au condus la o singură soluție: de la contactul cu două metale diferite, de exemplu, argintul și zincul, echilibrul electricității în ambele metale este perturbat.La punctul de contact al metalelor, electricitatea pozitivă trece din argint în zinc și se acumulează pe acesta din urmă, în timp ce electricitatea negativă se condensează pe argint. .Asta înseamnă că materia electrică se mișcă într-o anumită direcție.Când am aplicat una peste alta plăci de argint și zinc fără distanțiere intermediare, adică plăcile de zinc au fost în contact cu cele de argint, atunci efectul lor total s-a redus la zero. Pentru a spori efectul electric sau pentru a-l rezuma, fiecare placă de zinc trebuie adusă în contact cu un singur argint și se adună în ordine. mai multe perechi. Acest lucru se realizează tocmai prin faptul că am pus câte o bucată de pânză umedă pe fiecare placă de zinc, separând-o astfel de placa de argint a următoarei perechi. „O mare parte din ceea ce a spus Volt nu își pierde semnificația nici acum, în lumina idei științifice moderne.

Din păcate, această dispută a fost întreruptă tragic. Armata lui Napoleon a ocupat Italia. Pentru că a refuzat să jure credință noului guvern, Galvani și-a pierdut scaunul, a fost concediat și a murit la scurt timp după. Al doilea participant la dispută, Volta, a trăit pentru a vedea recunoașterea deplină a descoperirilor ambilor oameni de știință. Într-o dispută istorică, ambii aveau dreptate. Biologul Galvani a intrat în istoria științei ca fondator al bioelectricității, fizicianul Volta - ca fondator al surselor de curent electrochimic.

4. Experimente de VV Petrov. Începutul electrodinamicii

Lucrarea profesorului de fizică al Academiei Medico-Chirurgicale (acum Academia Medicală Militară numită după S. M. Kirov din Leningrad), academicianul V. V. Petrov încheie prima etapă a științei electricității „animale” și „metalice”.

Activitățile lui V.V. Petrov au avut un impact uriaș asupra dezvoltării științei privind utilizarea energiei electrice în medicină și biologie în țara noastră. La Academia Medico-Chirurgicală a creat un cabinet de fizică dotat cu echipamente excelente. În timp ce lucra în el, Petrov a construit prima sursă electrochimică de energie electrică de înaltă tensiune din lume. Estimând tensiunea acestei surse după numărul de elemente incluse în ea, se poate presupune că tensiunea a ajuns la 1800–2000 V la o putere de aproximativ 27–30 W. Această sursă universală a permis lui V. V. Petrov să efectueze zeci de studii într-o perioadă scurtă de timp, ceea ce a deschis diferite moduri de utilizare a energiei electrice în diferite domenii. Numele lui V. V. Petrov este de obicei asociat cu apariția unei noi surse de iluminare, și anume electrică, bazată pe utilizarea unui arc electric care funcționează eficient descoperit de el. În 1803, V. V. Petrov a prezentat rezultatele cercetărilor sale în cartea „News of Galvanic-Voltian Experiments”. Aceasta este prima carte despre energie electrică publicată în țara noastră. A fost republicată aici în 1936.

În această carte, nu numai cercetarea electrică este importantă, ci și rezultatele studierii relației și interacțiunii curentului electric cu un organism viu. Petrov a arătat că corpul uman este capabil de electrificare și că o baterie galvano-voltaică, formată dintr-un număr mare de elemente, este periculoasă pentru oameni; de fapt, el a prezis posibilitatea folosirii energiei electrice pentru kinetoterapie.

Influența cercetării lui VV Petrov asupra dezvoltării ingineriei electrice și a medicinei este mare. Lucrarea sa „News of the Galvanic-Volta Experiments”, tradusă în latină, împodobește, alături de ediția rusă, bibliotecile naționale ale multor țări europene. Laboratorul de electrofizică creat de V.V.Petrov a permis oamenilor de știință ai academiei la mijlocul secolului al XIX-lea să extindă pe scară largă cercetările în domeniul utilizării energiei electrice pentru tratament. Academia de Medicină Militară în această direcție a ocupat o poziție de lider nu doar în rândul instituțiilor din țara noastră, ci și în rândul instituțiilor europene. Este suficient să menționăm numele profesorilor V. P. Egorov, V. V. Lebedinsky, A. V. Lebedinsky, N. P. Khlopin, S. A. Lebedev.

