Tieteelliset läpimurrot ovat luoneet monia hyödyllisiä lääkkeitä, jotka ovat varmasti pian vapaasti saatavilla. Kutsumme sinut tutustumaan vuoden 2015 kymmeneen upeimpaan lääketieteelliseen läpimurtoon, jotka varmasti edistävät vakavasti lääketieteellisten palveluiden kehitystä lähitulevaisuudessa.

Teiksobaktiinin löytö

Vuonna 2014 Maailman terveysjärjestö varoitti kaikkia, että ihmiskunta on siirtymässä niin sanottuun antibioottien jälkeiseen aikakauteen. Ja hän osoittautui oikeassa. Vuodesta 1987 lähtien tiede ja lääketiede eivät ole tuottaneet todella uudenlaisia ​​antibiootteja. Sairaudet eivät kuitenkaan pysy paikallaan. Joka vuosi ilmaantuu uusia infektioita, jotka ovat vastustuskykyisempiä olemassa oleville lääkkeille. Siitä on tullut todellinen maailman ongelma. Vuonna 2015 tutkijat tekivät kuitenkin löydön, jonka he uskovat tuovan dramaattisia muutoksia.

Tutkijat ovat löytäneet uuden luokan antibiootteja 25 mikrobilääkkeestä, mukaan lukien erittäin tärkeä teksobaktiini. Tämä antibiootti tuhoaa mikrobeja estämällä niiden kyvyn tuottaa uusia soluja. Toisin sanoen tämän lääkkeen vaikutuksen alaiset mikrobit eivät voi kehittyä ja kehittää vastustuskykyä lääkkeelle ajan myötä. Teixobactin on nyt osoittautunut erittäin tehokkaaksi vastustuskykyistä Staphylococcus aureusta ja useita tuberkuloosia aiheuttavia bakteereja vastaan.

Teiksobaktiinin laboratoriokokeet suoritettiin hiirillä. Suurin osa kokeista on osoittanut lääkkeen tehokkuuden. Ihmiskokeiden on määrä alkaa vuonna 2017.

Yksi lääketieteen kiinnostavimmista ja lupaavimmista alueista on kudosten uudistaminen. Vuonna 2015 keinotekoisesti uudelleen luotujen elinten luetteloon lisättiin uusi kohta. Wisconsinin yliopiston lääkärit ovat oppineet kasvattamaan ihmisen äänihuulet käytännöllisesti katsoen tyhjästä.

Tohtori Nathan Welhanin johtama tutkijaryhmä kehitti kudoksen, joka voi jäljitellä äänihuulten limakalvon toimintaa, nimittäin kudosta, jota edustaa kaksi äänihuulien lohkoa, jotka värähtelevät luoden ihmisen puhetta. Luovuttajasoluja, joista myöhemmin kasvatettiin uusia nivelsiteitä, otettiin viideltä vapaaehtoiselta potilaalta. Tutkijat kasvattivat laboratoriossa kahdessa viikossa tarvittavan kudoksen, minkä jälkeen he lisäsivät sen kurkunpään keinotekoiseen malliin.

Tuloksena olevien äänihuulten synnyttämää ääntä tutkijat kuvailevat metalliseksi, ja sitä verrataan robottikazoon (puhallinsoittimen) ääneen. Tiedemiehet ovat kuitenkin varmoja, että äänihuulet, jotka he ovat luoneet todellisissa olosuhteissa (eli elävään organismiin istutettuina), kuulostavat melkein todellisilta.

Yhdessä viimeisimmistä kokeista laboratoriohiirillä, joille oli siirretty ihmisen immuniteetti, tutkijat päättivät testata, hylkääkö jyrsijät uuden kudoksen. Onneksi näin ei käynyt. Tohtori Welham on varma, että ihmiskeho ei myöskään hylkää kudosta.

Syöpälääke voisi auttaa Parkinson-potilaita

Tisinga (tai nilotinibi) on testattu ja hyväksytty lääke, jota käytetään yleisesti leukemian oireista kärsivien ihmisten hoitoon. Georgetownin yliopiston lääketieteellisen keskuksen uusi tutkimus osoittaa kuitenkin, että Tasingan lääke voi olla erittäin tehokas työkalu Parkinsonin tautia sairastavien henkilöiden motoristen oireiden hallintaan, heidän motoristen toimintojensa parantamiseen ja taudin ei-motoristen oireiden hallintaan.

Fernando Pagan, yksi tämän tutkimuksen suorittaneista lääkäreistä, uskoo, että nilotinibihoito voi olla ensimmäinen laatuaan tehokas menetelmä vähentää kognitiivisten ja motoristen toimintojen heikkenemistä potilailla, joilla on hermostoa rappeuttavia sairauksia, kuten Parkinsonin tauti.

Tutkijat antoivat 12 vapaaehtoiselle potilaalle kuuden kuukauden ajan suurempia annoksia nilotinibia. Kaikilla 12 potilaalla, jotka suorittivat tämän lääketutkimuksen loppuun, motoriset toiminnot paranivat. 10 niistä osoitti merkittävää parannusta.

Tämän tutkimuksen päätavoitteena oli testata nilotinibin turvallisuutta ja vaarattomuutta ihmisillä. Käytetyn lääkkeen annos oli paljon pienempi kuin tavallisesti leukemiapotilaille annettu annos. Huolimatta siitä, että lääke osoitti tehonsa, tutkimus tehtiin silti pienelle ihmisryhmälle ilman kontrolliryhmiä. Siksi ennen kuin Tasingaa käytetään Parkinsonin taudin hoitoon, on tehtävä useita lisää kokeita ja tieteellisiä tutkimuksia.

Maailman ensimmäinen 3D-tulostettu arkku

Mies kärsi harvinaisesta sarkoomasta, eikä lääkäreillä ollut muuta vaihtoehtoa. Välttääkseen kasvaimen leviämisen koko kehoon asiantuntijat poistivat ihmiseltä lähes koko rintalastan ja korvasivat luut titaani-implantilla.

Pääsääntöisesti luurangon suurille osille implantit valmistetaan monista erilaisista materiaaleista, jotka voivat kulua ajan myötä. Lisäksi tällaisen monimutkaisen luiden nivelen, kuten rintalastan luut, jotka ovat yleensä yksilöllisiä kussakin yksittäisessä tapauksessa, korvaaminen vaati lääkäreitä huolellisesti skannaamaan henkilön rintalastan oikean kokoisen implantin suunnittelemiseksi.

Uuden rintalastan materiaalina päätettiin käyttää titaaniseosta. Suoritettuaan erittäin tarkkoja 3D-CT-skannauksia, tutkijat käyttivät 1,3 miljoonan dollarin Arcam-tulostinta luodakseen uuden titaaniarkun. Potilaan uuden rintalastan asennusleikkaus onnistui ja henkilö on jo suorittanut täyden kuntoutuskurssin.

Ihosoluista aivosoluihin

Kalifornian La Jollassa sijaitsevan Salk Instituten tutkijat omistivat kuluneen vuoden ihmisaivojen tutkimukselle. He ovat kehittäneet menetelmän ihosolujen muuttamiseksi aivosoluiksi ja ovat jo löytäneet useita hyödyllisiä sovelluksia uudelle teknologialle.

On huomioitava, että tutkijat ovat löytäneet tavan muuttaa ihosoluja vanhoiksi aivosoluiksi, mikä yksinkertaistaa niiden jatkokäyttöä esimerkiksi Alzheimerin ja Parkinsonin sairauksien tutkimuksessa ja niiden suhteen ikääntymisen vaikutuksiin. Historiallisesti eläinten aivosoluja on käytetty tällaiseen tutkimukseen, mutta tässä tapauksessa tutkijoiden kyvyt olivat rajalliset.

Viime aikoina tiedemiehet ovat pystyneet muuttamaan kantasoluista aivosoluja, joita voidaan käyttää tutkimukseen. Tämä on kuitenkin melko työläs prosessi, ja tuloksena on soluja, jotka eivät pysty jäljittelemään iäkkään ihmisen aivoja.

Kun tutkijat kehittivät tavan luoda keinotekoisesti aivosoluja, he kiinnittivät huomionsa hermosolujen luomiseen, joilla olisi kyky tuottaa serotoniinia. Ja vaikka tuloksena olevilla soluilla on vain murto-osa ihmisen aivojen kyvyistä, ne auttavat aktiivisesti tutkijoita tutkimuksessa ja löytämään parannuskeinoja sairauksiin ja sairauksiin, kuten autismiin, skitsofreniaan ja masennukseen.

Ehkäisypillerit miehille

Osakan Microbial Disease Research Instituten japanilaiset tutkijat ovat julkaisseet uuden tieteellisen artikkelin, jonka mukaan voimme lähitulevaisuudessa valmistaa tosielämän ehkäisypillereitä miehille. Työssään tutkijat kuvaavat lääkkeiden "Tacrolimus" ja "Cyxlosporin A" tutkimuksia.

Tyypillisesti näitä lääkkeitä käytetään elinsiirtojen jälkeen kehon immuunijärjestelmän tukahduttamiseen, jotta se ei hylkää uutta kudosta. Salpaus johtuu kalsineuriinientsyymin tuotannon estymisestä, sillä entsyymi sisältää PPP3R2- ja PPP3CC-proteiineja, joita normaalisti löytyy miesten siemennesteestä.

Laboratoriohiirillä tehdyssä tutkimuksessaan tutkijat havaitsivat, että heti kun PPP3CC-proteiinia ei tuoteta jyrsijöiden organismeissa, niiden lisääntymistoiminnot heikkenevät jyrkästi. Tämä sai tutkijat päättelemään, että tämän proteiinin riittämätön määrä voi johtaa hedelmättömyyteen. Tarkemman tutkimuksen jälkeen asiantuntijat päättelivät, että tämä proteiini antaa siittiösoluille joustavuutta ja tarvittavan voiman ja energian tunkeutua munankalvon läpi.

Terveillä hiirillä tehdyt testit vain vahvistivat heidän löytönsä. Vain viisi päivää lääkkeiden "Tacrolimus" ja "Cyxlosporin A" käyttö johti hiirten täydelliseen hedelmättömyyteen. Heidän lisääntymistoimintonsa kuitenkin palautui täysin vain viikko sen jälkeen, kun he lopettivat näiden lääkkeiden antamisen. On tärkeää huomata, että kalsineuriini ei ole hormoni, joten lääkkeiden käyttö ei millään tavalla vähennä seksuaalista halua ja kehon kiihtyneisyyttä.

Lupaavista tuloksista huolimatta todellisten miesten ehkäisypillereiden luominen kestää useita vuosia. Noin 80 prosenttia hiirillä tehdyistä tutkimuksista ei sovellu ihmisille. Tutkijat toivovat kuitenkin edelleen menestystä, sillä lääkkeiden tehokkuus on todistettu. Lisäksi samankaltaiset lääkkeet ovat jo läpäisseet ihmisillä tehdyt kliiniset kokeet ja niitä käytetään laajalti.

DNA sinetti

3D-tulostusteknologiat ovat johtaneet ainutlaatuiseen uuteen toimialaan - DNA:n tulostamiseen ja myyntiin. Totta, termiä "tulostus" käytetään tässä todennäköisemmin nimenomaan kaupallisiin tarkoituksiin, eikä se välttämättä kuvaa sitä, mitä tällä alueella todella tapahtuu.

Cambrian Genomicsin toimitusjohtaja selittää, että prosessia kuvaa parhaiten ilmaus "virheiden tarkistus" eikä "tulostus". Miljoonat DNA-palat asetetaan pienille metallisubstraateille ja skannataan tietokoneella, joka valitsee säikeet, joista lopulta muodostuu koko DNA-juoste. Sen jälkeen tarvittavat linkit leikataan varovasti laserilla ja asetetaan uuteen ketjuun asiakkaan ennakkotilauksesta.

