Najpomembnejša odkritja v zgodovini medicine. Velika znanstvena odkritja, ki so bila narejena v sanjah

Doktor bioloških znanosti Y. PETRENKO.

Pred nekaj leti je bila na Moskovski državni univerzi odprta Fakulteta za temeljno medicino, ki izobražuje zdravnike s širokim znanjem v naravoslovnih disciplinah: matematiki, fiziki, kemiji in molekularni biologiji. Toda vprašanje, kako temeljno znanje je potrebno za zdravnika, še naprej povzroča burne razprave.

Znanost in življenje // Ilustracije

Med simboli medicine, upodobljenimi na pedimentih stavbe knjižnice Ruske državne medicinske univerze, sta upanje in zdravljenje.

Stenska slika v preddverju Ruske državne medicinske univerze, ki prikazuje velike zdravnike preteklosti, ki zamišljeno sedijo za eno dolgo mizo.

W. Gilbert (1544-1603), dvorni zdravnik angleške kraljice, naravoslovec, ki je odkril zemeljski magnetizem.

T. Jung (1773-1829), slavni angleški zdravnik in fizik, eden od ustvarjalcev valovne teorije svetlobe.

J.-B. L. Foucault (1819-1868), francoski zdravnik, ki je bil navdušen nad fizikalnimi raziskavami. S pomočjo 67-metrskega nihala je dokazal vrtenje Zemlje okoli svoje osi in naredil številna odkritja na področju optike in magnetizma.

JR Mayer (1814-1878), nemški zdravnik, ki je postavil temeljna načela zakona o ohranjanju energije.

G. Helmholtz (1821-1894), nemški zdravnik, je študiral fiziološko optiko in akustiko, oblikoval teorijo proste energije.

Ali je treba poučevati fiziko bodoče zdravnike? V zadnjem času to vprašanje skrbi marsikoga in ne le tiste, ki vzgajajo strokovnjake s področja medicine. Kot običajno obstajata dve skrajni mnenji in se spopadata. Tisti, ki so za, rišejo mračno sliko, ki je bila posledica zanemarjanja temeljnih disciplin v vzgoji in izobraževanju. Tisti, ki so "proti", menijo, da bi moral v medicini prevladovati humanitarni pristop in da mora biti zdravnik najprej psiholog.

KRIZA MEDICINE IN KRIZA DRUŽBE

Sodobna teoretična in praktična medicina je dosegla velik uspeh, pri tem pa ji je v veliko pomoč fizično znanje. Toda v znanstvenih člankih in publicistiki glasovi o krizi medicine nasploh in zdravstvenega izobraževanja še posebej ne prenehajo. Zagotovo obstajajo dejstva, ki pričajo o krizi - to je pojav "božanskih" zdravilcev in oživitev eksotičnih metod zdravljenja. Uroki, kot je "abrakadabra" in amuleti, kot je žabja noga, so spet v uporabi, kot v prazgodovini. Vse bolj postaja vse bolj priljubljen neovitalizem, katerega eden od utemeljiteljev Hans Driesch je verjel, da je bistvo življenjskih pojavov entelehija (nekakšna duša), ki deluje zunaj časa in prostora, in da živih bitij ni mogoče reducirati na niz fizičnih in kemični pojavi. Priznanje entelehije kot vitalne sile zanika pomen fizikalnih in kemijskih disciplin za medicino.

Navedemo lahko veliko primerov, kako psevdoznanstvene ideje nadomeščajo in izpodrivajo pristne znanstveno spoznanje. Zakaj se to dogaja? Kot pravi Francis Crick, Nobelov nagrajenec in odkritelj strukture DNK, ko družba postane zelo bogata, mladi pokažejo odpor do dela: raje živijo lahkotno življenje in se ukvarjajo z malenkostmi, kot je astrologija. To ne velja samo za bogate države.

Kar zadeva krizo v medicini, jo je mogoče premagati le z dvigom stopnje temeljnosti. Na splošno velja, da je temeljnost več visoka stopnja posplošitve znanstvenih idej, v tem primeru - ideje o človeški naravi. Toda tudi na tej poti lahko pridemo do paradoksov, na primer, da človeka obravnavamo kot kvantni objekt, ki popolnoma abstrahira od fizikalno-kemijskih procesov, ki se dogajajo v telesu.

ZDRAVNIK-MISLITELJ ALI ZDRAVNIK-GURU?

Nihče ne zanika, da ima pacientovo prepričanje v ozdravitev pomembno, včasih celo odločilno vlogo (spomnimo na placebo učinek). Kakšnega zdravnika torej potrebuje bolnik? Samozavestno izgovarjati: "Zdravi boste" ali dolgo premišljevati, katero zdravilo izbrati, da bi dosegli največji učinek in hkrati ne škodovali?

Po spominih njegovih sodobnikov je slavni angleški znanstvenik, mislec in zdravnik Thomas Jung (1773-1829) pogosto zmrznil v neodločnosti ob pacientovi postelji, okleval pri postavitvi diagnoze, pogosto je dolgo molčal in se pogreznil v samega sebe. Iskreno in boleče je iskal resnico v najbolj zapleteni in zmedeni temi, o kateri je zapisal: "Ni znanosti, ki bi po kompleksnosti prekašala medicino. Gre čez meje človeškega uma."

Z vidika psihologije zdravnik mislec ne ustreza veliko podobi idealnega zdravnika. Manjka mu poguma, arogance, brezobzirnosti, ki je pogosto značilna za nevedne. Verjetno je takšna narava osebe: ko je zbolel, se zanašajte na hitra in energična zdravnikova dejanja in ne na razmislek. Toda, kot je rekel Goethe, "ni nič bolj groznega kot dejavna nevednost." Jung kot zdravnik med bolniki ni pridobil velike priljubljenosti, vendar je bil med njegovimi kolegi njegova avtoriteta visoka.

FIZIKO USTVARJAJO ZDRAVNIKI

Spoznaj sebe in spoznal boš ves svet. Prva je medicina, druga je fizika. Sprva je bil odnos med medicino in fiziko tesen, vse do začetka 20. stoletja niso bili brez razloga skupni kongresi naravoslovcev in zdravnikov. In mimogrede, fiziko so v veliki meri ustvarili zdravniki, k raziskovanju pa so jih pogosto spodbudila vprašanja, ki jih je zastavljala medicina.

Zdravniki-mislilci antike so bili prvi, ki so razmišljali o vprašanju, kaj je toplota. Vedeli so, da je zdravje človeka povezano s toploto njegovega telesa. Veliki Galen (II. stoletje našega štetja) je uvedel pojma "temperatura" in "stopnja", ki sta postala temeljna za fiziko in druge discipline. Tako so antični zdravniki postavili temelje znanosti o toploti in izumili prve termometre.

William Gilbert (1544-1603), zdravnik angleške kraljice, je preučeval lastnosti magnetov. Zemljo je poimenoval velik magnet, eksperimentalno dokazal in pripravil model za opis zemeljskega magnetizma.

Thomas Jung, ki je bil že omenjen, je bil zdravnik, ki pa je dosegel tudi velika odkritja na številnih področjih fizike. Upravičeno velja, skupaj s Fresnelom, za ustvarjalca valovne optike. Mimogrede, prav Jung je odkril eno od vidnih napak - barvno slepoto (nezmožnost razlikovanja med rdečo in zeleno barvo). Ironično je to odkritje v medicini ovekovečilo ime ne zdravnika Junga, ampak fizika Daltona, ki je prvi odkril to napako.

Julius Robert Mayer (1814-1878), ki je veliko prispeval k odkritju zakona o ohranjanju energije, je služil kot zdravnik na nizozemski ladji Java. Mornarje je zdravil s puščanjem krvi, ki je takrat veljalo za zdravilo za vse bolezni. Ob tej priložnosti so se celo pošalili, da so zdravniki spustili več človeške krvi, kot je bilo prelito na bojiščih v vsej zgodovini človeštva. Meyer je ugotovil, da je, ko je ladja v tropih, venska kri med puščanjem krvi skoraj tako svetla kot arterijska kri (običajno je venska kri temnejša). To je predlagal Človeško telo, kot parni stroj, v tropih pri visokih temperaturah zraka porabi manj »goriva«, zato oddaja manj »dima«, zato se venska kri razsvetli. Poleg tega je Meyer po razmišljanju o besedah ​​enega navigatorja, da se med nevihtami voda v morju segreje, prišel do zaključka, da mora povsod obstajati določeno razmerje med delom in toploto. Izrazil je določila, ki so bila osnova zakona o ohranjanju energije.

Izjemni nemški znanstvenik Hermann Helmholtz (1821-1894), tudi zdravnik, je neodvisno od Mayerja oblikoval zakon o ohranjanju energije in ga izrazil v sodobni matematični obliki, ki jo še vedno uporabljajo vsi, ki se ukvarjajo s študijem in uporabo fizike. Poleg tega je Helmholtz naredil velika odkritja na področju elektromagnetnih pojavov, termodinamike, optike, akustike, pa tudi na področju fiziologije vida, sluha, živčnega in mišičnega sistema, izumil številne pomembne naprave. Po medicinski izobrazbi in poklicnem zdravniku je skušal uporabiti fiziko in matematiko v fizioloških raziskavah. Pri 50 letih je poklicni zdravnik postal profesor fizike, leta 1888 pa direktor Fizikalno-matematičnega inštituta v Berlinu.

Francoski zdravnik Jean-Louis Poiseuille (1799-1869) je eksperimentalno preučeval moč srca kot črpalke, ki črpa kri, in raziskoval zakonitosti gibanja krvi v venah in kapilarah. Ko je povzel dobljene rezultate, je izpeljal formulo, ki se je izkazala za izjemno pomembno za fiziko. Za storitve fizike je enota dinamične viskoznosti, poise, poimenovana po njem.

Slika, ki prikazuje prispevek medicine k razvoju fizike, je videti precej prepričljiva, vendar ji je mogoče dodati še nekaj potez. Vsak avtomobilist je slišal za kardansko gred, ki prenaša rotacijsko gibanje pod različnimi koti, vendar le malo ljudi ve, da jo je izumil italijanski zdravnik Gerolamo Cardano (1501-1576). Znamenito Foucaultovo nihalo, ki ohranja ravnino nihanja, nosi ime francoskega znanstvenika Jean-Bernard-Leona Foucaulta (1819-1868), zdravnika po izobrazbi. Slavni ruski zdravnik Ivan Mihajlovič Sečenov (1829-1905), katerega ime je Moskovska državna medicinska akademija, se je ukvarjal z fizikalna kemija in vzpostavil pomemben fizikalni in kemijski zakon, ki opisuje spremembo topnosti plinov v vodnem mediju, odvisno od prisotnosti elektrolitov v njem. Ta zakon študenti še študirajo, in to ne le na medicinskih fakultetah.

"FORMULE NE RAZUMEMO!"

Za razliko od zdravnikov iz preteklosti mnogi študenti medicine danes preprosto ne razumejo, zakaj jih poučujejo znanosti. Spomnim se ene zgodbe iz svoje prakse. Intenzivna tišina, drugošolci Fakultete za temeljno medicino Moskovske državne univerze pišejo test. Tema je fotobiologija in njena uporaba v medicini. Upoštevajte, da so fotobiološki pristopi, ki temeljijo na fizikalnih in kemijskih principih delovanja svetlobe na snov, zdaj priznani kot najbolj obetavni za zdravljenje onkoloških bolezni. Nepoznavanje tega oddelka, njegovih osnov je resna škoda v medicinskem izobraževanju. Vprašanja niso preveč zapletena, vse je v okviru gradiva predavanj in seminarjev. Toda rezultat je razočaran: skoraj polovica študentov je prejela dvojke. In za vse, ki niso kos nalogi, je značilno eno - fizike v šoli niso poučevali ali je učili skozi rokav. Za nekatere ta tema vzbuja pravo grozo. V kupu testnih listov sem naletel na list poezije. Študentka, ki ni znala odgovoriti na vprašanja, se je v poetični obliki pritožila, da ni morala stiskati latinščine (večna muka študentov medicine), ampak fiziko, na koncu pa je vzkliknila: "Kaj storiti? Konec koncev smo zdravniki , ne moremo razumeti formul!" Mlada pesnica, ki je v svojih pesmih kontrolo poimenovala "sodni dan", ni zdržala preizkusa fizike in se je na koncu prepisala na Fakulteto za humanistične študije.

Ko študentje, bodoči zdravniki operirajo podgano, se nikomur ne bi padlo na pamet vprašati, zakaj je to potrebno, čeprav se človeški in podganji organizmi precej razlikujejo. Zakaj bodoči zdravniki potrebujejo fiziko, ni tako očitno. Toda ali lahko zdravnik, ki ne razume osnovnih fizikalnih zakonov, kompetentno dela z najbolj zapleteno diagnostično opremo, s katero so "polnjene" sodobne klinike? Mimogrede, mnogi študenti, ki so premagali prve neuspehe, se z navdušenjem začnejo ukvarjati z biofiziko. Na koncu šolsko leto ko so se preučevale teme, kot so "Molekularni sistemi in njihova kaotična stanja", "Novi analitični principi pH-metrije", "Fizikalna narava kemičnih transformacij snovi", "Antioksidativna regulacija procesov lipidne peroksidacije", so drugošolci zapisali: "Odkrili smo temeljnih zakonov, ki določajo osnovo živega in morda vesolja. Odkrili so jih ne na podlagi spekulativnih teoretskih konstrukcij, ampak v resničnem objektivnem eksperimentu. Bilo nam je težko, a zanimivo." Morda so med temi fanti bodoči Fedorovi, Ilizarovi, Shumakovi.

Nemški fizik in pisatelj Georg Lichtenberg je dejal: »Najboljši način za preučevanje nečesa je, da to odkrijete sami,« je dejal nemški fizik in pisatelj Georg Lichtenberg. »Kar ste bili prisiljeni odkriti sami, pušča pot v vašem umu, ki jo lahko znova uporabite, ko se pojavi potreba.« To najučinkovitejše načelo poučevanja je staro kot svet. Je podlaga "Sokratove metode" in se imenuje princip aktivnega učenja. Na tem principu je zgrajen pouk biofizike na Fakulteti za temeljno medicino.

RAZVOJ TEMELJNOSTI

Temeljnost medicine je ključ do njene sedanje uspešnosti in prihodnjega razvoja. Zares je mogoče doseči cilj, če telo obravnavamo kot sistem sistemov in sledimo poti poglobljenega razumevanja njegovega fizikalno-kemijskega razumevanja. Kaj pa medicinska izobrazba? Odgovor je jasen: dvigniti raven znanja študentov s področja fizike in kemije. Leta 1992 je bila na Moskovski državni univerzi ustanovljena Fakulteta za temeljno medicino. Cilj ni bil le vrniti medicino na univerzo, temveč tudi močno okrepiti naravoslovno-znanstveno bazo znanja bodočih zdravnikov, ne da bi zmanjšali kakovost medicinskega usposabljanja. Takšna naloga zahteva intenzivno delo tako učiteljev kot učencev. Od študentov se pričakuje, da se zavestno odločijo za temeljno medicino pred klasično medicino.

Še prej je bil resen poskus v tej smeri ustanovitev medicinsko-biološke fakultete na Ruski državni medicinski univerzi. Za 30 let delovanja fakultete se je izobraževalo veliko število medicinskih specialistov: biofizikov, biokemikov in kibernetikov. Toda težava te fakultete je v tem, da so se njeni diplomanti do zdaj lahko ukvarjali le z medicinskimi znanstvenimi raziskavami, niso pa imeli pravice do zdravljenja bolnikov. Zdaj se ta problem rešuje - na Ruski državni medicinski univerzi je skupaj z Inštitutom za izpopolnjevanje zdravnikov ustvarjen izobraževalni in znanstveni kompleks, ki študentom višjih letnikov omogoča dodatno medicinsko usposabljanje.

Doktor bioloških znanosti Y. PETRENKO.

Preteklo leto je bilo za znanost zelo plodno. Poseben napredek so znanstveniki dosegli na področju medicine. Človeštvo je naredilo neverjetna odkritja, znanstvene preboje in ustvarilo številna uporabna zdravila, ki bodo zagotovo kmalu prosto dostopna. Vabimo vas, da se seznanite z desetimi najbolj neverjetnimi medicinskimi preboji leta 2015, ki bodo zagotovo resno prispevali k razvoju zdravstvenih storitev v bližnji prihodnosti.

Odkritje teiksobaktina

Leta 2014 je Svetovna zdravstvena organizacija vse opozorila, da človeštvo vstopa v tako imenovano post-antibiotično obdobje. In res je imela prav. Znanost in medicina od leta 1987 pravzaprav nista proizvedli novih vrst antibiotikov. Vendar pa bolezni ne mirujejo. Vsako leto se pojavijo nove okužbe, ki so bolj odporne na obstoječa zdravila. To je postalo resnični svetovni problem. Vendar pa so znanstveniki leta 2015 odkrili odkritje, ki bo po njihovem mnenju prineslo dramatične spremembe.

Znanstveniki so odkrili nov razred antibiotikov iz 25 protimikrobnih zdravil, vključno z zelo pomembnim, imenovanim teiksobaktin. Ta antibiotik uniči mikrobe tako, da blokira njihovo sposobnost tvorbe novih celic. Z drugimi besedami, mikrobi pod vplivom tega zdravila sčasoma ne morejo razviti in razviti odpornosti na zdravilo. Teixobactin se je zdaj izkazal za zelo učinkovitega proti odpornemu Staphylococcus aureus in številnim bakterijam, ki povzročajo tuberkulozo.

Laboratorijske preiskave teiksobaktina so bile izvedene na miših. Velika večina poskusov je pokazala učinkovitost zdravila. Preizkusi na ljudeh naj bi se začeli leta 2017.

Zdravniki so zrasli nove glasilke

Eno najbolj zanimivih in obetavnih področij v medicini je regeneracija tkiv. Leta 2015 seznam poustvarjenih umetna metoda telesa napolnjena z novim artiklom. Zdravniki z univerze v Wisconsinu so se naučili rasti človeške glasilke pravzaprav iz nič.
Skupina znanstvenikov pod vodstvom dr. Nathana Welhana je ustvarila tkivo, ki lahko posnema delo sluznice glasilk, in sicer tisto tkivo, ki ga predstavljata dva režnja vrvic, ki vibrirata in ustvarjata človeški govor. . Donorske celice, iz katerih so naknadno zrasli novi ligamenti, so odvzeli petim prostovoljcem. V laboratorijskih pogojih so znanstveniki v dveh tednih vzgojili potrebno tkivo, nato pa so ga dodali umetnemu modelu grla.

Zvok, ki ga ustvarijo nastale glasilke, znanstveniki opisujejo kot kovinski in ga primerjajo z zvokom robotskega kazooja (igračnega pihala). Vendar pa so znanstveniki prepričani, da bodo glasilke, ki so jih ustvarile v resničnih pogojih (to je, ko so implantirane v živi organizem), zvenele skoraj kot resnične.