Ce a adus secolul al XIX-lea în studiul electricității? În primul rând, monopolul medicinei și al biologiei asupra energiei electrice a luat sfârșit. Galvani, Volta, Petrov au pus bazele acestui lucru. Prima jumătate și mijlocul secolului al XIX-lea au fost marcate de descoperiri majore în inginerie electrică. Aceste descoperiri sunt asociate cu numele danezului Hans Oersted, francezului Dominique Arago și Andre Ampère, germanului Georg Ohm, englezului Michael Faraday, compatrioților noștri Boris Jacobi, Emil Lenz și Pavel Schilling și multor alți oameni de știință.

Să descriem pe scurt cele mai importante dintre aceste descoperiri, care au legătură directă cu tema noastră. Oersted a fost primul care a stabilit relația completă dintre fenomenele electrice și magnetice. Experimentând cu electricitatea galvanică (cum erau numite fenomenele electrice care decurg din sursele de curent electrochimic la acea vreme, spre deosebire de fenomenele provocate de o mașină electrostatică), Oersted a descoperit abateri ale acului unei busole magnetice situată în apropierea unei surse de curent electric (bateria galvanică). ) în momentul scurtcircuitului şi întreruperii circuitului electric. El a descoperit că această abatere depinde de locația busolei magnetice. Marele merit al lui Oersted este că el însuși a apreciat importanța fenomenului pe care l-a descoperit. Aparent de neclintit de mai bine de două sute de ani, ideile bazate pe lucrările lui Gilbert despre independența fenomenelor magnetice și electrice s-au prăbușit. Oersted a primit material experimental de încredere, pe baza căruia scrie, iar apoi publică cartea „Experimente legate de acțiunea conflictului electric asupra unui ac magnetic”. Pe scurt, el își formulează realizarea astfel: „ Electricitatea galvanică, mergând de la nord la sud peste un ac magnetic suspendat liber, își deviază capătul nordic spre est și, trecând în aceeași direcție pe sub ac, îl deviază spre vest. "

Fizicianul francez André Ampère a dezvăluit clar și profund sensul experimentului lui Oersted, care este prima dovadă de încredere a relației dintre magnetism și electricitate. Ampère a fost un om de știință foarte versatil, excelent în matematică, pasionat de chimie, botanică și literatura antică. A fost un mare divulgator al descoperirilor științifice. Meritele lui Ampere în domeniul fizicii pot fi formulate astfel: a creat o nouă secțiune în doctrina electricității - electrodinamică, acoperind toate manifestările electricității în mișcare. Sursa lui Ampère de sarcini electrice în mișcare a fost o baterie galvanică. Închizând circuitul, a primit mișcarea sarcinilor electrice. Ampère a arătat că odihna sarcini electrice(electricitate statică) nu acționează asupra unui ac magnetic - nu îl deviază. vorbind limbaj modern, Ampère a reușit să identifice semnificația tranzitorilor (pornirea unui circuit electric).

Michael Faraday completează descoperirile lui Oersted și Ampere - creează o doctrină logică coerentă a electrodinamicii. În același timp, el deține o serie de descoperiri majore independente, care au avut, fără îndoială, un impact important asupra utilizării electricității și magnetismului în medicină și biologie. Michael Faraday nu a fost un matematician ca Ampère; în numeroasele sale publicații el nu a folosit o singură expresie analitică. Talentul unui experimentator, conștiincios și muncitor, i-a permis lui Faraday să compenseze lipsa analizei matematice. Faraday descoperă legea inducției. După cum a spus el însuși: „Am găsit o modalitate de a transforma electricitatea în magnetism și invers”. El descoperă auto-inducția.

Finalizarea celei mai mari cercetări a lui Faraday este descoperirea legilor trecerii curentului electric prin lichide conductoare și descompunerea chimică a acestora din urmă, care are loc sub influența curentului electric (fenomenul electrolizei). Faraday formulează legea de bază în felul acesta: „Cantitatea de substanță situată pe plăci conductoare (electrozi) scufundate într-un lichid depinde de puterea curentului și de timpul în care acesta trece: cu cât puterea curentului este mai mare și cu atât trece mai mult. , cu atât cantitatea de substanță va fi eliberată în soluție” .