Cambrianin kaltaiset yritykset uskovat, että tulevaisuudessa ihmiset voivat luoda uusia organismeja vain huvikseen erityisillä tietokonelaitteistoilla ja ohjelmistoilla. Tietenkin tällaiset oletukset aiheuttavat välittömästi ihmisten oikeutetun vihan, jotka epäilevät näiden tutkimusten ja mahdollisuuksien eettistä oikeellisuutta ja käytännön hyödyllisyyttä, mutta ennemmin tai myöhemmin, halusimmepa sitä tai emme, tulemme tähän.

Nyt DNA-tulostus ei ole juurikaan lupaava lääketieteen alalla. Lääkevalmistajat ja tutkimusyritykset ovat Cambrianin kaltaisten yritysten ensimmäisiä asiakkaita.

Ruotsin Karolinska-instituutin tutkijat ovat ottaneet askeleen pidemmälle ja alkaneet luoda erilaisia ​​hahmoja DNA-säikeistä. DNA-origami, kuten he sitä kutsuvat, saattaa ensi silmäyksellä tuntua tavalliselta hemmottelua, mutta tällä tekniikalla on myös käytännön käyttömahdollisuuksia. Sitä voidaan käyttää esimerkiksi lääkkeiden toimittamiseen kehoon.

Nanobotit elävässä organismissa

Vuoden 2015 alussa robotiikan ala voitti suuren voiton, kun tutkijaryhmä Kalifornian yliopistosta San Diegosta ilmoitti suorittaneensa heille annetun tehtävän ollessaan elävän organismin sisällä.

Tässä tapauksessa laboratoriohiiret toimivat elävänä organismina. Kun nanobotit oli asetettu eläinten sisään, mikrokoneet menivät jyrsijöiden mahaan ja toimittivat niille asetetun lastin, joka oli mikroskooppisia kultahiukkasia. Menettelyn loppuun mennessä tutkijat eivät havainneet vaurioita hiirten sisäelimissä ja vahvistivat näin nanobottien hyödyllisyyden, turvallisuuden ja tehokkuuden.

Lisäkokeet osoittivat, että vatsaan jää enemmän nanobottien toimittamia kultahiukkasia kuin niitä, jotka joutuivat sinne ruoan kanssa. Tämä sai tutkijat ajattelemaan, että nanobotit pystyvät tulevaisuudessa toimittamaan tarvittavat lääkkeet elimistöön paljon tehokkaammin kuin perinteisemmät antotavat.

Pienten robottien moottoriketju on valmistettu sinkistä. Kun se joutuu kosketuksiin kehon happo-emäsympäristön kanssa, tapahtuu kemiallinen reaktio, joka tuottaa vetykuplia, jotka ajavat sisällä olevia nanobotteja. Jonkin ajan kuluttua nanobotit yksinkertaisesti liukenevat mahalaukun happamaan ympäristöön.

Vaikka tekniikkaa on kehitetty lähes vuosikymmenen ajan, vasta vuonna 2015 tutkijat pystyivät testaamaan sitä asuinympäristössä tavanomaisten petrimaljojen sijaan, kuten oli tehty niin monta kertaa aiemmin. Jatkossa nanobottien avulla voidaan havaita ja jopa hoitaa erilaisia ​​sisäelinten sairauksia vaikuttamalla yksittäisiin soluihin oikeilla lääkkeillä.

Injektoitava aivojen nanoimplantti

Harvardin tutkijoiden ryhmä on kehittänyt implantin, joka lupaa hoitaa useita halvaantumiseen johtavia neurodegeneratiivisia sairauksia. Implantti on elektroninen laite, joka koostuu yleiskehyksestä (mesh), johon voidaan myöhemmin liittää erilaisia ​​nanolaitteita sen jälkeen, kun se on asetettu potilaan aivoihin. Implantin ansiosta on mahdollista seurata aivojen hermotoimintaa, stimuloida tiettyjen kudosten toimintaa ja myös nopeuttaa hermosolujen regeneraatiota.

Elektroninen verkko koostuu johtavista polymeerisäikeistä, transistoreista tai nanoelektrodeista, jotka yhdistävät risteyksiä. Melkein koko verkon pinta-ala koostuu reikistä, jolloin elävät solut voivat muodostaa uusia yhteyksiä sen ympärille.

Vuoden 2016 alusta lähtien Harvardin tutkijaryhmä testaa edelleen tällaisen implantin käytön turvallisuutta. Esimerkiksi kahdelle hiirelle istutettiin aivoihin laite, joka koostui 16 sähkökomponentista. Laitteita on käytetty menestyksekkäästi tiettyjen hermosolujen seurantaan ja stimulointiin.

Tetrahydrokannabinolin keinotekoinen tuotanto

Marihuanaa on käytetty useiden vuosien ajan lääketieteellisesti kivunlievityksenä ja erityisesti syöpä- ja AIDS-potilaiden tilan parantamiseen. Lääketieteessä käytetään aktiivisesti myös marihuanan synteettistä korviketta tai pikemminkin sen pääpsykoaktiivista komponenttia, tetrahydrokannabinolia (tai THC:tä).

Dortmundin teknisen yliopiston biokemistit ovat kuitenkin ilmoittaneet luovansa uuden hiivalajin, joka tuottaa THC:tä. Lisäksi julkaisemattomat tiedot osoittavat, että samat tutkijat loivat toisen tyyppisen hiivan, joka tuottaa kannabidiolia, toista marihuanan psykoaktiivista ainesosaa.

Marihuana sisältää useita molekyyliyhdisteitä, jotka kiinnostavat tutkijoita. Siksi tehokkaan keinotekoisen tavan löytäminen näiden komponenttien luomiseksi suuria määriä voisi olla suureksi hyödyksi lääketieteelle. Kuitenkin perinteinen kasvien viljelymenetelmä ja sitä seuraava tarvittavien molekyyliyhdisteiden uuttaminen on nyt tehokkain menetelmä. 30 prosenttia nykyaikaisen marihuanan kuivapainosta voi sisältää oikean THC-komponentin.

Tästä huolimatta Dortmundin tutkijat luottavat siihen, että he pystyvät löytämään tehokkaamman ja nopeamman tavan erottaa THC:tä tulevaisuudessa. Tähän mennessä luotua hiivaa on kasvatettu uudelleen saman sienen molekyyleillä suositellun yksinkertaisten sakkaridien sijaan. Kaikki tämä johtaa siihen, että jokaisen uuden hiivaerän myötä myös vapaan THC-komponentin määrä vähenee.

Tulevaisuudessa tutkijat lupaavat virtaviivaistaa prosessia, maksimoida THC:n tuotannon ja laajentaa toimintaansa teolliseen käyttöön, mikä viime kädessä täyttää lääketieteellisen tutkimuksen ja eurooppalaisten sääntelyviranomaisten tarpeet, jotka etsivät uusia tapoja tuottaa THC:tä kasvattamatta itse marihuanaa.

SPbGPMA

lääketieteen historiassa

Lääketieteellisen fysiikan kehityksen historia

Täydentäjä: Myznikov A.D.,

1. vuoden opiskelija

Luennoitsija: Jarman O.A.

Pietari

Johdanto

Lääketieteellisen fysiikan synty

2. Keskiaika ja nykyaika

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 Iatrofysiikka

3 Mikroskoopin rakentaminen

3. Sähkön käytön historia lääketieteessä

3.1 Vähän taustaa

3.2 Mitä olemme velkaa Gilbertille

3.3 Maratille myönnetty palkinto

3.4 Galvani ja Volta -kiista

4. VV Petrovin kokeet. Sähködynamiikan alku

4.1 Sähkön käyttö lääketieteessä ja biologiassa XIX - XX vuosisadalla

4.2 Sädediagnoosin ja hoidon historia

Ultraäänihoidon lyhyt historia

Johtopäätös

Bibliografia

lääketieteen fysiikka ultraäänisäteilyä

Johdanto

Tunne itsesi ja tunnet koko maailman. Ensimmäinen on lääketiede ja toinen fysiikka. Muinaisista ajoista lähtien lääketieteen ja fysiikan välinen suhde on ollut läheinen. Ei ole turhaa, että luonnontieteilijöiden ja lääkäreiden kongresseja pidettiin eri maissa yhdessä aina 1900-luvun alkuun asti. Klassisen fysiikan kehityshistoria osoittaa, että se on suurelta osin lääkäreiden luoma, ja monet fysikaaliset tutkimukset johtuivat lääketieteen herättämistä kysymyksistä. Modernin lääketieteen saavutukset, erityisesti diagnoosin ja hoidon korkean teknologian alalla, puolestaan ​​perustuivat erilaisten fyysisten tutkimusten tuloksiin.

Ei ollut sattumaa, että valitsin juuri tämän aiheen, koska minulle, "Lääketieteellinen biofysiikka" -alan opiskelijalle, se on yhtä läheinen kuin kenellekään muulle. Olen pitkään halunnut tietää, kuinka paljon fysiikka auttoi lääketieteen kehitystä.

Työni tarkoituksena on osoittaa, kuinka tärkeä rooli fysiikalla on ollut ja on lääketieteen kehityksessä. On mahdotonta kuvitella nykyaikaista lääketiedettä ilman fysiikkaa. Tehtävät ovat:

Jäljittää nykyaikaisen lääketieteellisen fysiikan tieteellisen perustan muodostumisvaiheita

Osoita fyysikkojen toiminnan merkitys lääketieteen kehityksessä

1. Lääketieteellisen fysiikan synty

Lääketieteen ja fysiikan kehityspolut ovat aina olleet tiiviisti kietoutuneet toisiinsa. Jo muinaisina aikoina lääketiede käytti lääkkeiden ohella sellaisia ​​fyysisiä tekijöitä kuin mekaaniset vaikutukset, lämpö, ​​kylmä, ääni, valo. Tarkastellaan tärkeimpiä tapoja käyttää näitä tekijöitä muinaisessa lääketieteessä.

Kesytettyään tulta, henkilö oppi (tietenkään ei heti) käyttämään tulta lääketieteellisiin tarkoituksiin. Erityisen hyvin se osoittautui itäisten kansojen keskuudessa. Jo muinaisina aikoina kauterisoinnille annettiin suuri merkitys. Muinaisissa lääketieteellisissä kirjoissa sanotaan, että moksibustio on tehokasta silloinkin, kun akupunktio ja lääketiede ovat voimattomia. Milloin tämä hoitomenetelmä syntyi, ei ole tarkasti määritetty. Mutta tiedetään, että se on ollut olemassa Kiinassa muinaisista ajoista lähtien, ja sitä käytettiin kivikaudella ihmisten ja eläinten hoitoon. Tiibetin munkit käyttivät tulta parantamiseen. He tekivät palovammoja sanmingeille - biologisesti aktiivisille pisteille, jotka olivat vastuussa yhdestä tai toisesta kehon osasta. Vaurioituneella alueella paranemisprosessi oli intensiivinen ja uskottiin, että paraneminen tapahtui tällä parantumisella.