V enem najnovejših poskusov na laboratorijskih miših, cepljenih s človeško imunostjo, so se raziskovalci odločili preizkusiti, ali bi telo glodalcev zavrnilo novo tkivo. Na srečo se to ni zgodilo. Dr. Welham je prepričan, da tkiva tudi človeško telo ne bo zavrnilo.

Zdravilo proti raku bi lahko pomagalo bolnikom s Parkinsonovo boleznijo

Tisinga (ali nilotinib) je preizkušeno in odobreno zdravilo, ki se običajno uporablja za zdravljenje ljudi z znaki levkemije. Vendar pa nova študija Medicinskega centra Georgetown University kaže, da je zdravilo Tasinga lahko zelo močno orodje za nadzor motoričnih simptomov pri ljudeh s Parkinsonovo boleznijo, izboljšanje njihove motorične funkcije in nadzor nemotoričnih simptomov bolezni.

Fernando Pagan, eden od zdravnikov, ki je izvedel to študijo, meni, da je lahko terapija z nilotinibom prva učinkovita metoda te vrste za zmanjšanje degradacije kognitivnih in motoričnih funkcij pri bolnikih z nevrodegenerativnimi boleznimi, kot je Parkinsonova bolezen.

Znanstveniki so šest mesecev dajali povečane odmerke nilotiniba 12 prostovoljnim bolnikom. Pri vseh 12 bolnikih, ki so zaključili to preskušanje zdravila do konca, je prišlo do izboljšanja motoričnih funkcij. 10 jih je pokazalo znatno izboljšanje.

Glavni cilj te študije je bil preizkusiti varnost in neškodljivost nilotiniba pri ljudeh. Odmerek uporabljenega zdravila je bil veliko manjši od odmerka, ki so ga običajno dajali bolnikom z levkemijo. Kljub dejstvu, da je zdravilo pokazalo svojo učinkovitost, je bila študija še vedno izvedena na majhni skupini ljudi brez vključevanja kontrolnih skupin. Zato bo treba pred uporabo zdravila Tasinga kot terapije za Parkinsonovo bolezen opraviti še nekaj poskusov in znanstvenih študij.

Prva 3D natisnjena skrinja na svetu

V zadnjih nekaj letih je tehnologija 3D tiskanja prodrla na številna področja, kar je privedlo do neverjetnih odkritij, razvoja in novih proizvodnih metod. Leta 2015 so zdravniki iz Univerzitetne bolnišnice Salamanca v Španiji izvedli prvo operacijo na svetu, s katero so pacientovo poškodovano prsni koš zamenjali z novo 3D natisnjeno protezo.

Moški je zbolel za redko vrsto sarkoma in zdravniki niso imeli druge izbire. Da bi se izognili nadaljnjemu širjenju tumorja po telesu, so strokovnjaki človeku odstranili skoraj celotno prsnico in kosti nadomestili s titanovim vsadkom.

Praviloma so vsadki za velike dele okostja izdelani iz najrazličnejših materialov, ki se lahko sčasoma obrabijo. Poleg tega je zamenjava tako zapletene artikulacije kosti, kot so kosti prsnice, ki so običajno edinstvene v vsakem posameznem primeru, od zdravnikov zahtevala skrbno skeniranje prsnice osebe, da bi oblikovali vsadek prave velikosti.

Odločeno je bilo, da se kot material za novo prsnico uporabi titanova zlitina. Po izvedbi visoko natančnih 3D CT skeniranja so znanstveniki uporabili tiskalnik Arcam v vrednosti 1,3 milijona dolarjev za ustvarjanje nove skrinje iz titana. Operacija namestitve nove prsnice za bolnika je bila uspešna, oseba pa je že opravila celoten tečaj rehabilitacije.

Od kožnih celic do možganskih celic

Znanstveniki s kalifornijskega inštituta Salk v La Jolli so preteklo leto posvetili raziskavam človeških možganov. Razvili so metodo za preoblikovanje kožnih celic v možganske celice in jih že našli uporabna področja uporaba nove tehnologije.

Poudariti je treba, da so znanstveniki našli način, kako kožne celice spremeniti v stare možganske celice, kar poenostavi njihovo nadaljnjo uporabo, na primer pri raziskavah Alzheimerjeve in Parkinsonove bolezni ter njihovega odnosa z učinki staranja. V preteklosti so bile za takšne raziskave uporabljene živalske možganske celice, vendar so bili znanstveniki v tem primeru omejeni v svojih zmožnostih.

Pred kratkim so znanstveniki uspeli spremeniti matične celice v možganske celice, ki jih je mogoče uporabiti za raziskave. Vendar je to precej naporen proces, rezultat pa so celice, ki ne morejo posnemati dela možganov starejše osebe.

Ko so raziskovalci razvili način za umetno ustvarjanje možganskih celic, so svojo pozornost usmerili na ustvarjanje nevronov, ki bi imeli sposobnost proizvajanja serotonina. In čeprav imajo nastale celice le majhen del zmogljivosti človeških možganov, aktivno pomagajo znanstvenikom pri raziskavah in iskanju zdravil za bolezni in motnje, kot so avtizem, shizofrenija in depresija.

Kontracepcijske tablete za moške

Japonski znanstveniki na Inštitutu za raziskovanje mikrobnih bolezni v Osaki so objavili nov znanstveni članek, po katerem bomo v ne tako daljni prihodnosti lahko izdelali resnične kontracepcijske tablete za moške. Znanstveniki v svojem delu opisujejo študije zdravil "Tacrolimus" in "Cyxlosporin A".

Običajno se ta zdravila uporabljajo po presaditvi organov za zatiranje imunskega sistema telesa, da ne zavrne novega tkiva. Blokada nastane zaradi zaviranja proizvodnje encima kalcinevrina, ki vsebuje proteina PPP3R2 in PPP3CC, ki se običajno nahajata v moškem semenu.

V svoji študiji na laboratorijskih miših so znanstveniki ugotovili, da takoj, ko se protein PPP3CC ne proizvaja v organizmih glodalcev, se njihove reproduktivne funkcije močno zmanjšajo. To je spodbudilo raziskovalce k sklepu, da lahko nezadostna količina te beljakovine povzroči sterilnost. Po natančnejši študiji so strokovnjaki ugotovili, da ta beljakovina daje semenčicam prožnost ter potrebno moč in energijo, da prodrejo skozi membrano jajčeca.

Testiranje na zdravih miših je le potrdilo njihovo odkritje. Le pet dni uporabe zdravil "Tacrolimus" in "Cyxlosporin A" je privedlo do popolne neplodnosti miši. Vendar se je njihova reproduktivna funkcija popolnoma obnovila le teden dni po tem, ko so prenehali jemati ta zdravila. Pomembno je omeniti, da kalcineurin ni hormon, zato uporaba zdravil nikakor ne zmanjša spolne želje in razdražljivosti telesa.

Kljub obetavnim rezultatom bo za ustvarjanje pravih moških potrebnih več let kontracepcijske tablete. Približno 80 odstotkov študij na miših ni uporabnih za primere ljudi. Vendar znanstveniki še vedno upajo na uspeh, saj je bila učinkovitost zdravil dokazana. Poleg tega so podobna zdravila že prestala klinična preskušanja pri ljudeh in se pogosto uporabljajo.

pečat DNK

Tehnologije 3D tiska so ustvarile edinstveno novo industrijo – tiskanje in prodaja DNK. Res je, da bo izraz "tisk" tukaj bolj verjetno uporabljen posebej v komercialne namene in ne opisuje nujno, kaj se dejansko dogaja na tem področju.

Izvršni direktor Cambrian Genomics pojasnjuje, da je postopek najbolje opisati s frazo »preverjanje napak« in ne »tiskanje«. Milijone kosov DNK položijo na drobne kovinske podlage in jih skenira računalnik, ki izbere verige, ki bodo sčasoma sestavljale celotno verigo DNK. Po tem se potrebne povezave z laserjem previdno izrežejo in namestijo v novo verigo, ki jo je predhodno naročil naročnik.

Podjetja, kot je Cambrian, verjamejo, da bodo ljudje v prihodnosti lahko ustvarjali nove organizme samo za zabavo s posebno računalniško strojno in programsko opremo. Seveda bodo takšne domneve takoj povzročile pravično jezo ljudi, ki dvomijo v etično pravilnost in praktično uporabnost teh študij in priložnosti, a slej ko prej, ne glede na to, kako želimo ali ne, bomo prišli do tega.

Zdaj tiskanje DNK na medicinskem področju ne obeta. Proizvajalci zdravil in raziskovalna podjetja so med prvimi strankami podjetij, kot je Cambrian.

Raziskovalci na inštitutu Karolinska na Švedskem so šli še korak dlje in začeli ustvarjati različne figurice iz DNK pramenov. DNK origami, kot mu pravijo, se na prvi pogled morda zdi navadno razvajanje, vendar ima ta tehnologija tudi praktičen potencial za uporabo. Na primer, lahko se uporablja za dostavo zdravila v telo.

Nanoboti v živem organizmu

V začetku leta 2015 je področje robotike doseglo veliko zmago, ko je skupina raziskovalcev s kalifornijske univerze v San Diegu objavila, da je izvedla prve uspešne teste z uporabo nanobotov, ki so svojo nalogo opravljali iz notranjosti živega organizma.

V tem primeru so laboratorijske miši delovale kot živ organizem. Po namestitvi nanobotov v živali so mikrostroji šli v želodce glodalcev in dostavili nanje položen tovor, ki so bili mikroskopski delci zlata. Do konca postopka znanstveniki niso opazili poškodb notranjih organov miši in so tako potrdili uporabnost, varnost in učinkovitost nanobotov.

Nadaljnji testi so pokazali, da v želodcih ostane več delcev zlata, ki jih dostavijo nanoboti, kot tistih, ki so jih tam preprosto vnesli z obrokom. To je znanstvenike spodbudilo k razmišljanju, da bodo nanoboti v prihodnosti sposobni v telo vnašati potrebna zdravila veliko bolj učinkovito kot z bolj tradicionalnimi metodami njihovega dajanja.

Motorna veriga majhnih robotov je narejena iz cinka. Ko pride v stik s kislinsko-bazičnim okoljem telesa, kemijska reakcija, zaradi česar nastanejo vodikovi mehurčki, ki spodbujajo nanobote v notranjosti. Čez nekaj časa se nanoboti preprosto raztopijo v kislem okolju želodca.

Čeprav je bila tehnologija v razvoju že skoraj desetletje, so jo znanstveniki šele leta 2015 lahko dejansko preizkusili v bivalnem okolju, ne pa v običajnih petrijevkah, kot je bilo storjeno že tolikokrat. Z nanoboti bodo v prihodnje lahko odkrivali in celo zdravili različne bolezni notranjih organov, tako da bodo s pravimi zdravili vplivali na posamezne celice.

Injekcijski možganski nanoimplantat

Skupina znanstvenikov s Harvarda je razvila vsadek, ki obljublja zdravljenje številnih nevrodegenerativnih motenj, ki vodijo v paralizo. Implantat je elektronska naprava, sestavljena iz univerzalnega okvirja (mrežice), na katerega se lahko kasneje po vstavitvi v možgane pacienta povežejo različne nanonaprave. Zahvaljujoč vsadku bo mogoče spremljati nevronsko aktivnost možganov, spodbujati delo določenih tkiv in tudi pospešiti regeneracijo nevronov.

Elektronska mreža je sestavljena iz prevodnih polimernih filamentov, tranzistorjev ali nanoelektrod, ki povezujejo križišča. Skoraj celotno območje mreže je sestavljeno iz lukenj, kar omogoča živim celicam, da tvorijo nove povezave okoli nje.

Do začetka leta 2016 skupina znanstvenikov s Harvarda še vedno preizkuša varnost uporabe takšnega vsadka. Dve miši so na primer vsadili v možgane z napravo, sestavljeno iz 16 električnih komponent. Naprave so bile uspešno uporabljene za spremljanje in stimulacijo specifičnih nevronov.

Umetna proizvodnja tetrahidrokanabinola

Že vrsto let se marihuana uporablja v medicini kot lajšanje bolečin in zlasti za izboljšanje stanja bolnikov z rakom in aidsom. V medicini se aktivno uporablja tudi sintetični nadomestek marihuane oziroma njena glavna psihoaktivna sestavina, tetrahidrokanabinol (ali THC).

Vendar pa so biokemiki na Tehnični univerzi v Dortmundu napovedali ustvarjanje nove vrste kvasovk, ki proizvaja THC. Še več, neobjavljeni podatki kažejo, da so isti znanstveniki ustvarili drugo vrsto kvasa, ki proizvaja kanabidiol, drugo psihoaktivno sestavino marihuane.

Marihuana vsebuje več molekularnih spojin, ki so zanimive za raziskovalce. Zato bi lahko odkritje učinkovitega umetnega načina za ustvarjanje teh komponent v velikih količinah prineslo zdravilo velika korist. Vendar je metoda konvencionalne pridelave rastlin in nato ekstrakcije potrebnih molekularnih spojin zdaj najučinkovitejši način. V 30 odstotkih suhe teže sodobne marihuane lahko vsebuje pravo komponento THC.

Kljub temu so znanstveniki iz Dortmunda prepričani, da bodo v prihodnosti lahko našli učinkovitejši in hitrejši način za pridobivanje THC-ja. Do sedaj ustvarjeni kvas ponovno raste na molekulah iste glive, namesto prednostne alternative v obliki preprostih saharidov. Vse to vodi v dejstvo, da se z vsako novo serijo kvasa zmanjša tudi količina proste THC komponente.

Znanstveniki obljubljajo, da bodo v prihodnosti poenostavili postopek, povečali proizvodnjo THC-ja in razširili na industrijsko uporabo, s čimer bodo končno izpolnili potrebe medicinskih raziskav in evropskih regulatorjev, ki iščejo nove načine za proizvodnjo THC-ja brez gojenja same marihuane.

ZGODOVINA MEDICINE:
MEJNIKI IN VELIKA ODKRITJA

Po poročanju kanala Discovery
("Discovery Channel")

Medicinska odkritja so spremenila svet. Spremenili so tok zgodovine, rešili nešteto življenj, pomaknili meje našega znanja do meja, na katerih stojimo danes, pripravljeni na nova velika odkritja.

človeška anatomija

V stari Grčiji je zdravljenje bolezni temeljilo bolj na filozofiji kot na resničnem razumevanju človeške anatomije. Kirurški posegi so bili redki, seciranje trupel pa še ni bilo. Zaradi tega zdravniki praktično niso imeli informacij o notranji strukturi osebe. Šele v renesansi se je anatomija pojavila kot znanost.

Belgijski zdravnik Andreas Vesalius je mnoge šokiral, ko se je odločil za študij anatomije z seciranjem trupel. Material za raziskave je bilo treba kopati pod okriljem noči. Znanstveniki, kot je Vesalius, so se morali zateči k ne povsem zakonitim metode. Ko je Vesalius postal profesor v Padovi, je sklenil prijateljstvo z krvnikom. Vesalius se je odločil, da bo izkušnje, pridobljene z leti spretnega seciranja, prenesel naprej s pisanjem knjige o človeški anatomiji. Tako se je pojavila knjiga "O zgradbi človeškega telesa". Knjiga, ki je izšla leta 1538, velja za eno največjih del na področju medicine, pa tudi za eno največjih odkritij, saj podaja prvi pravilen opis zgradbe človeškega telesa. To je bil prvi resen izziv avtoriteti starogrških zdravnikov. Knjiga je bila razprodana v ogromnih številkah. Kupovali so ga izobraženi ljudje, tudi daleč od medicine. Celotno besedilo je zelo natančno ilustrirano. Tako so informacije o človeški anatomiji postale veliko bolj dostopne. Zahvaljujoč Vesaliju je preučevanje človeške anatomije z disekcijo postalo sestavni del usposabljanja zdravnikov. In to nas pripelje do naslednjega velikega odkritja.

Kroženje

Človeško srce je mišica velikosti pesti. Utripne več kot sto tisoč krat na dan, več kot sedemdeset let - to je več kot dve milijardi srčnih utripov. Srce prečrpa 23 litrov krvi na minuto. kri teče skozi telo in poteka skozi zapleten sistem arterij in ven. Če so vse krvne žile v človeškem telesu raztegnjene v eni vrstici, potem dobite 96 tisoč kilometrov, kar je več kot dvakrat večji obseg Zemlje. Do začetka 17. stoletja je bil proces krvnega obtoka napačno predstavljen. Prevladujoča teorija je bila, da kri teče v srce skozi pore v mehkih tkivih telesa. Med privrženci te teorije je bil angleški zdravnik William Harvey. Delo srca ga je navdušilo, a bolj ko je opazoval srčni utrip pri živalih, bolj je spoznal, da je splošno sprejeta teorija krvnega obtoka preprosto napačna. Nedvoumno piše: "... Mislil sem, ali se kri ne more premikati, kot bi bila v krogu?" In že prvi stavek v naslednjem odstavku: "Kasneje sem ugotovil, da je tako ...". Z obdukcijo je Harvey odkril, da ima srce enosmerne zaklopke, ki omogočajo pretok krvi samo v eno smer. Nekatere zaklopke prepuščajo kri, druge jo izpuščajo. In to je bilo veliko odkritje. Harvey je spoznal, da srce črpa kri v arterije, nato teče skozi vene in se, sklene krog, vrne v srce, nato pa spet začne cikel. Danes se zdi kot običajna resnica, toda za 17. stoletje je bilo odkritje Williama Harveyja revolucionarno. To je bil uničujoč udarec za uveljavljene medicinske koncepte. Harvey na koncu svoje razprave piše: "Če razmišljam o neprecenljivih posledicah, ki jih bo to imelo za medicino, vidim polje skoraj neomejenih možnosti."
Harveyjevo odkritje je resno napredovalo v anatomiji in kirurgiji ter preprosto rešilo številna življenja. Povsod po svetu se v operacijskih sobah uporabljajo kirurške sponke, ki blokirajo pretok krvi in ​​ohranjajo bolnikov obtočni sistem nedotaknjen. In vsak od njih je spomin na veliko odkritje Williama Harveyja.