Rusia s-a dovedit a fi una dintre țările în care descoperirile lui Oersted, Arago, Ampere și, cel mai important, Faraday și-au găsit dezvoltare directă și aplicare practică. Boris Jacobi, folosind descoperirile electrodinamicii, creează prima navă cu motor electric. Emil Lenz deține o serie de lucrări de mare interes practic în diverse domenii ale ingineriei electrice și fizicii. Numele său este de obicei asociat cu descoperirea legii echivalentului termic al energiei electrice, numită legea Joule-Lenz. În plus, Lenz a stabilit o lege care poartă numele lui. Aceasta încheie perioada de creare a bazelor electrodinamicii.

1 Utilizarea energiei electrice în medicină și biologie în secolul al XIX-lea

P. N. Yablochkov, punând doi cărbuni în paralel, separați de un lubrifiant care se topește, creează o lumânare electrică - o sursă simplă de lumină electrică care poate ilumina o cameră timp de câteva ore. Lumânarea Yablochkov a durat trei sau patru ani, găsind aplicație în aproape toate țările lumii. A fost înlocuită cu o lampă cu incandescență mai durabilă. Peste tot se creează generatoare electrice, iar bateriile devin, de asemenea, răspândite. Domeniile de aplicare a energiei electrice sunt în creștere.

Folosirea electricității în chimie, care a fost inițiată de M. Faraday, devine și ea populară. Mișcarea unei substanțe - mișcarea purtătorilor de sarcină - și-a găsit una dintre primele aplicații în medicină pentru introducerea compușilor medicinali corespunzători în corpul uman. Esența metodei este următoarea: tifonul sau orice alt țesut este impregnat cu compusul medicinal dorit, care servește ca garnitură între electrozi și corpul uman; este situat pe zonele corpului de tratat. Electrozii sunt conectați la o sursă de curent continuu. Metoda unei astfel de administrări a compușilor medicinali, folosită pentru prima dată în a doua jumătate a secolului al XIX-lea, este și astăzi răspândită. Se numește electroforeză sau iontoforeză. Cititorul poate afla despre aplicarea practică a electroforezei în capitolul cinci.

O altă descoperire de mare importanță pentru medicina practică a urmat în domeniul ingineriei electrice. La 22 august 1879, omul de știință englez Crookes a raportat despre cercetările sale asupra razelor catodice, despre care au devenit cunoscute următoarele:

Când un curent de înaltă tensiune este trecut printr-un tub cu un gaz foarte rarefiat, un flux de particule iese din catod, care se repezi cu o viteză enormă. 2. Aceste particule se deplasează strict în linie dreaptă. 3. Această energie radiantă poate produce acțiune mecanică. De exemplu, pentru a roti o placă turnantă mică plasată în cale. 4. Energia radiantă este deviată de un magnet. 5. În locurile în care cade materia radiantă se dezvoltă căldură. Dacă catodului i se dă forma unei oglinzi concave, atunci chiar și astfel de aliaje refractare, cum ar fi, de exemplu, un aliaj de iridiu și platină, pot fi topite în centrul acestei oglinzi. 6. Raze catodice - fluxul corpurilor materiale este mai mic decât un atom, și anume particule de electricitate negativă.

Aceștia sunt primii pași în anticiparea unei noi descoperiri majore făcute de Wilhelm Conrad Roentgen. Roentgen a descoperit o sursă fundamental diferită de radiații, pe care a numit-o raze X (Raze X). Mai târziu, aceste raze au fost numite raze X. Mesajul lui Roentgen a făcut furori. În toate țările, multe laboratoare au început să reproducă instalația lui Roentgen, să repete și să-și dezvolte cercetările. Această descoperire a stârnit un interes deosebit în rândul medicilor.

Laboratoarele fizice în care erau create aparatura folosită de Roentgen pentru a primi raze X au fost atacate de medici, pacienții lor, care bănuiau că au înghițit ace, nasturi metalici etc.. Istoria medicinei nu cunoștea o asemenea rapiditate. implementarea practică a descoperirilor în energie electrică, așa cum sa întâmplat cu noul instrument de diagnosticare - raze X.

Interesat de radiografii imediat în Rusia. Nu au existat încă publicații științifice oficiale, recenzii despre ele, date exacte despre echipament, a apărut doar un scurt mesaj despre raportul lui Roentgen, iar lângă Sankt Petersburg, la Kronstadt, inventatorul radioului Alexander Stepanovici Popov începe deja să creeze primul aparat cu raze X casnic. Se știe puțin despre asta. Despre rolul lui A. S. Popov în dezvoltarea primelor mașini interne de raze X, implementarea lor, probabil, a devenit cunoscută pentru prima dată din cartea lui F. Veitkov. A fost completat cu mare succes de fiica inventatorului Ekaterina Alexandrovna Kyandskaya-Popova, care împreună cu V. Tomat a publicat articolul „Inventorul radioului și cu raze X” în revista „Știință și viață” (1971, nr. 8).