Melkein kaikki muinaiset sivilisaatiot käyttivät ääntä. Musiikkia käytettiin temppeleissä hermoston sairauksien hoitoon, se oli suorassa yhteydessä kiinalaisten tähtitieteen ja matematiikan kanssa. Pythagoras perusti musiikin tarkaksi tieteeksi. Hänen seuraajansa käyttivät sitä päästäkseen eroon raivosta ja vihasta ja pitivät sitä päävälineenä harmonisen persoonallisuuden kasvattamisessa. Aristoteles väitti myös, että musiikki voi vaikuttaa sielun esteettiseen puoleen. Kuningas Daavid paransi kuningas Saulin masennuksesta harpunsoittollaan ja pelasti hänet myös saastaisista henkistä. Aesculapius hoiti iskias kovaäänisellä trumpetin äänellä. Tunnetaan myös tiibetiläisiä munkkeja (heistä keskusteltiin edellä), jotka käyttivät ääniä lähes kaikkien ihmisten sairauksien hoitoon. Niitä kutsuttiin mantroiksi - äänen energiamuodoiksi, itse äänen puhtaaksi oleelliseksi energiaksi. Mantrat jaettiin eri ryhmiin: kuumeiden, suolistosairauksien jne. hoitoon. Tiibetiläiset munkit käyttävät mantrojen käyttötapaa tähän päivään asti.

Valoterapia tai valohoito (valokuvat - "valo"; kreikka) on aina ollut olemassa. Esimerkiksi muinaisessa Egyptissä luotiin erityinen temppeli, joka oli omistettu "parantavalle parantajalle" - valolle. Ja muinaisessa Roomassa talot rakennettiin siten, että mikään ei estänyt valoa rakastavia kansalaisia ​​nauttimasta päivittäin "juomaan auringonsäteitä" - näin he kutsuivat tapaa ottaa aurinkoa erityisissä ulkorakennuksissa, joissa on tasainen katto (solariumit). Hippokrates paransi auringon avulla ihon, hermoston sairauksia, riisitautia ja niveltulehdusta. Yli 2000 vuotta sitten hän kutsui tätä auringonvalon käyttöä helioterapiaksi.

Myös antiikin aikana lääketieteellisen fysiikan teoreettiset osat alkoivat kehittyä. Yksi niistä on biomekaniikka. Biomekaniikan tutkimus on yhtä vanhaa kuin biologian ja mekaniikan tutkimus. Nykyaikaisten käsitteiden mukaan biomekaniikan alaan kuuluvia tutkimuksia tunnettiin jo muinaisessa Egyptissä. Kuuluisa egyptiläinen papyrus (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 eKr.) kuvaa erilaisia ​​motorisia vammoja, mukaan lukien nikamien siirtymisestä johtuvan halvaantumisen, niiden luokituksen, hoitomenetelmät ja ennusteen.

Sokrates, joka asui n. 470-399 eKr., opetti, että emme pysty ymmärtämään ympäröivää maailmaa ennen kuin ymmärrämme oman luontomme. Muinaiset kreikkalaiset ja roomalaiset tiesivät paljon tärkeimmistä verisuonista ja sydänläppäistä, he osasivat kuunnella sydämen työtä (esimerkiksi kreikkalainen lääkäri Areteus 2. vuosisadalla eKr.). Herophilus of Chalcedoc (3. vuosisadalla eKr.) erottui valtimoista ja suonista.

Modernin lääketieteen isä, muinainen kreikkalainen lääkäri Hippokrates, uudisti antiikin lääketieteen ja erotti sen hoitomenetelmistä loitsuilla, rukouksilla ja uhreilla jumalille. Tutkielmissa "Nivelten vähentäminen", "Murtumat", "Päähaavat" hän luokitteli tuolloin tunnetut tuki- ja liikuntaelimistön vammat ja ehdotti niiden hoitomenetelmiä, erityisesti mekaanisia, tiukkoja siteitä, vetoa ja kiinnitystä käyttäen. . Ilmeisesti jo tuolloin ilmestyivät ensimmäiset parannetut raajaproteesit, jotka myös palvelivat tiettyjä toimintoja. Joka tapauksessa Plinius vanhin mainitsee yhdestä roomalaisesta komentajasta, joka osallistui toiseen Puunian sotaan (218-210 eKr.). Hänen saamansa haavan jälkeen hänen oikea kätensä amputoitiin ja korvattiin rautaisella. Samaan aikaan hän pystyi pitämään kilpeä proteesilla ja osallistui taisteluihin.

Platon loi idean opin - kaiken asioiden muuttumattomat, ymmärrettävät prototyypit. Analysoidessaan ihmiskehon muotoa hän opetti, että "jumalat, jotka jäljittelivät maailmankaikkeuden ääriviivoja... sisälsivät molemmat jumalalliset kierrokset pallomaiseen kehoon ... jota nyt kutsumme pääksi." Hän ymmärtää tuki- ja liikuntaelimistön laitteen seuraavasti: "joten pää ei vierii maata pitkin, kaikkialla on kuoppien ja kuoppien peitossa ... kehosta tuli pitkänomainen ja Jumalan suunnitelman mukaan, kuka sen teki liikkuva, kasvatti itsestään neljä raajaa, joita voidaan venytellä ja taivuttaa; niihin takertuessaan ja niihin luottaen se sai kyvyn liikkua kaikkialla ... ". Platonin päättelymenetelmä maailman ja ihmisen rakenteesta perustuu loogiseen tutkimukseen, jonka "pitäisi mennä niin, että saavutetaan suurin todennäköisyysaste".

Suuri antiikin kreikkalainen filosofi Aristoteles, jonka kirjoitukset kattavat lähes kaikki sen ajan tieteenalat, kokosi ensimmäisen yksityiskohtaisen kuvauksen eläinten yksittäisten elinten ja ruumiinosien rakenteesta ja toiminnoista ja loi perustan nykyaikaiselle embryologialle. Seitsemäntoistavuotiaana Aristoteles, Stagiran lääkärin poika, tuli Ateenaan opiskelemaan Platonin akatemiassa (428-348 eKr.). Pysyttyään akatemiassa kaksikymmentä vuotta ja tullut yhdeksi Platonin lähimmistä opiskelijoista, Aristoteles jätti sen vasta opettajansa kuoleman jälkeen. Myöhemmin hän aloitti eläinten anatomian ja rakenteen tutkimuksen, keräsi erilaisia ​​faktoja ja suoritti kokeita ja dissektioita. Hän teki monia ainutlaatuisia havaintoja ja löytöjä tällä alueella. Joten Aristoteles määritti ensin kanan alkion sydämenlyönnin kolmantena kehityspäivänä, kuvasi merisiilien pureskelulaitetta ("Aristoteleen lyhty") ja paljon muuta. Verenvirtauksen liikkeellepanevaa voimaa etsiessään Aristoteles ehdotti mekanismia veren liikkumiselle, joka liittyy sen lämpenemiseen sydämessä ja jäähtymiseen keuhkoissa: "sydämen liike on samanlainen kuin nesteen liike, joka aiheuttaa lämpöä kiehua." Teoksissaan "Eläinten osista", "Eläinten liikkeestä" ("De Motu Animalium"), "Eläinten alkuperästä" Aristoteles käsitteli ensimmäistä kertaa yli 500 lajin ruumiiden rakennetta. elävien organismien, elinjärjestelmien työn organisointi, otettiin käyttöön vertaileva tutkimusmenetelmä. Luokitessaan eläimiä hän jakoi ne kahteen suureen ryhmään - verellisiin ja verettömiin. Tämä jako on samanlainen kuin nykyinen jako selkärankaisiin ja selkärangattomiin. Liikuntatavan mukaan Aristoteles erotteli myös kaksijalkaisten, nelijalkaisten, monijalkaisten ja jalkattomien eläinten ryhmät. Hän kuvaili ensimmäisenä kävelyä prosessina, jossa raajojen pyörivä liike muuttuu kehon translaatioliikkeeksi, ensimmäistä kertaa hän pani merkille liikkeen epäsymmetrisen luonteen (tuki vasemmalle jalalle, painonsiirto vasen olkapää, joka on tyypillistä oikeakätisille). Tarkkaillessaan ihmisen liikkeitä Aristoteles huomasi, että hahmon seinälle heittämä varjo ei kuvaa suoraa, vaan siksak-viivaa. Hän erotti ja kuvasi rakenteeltaan erilaisia, mutta toiminnaltaan identtisiä elimiä, kuten kalojen suomuja, linnuissa höyheniä ja eläinten karvoja. Aristoteles tutki lintujen kehon tasapainon ehtoja (kaksijalkainen tuki). Pohdiskellessaan eläinten liikettä, hän nosti esiin motoriset mekanismit: "... liikkuminen elimen avulla on jotain, jonka alku on sama kuin loppu, kuten nivelessä. Todellakin, nivelessä on kupera ja ontto, yksi niistä on loppu, toinen on alku... toinen lepää, toinen liikkuu... Kaikki liikkuu työntämällä tai vedolla." Aristoteles kuvaili ensimmäisenä keuhkovaltimoa ja otti käyttöön termin "aortta", pani merkille kehon yksittäisten osien rakenteen korrelaatiot, osoitti elinten vuorovaikutusta kehossa, loi perustan biologisen tarkoituksenmukaisuuden opille ja muotoili "taloudellisuuden periaatteen": "mitä luonto ottaa yhdestä paikasta, se antaa ystävälle". Hän kuvasi ensimmäisenä eri eläinten verenkierto-, hengitys-, tuki- ja liikuntaelimistön rakenteiden ja niiden purulaitteiden erot. Toisin kuin opettajansa, Aristoteles ei pitänyt "ideoiden maailmaa" aineellisen maailman ulkopuolisena, vaan esitteli Platonin "ideat" olennaisena osana luontoa, sen pääperiaatteena, joka järjestää ainetta. Myöhemmin tämä alku muunnetaan käsitteiksi "elämän energia", "eläinhenget".

Suuri antiikin kreikkalainen tiedemies Archimedes loi perustan nykyaikaiselle hydrostaattiselle tutkimukselle kelluvan kappaleen hydrostaattisten periaatteiden ja kappaleiden kelluvuuden tutkimuksilla. Hän oli ensimmäinen, joka sovelsi matemaattisia menetelmiä mekaniikan ongelmien tutkimiseen, muotoillen ja todistaen lukuisia väitteitä kappaleiden tasapainosta ja painopisteestä lauseiden muodossa. Vivun periaate, jota Archimedes käyttää laajalti rakennusrakenteiden ja sotilasajoneuvojen luomiseen, on yksi ensimmäisistä tuki- ja liikuntaelimistön biomekaniikassa sovelletuista mekaanisista periaatteista. Arkhimedesin teoksissa on ajatuksia liikkeiden lisäämisestä (suoraviivainen ja ympyrä, kun kappale liikkuu spiraalissa), jatkuvasta tasaisesta nopeuden kasvusta kehon kiihtyessä, jonka Galileo myöhemmin nimesi dynamiikkaa koskevien perusteostensa perustaksi. .

Klassisessa teoksessa Ihmiskehon osista kuuluisa antiikin roomalainen lääkäri Galen antoi ensimmäisen kattavan kuvauksen ihmisen anatomiasta ja fysiologiasta lääketieteen historiassa. Tämä kirja on toiminut lääketieteen oppikirjana ja hakuteoksena lähes puolitoista tuhatta vuotta. Galen loi perustan fysiologialle tekemällä ensimmäiset havainnot ja kokeet elävillä eläimillä ja tutkimalla niiden luurankoja. Hän esitteli vivisektion lääketieteeseen - leikkauksia ja elävän eläimen tutkimusta tutkiakseen kehon toimintoja ja kehittääkseen menetelmiä sairauksien hoitoon. Hän havaitsi, että elävässä organismissa aivot ohjaavat puheen ja äänen tuotantoa, että valtimot ovat täynnä verta, eivät ilmaa, ja parhaansa mukaan tutki tapoja, joilla veri liikkuu kehossa, kuvasi valtimoiden rakenteellisia eroja. ja suonet ja löysi sydänläpät. Galen ei tehnyt ruumiinavauksia ja ehkä siksi hänen töihinsä joutui vääriä ideoita, esimerkiksi laskimoveren muodostumisesta maksassa ja valtimoveren muodostumisesta sydämen vasemmassa kammiossa. Hän ei myöskään tiennyt kahden verenkiertopiirin olemassaolosta ja eteisten merkityksestä. Teoksessaan "De motu musculorum" hän kuvaili motoristen ja sensoristen hermosolujen, agonisti- ja antagonistilihasten välistä eroa ja kuvasi ensimmäistä kertaa lihasten sävyä. Hän piti lihasten supistumisen syynä "eläinhenkiä", jotka tulevat aivoista lihakseen hermosäikeiden kautta. Ruumiista tutkiessaan Galenus tuli siihen tulokseen, ettei mikään luonnossa ole tarpeetonta, ja muotoili filosofisen periaatteen, jonka mukaan luontoa tutkimalla voidaan ymmärtää Jumalan suunnitelma. Keskiajalla, jopa inkvisition kaikkivaltiuden alaisena, tehtiin paljon, erityisesti anatomiassa, joka myöhemmin toimi perustana biomekaniikan jatkokehitykselle.