Krvne skupine

Še eno veliko odkritje, povezano s krvjo, je bilo narejeno na Dunaju leta 1900. Navdušenje nad transfuzijo krvi je napolnilo Evropo. Najprej so bile trditve, da je zdravilni učinek neverjeten, nato pa po nekaj mesecih poročila o mrtvih. Zakaj je včasih transfuzija uspešna, včasih pa ne? Avstrijski zdravnik Karl Landsteiner je bil odločen, da bo našel odgovor. Pomešal je vzorce krvi različnih darovalcev in preučil rezultate.
V nekaterih primerih se je kri uspešno mešala, v drugih pa se je strjevala in postala viskozna. Po natančnejšem pregledu je Landsteiner odkril, da se krvni strdki strdijo, ko specifične beljakovine v prejemnikovi krvi, imenovane protitelesa, reagirajo z drugimi beljakovinami v rdečih krvnih celicah darovalca, znanimi kot antigeni. Za Landsteinerja je bila to prelomnica. Spoznal je, da ni vsa človeška kri enaka. Izkazalo se je, da je kri mogoče jasno razdeliti v 4 skupine, ki jim je dal oznake: A, B, AB in nič. Izkazalo se je, da je transfuzija krvi uspešna le, če je oseba transfundirana s krvjo iste skupine. Landsteinerjevo odkritje se je takoj odrazilo v medicinski praksi. Nekaj ​​let pozneje so transfuzije krvi že izvajali po vsem svetu, s čimer so rešili številna življenja. Zahvaljujoč natančni določitvi krvne skupine so do 50. let prejšnjega stoletja postale možne presaditve organov. Danes se samo v Združenih državah Amerike transfuzija krvi izvaja vsake 3 sekunde. Brez tega bi vsako leto umrlo približno 4,5 milijona Američanov.

Anestezija

Čeprav so prva velika odkritja na področju anatomije zdravnikom omogočila reševanje številnih življenj, bolečin niso mogli ublažiti. Brez anestezije so bile operacije nočna mora. Bolnike so držali ali privezali za mizo, kirurgi so poskušali delati čim hitreje. Leta 1811 je neka ženska zapisala: »Ko je grozno jeklo pahnilo vame in prerezalo žile, arterije, meso, živce, me ni bilo več treba prositi, naj se ne vmešavam. Kričala sem in kričala, dokler ni bilo vsega konec. Bolečina je bila tako neznosna." Operacija je bila zadnja možnost, mnogi so raje umrli kot šli pod kirurgov nož. Za lajšanje bolečin med operacijami so že stoletja uporabljali improvizirana zdravila, nekatera med njimi, na primer izvleček opija ali mandrače, so bila zdravila. Do 40. let 19. stoletja je več ljudi naenkrat iskalo učinkovitejši anestetik: dva bostonska zobozdravnika William Morton in Horost Wells, znanci in zdravnik Crawford Long iz Georgie.
Eksperimentirali so z dvema snovema, za katere so verjeli, da lajšajo bolečino – z dušikovim oksidom, ki je tudi smejalni plin, in tudi s tekočo mešanico alkohola in žveplove kisline. Vprašanje, kdo točno je odkril anestezijo, ostaja sporno, trdili so vsi trije. Ena prvih javnih demonstracij anestezije je bila 16. oktobra 1846. W. Morton je več mesecev eksperimentiral z etrom in poskušal najti odmerek, ki bi bolniku omogočil operacijo brez bolečin. Širši javnosti, ki so jo sestavljali bostonski kirurgi in študenti medicine, je predstavil napravo svojega izuma.
Pacientu, ki so mu morali odstraniti tumor iz vratu, so dali eter. Morton je počakal, da je kirurg naredil prvi rez. Presenetljivo je, da bolnik ni jokal. Po operaciji je bolnik poročal, da ves ta čas ni čutil ničesar. Novica o odkritju se je razširila po vsem svetu. Lahko operirate brez bolečin, zdaj je anestezija. Toda kljub odkritju so mnogi zavrnili uporabo anestezije. Po nekaterih veroizpovedih je treba bolečino prenašati, ne pa lajšati, zlasti porodne bolečine. Toda tu je povedala kraljica Viktorija. Leta 1853 je rodila princa Leopolda. Na njeno željo so ji dali kloroform. Izkazalo se je, da lajša porodne bolečine. Po tem so ženske začele govoriti: "Vzela bom tudi kloroform, ker če jih kraljica ne prezira, me ni sram."

rentgenski žarki

Nemogoče si je predstavljati življenje brez naslednjega velikega odkritja. Predstavljajte si, da ne vemo, kje bi bolnika operirali, kakšna kost je zlomljena, kje je zabodena krogla in kakšna bi lahko bila patologija. Sposobnost pogledati v človeka, ne da bi ga razrezal, je bila prelomnica v zgodovini medicine. Konec 19. stoletja so ljudje uporabljali elektriko, ne da bi zares razumeli, kaj je to. Leta 1895 je nemški fizik Wilhelm Roentgen eksperimentiral s katodno cevjo, steklenim valjem z zelo redkim zrakom v notranjosti. Roentgena je zanimal sijaj, ki ga ustvarjajo žarki, ki izhajajo iz cevi. Za enega od poskusov je Roentgen cev obdal s črnim kartonom in zatemnil sobo. Nato je vklopil telefon. In potem ga je zadelo ena stvar - fotografska plošča v njegovem laboratoriju je zažarela. Roentgen je ugotovil, da se dogaja nekaj zelo nenavadnega. In da žarek, ki izhaja iz cevi, sploh ni katodni žarek; ugotovil je tudi, da se ne odziva na magnet. In magnet ga ni mogel odkloniti kot katodni žarki. To je bil popolnoma neznan pojav in Roentgen ga je imenoval "rentgenski žarki". Povsem po naključju je Roentgen odkril znanosti neznano sevanje, ki ga imenujemo rentgen. Nekaj ​​tednov je deloval zelo skrivnostno, nato pa poklical ženo v pisarno in rekel: "Berta, naj ti pokažem, kaj delam tukaj, ker nihče ne bo verjel." Položil ji je roko pod žarek in fotografiral.
Žena naj bi rekla: "Videla sem svojo smrt." Dejansko je bilo v tistih dneh nemogoče videti okostje osebe, če ne bi umrl. Že sama misel na snemanje notranja strukturaživ človek, pač ni padel v mojo glavo. Bilo je, kot da bi se odprla skrivna vrata in za njimi se je odprlo celotno vesolje. Rentgen je odkril novo, zmogljivo tehnologijo, ki je revolucionirala področje diagnostike. Odkritje rentgenskih žarkov je edino odkritje v zgodovini znanosti, do katerega je prišlo nenamerno, povsem po naključju. Takoj, ko je bilo storjeno, ga je svet takoj sprejel brez razprave. V tednu ali dveh se je naš svet spremenil. Številne najnaprednejše in zmogljive tehnologije se zanašajo na odkritje rentgenskih žarkov, od računalniške tomografije do rentgenskega teleskopa, ki zajema rentgenske žarke iz globin vesolja. In vse to je posledica naključnega odkritja.

Zarodna teorija bolezni

Nekatera odkritja, na primer rentgenski žarki, so nastala po naključju, na drugih se dolgo in trdo ukvarjajo različni znanstveniki. Tako je bilo leta 1846. Vene. Utelešenje lepote in kulture, a duh smrti lebdi v dunajski mestni bolnišnici. Veliko mater, ki so bile tukaj, je umiralo. Vzrok je porodniška vročina, okužba maternice. Ko je dr. Ignaz Semmelweis začel delati v tej bolnišnici, je bil zaskrbljen zaradi obsega katastrofe in zmeden nad čudno nedoslednostjo: obstajala sta dva oddelka.
V eni so porode spremljali zdravniki, v drugi pa so porode materam spremljale babice. Semmelweis je ugotovil, da je na oddelku, kjer so zdravniki sprejeli porod, 7 % porodnic umrlo zaradi tako imenovane porodniške mrzlice. In na oddelku, kjer so delale babice, je umrlo le 2 % zaradi porodniške vročine. To ga je presenetilo, saj imajo zdravniki veliko boljšo izobrazbo. Semmelweis se je odločil ugotoviti, kaj je bil razlog. Opazil je, da je ena glavnih razlik v delu zdravnikov in babic ta, da so zdravniki izvajali obdukcije mrtvih porodnic. Potem so šli rojevat dojenčke ali pogledat matere, ne da bi si niti umili roke. Semmelweis se je spraševal, ali zdravniki na rokah nosijo nekaj nevidnih delcev, ki so jih nato prenesli na bolnike in povzročili smrt. Da bi ugotovil, je izvedel poskus. Odločil se je, da bo poskrbel, da morajo vsi študenti medicine umiti roke v raztopini belila. In število smrti je takoj padlo na 1 %, nižje kot pri babicah. Semmelweis je s tem poskusom ugotovil, da imajo nalezljive bolezni, v tem primeru porodniška mrzlica, le en vzrok in če ga izključimo, se bolezen ne bo pojavila. Toda leta 1846 nihče ni videl povezave med bakterijami in okužbo. Semmelweisove zamisli niso jemali resno.

Minilo je še 10 let, preden je drug znanstvenik posvetil pozornost mikroorganizmom. Ime mu je bilo Louis Pasteur.Tri od petih Pasteurjevih otrok so umrli zaradi tifusa, kar deloma pojasnjuje, zakaj je tako trdo iskal vzrok za nalezljive bolezni. Pasteur je bil s svojim delom za vinsko in pivovarsko industrijo na pravi poti. Pasteur je skušal ugotoviti, zakaj se je pokvaril le majhen del vina, pridelanega v njegovi državi. Odkril je, da so v kislem vinu posebni mikroorganizmi, mikrobi, ki vino zakisajo. Toda s preprostim segrevanjem, kot je pokazal Pasteur, lahko mikrobe ubijemo in vino rešimo. Tako se je rodila pasterizacija. Ko je torej šlo za iskanje vzroka za nalezljive bolezni, je Pasteur vedel, kje iskati. Prav mikrobi so po njegovih besedah ​​tisti, ki povzročajo določene bolezni, in to je dokazal z vrsto poskusov, iz katerih se je rodilo veliko odkritje – teorija mikrobnega razvoja organizmov. Njegovo bistvo je v tem, da določeni mikroorganizmi pri vsakem povzročijo določeno bolezen.

Cepljenje

Naslednje veliko odkritje je bilo narejeno v 18. stoletju, ko je po vsem svetu zaradi črnih koz umrlo okoli 40 milijonov ljudi. Zdravniki niso mogli najti niti vzroka bolezni niti zdravila zanjo. Toda v eni angleški vasi so govorice, da nekateri domačini niso dovzetni za črne koze, pritegnile pozornost lokalnega zdravnika po imenu Edward Jenner.

Govorilo se je, da mlekarji ne zbolijo za črnimi kozami, ker so že imeli kravje koze, sorodno, a blažjo bolezen, ki je prizadela živino. Pri bolnikih s kravjimi kozami se je temperatura dvignila in pojavile so se rane na rokah. Jenner je preučeval ta pojav in se spraševal, ali je gnoj iz teh ran nekako zaščitil telo pred črnimi kozami? 14. maja 1796 se je med izbruhom črnih koz odločil preizkusiti svojo teorijo. Jenner je vzel tekočino iz rane na roki mlekarice s kravjimi kozami. Nato je obiskal drugo družino; tam je zdravemu osemletnemu dečku vbrizgal virus vakcinije. V naslednjih dneh je imel deček rahlo zvišano telesno temperaturo in pojavilo se je več mehurčkov črnih koz. Potem mu je postalo bolje. Jenner se je vrnil šest tednov pozneje. Tokrat je dečku cepil črne koze in začel čakati, da se poskus izkaže – zmaga ali neuspeh. Nekaj ​​dni pozneje je Jenner prejel odgovor – fant je bil popolnoma zdrav in imun na črne koze.
Izum cepljenja proti črnim kozam je revolucioniral medicino. To je bil prvi poskus posega v potek bolezni in jo vnaprej preprečiti. Prvič so se za preprečevanje aktivno uporabljali umetni izdelki bolezen pred njenim nastopom.
Petdeset let po Jennerjevem odkritju je Louis Pasteur razvil idejo cepljenja z razvojem cepiva proti steklini pri ljudeh in proti steklini. antraks pri ovcah. V 20. stoletju sta Jonas Salk in Albert Sabin neodvisno razvila cepivo proti otroški paralizi.

vitamini

Naslednje odkritje je bilo delo znanstvenikov, ki so se dolga leta samostojno borili z istim problemom.
Skozi zgodovino je bil skorbut huda bolezen, ki je povzročila poškodbe kože in krvavitve pri mornarjih. Končno je leta 1747 škotski ladijski kirurg James Lind našel zdravilo zanjo. Odkril je, da je skorbut mogoče preprečiti z vključitvijo citrusov v prehrano mornarjev.

Druga pogosta bolezen med mornarji je bila beriberi, bolezen, ki je prizadela živce, srce in prebavni trakt. V poznem 19. stoletju je nizozemski zdravnik Christian Eijkman ugotovil, da je bolezen povzročila uživanje belega poliranega riža namesto rjavega, nebrušenega riža.

Čeprav sta obe odkritji kazali na povezavo bolezni s prehrano in njenimi pomanjkljivostmi, je v čem je ta povezava lahko ugotovil le angleški biokemik Frederick Hopkins. Predlagal je, da telo potrebuje snovi, ki so le v določenih živilih. Da bi dokazal svojo hipotezo, je Hopkins izvedel vrsto poskusov. Miškam je dal umetno prehrano, sestavljeno izključno iz čistih beljakovin, maščob, ogljikovih hidratov in soli. Miši so postale šibke in prenehale rasti. Toda po majhni količini mleka so se miši spet izboljšale. Hopkins je odkril tisto, kar je poimenoval "bistveni prehranski faktor", ki so ga kasneje imenovali vitamini.
Izkazalo se je, da je beri-beri povezan s pomanjkanjem tiamina, vitamina B1, ki ga v poliranem rižu ni, je pa v naravnem veliko. In citrusi preprečujejo skorbut, ker vsebujejo askorbinsko kislino, vitamin C.
Hopkinsovo odkritje je bilo odločilen korak pri razumevanju pomena pravilna prehrana. Številne telesne funkcije so odvisne od vitaminov, od boja proti okužbam do uravnavanja metabolizma. Brez njih si je težko predstavljati življenje, pa tudi brez naslednjega velikega odkritja.

Penicilin

Po prvi svetovni vojni, ki je zahtevala več kot 10 milijonov življenj, se je okrepilo iskanje varnih metod za odganjanje bakterijske agresije. Navsezadnje mnogi niso umrli na bojišču, ampak zaradi okuženih ran. V raziskavi je sodeloval tudi škotski zdravnik Alexander Fleming. Med preučevanjem bakterije stafilokoka je Fleming opazil, da v središču laboratorijske posode raste nekaj nenavadnega – plesen. Videl je, da so bakterije umrle okoli plesni. Zaradi tega je domneval, da izloča snov, ki je škodljiva za bakterije. To snov je poimenoval penicilin. Naslednjih nekaj let je Fleming poskušal izolirati penicilin in ga uporabiti pri zdravljenju okužb, a mu ni uspelo in je na koncu obupal. Vendar so bili rezultati njegovega dela neprecenljivi.

Leta 1935 sta sodelavca Univerze v Oxfordu Howard Flory in Ernst Chain naletela na poročilo o Flemingovih radovednih, a nedokončanih poskusih in se odločila poskusiti srečo. Tem znanstvenikom je uspelo izolirati penicilin v njegovi čisti obliki. In leta 1940 so ga preizkusili. Osmim mišem so injicirali smrtonosno dozo bakterije streptokoka. Nato so štirim od njih injicirali penicilin. V nekaj urah so bili rezultati. Vse štiri miši, ki niso prejele penicilina, so poginile, vendar so tri od štirih, ki so ga prejele, preživele.

Tako je po zaslugi Fleminga, Floryja in Chaina svet prejel prvi antibiotik. To zdravilo je bilo pravi čudež. Ozdravil je toliko bolezni, ki so povzročale veliko bolečin in trpljenja: akutnega faringitisa, revmatizma, škrlatinke, sifilisa in gonoreje ... Danes smo popolnoma pozabili, da lahko zaradi teh bolezni umreš.

Sulfidni pripravki

Naslednje veliko odkritje je prišlo pravočasno med drugo svetovno vojno. Ameriške vojake, ki so se borili v Pacifiku, je ozdravil pred grižo. In potem je privedlo do revolucije v kemoterapevtsko zdravljenje bakterijskih okužb.
Vse se je zgodilo po zaslugi patologa Gerharda Domagka. Leta 1932 je preučeval možnosti uporabe nekaterih novih kemičnih barvil v medicini. Z delom z na novo sintetiziranim barvilom, imenovanim prontosil, ga je Domagk vbrizgal v več laboratorijskih miši, okuženih s streptokoknimi bakterijami. Kot je pričakoval Domagk, je barvilo prekrilo bakterije, a so bakterije preživele. Zdelo se je, da barvilo ni dovolj strupeno. Nato se je zgodilo nekaj neverjetnega: čeprav barvilo ni ubilo bakterij, je ustavilo njihovo rast, okužba se je ustavila in miši so si opomogle. Kdaj je Domagk prvič testiral prontosil pri ljudeh, ni znano. Vendar pa je novo zdravilo pridobilo slavo, potem ko je rešilo življenje dečku, ki je resno obolel za staphylococcus aureus. Pacient je bil Franklin Roosevelt Jr., sin predsednika Združenih držav. Domagkovo odkritje je postalo takojšnja senzacija. Ker je Prontosil vseboval sulfamidno molekularno strukturo, so ga imenovali sulfamidno zdravilo. Postala je prva v tej skupini sintetičnih kemikalij, ki lahko zdravijo in preprečujejo bakterijske okužbe. Domagk je odprl novo revolucionarno smer pri zdravljenju bolezni, uporabi kemoterapevtskih zdravil. Rešilo bo več deset tisoč človeških življenj.

Inzulin

Naslednje veliko odkritje je pomagalo rešiti življenja milijonov ljudi s sladkorno boleznijo po vsem svetu. Sladkorna bolezen je bolezen, ki moti sposobnost telesa, da absorbira sladkor, kar lahko povzroči slepoto, odpoved ledvic, bolezni srca in celo smrt. Stoletja so zdravniki preučevali sladkorno bolezen in neuspešno iskali zdravilo zanjo. Končno je konec 19. stoletja prišlo do preboja. Ugotovljeno je bilo, da imajo bolniki s sladkorno boleznijo skupna lastnost- vedno je prizadeta skupina celic v trebušni slinavki - te celice izločajo hormon, ki uravnava krvni sladkor. Hormon so poimenovali insulin. In leta 1920 - nov preboj. Kanadski kirurg Frederick Banting in študent Charles Best sta preučevala izločanje insulina trebušne slinavke pri psih. Kot sluti, je Banting psu s sladkorno boleznijo vbrizgal izvleček iz celic, ki proizvajajo inzulin, zdravega psa. Rezultati so bili osupljivi. Po nekaj urah se je raven sladkorja v krvi bolne živali močno znižala. Zdaj se je pozornost Bantinga in njegovih pomočnikov usmerila v iskanje živali, katere insulin bi bil podoben človeškemu. Odkrili so tesno ujemanje z insulinom, vzetim iz fetalnih krav, ga prečistili zaradi varnosti poskusa in izvedli prvo klinično preskušanje januarja 1922. Banting je dal insulin 14-letnemu dečku, ki je umiral za sladkorno boleznijo. In hitro se je popravljal. Kako pomembno je Bantingovo odkritje? Vprašajte 15 milijonov Američanov, ki dnevno jemljejo insulin, od katerega je odvisno njihovo življenje.