Noile progrese în inginerie electrică au extins, în consecință, posibilitățile de studiu a electricității „animale”. Matteuchi, folosind galvanometrul creat în acel moment, a dovedit că în timpul vieții unui mușchi, potential electric. Tăiind mușchiul peste fibre, l-a conectat la unul dintre polii galvanometrului și a conectat suprafața longitudinală a mușchiului la celălalt pol și a primit un potențial în intervalul 10-80 mV. Valoarea potențialului este determinată de tipul de mușchi. Potrivit lui Matteuchi, „biotok curge” de la suprafața longitudinală la secțiunea transversală, iar secțiunea transversală este electronegativă. Acest fapt curios a fost confirmat de experimente pe diverse animale - țestoasă, iepure, șobolan și păsări, efectuate de o serie de cercetători, dintre care ar trebui evidențiați fiziologii germani Dubois-Reymond, Herman și compatriotul nostru V. Yu. Chagovets. Peltier a publicat în 1834 o lucrare în care a prezentat rezultatele unui studiu al interacțiunii biopotențialelor cu un curent continuu care curge prin țesutul viu. S-a dovedit că polaritatea biopotențialelor se modifică în acest caz. Se schimbă și amplitudinile.

În același timp, au fost observate și modificări ale funcțiilor fiziologice. În laboratoarele fiziologilor, biologilor și medicilor apar instrumente electrice de măsurare care au sensibilitate suficientă și limite de măsurare adecvate. Se acumulează un material experimental mare și versatil. Aceasta încheie preistoria utilizării electricității în medicină și studiul electricității „animale”.

Apariția metodelor fizice care furnizează bioinformații primare, dezvoltarea modernă a echipamentelor electrice de măsurare, teoria informației, autometria și telemetria, integrarea măsurătorilor - este ceea ce marchează o nouă etapă istorică în domeniile științifice, tehnice și biomedicale ale utilizării energiei electrice.

2 Istoricul radioterapiei și diagnostic

La sfârșitul secolului al XIX-lea s-au făcut descoperiri foarte importante. Pentru prima dată, o persoană putea vedea cu propriul ochi ceva ascuns în spatele unei bariere opace la lumina vizibilă. Konrad Roentgen a descoperit așa-numitele raze X, care ar putea pătrunde în barierele optic opace și pot crea imagini în umbră ale obiectelor ascunse în spatele lor. S-a descoperit și fenomenul radioactivității. Deja în secolul al XX-lea, în 1905, Eindhoven a dovedit activitatea electrică a inimii. Din acel moment, electrocardiografia a început să se dezvolte.

Medicii au început să primească din ce în ce mai multe informații despre starea organelor interne ale pacientului, pe care nu le puteau observa fără dispozitivele adecvate create de ingineri pe baza descoperirilor fizicienilor. În cele din urmă, medicii au avut ocazia să observe funcționarea organelor interne.

Până la începutul celui de-al Doilea Război Mondial, principalii fizicieni ai planetei, chiar înainte de apariția informațiilor despre fisiunea atomilor grei și eliberarea colosală de energie în acest caz, au ajuns la concluzia că este posibil să se creeze radioactiv artificial. izotopi. Numărul de izotopi radioactivi nu se limitează la elementele radioactive cunoscute în mod natural. Ele sunt cunoscute pentru toate elementele chimice ale tabelului periodic. Oamenii de știință au putut să-și urmărească istoria chimică fără a perturba cursul procesului studiat.

În anii 20, s-au făcut încercări de a folosi izotopi radioactivi în mod natural din familia radiului pentru a determina rata fluxului sanguin la om. Dar acest tip de cercetare nu a fost utilizat pe scară largă nici măcar în scopuri științifice. Izotopii radioactivi au primit o utilizare mai largă în cercetarea medicală, inclusiv în cele de diagnosticare, în anii cincizeci după crearea reactoare nucleare, în care a fost destul de ușor să se obțină activități mari ale izotopilor radioactivi artificial.