Arabimaailmassa ja idän maissa tehdyn tutkimuksen tuloksilla on erityinen paikka tieteen historiassa: monet kirjalliset teokset ja lääketieteelliset tutkielmat ovat todisteita tästä. Arabilääkäri ja filosofi Ibn Sina (Avicenna) loi rationaalisen lääketieteen perustan, muotoili rationaaliset perusteet potilaan tutkimukseen (erityisesti valtimoiden pulssin vaihteluiden analyysiin) perustuvalle diagnoosille. Hänen lähestymistapansa vallankumouksellinen luonne käy selväksi, jos muistamme, että tuolloin Hippokratekseen ja Galenukseen asti peräisin oleva länsimainen lääketiede otti huomioon tähtien ja planeettojen vaikutuksen taudin tyyppiin ja etenemiseen sekä hoitokeinojen valintaan. agentit.

Haluaisin sanoa, että useimmissa muinaisten tutkijoiden töissä käytettiin pulssin määritysmenetelmää. Pulssidiagnostiikkamenetelmä syntyi vuosisatoja ennen aikakauttamme. Meille tulleista kirjallisista lähteistä vanhimmat ovat muinaisen kiinalaisen ja tiibetiläisen alkuperän teoksia. Muinaisia ​​kiinalaisia ​​ovat esimerkiksi "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shih", "Zhu-bin-shih", "Nan-jing" sekä osiot tutkielmissa "Jia-i- ching", "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu" jne.

Pulssidiagnoosin historia liittyy erottamattomasti muinaisen kiinalaisen parantajan Bian Qiaon (Qin Yue-Ren) nimeen. Pulssidiagnoositekniikan polun alkuun liittyy yksi legenda, jonka mukaan Bian Qiao kutsuttiin hoitamaan jalon mandariinin tytärtä (virallinen). Tilannetta vaikeutti se, että jopa lääkäreitä kiellettiin ankarasti nähdä ja koskettaa jaloarvoisia henkilöitä. Bian Qiao pyysi ohutta lankaa. Sitten hän ehdotti köyden toisen pään sitomista näytön takana olevan prinsessan ranteeseen, mutta hovin parantajat kohtelivat kutsuttua lääkäriä halveksivasti ja päättivät tehdä hänelle tempun sitomalla narun päätä ei prinsessan ranteeseen, mutta lähellä juoksevan koiran tassuun. Muutamaa sekuntia myöhemmin Bian Qiao totesi läsnäolijoille yllätykseksi rauhallisesti, että nämä eivät olleet ihmisen, vaan eläimen impulsseja, ja tämä eläin oli madoilla. Lääkärin taito herätti ihailua, ja naru siirrettiin luottavaisesti prinsessan ranteeseen, minkä jälkeen sairaus määritettiin ja hoito määrättiin. Tämän seurauksena prinsessa toipui nopeasti, ja hänen tekniikkansa tuli laajalti tunnetuksi.

Hua Tuo - käytti menestyksekkäästi pulssidiagnostiikkaa kirurgisessa käytännössä yhdistäen sen kliiniseen tutkimukseen. Tuohon aikaan leikkaukset olivat lailla kiellettyjä, leikkaus tehtiin viimeisenä keinona, jos konservatiivisilla menetelmillä ei luotettu parantumiseen, kirurgit eivät yksinkertaisesti tienneet diagnostisia laparotomioita. Diagnoosi tehtiin ulkopuolisella tutkimuksella. Hua Tuo välitti taitonsa pulssidiagnoosin hallitsemisesta ahkeralle opiskelijoille. Siinä oli sääntö vain mies voi oppia tietyn pulssidiagnostiikan hallinnan, oppien vain mieheltä kolmenkymmenen vuoden ajan. Hua Tuo käytti ensimmäisenä erikoistekniikkaa tutkiessaan opiskelijoiden kykyä käyttää pulssia diagnoosiin: potilas istui näytön takana ja hänen kätensä laitettiin sen leikkausten läpi, jotta opiskelija näki ja tutki vain käsissä. Päivittäinen, jatkuva harjoittelu tuotti nopeasti onnistuneita tuloksia.

2. Keskiaika ja nykyaika

1 Leonardo da Vinci

Keskiajalla ja renessanssilla fysiikan pääosien kehitys tapahtui Euroopassa. Tuon ajan kuuluisa fyysikko, mutta ei vain fyysikko, oli Leonardo da Vinci. Leonardo opiskeli ihmisen liikkeitä, lintujen lentoa, sydänläppien toimintaa ja kasvimehun liikettä. Hän kuvasi kehon mekaniikkaa seistessä ja noustessa istuma-asennosta, kävellessä ylä- ja alamäkeen, hyppytekniikkaa, kuvaili ensimmäistä kertaa erilaisia ​​​​fysikaalisia ihmisiä, suoritti vertailevan analyysin henkilön kävelystä, apina ja joukko kaksijalkaiseen kävelemiseen kykeneviä eläimiä (karhu) . Kaikissa tapauksissa kiinnitettiin erityistä huomiota painopisteiden ja vastuksen sijaintiin. Mekaniikassa Leonardo da Vinci esitteli ensimmäisenä käsitteen vastus, jonka nesteet ja kaasut kohdistavat niissä liikkuviin kappaleisiin, ja hän ymmärsi ensimmäisenä uuden käsitteen - voimamomentin suhteessa pisteeseen - merkityksen. analysoimalla kehon liikkeitä. Lihasten kehittämiä voimia analysoimalla ja erinomaisella anatomian tuntemuksella Leonardo esitteli voimien toimintalinjat vastaavan lihaksen suunnassa ja ennakoi näin käsitteen voimien vektoriluonteesta. Kuvaillessaan lihasten toimintaa ja lihasjärjestelmien vuorovaikutusta liikettä suoritettaessa Leonardo piti lihasten kiinnityspisteiden väliin venytettyjä naruja. Yksittäisten lihasten ja hermojen osoittamiseen hän käytti kirjainmerkintöjä. Hänen teoksistaan ​​löytyy tulevaisuuden refleksiopin perusta. Tarkkaillessaan lihasten supistuksia hän totesi, että supistukset voivat tapahtua tahattomasti, automaattisesti, ilman tietoista valvontaa. Leonardo yritti kääntää kaikki havainnot ja ideat teknisiksi sovelluksiksi, jätti lukuisia piirroksia erilaisiin liikkeisiin suunnitelluista laitteista vesisuksista ja purjelentokoneista proteeseihin ja nykyaikaisten vammaisten pyörätuolien prototyyppeihin (yhteensä yli 7 tuhatta arkkia käsikirjoituksia ). Leonardo da Vinci suoritti tutkimusta hyönteisten siipien liikkeen tuottamasta äänestä, kuvaili mahdollisuutta muuttaa äänen korkeutta, kun siipi leikataan tai levitetään hunajalla. Suorittaessaan anatomisia tutkimuksia hän kiinnitti huomiota henkitorven, valtimoiden ja suonien haarautumiseen keuhkoissa ja huomautti myös, että erektio on seurausta veren virtauksesta sukuelimiin. Hän teki uraauurtavia fyllotaksisia tutkimuksia, joissa kuvattiin useiden kasvien lehtien asetelmamalleja, teki jälkiä verisuonikuituisista lehtinipuista ja tutki niiden rakenteen piirteitä.

2 Iatrofysiikka

1500-1800-luvun lääketieteessä oli erityinen suunta, jota kutsutaan iatromekaniikaksi tai iatrofysiikaksi (kreikan kielestä iatros - lääkäri). Kuuluisan sveitsiläisen lääkärin ja kemistin Theophrastus Paracelsuksen ja hollantilaisen luonnontieteilijän Jan Van Helmontin, joka tunnetaan kokeistaan ​​spontaanien hiirten synnyttämiseen vehnäjauhoista, pölystä ja likaisista paidoista, teoksissa oli lausunto organismin eheydestä, kuvattuna mystisen alun muoto. Rationaalisen maailmankuvan edustajat eivät voineet hyväksyä tätä ja etsiessään rationaalista perustaa biologisille prosesseille, he asettivat mekaniikan, tuolloin kehittyneimmän tiedon alan, tutkimuksensa perustaksi. Iatromekaniikka väitti selittävän kaikki fysiologiset ja patologiset ilmiöt mekaniikan ja fysiikan lakien perusteella. Tunnettu saksalainen lääkäri, fysiologi ja kemisti Friedrich Hoffmann muotoili omalaatuisen iatrofysiikan uskontunnustuksen, jonka mukaan elämä on liikettä ja mekaniikka on kaikkien ilmiöiden syy ja laki. Hoffmann näki elämän mekaanisena prosessina, jonka aikana niiden hermojen liikkeet, joita pitkin aivoissa oleva "eläinhenki" (spiritum animalium) liikkuu, ohjaavat lihasten supistuksia, verenkiertoa ja sydämen toimintaa. Tämän seurauksena keho - eräänlainen kone - saatetaan liikkeelle. Samaan aikaan mekaniikkaa pidettiin organismien elintärkeän toiminnan perustana.

Sellaiset väitteet, kuten nyt on selvää, olivat suurelta osin kestämättömiä, mutta iatromekaniikka vastusti skolastisia ja mystisiä ajatuksia, otti käyttöön monia tärkeitä tähän asti tuntemattomia faktatietoja ja uusia fysiologisten mittausten instrumentteja. Esimerkiksi yhden iatromekaniikan edustajan Giorgio Baglivin näkemyksen mukaan kättä verrattiin vipuun, rintaa palkeeseen, rauhasia seuloja ja sydäntä hydraulipumppuun. Nämä analogiat ovat varsin järkeviä nykyään. 1500-luvulla ranskalaisen armeijan lääkärin A. Paren (Ambroise Pare) teoksissa luotiin perusta nykyaikaiselle kirurgialle ja ehdotettiin keinotekoisia ortopedisia laitteita - jalka-, käsi-, käsiproteesit, joiden kehittäminen perustui enemmän tieteellinen perusta kuin pelkkä kadonneen muodon jäljitelmä. Vuonna 1555 ranskalaisen luonnontieteilijän Pierre Belonin teoksissa kuvattiin hydraulinen mekanismi merivuokkojen liikkumiseen. Yksi iatrokemian perustajista, Van Helmont, joka tutki ruoan käymisprosesseja eläinorganismeissa, kiinnostui kaasumaisista tuotteista ja toi termin "kaasu" tieteeseen (hollantilaisesta gisten - fermentoida). A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes olivat mukana iatromekaniikan ideoiden kehittämisessä. Iatromekaniikka, joka pelkistää kaikki elävien järjestelmien prosessit mekaanisiksi, sekä iatrokemia, joka juontaa juurensa Paracelsuksesta, jonka edustajat uskoivat, että elämä pelkistyy kehon muodostavien kemikaalien kemiallisiin muutoksiin, johtivat yksipuoliseen ja usein väärä käsitys elintärkeän toiminnan prosesseista ja sairauksien hoitomenetelmistä. Silti nämä lähestymistavat, erityisesti niiden synteesi, mahdollistivat rationaalisen lähestymistavan muotoilun lääketieteessä 1500-1600-luvuilla. Jopa oppi spontaanin elämän syntymisen mahdollisuudesta oli positiivinen rooli, joka asetti kyseenalaiseksi uskonnolliset hypoteesit elämän luomisesta. Paracelsus loi "ihmisen olemuksen anatomian", jonka hän yritti osoittaa, että "ihmiskehossa kolme kaikkialla olevaa ainesosaa yhdistettiin mystisellä tavalla: suolat, rikki ja elohopea".