Genetska narava raka

Rak je druga najbolj smrtonosna bolezen v Ameriki. Intenzivne študije njegovega nastanka in razvoja so privedle do izjemnih znanstvenih dosežkov, a morda najpomembnejši med njimi je bil naslednje odkritje. Nobelova nagrajenca, raziskovalca raka Michael Bishop in Harold Varmus sta združila moči v raziskavah raka v sedemdesetih letih. Takrat je prevladovalo več teorij o vzroku te bolezni. Maligna celica je zelo zapletena. Sposobna je ne samo deliti, ampak tudi vdreti. To je celica z visoko razvitimi zmogljivostmi. Ena od teorij je bila virus Rousovega sarkoma, ki povzroča raka pri piščancih. Ko virus napade piščančjo celico, vbrizga svoj genski material v DNK gostitelja. Po hipotezi DNK virusa kasneje postane povzročitelj bolezni. Po drugi teoriji, ko virus vnese svoj genski material v gostiteljsko celico, se geni, ki povzročajo raka, ne aktivirajo, ampak počakajo, da jih sprožijo zunanji vplivi, kot so škodljive kemikalije, sevanje ali običajna virusna okužba. Ti geni, ki povzročajo raka, tako imenovani onkogeni, so postali predmet raziskav Varmusa in Bishopa. Glavno vprašanje je: Ali človeški genom vsebuje gene, ki so ali lahko postanejo onkogeni, kot so tisti, ki jih vsebuje virus, ki povzroča tumorje? Ali imajo piščanci, druge ptice, sesalci, ljudje tak gen? Bishop in Varmus sta vzela označeno radioaktivno molekulo in jo uporabila kot sondo, da bi ugotovila, ali je onkogen virusa Rousovega sarkoma podoben kakšnemu normalnemu genu v piščančjih kromosomih. Odgovor je pritrdilen. Bilo je pravo razodetje. Varmus in Bishop sta ugotovila, da je gen, ki povzroča raka, že v DNK zdravih piščančjih celic, še pomembneje pa je, da sta ga našla tudi v človeški DNK, s čimer sta dokazala, da se lahko pri vsakem od nas na celični ravni pojavi rakavi kalček in čaka. za aktivacijo.

Kako lahko lastni gen, s katerim živimo vse življenje, povzroča raka? Pri delitvi celice pride do napak in so pogostejše, če celico zatira kozmično sevanje, tobačni dim. Pomembno si je tudi zapomniti, da mora celica, ko se deli, kopirati 3 milijarde komplementarnih parov DNK. Kdor je kdaj poskusil tiskati, ve, kako težko je. Imamo mehanizme, da opazimo in popravimo napake, pa vendar pri velikih količinah prsti zgrešijo.
Kakšen je pomen odkrivanja? Včasih so ljudje razmišljali o raku v smislu razlik med genomom virusa in celičnim genomom, zdaj pa vemo, da lahko zelo majhna sprememba določenih genov v naših celicah zdravo celico, ki normalno raste, se deli itd., spremeni v maligni. In to je bila prva jasna ilustracija resničnega stanja.

Iskanje tega gena je odločilni trenutek v sodobni diagnostiki in napovedovanju nadaljnjega vedenja rakavega tumorja. Odkritje je dalo jasne cilje specifičnim vrstam terapije, ki prej preprosto niso obstajale.
Prebivalstvo Chicaga je približno 3 milijone ljudi.

HIV

Enako število umre vsako leto zaradi aidsa, ene najhujših epidemij v sodobni zgodovini. Prvi znaki te bolezni so se pojavili v zgodnjih 80-ih letih prejšnjega stoletja. V Ameriki je začelo naraščati število bolnikov, ki umirajo zaradi redkih okužb in raka. Krvni test žrtev je pokazal izjemno nizko raven belih krvnih celic, belih krvnih celic, ki so ključnega pomena za človeški imunski sistem. Leta 1982 so Centri za nadzor in preprečevanje bolezni dali bolezni ime AIDS – sindrom pridobljene imunske pomanjkljivosti. Dva raziskovalca, Luc Montagnier s Pasteurjevega inštituta v Parizu in Robert Gallo z Nacionalnega inštituta za onkologijo v Washingtonu, sta prevzela primer. Obema je uspelo priti do najpomembnejšega odkritja, ki je razkrilo povzročitelja aidsa – HIV, virus človeške imunske pomanjkljivosti. Kako se virus človeške imunske pomanjkljivosti razlikuje od drugih virusov, kot je gripa? Prvič, ta virus ne izdaja prisotnosti bolezni več let, v povprečju 7 let. Druga težava je zelo edinstvena: na primer, aids se je končno manifestiral, ljudje se zavedajo, da so bolni, gredo na kliniko in imajo nešteto drugih okužb, kaj točno je povzročilo bolezen. Kako ga definirati? V večini primerov virus obstaja zgolj z namenom, da vstopi v akceptorsko celico in se razmnoži. Običajno se veže na celico in vanjo sprosti svoje genetske informacije. To omogoča virusu, da podredi funkcije celice in jih preusmeri v proizvodnjo novih vrst virusov. Nato ti posamezniki napadejo druge celice. Toda HIV ni navaden virus. Spada v kategorijo virusov, ki jih znanstveniki imenujejo retrovirusi. Kaj je pri njih nenavadnega? Tako kot razredi virusov, kot sta otroška paraliza ali influenca, so retrovirusi posebne kategorije. Edinstveni so po tem, da se njihove genetske informacije v obliki ribonukleinske kisline pretvorijo v deoksiribonukleinsko kislino (DNK) in prav to, kar se zgodi z DNK, je naš problem: DNK je integrirana v naše gene, virusna DNK postane del nas in potem celice, ki so namenjene zaščiti nas, začnejo reproducirati DNK virusa. Obstajajo celice, ki vsebujejo virus, včasih ga razmnožujejo, včasih ne. Ti so tiho. Skrivajo se... Ampak samo zato, da bi kasneje virus ponovno razmnožili. tiste. ko okužba postane očitna, se bo verjetno ukoreninila za vse življenje. To je glavni problem. Zdravila za aids še niso našli. Ampak odprtje da je HIV retrovirus in da je povzročitelj aidsa, je privedlo do pomembnega napredka v boju proti tej bolezni. Kaj se je v medicini spremenilo od odkritja retrovirusov, predvsem HIV? Na primer, pri aidsu smo videli, da je zdravljenje z zdravili možno. Prej je veljalo, da ker virus uzurpira naše celice za razmnoževanje, je skoraj nemogoče delovati nanj brez hude zastrupitve samega bolnika. Nihče ni vlagal v protivirusne programe. AIDS je odprl vrata protivirusnim raziskavam v farmacevtskih družbah in univerzah po vsem svetu. Poleg tega je imel AIDS pozitiven družbeni učinek. Ironično je, da ta strašna bolezen združuje ljudi.

In tako so dan za dnem, stoletje za stoletjem, v drobnih korakih ali veličastnih prebojih, prihajali do velikih in majhnih odkritij v medicini. Dajejo upanje, da bo človeštvo premagalo raka in aids, avtoimunske in genetske bolezni, doseglo odličnost v preventivi, diagnostiki in zdravljenju, lajšalo trpljenje bolnih ljudi in preprečilo napredovanje bolezni.

SPbGPMA

v zgodovini medicine

Zgodovina razvoja medicinske fizike

Zaključil: Myznikov A.D.,

študent 1. letnika

Predavatelj: Jarman O.A.

St. Petersburg

Uvod

Rojstvo medicinske fizike

2. Srednji vek in novi čas

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 Jatrofizika

3 Izdelava mikroskopa

3. Zgodovina uporabe električne energije v medicini

3.1 Malo ozadja

3.2 Kaj dolgujemo Gilbertu

3.3 Nagrada, podeljena Maratu

3.4 Polemika Galvani in Volta

4. Poskusi VV Petrov. Začetek elektrodinamike

4.1 Uporaba električne energije v medicini in biologiji v XIX - XX stoletju

4.2 Zgodovina radiologije in terapije

Kratka zgodovina ultrazvočne terapije

Zaključek

Bibliografija

medicinska fizika ultrazvočno sevanje

Uvod

Spoznaj sebe in spoznal boš ves svet. Prva je medicina, druga pa fizika. Od antičnih časov je bil odnos med medicino in fiziko tesen. Ni zaman vse do začetka 20. stoletja v različnih državah skupaj potekali kongresi naravoslovcev in zdravnikov. Zgodovina razvoja klasične fizike kaže, da so jo v veliki meri ustvarili zdravniki, številne fizikalne študije pa so povzročila vprašanja, ki jih je postavila medicina. Po drugi strani pa so dosežki sodobne medicine, zlasti na področju visokih tehnologij za diagnostiko in zdravljenje, temeljili na rezultatih različnih fizikalnih študij.

Ni naključje, da sem se odločil za to temo, saj mi je, študentu specialnosti "Medicinska biofizika", tako blizu kot kdorkoli drug. Že dolgo sem želel vedeti, koliko je fizika pomagala razvoju medicine.

Namen mojega dela je pokazati, kako pomembno vlogo je fizika imela in igra pri razvoju medicine. Sodobne medicine si je nemogoče predstavljati brez fizike. Naloge so:

Slediti fazam oblikovanja znanstvene osnove sodobne medicinske fizike

Pokaži pomen dejavnosti fizikov v razvoju medicine

1. Rojstvo medicinske fizike

Poti razvoja medicine in fizike sta bili vedno tesno prepleteni. Že v starih časih je medicina skupaj z zdravili uporabljala fizikalne dejavnike, kot so mehanski učinki, toplota, mraz, zvok, svetloba. Razmislimo o glavnih načinih uporabe teh dejavnikov v starodavni medicini.

Ko je ukrotil ogenj, se je človek naučil (seveda ne takoj) uporabljati ogenj v medicinske namene. Še posebej dobro je delovalo za vzhodna ljudstva. Že v starih časih je bil kavterizaciji pripisan velik pomen. Starodavne medicinske knjige pravijo, da je moksibuscija učinkovita, tudi če sta akupunktura in medicina nemočni. Kdaj točno je nastala ta metoda zdravljenja, ni natančno ugotovljeno. Znano pa je, da na Kitajskem obstaja že od antičnih časov, v kameni dobi pa so ga uporabljali za zdravljenje ljudi in živali. Tibetanski menihi so uporabljali ogenj za zdravljenje. Na sonce so res goreli - biološki aktivne točke odgovoren za določen del telesa. V poškodovanem predelu je intenzivno potekal proces celjenja in veljalo je, da je s tem celjenjem prišlo do celjenja.

Zvok so uporabljale skoraj vse starodavne civilizacije. Glasbo so uporabljali v templjih za zdravljenje živčnih motenj, pri Kitajcih je bila v neposredni povezavi z astronomijo in matematiko. Pitagora je glasbo uveljavil kot natančno znanost. Njegovi privrženci so se z njim znebili besa in jeze in so ga imeli za glavno sredstvo za vzgajanje harmonične osebnosti. Aristotel je tudi trdil, da lahko glasba vpliva na estetsko plat duše. Kralj David je kralja Savla ozdravil depresije s svojim igranjem na harfo in ga tudi rešil pred nečistimi duhovi. Aesculapius je zdravil išias z glasnimi zvoki trobente. Znani so tudi tibetanski menihi (o njih smo razpravljali zgoraj), ki so uporabljali zvoke za zdravljenje skoraj vseh človeških bolezni. Imenovali so jih mantre - oblike energije v zvoku, čista esencialna energija zvoka samega. Mantre so bile razdeljene v različne skupine: za zdravljenje vročine, črevesnih motenj itd. Metodo uporabe manter tibetanski menihi uporabljajo še danes.

Fototerapija ali svetlobna terapija (fotografije - "svetloba"; grško) je obstajala že od nekdaj. V starem Egiptu so na primer ustvarili poseben tempelj, posvečen "zdravilnemu zdravilcu" - svetlobi. In v starem Rimu so bile hiše zgrajene tako, da svetloboljubnim državljanom nič ni preprečilo, da bi se vsakodnevno prepustili "pitju sončnih žarkov" - tako so imenovali navado sončenja v posebnih gospodarskih poslopjih z ravnimi strehami (solariji). Hipokrat je s pomočjo sonca zdravil bolezni kože, živčnega sistema, rahitis in artritis. Pred več kot 2000 leti je to poimenoval uporaba sončna svetloba helioterapija.

Tudi v antiki so se začeli razvijati teoretični deli medicinske fizike. Ena izmed njih je biomehanika. Raziskave v biomehaniki so stare toliko kot raziskave v biologiji in mehaniki. Študije, ki po sodobnih pojmih spadajo v področje biomehanike, so bile znane že v starem Egiptu. Znameniti egipčanski papirus (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 pr.n.št.) opisuje različne primere motoričnih poškodb, vključno s paralizo zaradi izpaha vretenc, njihovo razvrstitev, metode zdravljenja in prognozo.

Sokrat, ki je živel pribl. 470-399 Kr., učil, da ne bomo mogli razumeti sveta okoli sebe, dokler ne doumemo svoje lastne narave. Stari Grki in Rimljani so veliko vedeli o glavnih žilah in srčnih zaklopkah, znali so prisluhniti delu srca (npr. grški zdravnik Aretej v 2. stoletju pr.n.št.). Herofil iz Kalcedoka (3. stoletje pr.n.št.) je razlikoval med žilnimi arterijami in venami.

Oče sodobne medicine, starogrški zdravnik Hipokrat, je reformiral staro medicino in jo ločil od metod zdravljenja z uroki, molitvami in žrtvami bogovom. V razpravah "Zmanjšanje sklepov", "Zlomi", "Rane na glavi" je razvrstil takrat znane poškodbe mišično-skeletnega sistema in predlagal metode za njihovo zdravljenje, zlasti mehanske, s tesnimi povoji, vleko in fiksacijo. . Očitno so se že takrat pojavile prve izboljšane proteze okončin, ki so služile tudi za opravljanje določenih funkcij. Vsekakor Plinij Starejši omenja enega rimskega poveljnika, ki je sodeloval v drugi punski vojni (218-210 pr.n.št.). Po rani, ki jo je dobil, so mu amputirali desno roko in jo zamenjali z železno. Hkrati je lahko držal ščit s protezo in sodeloval v bitkah.

Platon je ustvaril nauk o idejah - nespremenljivih in razumljivih prototipih vseh stvari. Ko je analiziral obliko človeškega telesa, je učil, da so "bogovi, ki posnemajo obrise vesolja ... vključili obe božanski rotaciji v kroglasto telo ... ki ga danes imenujemo glava." Napravo mišično-skeletnega sistema razume takole: "da se glava ne valja po tleh, povsod prekrita z izboklinami in jamami ... telo je postalo podolgovate in po načrtu Boga, ki ga je naredil mobilno, iz sebe je zraslo štiri okončine, ki jih je mogoče raztegniti in upogniti; če se jih je oprijel in se zanašal nanje, je pridobil sposobnost premikanja povsod ... ". Platonova metoda razmišljanja o zgradbi sveta in človeka temelji na logični študiji, ki »mora iti tako, da doseže največjo stopnjo verjetnosti«.

Veliki starogrški filozof Aristotel, čigar spisi pokrivajo skoraj vsa področja znanosti tistega časa, je sestavil prvi podroben opis zgradbe in funkcij posameznih organov in delov telesa živali ter postavil temelje sodobne embriologije. Pri sedemnajstih letih je Aristotel, sin zdravnika iz Stagire, prišel v Atene, da bi študiral na Platonovi akademiji (428-348 pr.n.št.). Potem ko je na Akademiji ostal dvajset let in postal eden najtesnejših Platonovih učencev, jo je Aristotel zapustil šele po smrti svojega učitelja. Kasneje se je lotil anatomije in preučevanja zgradbe živali, zbiral različna dejstva ter izvajal poskuse in seciranja. Na tem področju je naredil veliko edinstvenih opazovanj in odkritij. Tako je Aristotel tretji dan razvoja prvič ugotovil srčni utrip piščančjega zarodka, opisal žvečilni aparat morskih ježkov ("Aristotelova luč") in še veliko več. V iskanju gonilne sile krvnega pretoka je Aristotel predlagal mehanizem gibanja krvi, ki je povezan z njenim segrevanjem v srcu in hlajenjem v pljučih: »gibanje srca je podobno gibanju tekočine, ki povzroča toploto. zavre." V svojih delih "O delih živali", "O gibanju živali" ("De Motu Animalium"), "O izvoru živali" je Aristotel prvič obravnaval strukturo teles več kot 500 vrst. živih organizmov, organizacijo dela organskih sistemov in uvedel primerjalno metodo raziskovanja. Pri razvrščanju živali jih je razdelil v dve veliki skupini – krvne in brezkrvne. Ta delitev je podobna trenutni delitvi na vretenčarje in nevretenčarje. Po načinu gibanja je Aristotel ločil tudi skupine dvonožnih, štirinožnih, mnogonogih in breznog. Prvi je hojo opisal kot proces, pri katerem se rotacijski gib okončin pretvori v translacijsko gibanje telesa, prvi je opazil asimetričnost gibanja (opora na levi nogi, prenos teže na levo ramo, značilno za desničarje). Ko je opazoval gibanje osebe, je Aristotel opazil, da senca, ki jo meče figura na steni, ne opisuje ravne črte, ampak cikcakasto črto. Izpostavil in opisal je organe, ki so po zgradbi različni, a po funkciji enaki, na primer luske pri ribah, perje pri pticah in dlake pri živalih. Aristotel je preučeval pogoje za ravnotežje telesa ptic (dvonožna podpora). Ko je razmišljal o gibanju živali, je izpostavil motorične mehanizme: "...s pomočjo organa se premika tisto, pri katerem začetek sovpada s koncem, kot v sklepu. Dejansko je v sklepu konveksna in votlo, eden od njih je konec, drugi je začetek ... eden počiva, drugi se premika ... Vse se premika s potiskanjem ali vlečenjem." Aristotel je prvi opisal pljučno arterijo in uvedel izraz "aorta", opazil korelacije strukture posameznih delov telesa, opozoril na medsebojno delovanje organov v telesu, postavil temelje za nauk o biološki smotrnosti in oblikoval "načelo gospodarnosti": "kar narava vzame na enem mestu, da prijatelju." Najprej je opisal razlike v zgradbi obtočil, dihal, mišično-skeletnega sistema različnih živali in njihovega žvečilnega aparata. Za razliko od svojega učitelja Aristotel ni obravnaval »sveta idej« kot nekaj zunanjega glede na materialni svet, temveč je uvedel Platonove »ideje« kot sestavni del narave, njen glavni princip, ki organizira materijo. Kasneje se ta začetek preoblikuje v koncepte "vitalne energije", "živalskih duhov".