Cel mai faimos exemplu al uneia dintre primele utilizări ale izotopilor radioactivi artificial este utilizarea izotopilor de iod pentru cercetarea tiroidiană. Metoda a făcut posibilă înțelegerea cauzei bolilor tiroidiene (gușă) pentru anumite zone de reședință. S-a demonstrat o asociere între conținutul de iod din dietă și boala tiroidiană. În urma acestor studii, tu și cu mine consumăm sare de masă, în care sunt introduse în mod deliberat suplimente de iod inactiv.

La început, pentru a studia distribuția radionuclizilor într-un organ, s-au folosit detectoare cu scintilație unică, care scanau punct cu punct organul studiat, adică. l-a scanat, deplasându-se de-a lungul liniei meandrelor peste întregul organ studiat. Un astfel de studiu se numea scanare, iar dispozitivele folosite pentru aceasta se numeau scanere (scanere). Odată cu dezvoltarea detectorilor sensibili la poziție, care, pe lângă faptul de a înregistra un cuantic gamma care a căzut, au determinat și coordonatele intrării sale în detector, a devenit posibil să se vizualizeze întregul organ studiat deodată, fără a muta detectorul. peste ea. În prezent, obținerea unei imagini a distribuției radionuclizilor în organul studiat se numește scintigrafie. Deși, în general, termenul de scintigrafie a fost introdus în 1955 (Andrews et al.) și s-a referit inițial la scanare. Dintre sistemele cu detectoare staționare, așa-numita cameră gamma, propusă pentru prima dată de Anger în 1958, a primit cea mai răspândită utilizare.

Camera gamma a făcut posibilă reducerea semnificativă a timpului de achiziție a imaginii și, în legătură cu aceasta, utilizarea radionuclizilor cu viață mai scurtă. Utilizarea radionuclizilor de scurtă durată reduce semnificativ doza de expunere la radiații a corpului subiectului, ceea ce a făcut posibilă creșterea activității radiofarmaceuticelor administrate pacienților. În prezent, când se utilizează Ts-99t, timpul de obținere a unei imagini este o fracțiune de secundă. Timpul atât de scurt pentru obținerea unui singur cadru a dus la apariția scintigrafiei dinamice, când în timpul studiului se obțin un număr de imagini consecutive ale organului studiat. O analiză a unei astfel de secvențe face posibilă determinarea dinamicii modificărilor activității atât în ​​organul în ansamblu, cât și în părțile sale individuale, adică există o combinație de studii dinamice și scintigrafice.

Odată cu dezvoltarea tehnicii de obținere a imaginilor distribuției radionuclizilor în organul studiat, a apărut întrebarea despre metodele de evaluare a distribuției radiofarmaceuticelor în zona examinată, în special în scintigrafia dinamică. Scanogramele au fost prelucrate în principal vizual, ceea ce a devenit inacceptabil odată cu dezvoltarea scintigrafiei dinamice. Problema principală a fost imposibilitatea de a construi curbe care să reflecte modificarea activității radiofarmaceutice în organul studiat sau în părțile sale individuale. Desigur, pot fi remarcate o serie de deficiențe ale scintigramelor rezultate - prezența zgomotului statistic, imposibilitatea scăderii fundalului organelor și țesuturilor din jur, imposibilitatea obținerii unei imagini rezumative în scintigrafia dinamică pe baza unui număr de cadre consecutive. .

Toate acestea au dus la apariția sistemelor de procesare digitală bazate pe computer pentru scintigrame. În 1969, Jinuma și colab. au folosit capacitățile unui computer pentru a procesa scintigrame, ceea ce a făcut posibilă obținerea de informații de diagnostic mai fiabile și într-un volum mult mai mare. În acest sens, sistemele computerizate de colectare și prelucrare a informațiilor scintigrafice au început să fie introduse foarte intens în practica departamentelor de diagnosticare a radionuclizilor. Astfel de departamente au devenit primele departamente medicale practice în care computerele au fost introduse pe scară largă.