Tuon ajan filosofisten käsitteiden puitteissa muodostui uusi iatro-mekaaninen käsitys patologisten prosessien olemuksesta. Näin ollen saksalainen lääkäri G. Chatl loi animismin opin (sanasta lat.anima - sielu), jonka mukaan sairautta pidettiin sielun suorittamina liikkeinä poistaakseen kehosta vieraita haitallisia aineita. Iatrofysiikan edustaja, italialainen lääkäri Santorio (1561-1636), lääketieteen professori Padovassa, uskoi, että mikä tahansa sairaus on seurausta kehon yksittäisten pienimpien hiukkasten liikkumismallien rikkomisesta. Santorio oli yksi ensimmäisistä, joka sovelsi kokeellista tutkimusmenetelmää ja matemaattista tietojenkäsittelyä, ja loi useita mielenkiintoisia instrumentteja. Suunnittelemassaan erityiskammiossa Santorio tutki aineenvaihduntaa ja totesi ensimmäistä kertaa elämänprosesseihin liittyvän painon vaihtelun. Yhdessä Galileon kanssa hän keksi elohopealämpömittarin ruumiiden lämpötilan mittaamiseen (1626). Hänen teoksessaan "Static Medicine" (1614) iatrofysiikan ja iatrokemian säännökset esitetään samanaikaisesti. Jatkotutkimukset johtivat mullistaviin muutoksiin sydän- ja verisuonijärjestelmän rakenteen ja toiminnan ymmärtämisessä. Italialainen anatomi Fabrizio d "Aquapendente löysi laskimoläpät. Italialainen tutkija P. Azelli ja tanskalainen anatomi T. Bartholin löysivät imusuonet.

Englantilainen lääkäri William Harvey omistaa löydön verenkiertojärjestelmän sulkeutumisesta. Padovassa opiskellessaan (1598-1601) Harvey kuunteli Fabrizio d "Akvapendenten luentoja ja ilmeisesti osallistui Galileon luentoihin. Joka tapauksessa Harvey oli Padovassa, kun taas kuului Galileon loistavista luennoista , joihin osallistui monia Harveyn löytö verenkierron sulkeutumisesta oli seurausta Galileon aiemmin kehittämän kvantitatiivisen mittausmenetelmän systemaattisesta soveltamisesta, ei yksinkertaisesta havainnoinnista tai arvailusta.Harvey teki esityksen, jossa hän osoitti, että veri liikkuu sydämen vasen kammio vain yhteen suuntaan Mittaamalla sydämen yhdessä supistuksessa ulos työntämän veren määrän (iskutilavuus), hän kertoi saadun luvun sydämen supistumistiheydellä ja osoitti, että se pumppaa tunnissa tilavuuden verta, joka on paljon suurempi kuin kehon tilavuus. Siten pääteltiin, että paljon pienemmän määrän verta täytyy kiertää jatkuvasti noidankehässä, joka tulee sydämeen ja pumppaa heille verisuonijärjestelmän kautta. Työn tulokset julkaistiin teoksessa "Anatominen tutkimus sydämen ja veren liikkeestä eläimissä" (1628). Työn tulokset olivat enemmän kuin vallankumouksellisia. Tosiasia on, että Galenin ajoista lähtien uskottiin, että verta tuotetaan suolistossa, josta se tulee maksaan, sitten sydämeen, josta se jakautuu valtimoiden ja suonijärjestelmän kautta muihin elimiin. Harvey kuvaili erillisiin kammioihin jaettua sydäntä lihaksikkaaksi pussiksi, joka toimii pumppuna, joka pumppaa verta suoniin. Veri liikkuu ympyrässä yhteen suuntaan ja tulee jälleen sydämeen. Fabrizio d'Akvapendenten löytämät laskimoläpät estävät veren käänteisen virtauksen suonissa. Harveyn vallankumouksellinen verenkierron oppi oli ristiriidassa Galenin lausuntojen kanssa, joiden yhteydessä hänen kirjojaan kritisoitiin jyrkästi ja jopa potilaat kieltäytyivät usein hänen lääketieteellisistä palveluistaan. 1623, Harvey toimi Kaarle I:n hovilääkärinä ja korkein suojeluksessa pelasti hänet vastustajien hyökkäyksiltä ja tarjosi tilaisuuden jatkaa tieteellistä työtä.Harvey suoritti laajaa embryologiatutkimusta, kuvasi alkion yksittäisiä kehitysvaiheita ("Tutkimukset"). on the Birth of Animals", 1651). 1600-lukua voidaan kutsua hydrauliikan ja hydraulisen ajattelun aikakaudeksi. Teknologian edistyminen vaikutti uusien analogioiden syntymiseen ja elävissä organismeissa tapahtuvien prosessien parempaan ymmärtämiseen. Luultavasti tästä syystä Harvey kuvaili sydäntä hydraulipumpuksi, joka pumppaa verta verisuonijärjestelmän "putken" läpi. Harveyn työn tulosten täysin tunnistamiseksi tarvitsi vain löytää puuttuva lenkki, joka sulkee valtimoiden ja suonien välisen ympyrän keuhkot ja syyt ilman pumppaamiseen niiden läpi jäivät Harveylle käsittämättömiksi - kemian ennennäkemättömät menestykset ja ilman koostumuksen löytäminen olivat vielä edessä.1600-luku on tärkeä virstanpylväs biomekaniikan historiassa, koska sitä ei leimannut pelkästään ensimmäisten biomekaniikkaa koskevien painettujen teosten ilmestyminen, vaan myös uuden ilmeen muodostuminen elämästä ja biologisen liikkuvuuden luonteesta.

Ranskalainen matemaatikko, fyysikko, filosofi ja fysiologi René Descartes oli ensimmäinen, joka yritti rakentaa mekaanisen mallin elävästä organismista ottaen huomioon hermoston kautta tapahtuvan ohjauksen. Hänen mekaniikan lakeihin perustuvan tulkintansa fysiologisesta teoriasta sisältyi postuumisti julkaistuun teokseen (1662-1664). Tässä muotoilussa ilmaistaan ​​ensimmäistä kertaa biotieteiden kardinaaliajatus palautteen kautta tapahtuvasta sääntelystä. Descartes piti henkilöä ruumiillisena mekanismina, jonka liikkeelle panevat "elävät henget", jotka "nousevat jatkuvasti suuria määriä sydämestä aivoihin ja sieltä hermojen kautta lihaksiin ja panevat kaikki jäsenet liikkeelle". Liioittamatta "henkien roolia" tutkielmassa "Ihmiskehon kuvaus. Eläimen muodostumisesta" (1648) hän kirjoittaa, että mekaniikan ja anatomian tuntemus antaa meille mahdollisuuden nähdä kehossa "merkittävä määrä elimiä tai jousia" kehon liikkeen järjestämiseen. Descartes vertaa kehon työtä kellomekanismiin, jossa on erilliset jouset, hampaat, vaihteet. Lisäksi Descartes tutki kehon eri osien liikkeiden koordinaatiota. Suorittaessaan laajoja kokeita sydämen toiminnan ja veren liikkeen tutkimiseksi sydämen onteloissa ja suurissa verisuonissa Descartes ei ole samaa mieltä Harveyn käsityksestä sydämen supistuksista verenkierron liikkeellepanevana voimana. Hän puolustaa Aristoteleen nousevaa hypoteesia veren lämpenemisestä ja ohenemisesta sydämessä sydämelle ominaisen lämmön vaikutuksesta, veren laajenemisen edistämisestä suuriksi suoniksi, joissa se jäähtyy, ja "sydän ja valtimot putoavat välittömästi alas. ja sopimus." Descartes näkee hengityselinten roolin siinä, että hengittäminen "tuo tarpeeksi raitista ilmaa keuhkoihin niin, että sydämen oikealta puolelta sinne tuleva veri, jossa se nesteytyy ja ikään kuin muuttuu höyryksi, kääntyy taas höyrystä vereen." Hän tutki myös silmien liikkeitä, käytti biologisten kudosten jakoa mekaanisten ominaisuuksien mukaan nestemäisiin ja kiinteisiin osiin. Mekaniikan alalla Descartes muotoili liikemäärän säilymisen lain ja otti käyttöön liikemäärän käsitteen.

3 Mikroskoopin rakentaminen

Mikroskoopin, kaikelle tieteelle niin tärkeän instrumentin, keksintö johtuu ensisijaisesti optiikan kehityksen vaikutuksesta. Jotkin kaarevien pintojen optiset ominaisuudet tiesivät jopa Eukleides (300 eKr.) ja Ptolemaios (127-151), mutta niiden suurennusvoima ei löytänyt käytännön käyttöä. Tältä osin Salvinio deli Arleati keksi ensimmäiset lasit Italiassa vasta vuonna 1285. 1500-luvulla Leonardo da Vinci ja Maurolico osoittivat, että pieniä esineitä on parasta tutkia suurennuslasilla.

Ensimmäisen mikroskoopin loi vasta vuonna 1595 Z. Jansen. Keksintö koostui siitä, että Zacharius Jansen kiinnitti kaksi kuperaa linssiä yhden putken sisään, mikä loi perustan monimutkaisten mikroskooppien luomiselle. Tarkennus tutkittavaan kohteeseen saavutettiin sisäänvedettävällä putkella. Mikroskoopin suurennus oli 3-10-kertainen. Ja se oli todellinen läpimurto mikroskopian alalla! Jokainen hänen seuraava mikroskooppinsa parani merkittävästi.

Tänä aikana (XVI vuosisadalla) tanskalaiset, englantilaiset ja italialaiset tutkimusvälineet alkoivat vähitellen kehittyä, mikä loi perustan nykyaikaiselle mikroskopialle.

Mikroskooppien nopea leviäminen ja parantaminen alkoi sen jälkeen, kun Galileo (G. Galilei), kehittäessään suunnittelemaansa teleskooppia, alkoi käyttää sitä eräänlaisena mikroskoopina (1609-1610), muuttaen objektiivin ja okulaarin välistä etäisyyttä.

Myöhemmin, vuonna 1624, saatuaan lyhyempien tarkennuslinssien valmistuksen, Galileo pienensi merkittävästi mikroskooppinsa mittoja.

Vuonna 1625 I. Faber, roomalaisen "valppaiden akatemian" ("Akumia dei lincei") jäsen, ehdotti termiä "mikroskooppi". Ensimmäiset mikroskoopin käyttöön liittyvät menestykset tieteellisessä biologisessa tutkimuksessa saavutti R. Hooke, joka kuvasi ensimmäisenä kasvisolun (noin 1665). Kirjassaan "Micrographia" Hooke kuvaili mikroskoopin rakennetta.