Veliki starogrški znanstvenik Arhimed je s svojimi študijami hidrostatičnih principov, ki upravljajo plavajoče telo, in študijami vzgona teles postavil temelje sodobne hidrostatike. Bil je prvi, ki je uporabil matematične metode pri preučevanju problemov v mehaniki, pri čemer je v obliki izrekov oblikoval in dokazal številne trditve o ravnovesju teles in o težišče. Načelo vzvoda, ki ga Arhimed pogosto uporablja za ustvarjanje gradbenih konstrukcij in vojaška vozila, bo eden prvih mehanskih principov, uporabljenih v biomehaniki mišično-skeletnega sistema. Arhimedova dela vsebujejo ideje o seštevanju gibov (pravolinijskih in krožnih, ko se telo giblje v spirali), o nenehnem enakomernem povečevanju hitrosti, ko telo pospešuje, kar bo Galileo kasneje poimenoval kot osnovo svojih temeljnih del o dinamiki. .

V klasičnem delu O delih človeškega telesa je slavni starorimski zdravnik Galen podal prvi izčrpen opis človeške anatomije in fiziologije v zgodovini medicine. Ta knjiga je že skoraj tisoč let in pol služila kot učbenik in referenčna knjiga o medicini. Galen je postavil temelje za fiziologijo s prvimi opazovanji in poskusi na živih živalih ter preučevanjem njihovih skeletov. V medicino je uvedel vivisekcijo – operacije in raziskave na živi živali, da bi preučeval funkcije telesa in razvijal metode za zdravljenje bolezni. Odkril je, da v živem organizmu možgani nadzorujejo govor in proizvodnjo zvoka, da so arterije napolnjene s krvjo, ne z zrakom, in po najboljših močeh raziskal načine gibanja krvi v telesu, opisal strukturne razlike med arterijami. in žile ter odkrili srčne zaklopke. Galen ni izvajal obdukcij in so zato v njegova dela morda prišle napačne ideje, na primer o nastanku venske krvi v jetrih in arterijske krvi - v levem prekatu srca. Prav tako ni vedel za obstoj dveh krogov krvnega obtoka in za pomen atrija. V svojem delu "De motu musculorum" je opisal razliko med motoričnimi in senzoričnimi nevroni, mišicami agonisti in antagonisti ter prvič opisal mišični tonus. Vzrok za krčenje mišic je menil, da so "živalski duhovi", ki prihajajo iz možganov v mišico vzdolž živčnih vlaken. Ob raziskovanju telesa je Galen prišel do zaključka, da v naravi ni nič odveč in oblikovano filozofsko načelo da lahko z raziskovanjem narave pridemo do razumevanja Božjega načrta. V dobi srednjega veka, tudi z vsemogočnostjo inkvizicije, je bilo narejenega veliko, zlasti v anatomiji, ki je kasneje služila kot osnova nadaljnji razvoj biomehanika.

Rezultati raziskav, opravljenih v arabskem svetu in v državah vzhoda, zavzemajo posebno mesto v zgodovini znanosti: številna literarna dela in medicinske razprave so dokaz za to. Arabski zdravnik in filozof Ibn Sina (Avicenna) je postavil temelje racionalne medicine, oblikoval racionalne podlage za postavitev diagnoze na podlagi pregleda bolnika (zlasti analize pulznih nihanj arterij). Revolucionarnost njegovega pristopa postane jasna, če se spomnimo, da je v tistem času zahodna medicina, ki sega v Hipokrata in Galena, upoštevala vpliv zvezd in planetov na vrsto in potek bolezni ter izbiro terapevtskega zdravljenja. agenti.

Rad bi rekel, da je bila v večini del starodavnih znanstvenikov uporabljena metoda določanja pulza. Metoda pulzne diagnostike je nastala mnogo stoletij pred našo dobo. Med literarnimi viri, ki so prišli do nas, so najstarejša dela starodavnega kitajskega in tibetanskega izvora. Starodavni Kitajci vključujejo na primer "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shih", "Zhu-bin-shih", "Nan-jing", pa tudi razdelke v razpravah "Jia-i- ching", "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu" itd.

Zgodovina pulzne diagnoze je neločljivo povezana z imenom starodavnega kitajskega zdravilca - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). Začetek poti tehnike pulzne diagnostike je povezan z eno od legend, po kateri je bil Bian Qiao povabljen na zdravljenje hčerke plemenite mandarine (uradnika). Situacijo je zapletlo dejstvo, da je bilo celo zdravnikom strogo prepovedano videti in se dotikati oseb plemiškega ranga. Bian Qiao je prosil za tanko vrvico. Nato je predlagal, da bi drugi konec vrvi privezali na zapestje princese, ki je bila za paravanom, vendar so dvorni zdravilci prezirno ravnali s povabljenim zdravnikom in se odločili, da se z njim izigrajo tako, da konec vrvi ne privežejo na princesino zapestje, ampak na šapo psa, ki teče v bližini. Nekaj ​​sekund pozneje je Bian Qiao na presenečenje prisotnih mirno izjavil, da to niso impulzi osebe, ampak živali, in to žival je premetavala s črvi. Spretnost zdravnika je vzbudila občudovanje in vrvico so z zaupanjem prenesli na princesino zapestje, nato pa so ugotovili bolezen in predpisali zdravljenje. Zaradi tega si je princesa hitro opomogla, njegova tehnika pa je postala splošno znana.

Hua Tuo - uspešno uporablja pulzno diagnostiko v kirurški praksi, ki jo združuje s kliničnim pregledom. V tistih časih so bile operacije prepovedane z zakonom, operacija je bila izvedena v skrajni sili, če ni bilo zaupanja v ozdravitev s konzervativnimi metodami, kirurgi preprosto niso poznali diagnostičnih laparotomij. Diagnoza je bila postavljena z zunanjim pregledom. Hua Tuo je svojo umetnost obvladovanja pulzne diagnoze prenesel na pridne študente. Veljalo je pravilo, da samo človek se lahko nauči določenega mojstrstva pulzne diagnostike, ki se trideset let uči samo od človeka. Hua Tuo je bil prvi, ki je uporabil posebno tehniko za pregled študentov o zmožnosti uporabe impulzov za diagnozo: pacient je sedel za zaslonom, njegove roke pa so bile vstavljene skozi ureznine v njem, tako da je študent lahko videl in preučeval samo zaslon. roke. Vsakodnevna, vztrajna praksa je hitro prinesla uspešne rezultate.

2. Srednji vek in novi čas

1 Leonardo da Vinci

V srednjem veku in renesansi je v Evropi potekal razvoj glavnih oddelkov fizike. Slavni fizik tistega časa, a ne le fizik, je bil Leonardo da Vinci. Leonardo je preučeval človeška gibanja, let ptic, delovanje srčnih zaklopk, gibanje rastlinskega soka. Opisal je mehaniko telesa pri vstajanju in vstajanju iz sedečega položaja, hoji navkreber in navzdol, tehniko skakanja, prvič opisal raznolikost hodov ljudi različnih teles, opravil primerjalno analizo hoje osebe, opica in številne živali, ki so sposobne dvonožne hoje (medved) . V vseh primerih je bila posebna pozornost namenjena položaju težišč in upora. Leonardo da Vinci je v mehaniki prvi uvedel pojem upora, ki ga tekočine in plini izvajajo na telesa, ki se v njih premikajo, in prvi je razumel pomen novega pojma - momenta sile okoli točke - za analiza gibanja teles. Z analizo sil, ki jih razvijajo mišice, in z odličnim poznavanjem anatomije je Leonardo uvedel linije delovanja sil vzdolž smeri ustrezne mišice in s tem predvidel koncept vektorske narave sil. Ko je Leonardo opisoval delovanje mišic in interakcijo mišičnih sistemov pri izvajanju giba, je upošteval vrvice, raztegnjene med pritrdilnimi točkami mišic. Za označevanje posameznih mišic in živcev je uporabil črkovne oznake. V njegovih delih je mogoče najti temelje prihodnje doktrine refleksov. Ob opazovanju mišičnih kontrakcij je ugotovil, da se kontrakcije lahko pojavijo nehote, samodejno, brez zavestnega nadzora. Leonardo je skušal vsa opažanja in ideje prenesti v tehnične aplikacije, zapustil je številne risbe naprav, zasnovanih za različne vrste gibanja, od vodnih smuči in jadralnih letal do protez in prototipov sodobnih invalidskih vozičkov (skupaj več kot 7 tisoč listov rokopisov ). Leonardo da Vinci je izvedel raziskavo o zvoku, ki nastane pri gibanju kril žuželk, opisal možnost spreminjanja višine zvoka, ko krilo razrežemo ali namažemo z medom. Pri izvajanju anatomskih študij je opozoril na značilnosti razvejanosti sapnika, arterij in ven v pljučih, poudaril pa je tudi, da je erekcija posledica pretoka krvi v genitalije. Izvedel je pionirske študije filotaksije, opisoval vzorce razporeditve listov številnih rastlin, naredil odtise žilno-vlaknatih listnih snopov in preučeval značilnosti njihove zgradbe.

2 Iatrofizika

V medicini 16.-18. stoletja je obstajala posebna smer, imenovana iatromehanika ali iatrofizika (iz grškega iatros - zdravnik). Dela slavnega švicarskega zdravnika in kemika Theophrastusa Paracelsusa in nizozemskega naravoslovca Jana Van Helmonta, znanega po svojih poskusih o spontanem nastajanju miši iz pšenične moke, prahu in umazanih srajc, so vsebovala izjavo o celovitosti telesa, opisano v oblika mističnega začetka. Predstavniki racionalnega svetovnega nazora tega niso mogli sprejeti in so v iskanju racionalnih temeljev bioloških procesov za osnovo svojega študija postavili mehaniko, takrat najbolj razvito področje znanja. Jatromehanika je trdila, da razlaga vse fiziološke in patološke pojave na podlagi zakonov mehanike in fizike. Znani nemški zdravnik, fiziolog in kemik Friedrich Hoffmann je oblikoval svojevrsten kredo iatrofizike, po katerem je življenje gibanje, mehanika pa vzrok in zakon vseh pojavov. Hoffmann je na življenje gledal kot na mehanski proces, med katerim gibanje živcev, po katerih se giblje »živalski duh« (spiritum animalium), ki se nahaja v možganih, nadzoruje krčenje mišic, krvni obtok in delovanje srca. Posledično se telo – nekakšen stroj – sproži v gibanju. Hkrati je mehanika veljala za osnovo vitalne dejavnosti organizmov.

Takšne trditve so bile, kot je zdaj jasno, večinoma nevzdržne, vendar je iatromehanika nasprotovala sholastičnim in mističnim idejam, v uporabo je uvedla številne pomembne doslej neznane dejanske informacije in nove instrumente za fiziološke meritve. Na primer, po stališčih enega od predstavnikov iatromehanike Giorgia Baglivija je bila roka primerjana z vzvodom, prsni koš z mehom, žleze s sitom, srce pa s hidravlično črpalko. Te analogije so danes povsem razumne. V 16. stoletju so bili v delih zdravnika francoske vojske A. Pare (Ambroise Pare) postavljeni temelji sodobne kirurgije in predlagani umetni ortopedski pripomočki - proteze za noge, roke, roke, katerih razvoj je temeljil bolj na znanstveno podlago kot na preprosti imitaciji izgubljene oblike. Leta 1555 je bil v delih francoskega naravoslovca Pierra Belona opisan hidravlični mehanizem za gibanje morskih anemon. Eden od ustanoviteljev iatrokemije Van Helmont, ki je preučeval procese fermentacije hrane v živalskih organizmih, se je začel zanimati za plinaste produkte in v znanost uvedel izraz "plin" (iz nizozemskega gisten - fermentirati). V razvoj idej iatromehanike so sodelovali A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes. Iatromehanika, ki vse procese v živih sistemih zreducira na mehanske, pa tudi iatrokemija, ki sega v Paracelsusa, katerega predstavniki so verjeli, da je življenje reducirano na kemične preobrazbe kemikalij, ki sestavljajo telo, je privedla do enostranskega in pogosto napačna predstava o procesih vitalne dejavnosti in metodah zdravljenja bolezni. Kljub temu so ti pristopi, zlasti njihova sinteza, omogočili oblikovanje racionalnega pristopa v medicini v 16.-17. stoletju. Tudi doktrina o možnosti spontanega nastajanja življenja je igrala pozitivno vlogo, ki je vzbujala dvom v verske hipoteze o nastanku življenja. Paracelsus je ustvaril "anatomijo bistva človeka", s katero je skušal pokazati, da so "v človeškem telesu na mističen način povezane tri vseprisotne sestavine: soli, žveplo in živo srebro" .

V okviru filozofskih konceptov tistega časa se je oblikovala nova jatromehanska ideja o bistvu patoloških procesov. Tako je nemški zdravnik G. Chatl ustvaril nauk o animizmu (iz lat.anima - duša), po katerem se je bolezen obravnavala kot gibi duše, da bi odstranili tujce iz telesa. škodljive snovi. Predstavnik iatrofizike, italijanski zdravnik Santorio (1561-1636), profesor medicine v Padovi, je menil, da je vsaka bolezen posledica kršitve vzorcev gibanja posameznih najmanjših delcev telesa. Santorio je bil eden prvih, ki je uporabil eksperimentalno metodo raziskovanja in matematične obdelave podatkov ter ustvaril vrsto zanimivih instrumentov. V posebni komori, ki jo je zasnoval, je Santorio preučeval presnovo in prvič ugotovil življenjski procesi neskladnost v telesni teži. Skupaj z Galilejem je izumil živosrebrni termometer za merjenje temperature teles (1626). V njegovem delu "Statična medicina" (1614) so ​​hkrati predstavljena določila iatrofizike in iatrokemije. Nadaljnje raziskave so privedle do revolucionarnih sprememb v predstavah o strukturi in delu srčno-žilnega sistema. Italijanski anatom Fabrizio d "Aquapendente je odkril venske zaklopke. Italijanski raziskovalec P. Azelli in danski anatom T. Bartholin sta odkrila limfne žile.

Angleški zdravnik William Harvey je lastnik odkritja zaprtja cirkulacijskega sistema. Med študijem v Padovi (1598-1601) je Harvey poslušal predavanja Fabrizia d "Akvapendenteja in očitno obiskoval Galilejeva predavanja. Vsekakor je bil Harvey v Padovi, medtem ko je slava Galilejevih briljantnih predavanj, Harveyjevo odkritje zaprtja krvnega obtoka je bilo rezultat sistematične uporabe kvantitativne metode merjenja, ki jo je prej razvil Galileo, in ne preprostega opazovanja ali ugibanja. Harvey je prikazal, da se kri premika iz levi prekat srca samo v eni smeri Z merjenjem volumna krvi, ki jo srce izvrže v eni kontrakciji (udarni volumen), je dobljeno število pomnožil s pogostostjo krčenja srca in pokazal, da v eni uri črpa volumen krvi veliko večji od volumna telesa. Tako je bilo sklenjeno, da mora veliko manjši volumen krvi nenehno krožiti v začaranem krogu, vstopati v srce in črpati do njih skozi žilni sistem. Rezultati dela so bili objavljeni v delu "Anatomska študija gibanja srca in krvi pri živalih" (1628). Rezultati dela so bili več kot revolucionarni. Dejstvo je, da je že od časa Galena veljalo, da se kri proizvaja v črevesju, od koder vstopi v jetra, nato v srce, od koder se po sistemu arterij in ven razporedi v druge organe. Harvey je srce, razdeljeno na ločene komore, opisal kot mišično vrečko, ki deluje kot črpalka, ki črpa kri v žile. Kri se giblje v krogu v eno smer in ponovno vstopi v srce. Povratni pretok krvi v venah preprečujejo venske zaklopke, ki jih je odkril Fabrizio d'Akvapendente. Harveyjeva revolucionarna doktrina krvnega obtoka je bila v nasprotju z Galenovimi izjavami, v zvezi s katerimi so bile njegove knjige ostro kritizirane in celo pacienti so pogosto zavračali njegove zdravstvene storitve. 1623 je Harvey služil kot sodni zdravnik Karla I. in najvišje pokroviteljstvo ga je rešilo pred napadi nasprotnikov in mu omogočilo nadaljnje znanstveno delo. Harvey je opravil obsežne raziskave o embriologiji, opisal posamezne stopnje razvoja zarodka ("Študije o rojstvu živali", 1651).17. stoletje lahko imenujemo doba hidravlike in hidravličnega razmišljanja.Napredek tehnologije je prispeval k nastanku novih analogij in boljšemu razumevanju procesov, ki se dogajajo v živih organizmih. Verjetno je zato Harvey srce opisal kot hidravlično črpalko, ki črpa kri po "cevovodu" žilnega sistema. Za popolno prepoznavanje rezultatov Harveyjevega dela je bilo treba najti le manjkajoči člen, ki zapira krog med arterijami in venami. , kar bo kmalu storjeno v Malpighijevih delih.Pljuča in razlogi za črpanje zraka skozi njih so Harveyju ostali nerazumljivi - pred nami so bili dosedanji uspehi kemije in odkritje sestave zraka.17. stoletje je pomemben mejnik v zgodovini biomehanike, saj jo ni zaznamoval le pojav prvih tiskanih del o biomehaniki, temveč tudi oblikovanje novega pogleda na življenje in naravo biološke mobilnosti.

Francoski matematik, fizik, filozof in fiziolog René Descartes je bil prvi, ki je poskušal zgraditi mehanski model živega organizma ob upoštevanju nadzora preko živčnega sistema. Njegovo razlago fiziološke teorije, ki temelji na zakonih mehanike, je vsebovalo posthumno objavljeno delo (1662-1664). V tej formulaciji je bila prvič izražena kardinalna ideja za znanost o življenju regulacije s povratnimi informacijami. Descartes je osebo obravnaval kot telesni mehanizem, ki ga poganjajo »živi duhovi«, ki se »nenehno v velikem številu dvigajo od srca do možganov, od tam pa skozi živce do mišic in spravljajo v gibanje vse člane«. Brez pretiravanja vloge "duhov" v razpravi "Opis človeškega telesa. O nastanku živali" (1648) piše, da nam poznavanje mehanike in anatomije omogoča, da v telesu vidimo "znatno število organi ali vzmeti" za organizacijo gibanja telesa. Descartes primerja delo telesa z urnim mehanizmom z ločenimi vzmeti, zobniki, zobniki. Poleg tega je Descartes preučeval koordinacijo gibov različnih delov telesa. Pri izvajanju obsežnih poskusov o preučevanju delovanja srca in gibanja krvi v srčnih votlinah in velikih žilah se Descartes ne strinja s Harveyjevim konceptom srčnih kontrakcij kot gonilne sile krvnega obtoka. Zagovarja hipotezo, ki se vzpenja pri Aristotelu o segrevanju in redčenju krvi v srcu pod vplivom toplote, ki je lastna srcu, pospeševanju širjenja krvi v velike žile, kjer se ohladi, in »srce in arterije takoj padejo navzdol. in pogodbo." Descartes vidi vlogo dihalnega sistema v tem, da dihanje "v pljuča vnese dovolj svežega zraka, da se kri, ki prihaja tja z desne strani srca, kjer se utekočini in se tako rekoč spremeni v paro, spet spremeni iz hlapov v kri." Preučeval je tudi gibanje oči, uporabljal delitev bioloških tkiv glede na mehanske lastnosti na tekoča in trdna. Na področju mehanike je Descartes oblikoval zakon o ohranitvi gibalne količine in uvedel pojem gibalne količine.