Dezvoltarea sistemelor digitale de colectare și prelucrare a informațiilor scintigrafice pe baza unui computer a pus bazele principiilor și metodelor de prelucrare a imaginilor de diagnostic medical, care au fost utilizate și în prelucrarea imaginilor obținute folosind alte principii medicale și fizice. Acest lucru se aplică imaginilor cu raze X, imaginilor obținute în diagnosticul cu ultrasunete și, desigur, tomografiei computerizate. Pe de altă parte, dezvoltarea tehnicilor de tomografie computerizată a condus, la rândul său, la crearea tomografelor cu emisie, atât cu un singur foton, cât și cu pozitroni. Dezvoltarea tehnologiilor înalte pentru utilizarea izotopilor radioactivi în studiile de diagnosticare medicală și utilizarea lor crescândă în practica clinică a condus la apariția unei discipline medicale independente de diagnosticare a radioizotopilor, care ulterior a fost numită diagnosticarea radionuclizilor conform standardizării internaționale. Puțin mai târziu, a apărut conceptul de medicină nucleară, care a combinat metodele de utilizare a radionuclizilor, atât pentru diagnostic, cât și pentru terapie. Odată cu dezvoltarea diagnosticului cu radionuclizi în cardiologie (în țările dezvoltate, până la 30% din numărul total de studii cu radionuclizi au devenit cardiologice), a apărut termenul de cardiologie nucleară.

Încă o exclusivitate grup important studiile care utilizează radionuclizi sunt studii in vitro. Acest tip de cercetare nu presupune introducerea de radionuclizi în organismul pacientului, ci utilizează metode cu radionuclizi pentru a determina concentrația de hormoni, anticorpi, medicamente și alte substanțe importante din punct de vedere clinic în probele de sânge sau de țesut. În plus, biochimia, fiziologia și biologia moleculară moderne nu pot exista fără metodele trasoarelor radioactive și radiometriei.

În țara noastră, introducerea în masă a metodelor de medicină nucleară în practica clinică a început la sfârșitul anilor 1950 după ce a fost emis ordinul ministrului sănătății al URSS (nr. 248 din 15 mai 1959) privind înființarea departamentelor de diagnostic cu radioizotopi în țara noastră. mari institutii oncologice si constructia de cladiri radiologice standard, unele dintre ele sunt inca in functiune. Un rol important l-a jucat și Decretul Comitetului Central al PCUS și al Consiliului de Miniștri al URSS din 14 ianuarie 1960 nr. 58 „Cu privire la măsurile pentru îmbunătățirea în continuare a asistenței medicale și protejarea sănătății populației din URSS. „, care prevedea introducerea pe scară largă a metodelor radiologice în practica medicală.

Dezvoltarea rapidă a medicinei nucleare anul trecut a dus la o lipsă de radiologi și ingineri specialiști în domeniul diagnosticării radionuclizilor. Rezultatul aplicării tuturor tehnicilor cu radionuclizi depinde de două evidențiază: de la un sistem de detectare cu sensibilitate și rezoluție suficientă, pe de o parte, și de la un produs radiofarmaceutic care asigură un nivel acceptabil de acumulare în organul sau țesutul dorit, pe de altă parte. Prin urmare, fiecare specialist în domeniul medicinei nucleare trebuie să aibă o înțelegere profundă a bazei fizice a sistemelor de radioactivitate și de detectare, precum și cunoștințe despre chimia radiofarmaceuticelor și procesele care determină localizarea acestora în anumite organe și țesuturi. Această monografie nu este o simplă trecere în revistă a realizărilor în domeniul diagnosticării radionuclizilor. Prezintă o mulțime de material original, care este rezultatul cercetării autorilor săi. Experiență pe termen lung de lucru în comun a echipei de dezvoltatori ai departamentului de echipamente radiologice al CJSC „VNIIMP-VITA”, Centrul de Cancer al Academiei Ruse de Științe Medicale, Complexul de Cercetare și Producție Cardiologică al Ministerului Sănătății. Federația Rusă, Institutul de Cercetare de Cardiologie al Centrului Științific Tomsk al Academiei Ruse de Științe Medicale, Asociația Fizicienilor Medicali din Rusia au făcut posibilă luarea în considerare a problemelor teoretice ale imagistică cu radionuclizi, implementarea practică a unor astfel de tehnici și obținerea celor mai informative rezultate diagnostice pentru practica clinică.

Dezvoltarea tehnologiei medicale în domeniul diagnosticării radionuclizilor este indisolubil legată de numele lui Serghei Dmitrievich Kalashnikov, care a lucrat în această direcție timp de mulți ani la Institutul de cercetare științifică a instrumentelor medicale din întreaga Uniune și a supravegheat crearea primului tomografic rus. camera gama GKS-301.