Vuonna 1681 Lontoon Royal Society keskusteli kokouksessaan yksityiskohtaisesti erityisestä tilanteesta. Hollantilainen Levenguk (A. van Leenwenhoek) kuvaili hämmästyttäviä ihmeitä, jotka hän löysi mikroskoopilla vesipisarasta, pippuriinfuusiosta, joen mudasta, oman hampaansa kolosta. Leeuwenhoek löysi ja piirsi mikroskoopilla eri alkueläinten siittiöt, yksityiskohdat luukudoksen rakenteesta (1673-1677).

"Näin pisarassa suurella hämmästyksellä monia pieniä eläimiä, jotka liikkuivat reippaasti kaikkiin suuntiin, kuin hauki vedessä. Pienin näistä pienistä eläimistä on tuhat kertaa pienempi kuin aikuisen täin silmä."

3. Sähkön käytön historia lääketieteessä

3.1 Vähän taustaa

Muinaisista ajoista lähtien ihminen on yrittänyt ymmärtää luonnonilmiöitä. Monet nerokkaat hypoteesit, jotka selittävät ihmisen ympärillä tapahtuvaa, ilmestyivät eri aikoina ja eri maissa. Ennen aikakauttamme eläneiden kreikkalaisten ja roomalaisten tiedemiesten ja filosofien ajatukset: Archimedes, Euclid, Lucretius, Aristoteles, Demokritos ja muut - auttavat edelleen tieteellisen tutkimuksen kehitystä.

Thales of Miletoksen ensimmäisten havaintojen jälkeen sähköisistä ja magneettisista ilmiöistä heräsi ajoittain kiinnostus niitä kohtaan, mikä määräytyi parantamisen tehtävien perusteella.

Riisi. 1. Kokemusta sähkörampista

On huomattava, että joidenkin muinaisina aikoina tunnettujen kalojen sähköiset ominaisuudet ovat edelleen paljastamaton luonnon salaisuus. Joten esimerkiksi vuonna 1960 Englannin Scientific Royal Societyn perustamispäivän 300-vuotispäivän kunniaksi järjestämässä näyttelyssä luonnon mysteerien joukossa, jotka ihmisen on ratkaistava, tavallinen lasiakvaario, jossa on kala - sähköinen stingray (kuva yksi). Volttimittari yhdistettiin akvaarioon metallielektrodien kautta. Kun kala oli levossa, volttimittarin neula oli nollassa. Kalan liikkuessa volttimittari näytti jännitteen, joka saavutti aktiivisten liikkeiden aikana 400 V. Kirjoitus luki: "Tämän sähköilmiön luonnetta, joka havaittiin kauan ennen Englannin kuninkaallisen seuran perustamista, ihminen ei vieläkään voi purkaa."

2 Mitä olemme velkaa Gilbertille?

Muinaisten havaintojen mukaan sähköilmiöiden terapeuttista vaikutusta ihmiseen voidaan pitää eräänlaisena stimuloivana ja psykogeenisenä lääkkeenä. Tämä työkalu on joko käytetty tai unohdettu. Itse sähköisistä ja magneettisista ilmiöistä ja varsinkaan niiden toiminnasta lääkeaineena ei pitkään aikaan tehty vakavaa tutkimusta.

Ensimmäinen yksityiskohtainen kokeellinen tutkimus sähköisistä ja magneettisista ilmiöistä kuuluu englantilaiselle lääkäri-fyysikolle, myöhemmin hovilääkärille William Gilbertille (Gilbert) (1544-1603 osa). Gilbert pidettiin ansaitusti innovatiivisena lääkärinä. Sen menestys määräytyi pitkälti tunnollisen tutkimuksen ja sitten muinaisten lääketieteellisten keinojen, mukaan lukien sähkön ja magnetismin, soveltamisesta. Gilbert ymmärsi, että ilman perusteellista sähkö- ja magneettisäteilyn tutkimusta on vaikea käyttää "nesteitä" hoidossa.

Pian ottamatta huomioon fantastisia, testaamattomia olettamuksia ja perusteettomia väitteitä, Gilbert suoritti erilaisia ​​kokeellisia tutkimuksia sähköisistä ja magneettisista ilmiöistä. Tämän ensimmäisen sähkön ja magnetismin tutkimuksen tulokset ovat mahtavia.

Ensinnäkin Gilbert ilmaisi ensimmäistä kertaa ajatuksen, että kompassin magneettinen neula liikkuu Maan magnetismin vaikutuksen alaisena eikä yhden tähden vaikutuksen alaisena, kuten ennen häntä uskottiin. Hän suoritti ensimmäisenä keinotekoisen magnetoinnin ja totesi magneettinapojen erottamattomuuden. Tutkiessaan sähköilmiöitä samanaikaisesti magneettisten ilmiöiden kanssa, Gilbert osoitti lukuisten havaintojen perusteella, että sähkösäteilyä ei synny vain meripihkaa hankattaessa, vaan myös muita materiaaleja hierottaessa. Kunnioituksena meripihkalle - ensimmäiselle materiaalille, jolla sähköistyminen havaittiin, hän kutsuu niitä sähköisiksi, perustuen meripihkan kreikkalaiseen nimeen - elektroni. Näin ollen sana "sähkö" otettiin elämään lääkärin ehdotuksesta hänen historiallisen tutkimuksensa perusteella, joka loi pohjan sekä sähkötekniikan että sähköterapian kehitykselle. Samaan aikaan Gilbert muotoili onnistuneesti perustavanlaatuisen eron sähköisten ja magneettisten ilmiöiden välillä: "Magnetismi, kuten painovoima, on tietty alkuvoima, joka lähtee kappaleista, kun taas sähköistyminen johtuu siitä, että kehon huokosista puristuu ulos erityisiä ulosvirtauksia. kitkasta."

Pohjimmiltaan ennen Ampèren ja Faradayn työtä, toisin sanoen yli kaksisataa vuotta Gilbertin kuoleman jälkeen (hänen tutkimuksen tulokset julkaistiin kirjassa On the Magnet, Magnetic Bodies, and the Great Magnet - the Earth , 1600), sähköistystä ja magnetismia tarkasteltiin erillään.

P. S. Kudryavtsev Fysiikan historiassa lainaa renessanssin suuren edustajan Galileon sanoja: niitä ei ole tutkittu huolellisesti ... Minulla ei ole epäilystäkään siitä, että ajan myötä tämä tieteenala (puhumme sähköstä ja magnetismista - V.M. ) edistyy sekä uusien havaintojen että erityisesti tiukan todisteiden ansiosta.

Gilbert kuoli 30. marraskuuta 1603 testamentattuaan kaikki luomansa instrumentit ja teokset Lontoon Medical Societylle, jonka puheenjohtajana hän oli kuolemaansa asti.

3 Maratille myönnetty palkinto

Ranskan porvarillisen vallankumouksen aatto. Tehdään yhteenveto tämän ajanjakson sähkötekniikan alan tutkimuksesta. Positiivisen ja negatiivisen sähkön läsnäolo todettiin, ensimmäiset sähköstaattiset koneet rakennettiin ja parannettiin, Leiden-pankkeja (eräänlaisia ​​varauksen varastointikondensaattoreita), sähköskooppeja luotiin, laadittiin kvalitatiivisia hypoteeseja sähköilmiöistä ja yritettiin rohkeasti tutkia salaman sähköinen luonne.

Salaman sähköinen luonne ja sen vaikutus ihmisiin vahvisti entisestään näkemystä siitä, että sähkö ei voi vain osua ihmisiin, vaan myös parantaa ihmisiä. Annetaan muutamia esimerkkejä. 8. huhtikuuta 1730 brittiläinen Gray ja Wheeler suorittivat nyt klassisen kokeen ihmisen sähköistämisestä.

Grayn asuintalon pihalla kaivettiin maahan kaksi kuivaa puutankoa, joihin kiinnitettiin puupalkki, jonka päälle heitettiin kaksi hiusköyttä. Niiden alapäät oli sidottu. Köydet kestivät helposti kokeeseen osallistuvan pojan painon. Istuttuaan, kuten keinulle, poika piti yhdellä kädellä sauvaa tai kitkalla sähköistettyä metallitankoa, johon siirrettiin sähkövaraus sähköistetystä kappaleesta. Toisaalta poika heitti kolikoita peräkkäin metallilevyyn, joka oli alapuolellaan kuivalla puulaudalla (kuva 2). Kolikot saivat varauksen pojan ruumiin kautta; kaatuessaan he latasivat metallilevyä, joka alkoi houkutella lähistöllä olevia kuivia olkia. Kokeet suoritettiin useita kertoja ja ne herättivät huomattavaa kiinnostusta paitsi tutkijoiden keskuudessa. Englantilainen runoilija George Bose kirjoitti:

Mad Grey, mitä todella tiesit tuon tähän asti tuntemattoman voiman ominaisuuksista? Saako, typerys, ottaa riskejä ja liittää ihmisen sähköön?

Riisi. 2. Kokemus ihmisen sähköistymisestä

Ranskalaiset Dufay, Nollet ja maanmiehensä Georg Richmann lähes samanaikaisesti, toisistaan ​​riippumatta, suunnittelivat sähköistysasteen mittauslaitteen, joka laajensi merkittävästi sähköpurkauksen käyttöä hoidossa, ja sen annostelu tuli mahdolliseksi. Pariisin tiedeakatemia omisti useita kokouksia keskustellakseen Leyden-tölkkien purkamisen vaikutuksista ihmiseen. Myös Ludvig XV kiinnostui tästä. Kuninkaan pyynnöstä fyysikko Nollet suoritti yhdessä lääkäri Louis Lemonnierin kanssa kokeen yhdessä Versaillesin palatsin suuresta salista, joka osoitti staattisen sähkön pistävän vaikutuksen. "Hallituksen" edut olivat: monet olivat kiinnostuneita niistä, monet alkoivat tutkia sähköistyksen ilmiöitä.

Vuonna 1787 englantilainen lääkäri ja fyysikko Adams loi ensimmäisen kerran erityisen sähköstaattisen koneen lääketieteellisiin tarkoituksiin. Hän käytti sitä laajalti lääketieteellisessä käytännössä (kuva 3) ja sai positiivisia tuloksia, jotka voidaan selittää virran stimuloivalla vaikutuksella ja psykoterapeuttisella vaikutuksella ja vuodon erityisellä vaikutuksella henkilöön.

Sähköstatiikan ja magnetostatiikan aikakausi, johon kaikki edellä mainittu kuuluu, päättyy näiden tieteiden matemaattisten perusteiden kehittämiseen, jonka toteuttavat Poisson, Ostrogradsky, Gauss.

Riisi. 3. Sähköterapiaistunto (vanhasta kaiverruksesta)

Sähköpurkauksien käyttö lääketieteessä ja biologiassa on saanut täyden tunnustuksen. Sähkösäteiden, ankeriaiden, monnien koskettamisesta aiheutunut lihasten supistaminen todisti sähköiskun vaikutuksesta. Englantilaisen John Warlishin kokeet osoittivat rauskun iskun sähköisen luonteen, ja anatomi Gunther antoi tarkan kuvauksen tämän kalan sähköelimestä.

Vuonna 1752 saksalainen lääkäri Sulzer julkaisi viestin uudesta ilmiöstä, jonka hän oli löytänyt. Kahta erilaista metallia samanaikaisesti koskettava kieli aiheuttaa omituisen happaman makuaistin. Sulzer ei olettanut, että tämä havainto edustaa tärkeimpien tieteenalojen - sähkökemian ja sähköfysiologian - alkua.