3 Izdelava mikroskopa

Izum mikroskopa, instrumenta, ki je tako pomemben za vso znanost, je predvsem posledica vpliva razvoja optike. Nekatere optične lastnosti ukrivljenih površin so poznali že Evklid (300 pr.n.št.) in Ptolemej (127-151), vendar njihova povečevalna moč ni našla praktične uporabe. V zvezi s tem je prva očala izumil Salvinio deli Arleati v Italiji šele leta 1285. V 16. stoletju sta Leonardo da Vinci in Maurolico pokazala, da je majhne predmete najbolje preučevati s povečevalnim steklom.

Prvi mikroskop je šele leta 1595 ustvaril Z. Jansen. Izum je bil v tem, da je Zacharius Jansen v eno cev namestil dve konveksni leči in tako postavil temelje za ustvarjanje kompleksnih mikroskopov. Osredotočenost na preučevani objekt je bila dosežena z izvlečno cevjo. Povečanje mikroskopa je bilo od 3 do 10-krat. In to je bil pravi preboj na področju mikroskopije! Vsak naslednji mikroskop se je bistveno izboljšal.

V tem obdobju (XVI stoletje) so se postopoma začeli razvijati danski, angleški in italijanski raziskovalni instrumenti, ki so postavili temelje za sodobno mikroskopijo.

Hitro širjenje in izboljševanje mikroskopov se je začelo potem, ko je Galileo (G. Galilei), ki je izboljšal teleskop, ki ga je zasnoval, začel uporabljati kot nekakšen mikroskop (1609-1610), pri čemer je spremenil razdaljo med objektivom in okularjem.

Kasneje, leta 1624, ko je dosegel izdelavo leč s krajšim fokusom, je Galileo znatno zmanjšal dimenzije svojega mikroskopa.

Leta 1625 je I. Faber, član rimske »Akademije budnih« (»Akudemia dei lincei«), predlagal izraz »mikroskop«. Prve uspehe, povezane z uporabo mikroskopa v znanstvenih bioloških raziskavah, je dosegel R. Hooke, ki je prvi opisal rastlinsko celico (okoli 1665). V svoji knjigi "Micrographia" je Hooke opisal strukturo mikroskopa.

Leta 1681 je londonska kraljeva družba na svojem srečanju podrobno razpravljala o posebni situaciji. Nizozemec Levenguk (A. van Leenwenhoek) je opisal neverjetne čudeže, ki jih je odkril s svojim mikroskopom v kapljici vode, v poparku popra, v mulju reke, v votlini lastnega zoba. Leeuwenhoek je z mikroskopom odkril in skiciral spermatozoide različnih protozojev, podrobnosti o strukturi kostnega tkiva (1673-1677).

"Z največjim začudenjem sem v kapljici videl ogromno malih živali, ki so se hitro premikale v vse smeri, kot ščuka v vodi. Najmanjša od teh drobnih živali je tisočkrat manjša od očesa odrasle uši."

3. Zgodovina uporabe električne energije v medicini

3.1 Malo ozadja

Človek je že od antičnih časov poskušal razumeti pojave v naravi. Pojavile so se številne genialne hipoteze, ki pojasnjujejo, kaj se dogaja okoli osebe drugačen čas in v različnih državah. Razmišljanja grških in rimskih znanstvenikov in filozofov, ki so živeli pred našo dobo: Arhimeda, Evklida, Lukrecija, Aristotela, Demokrita in drugih - še vedno pomagajo razvoju znanstvenih raziskav.

Po prvih opazovanjih električnih in magnetnih pojavov Talesa iz Mileta se je občasno pojavljalo zanimanje zanje, ki so ga določale naloge zdravljenja.

riž. 1. Izkušnje z električno rampo

Treba je opozoriti, da so električne lastnosti nekaterih rib, ki so bile znane že v starih časih, še vedno nerazkrita skrivnost narave. Tako je na primer leta 1960 na razstavi, ki jo je organiziralo Britansko znanstveno kraljevo društvo v čast 300. obletnice ustanovitve, med skrivnostmi narave, ki jih mora človek rešiti, navaden steklen akvarij z ribo v njem - električni bod (slika ena). Na akvarij je bil preko kovinskih elektrod priključen voltmeter. Ko je riba mirovala, je bila igla voltmetra na nič. Ko se je riba premikala, je voltmeter pokazal napetost, ki je med aktivnimi gibi dosegla 400 V. Napis je glasil: "Narava tega električnega pojava, opaženega že dolgo pred organizacijo angleške kraljeve družbe, človek še vedno ne more razvozlati."

2 Kaj dolgujemo Gilbertu?

Terapevtski učinek električnih pojavov na človeka, glede na opažanja, ki so obstajala v starih časih, lahko štejemo za nekakšno stimulativno in psihogeno zdravilo. To orodje je bilo uporabljeno ali pozabljeno. Za dolgo časa resne študije samih električnih in magnetnih pojavov, predvsem pa njihovega delovanja kot terapevtskega sredstva, niso bile izvedene.

Prva podrobna eksperimentalna študija električnih in magnetnih pojavov pripada angleškemu fiziku, poznejšemu dvornemu zdravniku Williamu Gilbertu (Gilbertu) (1544-1603 zv.). Gilbert je zasluženo veljal za inovativnega zdravnika. Njen uspeh je bil v veliki meri določen z vestnim študijem in nato z uporabo starodavnih medicinskih sredstev, vključno z elektriko in magnetizmom. Gilbert je razumel, da je brez temeljite študije električnega in magnetnega sevanja težko uporabljati "tekočine" pri zdravljenju.

Brez upoštevanja fantastičnih, nepreverjenih domnev in neutemeljenih trditev je Gilbert izvedel vrsto eksperimentalnih študij električnih in magnetnih pojavov. Rezultati te prve študije elektrike in magnetizma so veličastni.

Najprej je Gilbert prvič izrazil idejo, da se magnetna igla kompasa premika pod vplivom magnetizma Zemlje in ne pod vplivom ene od zvezd, kot so verjeli pred njim. Bil je prvi, ki je izvedel umetno magnetizacijo, ugotovil dejstvo o neločljivosti magnetnih polov. Gilbert je ob sočasnem preučevanju električnih pojavov z magnetnimi na podlagi številnih opazovanj pokazal, da električno sevanje nastane ne le pri drgnjenju jantarja, ampak tudi pri drgnjenju drugih materialov. Ker se pokloni jantarju - prvemu materialu, na katerem so opazili elektrizacijo, jih imenuje električni, na podlagi grškega imena za jantar - elektron. Posledično se je beseda "elektrika" uvedla v življenje na predlog zdravnika na podlagi njegovih raziskav, ki so postale zgodovinske, kar je postavilo temelje za razvoj tako elektrotehnike kot elektroterapije. Obenem je Gilbert uspešno oblikoval temeljno razliko med električnimi in magnetnimi pojavi: »Magnetizem je, tako kot gravitacija, določena začetna sila, ki izhaja iz teles, medtem ko je elektrifikacija posledica iztiskanja iz telesnih por posebnih iztokov kot posledica trenja."

V bistvu pred delom Ampera in Faradayja, torej več kot dvesto let po Gilbertovi smrti (rezultati njegovih raziskav so bili objavljeni v knjigi O magnetu, magnetnih telesih in velikem magnetu - Zemlji, 1600) sta elektrizacija in magnetizem obravnavana ločeno.

P. S. Kudryavtsev v "Zgodovini fizike" citira besede velikega predstavnika renesanse Galileja: "Hvalim, se čudim, zavidam Hilbertu (Gilbertu). briljantni ljudje, ki pa nobeden od njih ni bil natančno preučen ... Ne dvomim, da bo sčasoma ta veja znanosti (govorimo o elektriki in magnetizmu - V. M.) napredovala tako zaradi novih opazovanj, kot predvsem zaradi kot posledica strogih dokazov."

Gilbert je umrl 30. novembra 1603, ko je vse instrumente in dela, ki jih je ustvaril, zapustil londonski medicinski družbi, katere aktivni predsednik je bil do svoje smrti.

3 Nagrada, podeljena Maratu

Predvečer francoske buržoazne revolucije. Naj povzamemo raziskave na področju elektrotehnike tega obdobja. Ugotovljena je bila prisotnost pozitivne in negativne elektrike, izdelani in izboljšani so bili prvi elektrostatični stroji, ustvarjeni so bili leydenski banki (neke vrste kondenzatorji za shranjevanje naboja), elektroskopi, oblikovane kvalitativne hipoteze električnih pojavov in drzni poskusi raziskovanja električna narava strele.

Električna narava strele in njen učinek na človeka sta še dodatno utrdila stališče, da lahko elektrika ne le udari ljudi, ampak tudi zdravi ljudi. Navedimo nekaj primerov. 8. aprila 1730 sta Britanca Grey in Wheeler izvedla zdaj že klasičen poskus z elektrifikacijo človeka.

Na dvorišču hiše, kjer je živel Grey, sta bila v zemljo vkopana dva suha lesena droga, na katera je bil pritrjen lesen tram, čez lesen tram sta bili vrženi dve lasni vrvi. Njihovi spodnji konci so bili vezani. Vrvi so zlahka nosile težo fanta, ki se je strinjal, da bo sodeloval v poskusu. Deček je sedel kot na gugalnici in je z eno roko držal palico ali kovinsko palico, naelektreno s trenjem, na katero se je prenesel električni naboj z naelektrenega telesa. Z drugo roko je fant metal kovance enega za drugim v kovinsko ploščo, ki je bila na suhem lesena deska pod njim (slika 2). Kovanci so pridobili naboj skozi dečkovo telo; pri padcu so nabili kovinsko ploščo, ki je začela privlačiti koščke suhe slame, ki se nahajajo v bližini. Poskusi so bili večkrat izvedeni in so vzbudili precejšnje zanimanje ne le med znanstveniki. Angleški pesnik George Bose je zapisal:

Mad Grey, kaj si v resnici vedel o lastnostih te sile, doslej neznane? Ali je dovoljeno, bedak, tvegati in povezati osebo z elektriko?

riž. 2. Izkušnje z elektrifikacijo človeka

Francozi Dufay, Nollet in naš rojak Georg Richman so skoraj istočasno, neodvisno drug od drugega, zasnovali napravo za merjenje stopnje elektrifikacije, ki je bistveno razširila uporabo električnega razelektritve za zdravljenje in ga je postalo mogoče dozirati. Pariška akademija znanosti je več srečanj posvetila razpravi o učinku izpusta pločevink Leyden na osebo. Za to se je začel zanimati tudi Ludvik XV. Na kraljevo zahtevo je fizik Nollet skupaj z zdravnikom Louisom Lemonnierjem v eni od velikih dvoran Versailleske palače izvedel poskus, ki je dokazal boleč učinek statične elektrike. Prednosti "dvorskih zabav" so bile: mnoge so jih zanimale, mnogi so začeli preučevati pojave elektrifikacije.

Leta 1787 je angleški zdravnik in fizik Adams prvič ustvaril poseben elektrostatični stroj za medicinske namene. Veliko ga je uporabljal v svoji medicinski praksi (slika 3) in dobil pozitivne rezultate, kar je mogoče razložiti s stimulativnim učinkom toka, psihoterapevtskim učinkom in specifičnim učinkom izpusta na človeka.

Doba elektrostatike in magnetostatike, kamor sodi vse zgoraj omenjeno, se konča z razvojem matematičnih temeljev teh znanosti, ki so ga izvedli Poisson, Ostrogradsky, Gauss.

riž. 3. Seansa elektroterapije (iz stare gravure)

Uporaba električnih razelektritev v medicini in biologiji je prejela popolno priznanje. Krčenje mišic zaradi dotikanja električnih žarkov, jegulj, soma je pričalo o delovanju električnega udara. Poskusi Angleža Johna Warlisha so dokazali električno naravo udarca raža, anatom Gunther pa je dal natančen opis električnega organa te ribe.

Leta 1752 je nemški zdravnik Sulzer objavil sporočilo o novem pojavu, ki ga je odkril. Jezik, ki se hkrati dotika dveh različnih kovin, povzroči poseben občutek kiselkastega okusa. Sulzer ni domneval, da to opazovanje predstavlja začetek najpomembnejših znanstvenih področij – elektrokemije in elektrofiziologije.

Povečalo se je zanimanje za uporabo električne energije v medicini. Akademija v Rouenu je objavila natečaj za najboljše delo na temo: "Določite stopnjo in pogoje, pod katerimi lahko računate na elektriko pri zdravljenju bolezni." Prvo nagrado je prejel Marat, po poklicu zdravnik, čigar ime se je zapisalo v zgodovino francoske revolucije. Pojav Maratovega dela je bil pravočasen, saj uporaba električne energije za zdravljenje ni bila brez misticizma in šarlatanstva. Neki Mesmer je z uporabo modnih znanstvenih teorij o iskrenju električnih strojev začel trditi, da je leta 1771 našel univerzalno medicinsko zdravilo - "živalski" magnetizem, ki je na pacienta deloval na daljavo. Odprli so posebne zdravstvene ambulante, kjer so bili elektrostatični stroji dovolj visoke napetosti. Pacient se je moral dotikati delov stroja, ki tečejo tok, pri tem pa je čutil električni udar. Očitno je primere pozitivnega učinka bivanja v Mesmerjevih "zdravstvenih" ordinacijah mogoče razložiti ne le z dražilnim učinkom električnega udara, ampak tudi z delovanjem ozona, ki se pojavlja v prostorih, kjer so delovali elektrostatični stroji, in z omenjenimi pojavi prej. Lahko pozitivno vpliva na nekatere bolnike in spremembo vsebnosti bakterij v zraku pod vplivom ionizacije zraka. Toda Mesmer tega ni sumil. Po katastrofalnih neuspehih, na katere je Marat pravočasno opozarjal pri svojem delu, je Mesmer izginil iz Francije. Ustvarjena s sodelovanjem največjega francoskega fizika Lavoisierja, vladna komisija za raziskovanje "medicinskih" dejavnosti Mesmerja ni uspela razložiti pozitivnega učinka električne energije na ljudi. Zdravljenje z elektriko v Franciji začasno ustavljeno.

4 Spor med Galvanijem in Volto

In zdaj bomo govorili o študijah, izvedenih skoraj dvesto let po objavi Gilbertovega dela. Povezujejo se z imeni italijanskega profesorja anatomije in medicine Luigija Galvanija in italijanskega profesorja fizike Alessandra Volte.

V anatomskem laboratoriju Univerze v Boulognu je Luigi Galvani izvedel poskus, katerega opis je šokiral znanstvenike po vsem svetu. Žabe so secirali na laboratorijski mizi. Naloga eksperimenta je bila demonstrirati in opazovati gole, živce njihovih udov. Na tej mizi je bil elektrostatični stroj, s pomočjo katerega je nastala in preučevana iskra. Tu so izjave samega Luigija Galvanija iz njegovega dela "O električnih silah med mišičnimi gibi": "... Eden od mojih pomočnikov se je po naključju zelo narahlo s konico dotaknil žabjih notranjih stegneničnih živcev. Žabja noga se je močno trznila." In še: "... To uspe, ko se iz kondenzatorja stroja izvleče iskra."

Ta pojav je mogoče razložiti na naslednji način. Sprememba vpliva na atome in molekule zraka v območju, kjer izvira iskra električno polje, posledično pridobijo električni naboj in prenehajo biti nevtralni. Nastali ioni in električno nabite molekule se širijo na določeno, sorazmerno majhno razdaljo od elektrostatičnega stroja, saj pri premikanju in trku z molekulami zraka izgubijo naboj. Hkrati se lahko kopičijo na kovinskih predmetih, ki so dobro izolirani od površine tal in se izpraznijo, če pride do prevodnega električnega tokokroga do tal. Tla v laboratoriju so bila suha, lesena. Prostor, kjer je Galvani delal, je dobro izoliral od tal. Predmet, na katerem so se nabirali naboji, je bil kovinski skalpel. Že rahel stik skalpela z žabjim živcem je povzročil »razelektritev« statične elektrike, ki se je nabrala na skalpelu, zaradi česar se je taca umaknila brez mehanskih poškodb. Sam po sebi je bil že takrat znan pojav sekundarne razelektritve, ki jo povzroča elektrostatična indukcija.

Briljanten talent eksperimentatorja in izvajanje velikega števila vsestranskih študij sta Galvaniju omogočila, da je odkril še en fenomen, pomemben za nadaljnji razvoj elektrotehnike. Obstaja poskus o preučevanju atmosferske elektrike. Če citiram samega Galvanija: "... Utrujen ... brezplodnega čakanja ... začel ... pritiskati bakrene kavlje, zataknjene v hrbtenjačo, ob železne palice - žabje noge so se skrčile." Rezultati poskusa, ki se ne izvaja več na prostem, ampak v zaprtih prostorih brez delujočih elektrostatičnih strojev, so potrdili, da se krčenje žabje mišice, podobno kot krčenje, ki ga povzroči iskra elektrostatičnega stroja, pojavi, ko telo žabe se hkrati dotikata dva različna kovinska predmeta - žica in plošča iz bakra, srebra ali železa. Pred Galvanijem takšnega pojava ni opazil nihče. Na podlagi rezultatov opazovanj potegne drzen nedvoumen sklep. Obstaja še en vir električne energije, to je "živalska" elektrika (izraz je enakovreden izrazu "električna aktivnost živega tkiva"). Galvani je trdil, da je živa mišica kondenzator kot leydenski kozarec, v njej se nabira pozitivna elektrika. Žabji živec služi kot notranji "prevodnik". Pritrjevanje dveh kovinskih prevodnikov na mišico povzroči, da teče električni tok, ki kot iskra iz elektrostatičnega stroja povzroči krčenje mišice.

Galvani je eksperimentiral, da bi dosegel nedvoumen rezultat le na žabjih mišicah. Morda mu je prav to omogočilo, da je kot merilnik za količino električne energije predlagal uporabo "fiziološke priprave" žabje noge. Merilo za količino električne energije, za katero je služil takšen fiziološki indikator, je bila aktivnost dviganja in spuščanja tace, ko je ta prišla v stik s kovinsko ploščo, ki se je hkrati dotika kavelj, ki poteka skozi hrbtenjačo. žaba in pogostost dvigovanja šape na enoto časa. Nekaj ​​časa so takšen fiziološki kazalnik uporabljali celo ugledni fiziki, zlasti Georg Ohm.