5. O scurtă istorie a terapiei cu ultrasunete

Tehnologia cu ultrasunete a început să se dezvolte în timpul Primului Război Mondial. Atunci, în 1914, când a testat un nou emițător de ultrasunete într-un acvariu mare de laborator, remarcabilul fizician experimental francez Paul Langevin a descoperit că peștele, atunci când a fost expus la ultrasunete, a devenit îngrijorat, a măturat, apoi s-a calmat, dar după un timp. au început să moară. Astfel, întâmplător, a fost realizat primul experiment, de la care a început studiul efectului biologic al ultrasunetelor. La sfârșitul anilor 20 ai secolului XX. S-au făcut primele încercări de utilizare a ultrasunetelor în medicină. Și în 1928, medicii germani foloseau deja ultrasunetele pentru a trata bolile urechii la oameni. În 1934, medicul otolaringolog sovietic E.I. Anokhrienko a introdus metoda cu ultrasunete în practica terapeutică și a fost primul din lume care a efectuat un tratament combinat cu ultrasunete și curent electric. În curând, ultrasunetele au devenit utilizate pe scară largă în fizioterapie, câștigând rapid faimă ca instrument foarte eficient. Înainte de aplicarea ultrasunetelor pentru tratarea bolilor umane, efectul acestuia a fost testat cu atenție asupra animalelor, dar noi metode au ajuns în medicina veterinară practică abia după ce au fost utilizate pe scară largă în medicină. Primele aparate cu ultrasunete erau foarte scumpe. Prețul, desigur, nu contează când vine vorba de sănătatea oamenilor, dar în producția agricolă acest lucru trebuie luat în considerare, deoarece nu ar trebui să fie nerentabil. Primele metode de tratament cu ultrasunete s-au bazat pe observații pur empirice, totuși, în paralel cu dezvoltarea fizioterapiei cu ultrasunete, au fost dezvoltate studii ale mecanismelor acțiunii biologice a ultrasunetelor. Rezultatele lor au făcut posibilă ajustări în practica utilizării ultrasunetelor. În anii 1940-1950, de exemplu, se credea că ultrasunetele cu o intensitate de până la 5 ... 6 W / sq.cm sau chiar până la 10 W / sq.cm sunt eficiente în scopuri terapeutice. Curând însă, intensitățile ultrasunetelor folosite în medicină și medicina veterinară au început să scadă. Deci în anii 60 ai secolului XX. intensitatea maximă a ultrasunetelor generate de aparatele de kinetoterapie a scăzut la 2...3 W/m2, iar aparatele produse în prezent emit ultrasunete cu o intensitate care nu depășește 1 W/mp. Dar astăzi, în kinetoterapie medicală și veterinară, cel mai des se utilizează ultrasunetele cu o intensitate de 0,05-0,5 W / sq.cm.

Concluzie

Desigur, nu am putut acoperi istoria dezvoltării fizicii medicale în în întregime, pentru că altfel ar trebui să vorbesc despre fiecare descoperire fizică în detaliu. Dar totuși, am indicat principalele etape ale dezvoltării mierii. fizicieni: originile sale nu își au originea în secolul al XX-lea, așa cum cred mulți, ci mult mai devreme, în cele mai vechi timpuri. Astăzi, descoperirile de atunci ni se vor părea niște fleacuri, dar de fapt pentru acea perioadă a fost o descoperire incontestabilă în dezvoltare.

Este dificil de supraestimat contribuția fizicienilor la dezvoltarea medicinei. Luați Leonardo da Vinci, care a descris mecanica mișcărilor articulațiilor. Dacă te uiți obiectiv la cercetările sale, poți înțelege că știința modernă a articulațiilor include marea majoritate a lucrărilor sale. Sau Harvey, care a dovedit primul închiderea circulației sângelui. Prin urmare, mi se pare că ar trebui să apreciem contribuția fizicienilor la dezvoltarea medicinei.

Lista literaturii folosite

1. „Fundamentele interacțiunii ultrasunetelor cu obiectele biologice”. Ecografia în medicină, medicina veterinară și biologie experimentală. (Autori: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., editat de Shchukin S.I., 2005)

Echipamente și metode de diagnosticare a radionuclizilor în medicină. Kalantarov K.D., Kalashnikov S.D., Kostylev V.A. şi altele, ed. Viktorova V.A.