Kiinnostus sähkön käyttöön lääketieteessä kasvoi. Rouenin akatemia julkaisi kilpailun parhaasta työstä aiheesta: "Määritä aste ja ehdot, joilla voit luottaa sähköön sairauksien hoidossa." Ensimmäisen palkinnon sai Marat, ammatiltaan lääkäri, jonka nimi jäi Ranskan vallankumouksen historiaan. Maratin teoksen ilmestyminen oli ajankohtainen, koska sähkön käyttö hoidossa ei ollut ilman mystiikkaa ja kauhua. Eräs Mesmer, joka käyttää muodikkaita tieteellisiä teorioita sähkökoneiden kipinöistä, alkoi väittää löytäneensä vuonna 1771 universaalin lääketieteellisen lääkkeen - "eläinmagnetismin", joka vaikutti potilaaseen etäältä. He avasivat erityisiä lääketieteellisiä toimistoja, joissa oli riittävän korkeajännitteisiä sähköstaattisia koneita. Potilas joutui koskettamaan koneen virtaa kuljettavia osia samalla kun hän tunsi sähköiskun. Ilmeisesti tapaukset Mesmerin "lääketieteellisissä" toimistoissa olemisen positiivisista vaikutuksista voidaan selittää paitsi sähköiskun ärsyttävällä vaikutuksella, myös otsonin vaikutuksella, joka esiintyy tiloissa, joissa sähköstaattiset koneet toimivat, ja mainituilla ilmiöillä. aikaisemmin. Voi vaikuttaa positiivisesti joihinkin potilaisiin ja muuttaa ilman bakteeripitoisuutta ilman ionisaation vaikutuksesta. Mutta Mesmer ei epäillyt tätä. Niiden tuhoisten epäonnistumisten jälkeen, joista Marat varoitti työssään ajoissa, Mesmer katosi Ranskasta. Suurimman ranskalaisen fyysikon Lavoisierin osallistuessa perustettu Mesmerin "lääketieteellistä" toimintaa tutkiva hallitus ei pystynyt selittämään sähkön myönteistä vaikutusta ihmisiin. Sähkökäsittely Ranskassa lopetettiin väliaikaisesti.

4 Galvanin ja Voltan välinen riita

Ja nyt puhumme tutkimuksista, jotka on suoritettu lähes kaksisataa vuotta Gilbertin työn julkaisemisen jälkeen. Ne liittyvät italialaisen anatomian ja lääketieteen professorin Luigi Galvanin ja italialaisen fysiikan professorin Alessandro Voltan nimiin.

Boulognen yliopiston anatomian laboratoriossa Luigi Galvani suoritti kokeen, jonka kuvaus järkytti tutkijoita kaikkialla maailmassa. Sammakot leikattiin laboratoriopöydällä. Kokeen tehtävänä oli osoittaa ja tarkkailla alastomia, heidän raajojensa hermoja. Tällä pöydällä oli sähköstaattinen kone, jonka avulla luotiin ja tutkittiin kipinää. Tässä ovat Luigi Galvanin itsensä lausunnot teoksestaan ​​"Sähkövoimat lihasliikkeiden aikana": "... Yksi avustajistani kosketti vahingossa erittäin kevyesti sammakon sisäisiä reisiluun hermoja kärjellä. Sammakon jalka nykisi jyrkästi." Ja edelleen: "... Tämä onnistuu, kun koneen lauhduttimesta poistetaan kipinä."

Tämä ilmiö voidaan selittää seuraavasti. Vaihtuva sähkökenttä vaikuttaa kipinän esiintymisvyöhykkeellä oleviin ilman atomeihin ja molekyyleihin, minkä seurauksena ne hankkivat sähkövarauksen lakkaamatta olemasta neutraaleja. Syntyvät ionit ja sähköisesti varautuneet molekyylit etenevät tietylle, suhteellisen pienelle etäisyydelle sähköstaattisesta koneesta, koska liikkuessaan, ilmamolekyyleihin törmääessään, ne menettävät varauksensa. Samalla ne voivat kerääntyä metalliesineille, jotka ovat hyvin eristettyjä maan pinnasta, ja purkautuvat, jos johtava sähköpiiri syntyy maahan. Laboratorion lattia oli kuiva, puinen. Hän eristi hyvin huoneen, jossa Galvani työskenteli, maasta. Esine, johon lataukset kerääntyivät, oli metalliveitsi. Pienikin skalpellin kosketus sammakon hermoon johti skalpelliin kertyneen staattisen sähkön "purkaukseen", mikä sai käpälän vetäytymään pois ilman mekaanisia vaurioita. Sinänsä sähköstaattisen induktion aiheuttama sekundaaripurkauksen ilmiö tunnettiin jo tuolloin.

Kokeilijan loistava lahjakkuus ja lukuisten monipuolisten tutkimusten suorittaminen mahdollistivat Galvanin löytämisen toisen sähkötekniikan jatkokehityksen kannalta tärkeän ilmiön. On olemassa kokeilu ilmakehän sähkön tutkimuksesta. Lainatakseni Galvania itseään: "... Väsynyt... turhaan odotukseen... alkoi... painaa selkäytimeen tarttuneita kuparikoukkuja rautakankoja vasten - sammakon jalat kutistuivat." Kokeen tulokset, jotka suoritettiin ei enää ulkoilmassa, vaan sisätiloissa ilman toimivia sähköstaattisia koneita, vahvistivat, että sammakkolihaksen supistuminen, joka on samanlainen kuin sähköstaattisen koneen kipinän aiheuttama supistuminen, tapahtuu, kun sammakon vartaloa koskettaa samanaikaisesti kaksi erilaista metalliesinettä - kuparia, hopeaa tai rautaa oleva lanka ja levy. Kukaan ei ollut havainnut tällaista ilmiötä ennen Galvania. Havaintojen tulosten perusteella hän tekee rohkean yksiselitteisen johtopäätöksen. On toinenkin sähkön lähde, se on "eläinsähkö" (termi vastaa termiä "elävän kudoksen sähköinen aktiivisuus"). Elävä lihas, Galvani väitti, on kondensaattori kuin Leyden-purkki, jonka sisään kertyy positiivista sähköä. Sammakon hermo toimii sisäisenä "johtimena". Kahden metallijohtimen kiinnittäminen lihakseen saa aikaan sähkövirran, joka, kuten sähköstaattisen koneen kipinä, saa lihaksen supistumaan.

Galvani kokeili saadakseen yksiselitteisen tuloksen vain sammakon lihaksilla. Ehkä tämä antoi hänelle mahdollisuuden ehdottaa sammakon jalan "fysiologisen valmistuksen" käyttöä sähkömäärän mittarina. Sähkön määrän mitta, jota tällainen fysiologinen indikaattori palveli, oli käpälän nosto- ja putoamisaktiivisuus, kun se joutui kosketuksiin metallilevyn kanssa, jota samanaikaisesti kosketti selkäytimen läpi kulkeva koukku. sammakko ja tassun nostamisen tiheys aikayksikköä kohti. Jonkin aikaa tällaista fysiologista indikaattoria käyttivät jopa merkittävät fyysikot ja erityisesti Georg Ohm.

Galvanin sähköfysiologinen koe antoi Alessandro Voltan luoda ensimmäisen sähkökemiallisen sähköenergian lähteen, mikä puolestaan ​​avasi uuden aikakauden sähkötekniikan kehityksessä.

Alessandro Volta oli yksi ensimmäisistä, joka arvosti Galvanin löytöä. Hän toistaa Galvanin kokeita erittäin huolellisesti ja saa paljon tietoja, jotka vahvistavat hänen tulokset. Mutta jo ensimmäisissä artikkeleissaan "Eläinten sähköstä" ja 3. huhtikuuta 1792 päivätyssä kirjeessään tohtori Boroniolle Volta, toisin kuin Galvani, joka tulkitsee havaittuja ilmiöitä "eläinsähkön" näkökulmasta, korostaa kemiallista ja fysikaalista ilmiöitä. Volta toteaa, että näissä kokeissa on tärkeää käyttää erilaisia ​​metalleja (sinkki, kupari, lyijy, hopea, rauta), joiden väliin laitetaan hapolla kostutettu kangas.

Tässä on mitä Volta kirjoittaa: "Galvanin kokeissa sähkön lähde on sammakko. Mutta mikä on sammakko tai mikä tahansa eläin yleensä? Ensinnäkin nämä ovat hermoja ja lihaksia, ja ne sisältävät erilaisia ​​kemiallisia yhdisteitä. Jos valmistetun sammakon hermot ja lihakset yhdistetään kahdella erilaisella metallilla, sitten kun tällainen piiri suljetaan, ilmenee sähköinen toiminta. Viimeiseen kokeeseeni osallistui myös kaksi erilaista metallia - nämä ovat stanioli (lyijy) ja hopea, ja kielen sylki toimi nesteen roolissa. Sulkemalla piirin liitäntälevyllä loin olosuhteet sähköisen nesteen jatkuvalle liikkumiselle paikasta toiseen. Mutta voisin pudottaa nämä samat metalliesineet yksinkertaisesti veteen tai vastaavaan nesteeseen sylkeen? Entä "eläinsähkö"?

Voltan tekemät kokeet antavat meille mahdollisuuden muodostaa johtopäätöksen, että sähköisen vaikutuksen lähde on erilaisten metallien ketju, kun ne joutuvat kosketuksiin kostean tai happamassa liuoksessa kostutetun kankaan kanssa.

Yhdessä kirjeessään ystävälleen lääkäri Vazagille (jälleen esimerkki lääkärin kiinnostuksesta sähköön) Volta kirjoitti: "Olen pitkään ollut vakuuttunut siitä, että kaikki toiminta tulee metalleista, joiden kosketuksesta sähköneste pääsee kosteaan Tämän perusteella uskon, että hänellä on oikeus liittää kaikki uudet sähköilmiöt metalleihin ja korvata nimi "eläinsähkö" ilmaisulla "metallisähkö".

Voltin mukaan sammakonkoipat ovat herkkä sähköskooppi. Historiallinen kiista syntyi Galvanin ja Voltan välillä sekä heidän seuraajiensa välillä - kiista "eläin" tai "metallisesta" sähköstä.

Galvani ei antanut periksi. Hän sulki metallin kokonaan pois kokeesta ja jopa leikkasi sammakoita lasiveitsellä. Kävi ilmi, että jopa tässä kokeessa sammakon reisihermon kosketus lihakseen johti selvästi havaittavaan, vaikkakin paljon pienempään kuin metallien osallistumiseen, supistukseen. Tämä oli ensimmäinen biosähköisten ilmiöiden fiksaatio, johon nykyaikainen sydän- ja verisuonijärjestelmän ja useiden muiden ihmisten järjestelmien sähködiagnostiikka perustuu.

Volta yrittää selvittää löydettyjen epätavallisten ilmiöiden luonnetta. Ennen itseään hän muotoilee selkeästi seuraavan ongelman: "Mikä on syynä sähkön syntymiseen?" Kysyin itseltäni samalla tavalla kuin jokainen teistä tekisi sen. Heijastukset johtivat minut yhteen ratkaisuun: kahden erilaisen koskettamisesta metallit, esimerkiksi hopea ja sinkki, molempien metallien sähkön tasapaino häiriintyy. Metallien kosketuskohdassa positiivinen sähkö virtaa hopeasta sinkkiin ja kerääntyy jälkimmäiseen, kun taas negatiivinen sähkö kondensoituu hopeaan. tarkoittaa, että sähköaine liikkuu tiettyyn suuntaan.Kun laitoin päällekkäin hopea- ja sinkkilevyjä ilman välilevyjä, eli sinkkilevyt olivat kosketuksissa hopeisiin, niin niiden kokonaisvaikutus pieneni nollaan. Sähköisen vaikutuksen tehostamiseksi tai summaamiseksi jokainen sinkkilevy tulee saattaa kosketukseen vain yhden hopean kanssa ja laskea yhteen järjestyksessä lisää pareja. Tämä saavutetaan juuri sillä, että laitan jokaiseen sinkkilevyyn märän kankaan, mikä erottaa sen seuraavan parin hopealevystä. "Paljon Voltin sanoista ei menetä merkitystään vieläkään, kun otetaan huomioon moderneja tieteellisiä ideoita.