Galvanijev elektrofiziološki eksperiment je Alessandru Volti omogočil, da je ustvaril prvi elektrokemični vir električna energija, kar pa je odprlo novo obdobje v razvoju elektrotehnike.

Alessandro Volta je bil eden prvih, ki je cenil Galvanijevo odkritje. Galvanijeve poskuse ponavlja zelo previdno in prejme veliko podatkov, ki potrjujejo njegove rezultate. Toda že v svojih prvih člankih »O živalski elektriki« in v pismu dr. Boroniu z dne 3. aprila 1792 Volta v nasprotju z Galvanijem, ki opažene pojave razlaga s stališča »živalske« elektrike, izpostavlja kemično in fizikalno pojavov. Volta ugotavlja pomen uporabe različnih kovin za te poskuse (cink, baker, svinec, srebro, železo), med katerimi je položena krpa, navlažena s kislino.

Takole piše Volta: "V Galvanijevih poskusih je vir električne energije žaba. Kaj pa je žaba ali katera koli žival nasploh? Najprej so to živci in mišice in vsebujejo različne kemične spojine. živci in mišice pripravljene žabe se povežejo z dvema različnima kovinama, potem ko se tako vezje sklene, pride do električnega delovanja.V mojem zadnjem poskusu sta sodelovali tudi dve različni kovini - to sta staniol (svinec) in srebro ter slina jezika je igral vlogo tekočine. Ko sem zaprl vezje s povezovalno ploščo, sem ustvaril pogoje za neprekinjeno premikanje električne tekočine z enega mesta na drugega. Toda te iste kovinske predmete sem lahko spustil preprosto v vodo ali v tekočino, podobno slina Kaj pa "živalska" elektrika?

Poskusi, ki jih je izvedla Volta, nam omogočajo, da oblikujemo sklep, da je vir električnega delovanja veriga različnih kovin, ko pridejo v stik s krpo, vlažno ali namočeno v raztopini kisline.

V enem od pisem svojemu prijatelju zdravniku Vazagiju (spet primer zdravniškega zanimanja za elektriko) je Volta zapisal: »Že dolgo sem prepričan, da vse delovanje izvira iz kovin, iz stika katerih električna tekočina vstopi v vlažno tekočino. ali vodno telo.Na tej podlagi menim, da ima pravico pripisati vse nove električne pojave kovinam in ime "živalska elektrika" nadomestiti z izrazom "kovinska elektrika".

Po Voltu so žabji kraki občutljiv elektroskop. Nastal je zgodovinski spor med Galvanijem in Volto, pa tudi med njunimi privrženci – spor o »živalski« ali »kovinski« elektriki.

Galvani se ni dal. Iz poskusa je popolnoma izključil kovino in celo seciral žabe s steklenimi noži. Izkazalo se je, da je tudi v tem poskusu stik žabjega femoralnega živca z njegovo mišico privedel do jasno opaznega, čeprav veliko manjšega kot pri sodelovanju kovin, krčenja. To je bila prva fiksacija bioelektričnih pojavov, na katerih temelji sodobna elektrodiagnostika srčno-žilnega in številnih drugih človeških sistemov.

Volta poskuša razkriti naravo odkritih nenavadnih pojavov. Pred njim jasno formulira naslednji problem: »Kaj je vzrok za nastanek elektrike?« sem se vprašal na enak način, kot bi to storil vsak od vas. Razmišljanja so me pripeljala do ene rešitve: od stika z dve različni kovini, na primer srebro in cink, se poruši ravnovesje elektrike, ki je v obeh kovinah.Na mestu stika kovin pozitivna elektrika teče od srebra do cinka in se nabira na slednjem, negativna elektrika pa kondenzira. na srebru.To pomeni, da se električna snov giblje v določeni smeri.Ko sem nanesla eno na drugo plošče srebra in cinka brez vmesnih distančnikov, se pravi, da sta bili cinkovi plošči v stiku s srebrnimi, potem je bil njihov skupni učinek zmanjšati na nič. Da bi povečali električni učinek ali ga povzeli, je treba vsako cinkovo ​​ploščo pripeljati v stik samo z enim srebrom in seštevati v zaporedju več parov. To dosežem ravno s tem, da sem na vsako cinkovo ​​ploščo dal moker kos blaga in ga tako ločil od srebrne plošče naslednjega para. "Veliko tega, kar je povedal Volt, ne izgubi svojega pomena tudi zdaj, v luči sodobne znanstvene ideje.

Žal je bil ta spor tragično prekinjen. Napoleonova vojska je zasedla Italijo. Galvani je zaradi zavrnitve prisege zvestobe novi vladi izgubil stol, bil odpuščen in kmalu zatem umrl. Drugi udeleženec spora, Volta, je dočakal popolno priznanje odkritij obeh znanstvenikov. V zgodovinskem sporu sta imela oba prav. Biolog Galvani je v zgodovino znanosti vstopil kot ustanovitelj bioelektričnosti, fizik Volta - kot ustanovitelj elektrokemičnih tokovnih virov.

4. Poskusi VV Petrov. Začetek elektrodinamike

Delo profesorja fizike Medicinsko-kirurške akademije (zdaj Vojaška medicinska akademija po imenu S. M. Kirova v Leningradu), akademika V. V. Petrova, konča prvo stopnjo znanosti o "živalski" in "kovinski" elektriki.

Dejavnost V. V. Petrova je imela velik vpliv na razvoj znanosti o uporabi električne energije v medicini in biologiji pri nas. Na Medicinsko-kirurški akademiji je ustvaril z odlično opremo opremljen fizikalni kabinet. Med delom v njem je Petrov zgradil prvi na svetu elektrokemični vir visokonapetostne električne energije. Če ocenimo napetost tega vira po številu elementov, vključenih v njem, lahko domnevamo, da je napetost dosegla 1800-2000 V pri moči približno 27-30 W. Ta univerzalni vir je V. V. Petrovu omogočil, da je v kratkem času izvedel na desetine študij, ki so odprle različne načine uporabe električne energije na različnih področjih. Ime V. V. Petrova je običajno povezano s pojavom novega vira osvetlitve, in sicer električnega, ki temelji na uporabi učinkovito delujočega električnega loka, ki ga je odkril. Leta 1803 je V. V. Petrov rezultate svojih raziskav predstavil v knjigi "Novice o galvansko-voltovskih poskusih". To je prva knjiga o elektriki, ki je izdana pri nas. Tu je bil ponovno objavljen leta 1936.

V tej knjigi niso pomembne le električne raziskave, temveč tudi rezultati proučevanja razmerja in interakcije električnega toka z živim organizmom. Petrov je pokazal, da je človeško telo sposobno elektrifikacije in da je galvansko-voltaična baterija, sestavljena iz velikega števila elementov, nevarna za človeka; pravzaprav je predvidel možnost uporabe električne energije za fizikalno terapijo.

Vpliv raziskav VV Petrova na razvoj elektrotehnike in medicine je velik. Njegovo delo "Novice o galvansko-voltaičnih poskusih", prevedeno v latinščino, krasi, skupaj z rusko izdajo, nacionalne knjižnice številnih evropskih držav. Elektrofizikalni laboratorij, ki ga je ustvaril V. V. Petrov, je znanstvenikom akademije sredi 19. stoletja omogočil široko razširitev raziskav na področju uporabe električne energije za zdravljenje. V tej smeri je Vojaška medicinska akademija zavzela vodilno mesto ne le med institucijami naše države, ampak tudi med evropskimi institucijami. Dovolj je omeniti imena profesorjev V. P. Egorova, V. V. Lebedinskega, A. V. Lebedinskega, N. P. Khlopina, S. A. Lebedeva.

Kaj je 19. stoletje prineslo študiju elektrike? Najprej se je končal monopol medicine in biologije na elektriko. Galvani, Volta, Petrov so postavili temelje za to. Prvo polovico in sredino 19. stoletja so zaznamovala velika odkritja v elektrotehniki. Ta odkritja so povezana z imeni Danca Hansa Oersteda, Francozov Dominique Arago in Andre Ampère, Nemca Georga Ohma, Angleža Michaela Faradayja, naših rojakov Borisa Jacobija, Emila Lenza in Pavla Schillinga ter mnogih drugih znanstvenikov.

Naj na kratko opišemo najpomembnejša od teh odkritij, ki so neposredno povezana z našo tematiko. Oersted je bil prvi, ki je vzpostavil popolno razmerje med električnimi in magnetnimi pojavi. Z eksperimentiranjem z galvansko elektriko (kot so takrat imenovali električne pojave, ki izhajajo iz elektrokemičnih tokovnih virov, v nasprotju s pojavi, ki jih povzroča elektrostatični stroj), je Oersted odkril odstopanja igle magnetnega kompasa, ki se nahaja v bližini vira električnega toka (galvanska baterija). ) v trenutku kratkega stika in prekinitve električnega tokokroga. Ugotovil je, da je to odstopanje odvisno od lokacije magnetnega kompasa. Oerstedova velika zasluga je, da je sam cenil pomen pojava, ki ga je odkril. Na videz neomajne že več kot dvesto let, so se zrušile ideje, ki temeljijo na Gilbertovih delih o neodvisnosti magnetnih in električnih pojavov. Oersted je prejel zanesljiv eksperimentalni material, na podlagi katerega piše, nato pa izda knjigo "Poskusi v zvezi z delovanjem električnega konflikta na magnetni igli". Na kratko, svoj dosežek oblikuje takole: »Galvanska elektrika, ki gre od severa proti jugu nad prosto visečo magnetno iglo, odkloni svoj severni konec proti vzhodu in, ko gre v isti smeri pod iglo, jo odkloni proti zahodu. "

Francoski fizik André Ampère je jasno in globoko razkril pomen Oerstedovega poskusa, ki je prvi zanesljiv dokaz razmerja med magnetizmom in elektriko. Ampère je bil zelo vsestranski znanstvenik, odličen v matematiki, rad je imel kemijo, botaniko in starodavno literaturo. Bil je velik popularizator znanstvenih odkritij. Amperove zasluge na področju fizike je mogoče oblikovati takole: ustvaril je nov odsek v nauku o elektriki - elektrodinamiko, ki zajema vse manifestacije gibljive elektrike. Amperov vir gibljivih električnih nabojev je bila galvanska baterija. Ko je sklenil vezje, je prejel gibanje električnih nabojev. Ampère je pokazal, da počiva električni naboji(statična elektrika) ne delujejo na magnetno iglo – ne odklonijo je. govoriti sodobni jezik, Ampère je uspel prepoznati pomen prehodnih pojavov (vklop električnega tokokroga).

Michael Faraday dokonča odkritja Oersteda in Ampereja - ustvari koherentno logično doktrino elektrodinamike. Hkrati ima v lasti številna neodvisna velika odkritja, ki so nedvomno pomembno vplivala na uporabo elektrike in magnetizma v medicini in biologiji. Michael Faraday ni bil matematik kot Ampère; v svojih številnih publikacijah ni uporabil niti enega analitičnega izraza. Talent eksperimentatorja, vestnega in delavnega, je Faradayu omogočil, da je nadomestil pomanjkanje matematične analize. Faraday odkrije zakon indukcije. Kot je sam rekel: "Našel sem način, kako pretvoriti elektriko v magnetizem in obratno." Odkriva samoindukcijo.

Zaključek največje Faradayeve raziskave je odkritje zakonitosti prehoda električnega toka skozi prevodne tekočine in kemičnega razpada slednjih, ki nastane pod vplivom električnega toka (fenomen elektrolize). Faraday formulira osnovni zakon na ta način: "Količina snovi, ki se nahaja na prevodnih ploščah (elektrodah), potopljenih v tekočino, je odvisna od jakosti toka in od časa njegovega prehoda: večja je moč toka in daljša je. prehaja, večja količina snovi se bo sprostila v raztopino."

Rusija se je izkazala za eno od držav, kjer so odkritja Oersteda, Araga, Ampereja in kar je najpomembneje, Faradayja našla neposreden razvoj in praktično uporabo. Boris Jacobi s pomočjo odkritij elektrodinamike ustvari prvo ladjo z električnim motorjem. Emil Lenz je lastnik številnih del velikega praktičnega interesa na različnih področjih elektrotehnike in fizike. Njegovo ime je običajno povezano z odkritjem zakona toplotnega ekvivalenta električne energije, imenovanega Joule-Lenzov zakon. Poleg tega je Lenz ustanovil zakon, poimenovan po njem. S tem se konča obdobje ustvarjanja temeljev elektrodinamike.

1 Uporaba električne energije v medicini in biologiji v 19. stoletju

P. N. Yablochkov, ki vzporedno postavi dva premoga, ločena s talilnim mazivom, ustvari električno svečo - preprost vir električne svetlobe, ki lahko osvetli sobo več ur. Sveča Yablochkov je trajala tri ali štiri leta in je našla uporabo v skoraj vseh državah sveta. Zamenjala jo je bolj trpežna žarnica. Povsod nastajajo električni generatorji, vse bolj so razširjene tudi baterije. Področja uporabe električne energije se povečujejo.

Priljubljena postaja tudi uporaba električne energije v kemiji, ki jo je začel M. Faraday. Gibanje snovi - gibanje nosilcev naboja - je našlo eno prvih uporab v medicini za vnašanje ustreznih zdravilnih spojin v človeško telo. Bistvo metode je naslednje: gazo ali katero koli drugo tkivo prepojimo z želeno zdravilno spojino, ki služi kot tesnilo med elektrodami in človeškim telesom; nahaja se na predelih telesa, ki jih je treba zdraviti. Elektrode so priključene na vir enosmernega toka. Način tovrstnega dajanja zdravilnih spojin, ki so ga prvič uporabili v drugi polovici 19. stoletja, je razširjen še danes. Imenuje se elektroforeza ali iontoforeza. O praktični uporabi elektroforeze lahko bralec spozna v petem poglavju.

Sledilo je še eno odkritje velikega pomena za praktično medicino na področju elektrotehnike. 22. avgusta 1879 je angleški znanstvenik Crookes poročal o svojih raziskavah katodnih žarkov, o katerih je takrat postalo znano naslednje:

Ko visokonapetostni tok preide skozi cev z zelo redkim plinom, iz katode uide tok delcev, ki hitijo z ogromno hitrostjo. 2. Ti delci se premikajo strogo v ravni črti. 3. Ta sevalna energija lahko povzroči mehansko delovanje. Na primer, za vrtenje majhnega gramofona, ki mu je na poti. 4. Sevalna energija se odklanja z magnetom. 5. Na mestih, kjer pade sevalna snov, se razvije toplota. Če katodi dobimo obliko konkavnega zrcala, se lahko v žarišču tega ogledala stopijo celo takšne ognjevzdržne zlitine, kot je na primer zlitina iridija in platine. 6. Katodni žarki – tok materialnih teles je manjši od atoma, in sicer delcev negativne elektrike.

To so prvi koraki v pričakovanju velikega novega odkritja Wilhelma Conrada Roentgena. Roentgen je odkril bistveno drugačen vir sevanja, ki ga je imenoval rentgenski žarki (X-ray). Kasneje so te žarke imenovali rentgenski žarki. Roentgenovo sporočilo je povzročilo senzacijo. V vseh državah so številni laboratoriji začeli reproducirati Roentgenovo postavitev, ponavljati in razvijati njegove raziskave. To odkritje je med zdravniki vzbudilo posebno zanimanje.

Fizikalne laboratorije, kjer je nastajala oprema, ki jo je Roentgen uporabljal za sprejemanje rentgenskih žarkov, so napadli zdravniki, njihovi pacienti, ki so sumili, da so v telesu pogoltnili igle, kovinske gumbe itd. praktična implementacija odkritij v elektriki, kot se je zgodilo z novim diagnostičnim orodjem - rentgenskimi žarki.

Zanimajo me rentgenski žarki takoj in v Rusiji. Uradnih znanstvenih objav, pregledov o njih, točnih podatkov o opremi še ni bilo, pojavilo se je le kratko sporočilo o Roentgenovem poročilu in blizu Sankt Peterburga, v Kronstadtu, izumitelj radia Aleksander Stepanovič Popov že začenja ustvarjati prvi domači rentgenski aparat. O tem je malo znanega. O vlogi A. S. Popova pri razvoju prvih domačih rentgenskih naprav, njihovo izvajanje je morda prvič postalo znano iz knjige F. Veitkova. Zelo uspešno ga je dopolnila izumiteljeva hči Ekaterina Aleksandrovna Kyandskaya-Popova, ki je skupaj z V. Tomatom objavila članek "Izumitelj radia in rentgena" v reviji "Znanost in življenje" (1971, št. 8).

Novi napredki v elektrotehniki so temu primerno razširili možnosti za preučevanje "živalske" elektrike. Matteuchi je z uporabo galvanometra, ustvarjenega v tistem času, dokazal, da je v času življenja mišice, električni potencial. Prerezal mišico čez vlakna, jo je povezal z enim od polov galvanometra, vzdolžno površino mišice pa je povezal z drugim polom in prejel potencial v območju 10-80 mV. Vrednost potenciala je določena z vrsto mišic. Po Matteuchiju "biotok teče" od vzdolžne površine do prečnega prereza, prečni prerez pa je elektronegativen. To radovedno dejstvo so potrdili poskusi na različnih živalih - želvah, zajcih, podganah in pticah, ki so jih izvedli številni raziskovalci, med katerimi je treba izpostaviti nemške fiziologe Dubois-Reymonda, Hermana in našega rojaka V. Yu. Chagovetsa. Peltier leta 1834 objavil delo, ki je orisalo rezultate študije interakcije biopotencialov z enosmernim tokom, ki teče skozi živo tkivo. Izkazalo se je, da se v tem primeru spremeni polarnost biopotencialov. Tudi amplitude se spreminjajo.

Hkrati so opazili tudi spremembe v fizioloških funkcijah. V laboratorijih fiziologov, biologov in zdravnikov se pojavljajo električni merilni instrumenti, ki imajo zadostno občutljivost in ustrezne meje merjenja. Nabira se veliko in vsestransko eksperimentalno gradivo. S tem se konča predzgodovina uporabe električne energije v medicini in preučevanja »živalske« elektrike.

Pojav fizikalnih metod, ki zagotavljajo primarne bioinformacije, sodoben razvoj električne merilne opreme, teorije informacij, avtometrije in telemetrije, integracija meritev - to je tisto, kar zaznamuje novo zgodovinsko stopnjo na znanstvenem, tehničnem in biomedicinskem področju rabe električne energije.