Kharlamov I.F. Pedagogie. - M.: Gardariki, 1999. - 520 s; pagina 391

Electricitate și om; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998, p. 75-92

Cherednichenko T.V. Muzica în istoria culturii. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. p. 200

Viața de zi cu zi a Romei antice prin prisma plăcerii, Jean-Noel Robber, The Young Guard, 2006, p. 61

Platon. Dialoguri; Gândirea, 1986, p. 693

Descartes R. Lucrări: În 2 vol. - Vol. 1. - M .: Gândirea, 1989. Pp. 280, 278

Platon. Dialoguri - Timeu; Gândirea, 1986, p. 1085

Leonardo da Vinci. Lucrări alese. În 2 vol. T.1./ Reprint from ed. 1935 - M.: Ladomir, 1995.

Aristotel. Lucrări în patru volume. T.1.Ed.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, p. 444, 441

Lista resurselor de internet:

Terapia cu sunet - Nag-Cho http://tanadug.ru/tibetan-medicine/healing/sound-healing

(data tratamentului 18.09.12)

Istoria fototerapiei - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (accesat 21.09.12)

Tratament împotriva incendiilor - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (accesat 21.09.12)

Medicina orientala - (data accesului 22.09.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam

Ne-au schimbat lumea și au influențat semnificativ viața multor generații.

Marii fizicieni și descoperirile lor

(1856-1943) - inventator în domeniul ingineriei electrice și radio de origine sârbă. Nicola este numit părintele electricității moderne. A făcut multe descoperiri și invenții, primind peste 300 de brevete pentru creațiile sale în toate țările în care a lucrat. Nikola Tesla nu a fost doar un fizician teoretician, ci și un inginer genial care a creat și testat invențiile sale.
Tesla a descoperit curentul alternativ, transmisia wireless a energiei, electricitatea, munca sa a dus la descoperirea razelor X, a creat o mașină care a provocat vibrații ale suprafeței pământului. Nikola a prezis apariția erei roboților capabili să facă orice muncă.

(1643-1727) - unul dintre părinții fizicii clasice. El a fundamentat mișcarea planetelor sistemului solar în jurul soarelui, precum și apariția fluxurilor și refluxurilor. Newton a creat fundația pentru optica fizică modernă. Culmea lucrării sale este binecunoscuta lege a gravitației universale.

John Dalton- chimist fizician englez. A descoperit legea expansiunii uniforme a gazelor la încălzire, legea rapoartelor multiple, fenomenul polimerilor (de exemplu, etilena și butilena) Creatorul teoriei atomice a structurii materiei.

Michael Faraday(1791 - 1867) - fizician și chimist englez, fondator al teoriei câmpului electromagnetic. A făcut atât de multe descoperiri științifice în viața sa încât o duzină de oameni de știință ar fi fost de ajuns pentru a-i imortaliza numele.

(1867 - 1934) - fizician și chimist de origine poloneză. Împreună cu soțul ei, a descoperit elementele radiu și poloniu. A lucrat la radioactivitate.

Robert Boyle(1627 - 1691) - fizician, chimist și teolog englez. Împreună cu R. Townley, a stabilit dependența volumului aceleiași mase de aer de presiunea la o temperatură constantă (legea Boyle-Mariotte).

Ernest Rutherford- Fizicianul englez, a dezvăluit natura radioactivității induse, a descoperit emanația toriului, dezintegrarea radioactivă și legea acesteia. Rutherford este adesea numit pe bună dreptate unul dintre titanii fizicii ai secolului XX.

- Fizician german, creator al teoriei generale a relativității. El a sugerat că toate corpurile nu se atrag unele pe altele, așa cum se credea încă din timpul lui Newton, ci îndoaie spațiul și timpul din jur. Einstein a scris peste 350 de lucrări în fizică. El este creatorul teoriei speciale (1905) și generală a relativității (1916), principiul echivalenței masei și energiei (1905). A dezvoltat multe teorii științifice: efectul fotoelectric cuantic și capacitatea de căldură cuantică. Împreună cu Planck, a dezvoltat bazele teoriei cuantice, reprezentând baza fizicii moderne.

Alexandru Stoletov- Fizicianul rus, a constatat că mărimea fotocurentului de saturație este proporțională cu fluxul de lumină incident pe catod. A fost aproape de a stabili legile descărcărilor electrice în gaze.

(1858-1947) - Fizician german, creator al teoriei cuantice, care a făcut o adevărată revoluție în fizică. Fizica clasică, spre deosebire de fizica modernă, înseamnă acum „fizica înainte de Planck”.

Paul Dirac- Fizician englez, a descoperit distribuția statistică a energiei într-un sistem de electroni. A primit Premiul Nobel pentru Fizică „pentru descoperirea de noi forme productive de teorie atomică”.