2 Zgodovina radioterapije in diagnoza

Konec devetnajstega stoletja je prišlo do zelo pomembnih odkritij. Prvič je človek lahko na lastno oko videl nekaj, kar se skriva za pregrado, ki je nepregledna za vidno svetlobo. Konrad Roentgen je odkril tako imenovane rentgenske žarke, ki lahko prodrejo v optično neprozorne pregrade in ustvarijo senčne slike predmetov, skritih za njimi. Odkrit je bil tudi pojav radioaktivnosti. Že v 20. stoletju, leta 1905, je Eindhoven dokazal električno aktivnost srca. Od tega trenutka se je začela razvijati elektrokardiografija.

Zdravniki so začeli prejemati vse več informacij o stanju pacientovih notranjih organov, ki jih brez ustreznih naprav, ki so jih na podlagi odkritij fizikov ustvarili inženirji, niso mogli opazovati. Končno so zdravniki dobili priložnost opazovati delovanje notranjih organov.

Do začetka druge svetovne vojne so vodilni fiziki planeta, še pred pojavom informacij o cepljenju težkih atomov in kolosalnem sproščanju energije v tem primeru, prišli do zaključka, da je mogoče ustvariti umetno radioaktivno snov. izotopi. Število radioaktivnih izotopov ni omejeno na naravno znane radioaktivne elemente. Znani so po vseh kemičnih elementih periodnega sistema. Znanstveniki so lahko sledili njihovi kemijski zgodovini, ne da bi motili potek preučevanega procesa.

V dvajsetih letih so bili narejeni poskusi uporabe naravnih radioaktivnih izotopov iz družine radija za določitev hitrosti pretoka krvi pri ljudeh. Toda tovrstne raziskave niso bile široko uporabljene niti v znanstvene namene. Radioaktivni izotopi so v petdesetih letih po ustanovitvi dobili širšo uporabo v medicinskih raziskavah, vključno z diagnostičnimi. jedrski reaktorji, v katerem je bilo precej enostavno pridobiti velike aktivnosti umetno radioaktivnih izotopov.

Najbolj znan primer ene od prvih uporab umetno radioaktivnih izotopov je uporaba izotopov joda za raziskave ščitnice. Metoda je omogočila razumevanje vzroka bolezni ščitnice (gola) za določena območja bivanja. Pokazala se je povezava med vsebnostjo joda v prehrani in boleznijo ščitnice. Kot rezultat teh študij, vi in ​​jaz uživamo kuhinjsko sol, v katero so namerno uvedeni dodatki neaktivnega joda.

Na začetku so se za proučevanje porazdelitve radionuklidov v organu uporabljali enojni scintilacijski detektorji, ki so preučevani organ skenirali točko za točko, t.j. skeniral in se premikal vzdolž linije meandra po celotnem preučevanem organu. Takšna študija se je imenovala skeniranje, naprave, ki se za to uporabljajo, pa so se imenovale skenerji (skenerji). Z razvojem pozicijsko občutljivih detektorjev, ki so poleg dejstva, da so registrirali padajoči gama kvant, določili tudi koordinato njegovega vstopa v detektor, je postalo mogoče naenkrat videti celoten preučevani organ brez premikanja detektorja. čez to. Trenutno se pridobivanje slike porazdelitve radionuklidov v preučevanem organu imenuje scintigrafija. Čeprav je bil na splošno izraz scintigrafija uveden leta 1955 (Andrews et al.) in se je sprva nanašal na skeniranje. Med sistemi s stacionarnimi detektorji je najbolj razširjena tako imenovana gama kamera, ki jo je leta 1958 prvič predlagal Anger.

Gama kamera je omogočila znatno skrajšanje časa zajemanja slike in s tem uporabo krajših radionuklidov. Uporaba kratkoživih radionuklidov znatno zmanjša odmerek sevanja telesa osebe, kar je omogočilo povečanje aktivnosti radiofarmakov, ki se dajejo bolnikom. Trenutno je pri uporabi Ts-99t čas pridobitve ene slike delček sekunde. Tako kratki časi za pridobitev enega samega okvirja so privedli do pojava dinamične scintigrafije, ko se med študijo pridobi več zaporednih slik preučevanega organa. Analiza takšnega zaporedja omogoča določitev dinamike sprememb aktivnosti tako v organu kot celoti kot v njegovih posameznih delih, torej obstaja kombinacija dinamičnih in scintigrafskih študij.

Z razvojem tehnike za pridobivanje slik porazdelitve radionuklidov v preučevanem organu se je pojavilo vprašanje o metodah ocenjevanja porazdelitve radiofarmakov znotraj pregledanega območja, predvsem pri dinamični scintigrafiji. Skenogrami so bili obdelani predvsem vizualno, kar je z razvojem dinamične scintigrafije postalo nesprejemljivo. Glavna težava je bila nezmožnost risanja krivulj, ki odražajo spremembo radiofarmacevtske aktivnosti v preučevanem organu ali v njegovih posameznih delih. Seveda je mogoče opaziti številne pomanjkljivosti nastalih scintigramov - prisotnost statističnega šuma, nezmožnost odštevanja ozadja okoliških organov in tkiv, nezmožnost pridobitve povzetka slike v dinamični scintigrafiji na podlagi številnih zaporednih okvirjev. .

Vse to je privedlo do nastanka računalniško podprtih sistemov za digitalno obdelavo scintigramov. Leta 1969 so Jinuma in drugi uporabili zmogljivosti računalnika za obdelavo scintigramov, kar je omogočilo pridobivanje zanesljivejših diagnostičnih informacij in v veliko večjem obsegu. V zvezi s tem so se v prakso oddelkov za radionuklidno diagnostiko začeli zelo intenzivno uvajati računalniški sistemi za zbiranje in obdelavo scintigrafskih informacij. Takšni oddelki so postali prvi praktični medicinski oddelki, v katerih so bili široko uvedeni računalniki.

Razvoj digitalnih sistemov za zbiranje in obdelavo scintigrafskih informacij, ki temeljijo na računalniški osnovi, je postavil temelje za principe in metode obdelave medicinskih diagnostičnih slik, ki so se uporabljale tudi pri obdelavi slik, pridobljenih z uporabo drugih medicinskih in fizikalnih principov. To velja za rentgenske slike, slike, pridobljene z ultrazvočno diagnostiko in seveda za računalniško tomografijo. Po drugi strani pa je razvoj tehnik računalniške tomografije pripeljal do nastanka emisijskih tomografov, tako enofotonskih kot pozitronskih. Razvoj visokih tehnologij za uporabo radioaktivnih izotopov v medicinskih diagnostičnih študijah in njihova vse večja uporaba v klinični praksi sta privedla do nastanka samostojne medicinske discipline radioizotopne diagnostike, ki se je kasneje po mednarodni standardizaciji imenovala radionuklidna diagnostika. Malo kasneje se je pojavil koncept nuklearne medicine, ki je združeval metode uporabe radionuklidov, tako za diagnostiko kot za terapijo. Z razvojem radionuklidne diagnostike v kardiologiji (v razvitih državah je do 30 % celotnega števila radionuklidnih študij postalo kardioloških) se je pojavil izraz jedrska kardiologija.

Še ena ekskluziva pomembna skupinaštudije z uporabo radionuklidov so študije in vitro. Tovrstna raziskava ne vključuje vnosa radionuklidov v pacientovo telo, temveč z radionuklidnimi metodami določa koncentracijo hormonov, protiteles, zdravil in drugih klinično pomembnih snovi v vzorcih krvi ali tkiva. Poleg tega sodobna biokemija, fiziologija in molekularna biologija ne morejo obstajati brez metod radioaktivnih sledilcev in radiometrije.

Pri nas se je množično uvajanje metod nuklearne medicine v klinično prakso začelo v poznih petdesetih letih prejšnjega stoletja, potem ko je bil izdan ukaz ministra za zdravje ZSSR (št. 248 z dne 15. maja 1959) o ustanovitvi radioizotopskih diagnostičnih oddelkov v velike onkološke ustanove in izgradnja standardnih radioloških zgradb, nekatere še delujejo. Pomembno vlogo je odigral tudi odlok Centralnega komiteja CPSU in Sveta ministrov ZSSR z dne 14. januarja 1960 št. 58 "O ukrepih za nadaljnje izboljšanje zdravstvene oskrbe in zdravstvenega varstva prebivalstva ZSSR" , ki je omogočila široko uvedbo radioloških metod v medicinsko prakso.

Hiter razvoj nuklearne medicine Zadnja leta povzročilo pomanjkanje radiologov in inženirjev, ki so specialisti na področju radionuklidne diagnostike. Rezultat uporabe vseh radionuklidnih tehnik je odvisen od dveh Poudarki: od detekcijskega sistema z zadostno občutljivostjo in ločljivostjo na eni strani ter od radiofarmaka, ki zagotavlja sprejemljivo raven kopičenja v želenem organu ali tkivu na drugi strani. Zato mora vsak specialist s področja nuklearne medicine globoko razumeti fizikalne osnove radioaktivnosti in detekcijskih sistemov ter poznavanje kemije radiofarmakov in procesov, ki določajo njihovo lokalizacijo v določenih organih in tkivih. Ta monografija ni preprost pregled dosežkov na področju radionuklidne diagnostike. Predstavlja veliko izvirnega gradiva, ki je rezultat raziskav njegovih avtorjev. Dolgoletne izkušnje skupnega dela ekipe razvijalcev oddelka za radiološko opremo CJSC "VNIIMP-VITA", Centra za raka Ruske akademije medicinskih znanosti, Kardiološkega raziskovalnega in proizvodnega kompleksa Ministrstva za zdravje Ruska federacija, Raziskovalni inštitut za kardiologijo Tomskega znanstvenega centra Ruske akademije medicinskih znanosti, Združenje medicinskih fizikov Rusije so omogočili obravnavo teoretičnih vprašanj radionuklidnega slikanja, praktičnega izvajanja takšnih tehnik in pridobivanja najbolj informativnih diagnostični rezultati za klinično prakso.

Razvoj medicinske tehnologije na področju radionuklidne diagnostike je neločljivo povezan z imenom Sergeja Dmitrijeviča Kalašnjikova, ki je v tej smeri dolga leta delal na Vseslovenskem znanstvenoraziskovalnem inštitutu za medicinsko instrumentacijo in je nadzoroval nastanek prve ruske tomografske naprave. gama kamera GKS-301.

5. Kratka zgodovina ultrazvočne terapije

Ultrazvočna tehnologija se je začela razvijati med prvo svetovno vojno. Takrat, leta 1914, je izjemni francoski eksperimentalni fizik Paul Langevin pri testiranju novega ultrazvočnega oddajnika v velikem laboratorijskem akvariju odkril, da so ribe, ko so bile izpostavljene ultrazvoku, postale zaskrbljene, pometale, nato pa se umirile, a čez nekaj časa začeli so umirati. Tako je bil po naključju izveden prvi poskus, iz katerega se je začelo preučevanje biološkega učinka ultrazvoka. Konec 20-ih let XX stoletja. Opravljeni so bili prvi poskusi uporabe ultrazvoka v medicini. In leta 1928 so nemški zdravniki že uporabljali ultrazvok za zdravljenje bolezni ušes pri ljudeh. Leta 1934 je sovjetski otorinolaringolog E.I. Anokhrienko je ultrazvočno metodo uvedel v terapevtsko prakso in kot prvi na svetu izvedel kombinirano zdravljenje z ultrazvokom in električnim tokom. Kmalu se je ultrazvok široko uporabljal v fizioterapiji, ki je hitro pridobil slavo kot zelo učinkovito orodje. Pred uporabo ultrazvoka za zdravljenje človeških bolezni je bil njegov učinek skrbno preizkušen na živalih, vendar so nove metode prišle v praktično veterino šele po široki uporabi v medicini. Prvi ultrazvočni aparati so bili zelo dragi. Cena seveda ni pomembna, ko gre za zdravje ljudi, v kmetijski proizvodnji pa je to treba upoštevati, saj ne bi smela biti nedonosna. Prve metode ultrazvočnega zdravljenja so temeljile na izključno empiričnih opazovanjih, vendar so se vzporedno z razvojem ultrazvočne fizioterapije razvile študije mehanizmov biološkega delovanja ultrazvoka. Njihovi rezultati so omogočili prilagoditev praksi uporabe ultrazvoka. V 1940-1950-ih je na primer veljalo, da je ultrazvok z intenzivnostjo do 5 ... 6 W / sq. cm ali celo do 10 W / sq. cm učinkovit za terapevtske namene. Kmalu pa se je intenzivnost ultrazvoka, ki se uporablja v medicini in veterini, začela zmanjševati. Torej v 60. letih dvajsetega stoletja. največja intenzivnost ultrazvoka, ki ga ustvarjajo fizioterapevtske naprave, se je zmanjšala na 2...3 W/sq.cm, trenutno izdelane naprave pa oddajajo ultrazvok z intenzivnostjo, ki ne presega 1 W/sq.cm. Toda danes se v medicinski in veterinarski fizioterapiji najpogosteje uporablja ultrazvok z intenzivnostjo 0,05-0,5 W / sq. cm.

Zaključek

Seveda nisem mogel zajeti zgodovine razvoja medicinske fizike v v celoti, saj bi sicer moral o vsakem fizičnem odkritju podrobno spregovoriti. A vseeno sem navedel glavne faze v razvoju medu. fiziki: njen izvor ne izvira iz 20. stoletja, kot mnogi verjamejo, ampak veliko prej, v davnini. Danes se nam bodo takratna odkritja zdela malenkost, v resnici pa je bil za tisto obdobje nedvomni preboj v razvoju.

Prispevek fizikov k razvoju medicine je težko preceniti. Vzemimo Leonarda da Vincija, ki je opisal mehaniko gibov sklepov. Če objektivno pogledate njegove raziskave, lahko razumete, da sodobna znanost o sklepih vključuje veliko večino njegovih del. Ali Harvey, ki je prvi dokazal zaprtje krvnega obtoka. Zato se mi zdi, da bi morali ceniti prispevek fizikov k razvoju medicine.

Seznam uporabljene literature

1. "Osnove interakcije ultrazvoka z biološkimi objekti." Ultrazvok v medicini, veterini in eksperimentalni biologiji. (Avtorja: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., uredil Shchukin S.I., 2005)

Oprema in metode radionuklidne diagnostike v medicini. Kalantarov K.D., Kalashnikov S.D., Kostylev V.A. in drugi, ur. Viktorova V.A.

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

Elektrika in človek; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998, str. 75-92

Čeredničenko T.V. Glasba v zgodovini kulture. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. str.200

Vsakdanje življenje starega Rima skozi lečo užitka, Jean-Noel Robber, Mlada garda, 2006, str.

Platon. Dialogi; Misel, 1986, str.693

Descartes R. Dela: V 2 zvezkih - Zv. 1. - M.: Misel, 1989. Str. 280, 278

Platon. Dialogi - Timej; Misel, 1986, str.1085

Leonardo da Vinci. Izbrana dela. V 2 zvezkih T.1. / Ponatis iz ur. 1935 - M.: Ladomir, 1995.

Aristotel. Dela v štirih zvezkih. T.1.Ed.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, str. 444, 441

Seznam internetnih virov:

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

(datum zdravljenja 18.09.12)

Zgodovina fototerapije - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (dostop 21. 9. 12)

Zdravljenje požara - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (dostop 21. 9. 12)

Orientalska medicina - (datum dostopa 22.09.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam

Spremenili so naš svet in pomembno vplivali na življenja mnogih generacij.

Veliki fiziki in njihova odkritja

(1856-1943) - izumitelj na področju elektrotehnike in radiotehnike srbskega porekla. Nicola imenujejo oče sodobne elektrike. Naredil je številna odkritja in izume, za svoje stvaritve je prejel več kot 300 patentov v vseh državah, kjer je deloval. Nikola Tesla ni bil le teoretični fizik, ampak tudi briljanten inženir, ki je ustvaril in preizkusil svoje izume.
Tesla je odkril izmenični tok, brezžični prenos energije, elektriko, njegovo delo je pripeljalo do odkritja rentgenskih žarkov, ustvaril je stroj, ki je povzročal tresljaje zemeljske površine. Nikola je napovedal prihod dobe robotov, ki so sposobni opraviti vsako delo.

(1643-1727) - eden od očetov klasične fizike. Utemeljil je gibanje planetov sončnega sistema okoli sonca, pa tudi nastanek osek in osek. Newton je ustvaril temelje za sodobno fizično optiko. Vrh njegovega dela je dobro znani zakon univerzalne gravitacije.

John Dalton- angleški fizikalni kemik. Odkril je zakon enakomernega raztezanja plinov pri segrevanju, zakon večkratnih razmerij, pojav polimerov (na primer etilena in butilena).Ustvarjalec atomske teorije zgradbe snovi.

Michael Faraday(1791 - 1867) - angleški fizik in kemik, utemeljitelj teorije elektromagnetnega polja. V svojem življenju je naredil toliko znanstvenih odkritij, da bi bilo dovolj ducat znanstvenikov, da bi ovekovečili njegovo ime.

(1867 - 1934) - fizik in kemik poljskega porekla. Skupaj z možem je odkrila elementa radij in polonij. Delal na radioaktivnosti.

Robert Boyle(1627 - 1691) - angleški fizik, kemik in teolog. Skupaj z R. Townleyjem je ugotovil odvisnost prostornine enake mase zraka od tlaka pri konstantni temperaturi (Boyle-Mariotteov zakon).

Ernest Rutherford- Angleški fizik je razkril naravo inducirane radioaktivnosti, odkril emanacijo torija, radioaktivni razpad in njegov zakon. Rutherforda pogosto upravičeno imenujejo eden izmed titanov fizike dvajsetega stoletja.

- nemški fizik, ustvarjalec splošne teorije relativnosti. Predlagal je, da se vsa telesa med seboj ne privlačijo, kot so verjeli že od Newtonovih časov, ampak upogibajo okoliški prostor in čas. Einstein je napisal več kot 350 člankov iz fizike. Je avtor posebne (1905) in splošne teorije relativnosti (1916), načela enakovrednosti mase in energije (1905). Razvil številne znanstvene teorije: kvantni fotoelektrični učinek in kvantno toplotno zmogljivost. Skupaj s Planckom je razvil temelje kvantne teorije, ki predstavlja osnovo sodobne fizike.

Aleksander Stoletov- Ruski fizik je ugotovil, da je velikost fototoka nasičenja sorazmerna s svetlobnim tokom, ki pade na katodo. Približal se je vzpostavitvi zakonov električnih razelektritev v plinih.

(1858-1947) - nemški fizik, ustvarjalec kvantne teorije, ki je naredila pravo revolucijo v fiziki. Klasična fizika v nasprotju s sodobno fiziko zdaj pomeni »fizika pred Planckom«.

Paul Dirac- Angleški fizik, je odkril statistično porazdelitev energije v sistemu elektronov. Prejel je Nobelovo nagrado za fiziko "za odkritje novih produktivnih oblik atomske teorije".