Valitettavasti tämä kiista keskeytettiin traagisesti. Napoleonin armeija miehitti Italian. Koska Galvani kieltäytyi vannomasta uskollisuutta uudelle hallitukselle, hän menetti tuolinsa, hänet erotettiin ja kuoli pian. Kiistan toinen osallistuja, Volta, näki molempien tiedemiesten löytöjen täydellisen tunnustamisen. Historiallisessa kiistassa molemmat olivat oikeassa. Biologi Galvani tuli tieteen historiaan biosähkön perustajana, fyysikko Volta - sähkökemiallisten virtalähteiden perustajana.

4. VV Petrovin kokeet. Sähködynamiikan alku

"Eläin"- ja "metallisähkön" tieteen ensimmäinen vaihe päättyy lääketieteellis-kirurgisen akatemian fysiikan professorin (nykyinen Leningradin S. M. Kirovin mukaan nimetty sotilaslääketieteellinen akatemia), akateemikko V. V. Petrovin työhön.

V.V. Petrovin toimilla oli valtava vaikutus tieteen kehitykseen sähkön käytöstä lääketieteessä ja biologiassa maassamme. Hän loi Medico-Surgical Academyyn erinomaisilla laitteilla varustetun fysiikan kabinetin. Siinä työskennellessään Petrov rakensi maailman ensimmäisen sähkökemiallisen suurjännitesähköenergian lähteen. Arvioimalla tämän lähteen jännite siihen sisältyvien elementtien lukumäärällä, voidaan olettaa, että jännite saavutti 1800–2000 V teholla noin 27–30 W. Tämän universaalin lähteen ansiosta V. V. Petrov pystyi lyhyessä ajassa tekemään kymmeniä tutkimuksia, jotka avasivat erilaisia ​​tapoja käyttää sähköä eri aloilla. V. V. Petrovin nimi yhdistetään yleensä uuden valonlähteen, nimittäin sähköisen, syntymiseen, joka perustuu hänen löytämäänsä tehokkaasti toimivan sähkökaaren käyttöön. Vuonna 1803 VV Petrov esitteli tutkimuksensa tulokset kirjassa "News of Galvanic-Voltian Experiments". Tämä on ensimmäinen maassamme julkaistu sähkökirja. Se julkaistiin täällä uudelleen vuonna 1936.

Tässä kirjassa ei ole tärkeää vain sähkötutkimus, vaan myös sähkövirran ja elävän organismin välisen suhteen ja vuorovaikutuksen tutkimuksen tulokset. Petrov osoitti, että ihmiskeho pystyy sähköistymään ja että galvaaninen-voltainen akku, joka koostuu suuresta määrästä elementtejä, on vaarallinen ihmisille; itse asiassa hän ennusti mahdollisuutta käyttää sähköä fysioterapiaan.

VV Petrovin tutkimuksen vaikutus sähkötekniikan ja lääketieteen kehitykseen on suuri. Hänen latinaksi käännetty teoksensa "News of the Galvanic-Volta Experiments" koristaa venäläisen painoksen ohella useiden Euroopan maiden kansalliskirjastoja. V. V. Petrovin luoma sähköfysikaalinen laboratorio antoi 1800-luvun puolivälissä akatemian tutkijoille mahdollisuuden laajentaa laajasti tutkimusta sähkön käytön alalla. Sotilaslääketieteellinen akatemia tähän suuntaan on ottanut johtavan aseman paitsi maamme, myös eurooppalaisten instituutioiden keskuudessa. Riittää, kun mainitaan professorien V. P. Egorov, V. V. Lebedinsky, A. V. Lebedinsky, N. P. Khlopin, S. A. Lebedev nimet.

Mitä 1800-luku toi sähköntutkimukselle? Ensinnäkin lääketieteen ja biologian sähkömonopoli päättyi. Galvani, Volta, Petrov loivat perustan tälle. 1800-luvun alkupuolisko ja puoliväli olivat merkittäviä sähkötekniikan löytöjä. Nämä löydöt liittyvät tanskalaisen Hans Oerstedin, ranskalaisen Dominique Aragon ja Andre Ampèren, saksalaisen Georg Ohmin, englantilaisen Michael Faradayn, maanmiestemme Boris Jacobin, Emil Lenzin ja Pavel Schillingin sekä monien muiden tutkijoiden nimiin.

Kuvataanpa lyhyesti tärkeimmät näistä löydöistä, jotka liittyvät suoraan aiheeseemme. Oersted oli ensimmäinen, joka loi täydellisen suhteen sähköisten ja magneettisten ilmiöiden välille. Kokeillessaan galvaanista sähköä (niin kutsuttiin tuolloin sähkökemiallisista virtalähteistä johtuvia sähköilmiöitä, toisin kuin sähköstaattisen koneen aiheuttamat ilmiöt) Oersted löysi sähkövirran lähteen (galvaanisen akun) lähellä sijaitsevan magneettisen kompassin neulan poikkeamia. ) oikosulun ja sähköpiirin katkeamisen hetkellä. Hän havaitsi, että tämä poikkeama riippuu magneettisen kompassin sijainnista. Oerstedin suuri ansio on, että hän itse ymmärsi löytämänsä ilmiön tärkeyden. Näennäisesti horjumattomina yli kaksisataa vuotta, Gilbertin teoksiin perustuvat ideat magneettisten ja sähköisten ilmiöiden riippumattomuudesta romahtivat. Oersted sai luotettavaa kokeellista materiaalia, jonka perusteella hän kirjoittaa ja julkaisee sitten kirjan "Experiments Relating to Action of Electric Conflict on magneettineula". Lyhyesti sanottuna hän muotoilee saavutuksensa seuraavasti: "Galvaninen sähkö, joka kulkee pohjoisesta etelään vapaasti riippuvan magneettineulan yli, taivuttaa pohjoisen päänsä itään ja kulkee samaan suuntaan neulan alta ja kääntää sen länteen. "

Ranskalainen fyysikko André Ampère paljasti selvästi ja syvästi Oerstedin kokeen merkityksen, joka on ensimmäinen luotettava todiste magnetismin ja sähkön välisestä suhteesta. Ampère oli erittäin monipuolinen tiedemies, erinomainen matematiikassa, ihastunut kemiaan, kasvitieteeseen ja antiikin kirjallisuuteen. Hän oli suuri tieteellisten löytöjen popularisoija. Amperen ansiot fysiikan alalla voidaan muotoilla seuraavasti: hän loi sähköoppiin uuden osan - sähködynamiikan, joka kattaa kaikki liikkuvan sähkön ilmentymät. Ampèren liikkuvien sähkövarausten lähde oli galvaaninen akku. Sulkemalla piirin hän sai sähkövarausten liikkeen. Ampere osoitti, että levossa olevat sähkövaraukset (staattinen sähkö) eivät vaikuta magneettiseen neulaan - ne eivät käännä sitä. Nykyaikaisin termein Ampère pystyi paljastamaan transienttien (sähköpiirin päällekytkemisen) merkityksen.

Michael Faraday täydentää Oerstedin ja Amperen löydöt - luo johdonmukaisen loogisen opin sähködynamiikasta. Samalla hän omistaa useita itsenäisiä suuria löytöjä, joilla epäilemättä oli merkittävä vaikutus sähkön ja magnetismin käyttöön lääketieteessä ja biologiassa. Michael Faraday ei ollut Ampèren kaltainen matemaatikko; lukuisissa julkaisuissaan hän ei käyttänyt yhtäkään analyyttistä ilmaisua. Tunnollisen ja ahkeran kokeilijan lahjakkuus antoi Faradaylle mahdollisuuden kompensoida matemaattisen analyysin puutetta. Faraday löytää induktion lain. Kuten hän itse sanoi: "Löysin tavan muuttaa sähkö magnetismiksi ja päinvastoin." Hän löytää itseinduktion.

Faradayn suurimman tutkimuksen loppuun saattaminen on lakien löytäminen sähkövirran kulkemisesta johtavien nesteiden läpi ja viimeksi mainittujen kemiallinen hajoaminen, joka tapahtuu sähkövirran vaikutuksesta (elektrolyysiilmiö). Faraday muotoilee peruslain näin: "Nesteeseen upotettuilla johtavilla levyillä (elektrodilla) olevan aineen määrä riippuu virran voimakkuudesta ja sen kulumisajasta: mitä suurempi on virran voimakkuus ja sitä pidempi se on kulkee, sitä enemmän ainetta vapautuu liuokseen."

Venäjä osoittautui yhdeksi maista, jossa Oerstedin, Aragon, Amperen ja mikä tärkeintä, Faradayn löydöt löysivät suoran kehityksen ja käytännön sovelluksen. Boris Jacobi luo sähködynamiikan löytöjä käyttäen ensimmäisen sähkömoottorilla varustetun laivan. Emil Lenz omistaa useita käytännön kiinnostavia teoksia sähkötekniikan ja fysiikan eri aloilta. Hänen nimensä liitetään yleensä sähköenergian termisen ekvivalentin lain löytämiseen, jota kutsutaan Joule-Lenzin laiksi. Lisäksi Lenz perusti hänen mukaansa nimetyn lain. Tämä päättää sähködynamiikan perustan luomisajan.

1 Sähkön käyttö lääketieteessä ja biologiassa 1800-luvulla

P. N. Yablochkov asettamalla kaksi hiiltä rinnakkain, erotettuina sulavalla voiteluaineella, luo sähkökynttilän - yksinkertaisen sähkövalon lähteen, joka voi valaista huonetta useiden tuntien ajan. Yablochkov-kynttilä kesti kolme tai neljä vuotta ja löysi sovelluksen melkein kaikissa maailman maissa. Se korvattiin kestävämmällä hehkulampulla. Sähkögeneraattoreita luodaan kaikkialla, ja myös akut ovat yleistymässä. Sähkön käyttöalueet lisääntyvät.

Myös M. Faradayn aloitteesta sähkön käyttö kemiassa on yleistymässä. Aineen liike - varauksenkuljettajien liike - löysi yhden ensimmäisistä sovelluksistaan ​​lääketieteessä vastaavien lääkeyhdisteiden viemiseksi ihmiskehoon. Menetelmän ydin on seuraava: sideharso tai mikä tahansa muu kudos kyllästetään halutulla lääkeyhdisteellä, joka toimii tiivisteenä elektrodien ja ihmiskehon välillä; se sijaitsee hoidettavilla kehon alueilla. Elektrodit on kytketty tasavirtalähteeseen. 1800-luvun jälkipuoliskolla ensimmäisen kerran käytetty menetelmä lääkeyhdisteiden antamiseksi on edelleen laajalle levinnyt. Sitä kutsutaan elektroforeesiksi tai iontoforeesiksi. Lukija voi oppia elektroforeesin käytännön soveltamisesta luvusta viisi.

Toinen käytännön lääketieteen kannalta erittäin tärkeä löytö seurasi sähkötekniikan alalla. 22. elokuuta 1879 englantilainen tiedemies Crookes raportoi katodisäteitä koskevasta tutkimuksestaan, josta tuolloin tuli tunnetuksi seuraavaa:

Kun korkeajännitevirta johdetaan putken läpi erittäin harvinaisen kaasun kanssa, katodista karkaa hiukkasvirta valtavalla nopeudella. 2. Nämä hiukkaset liikkuvat tiukasti suoraviivaisesti. 3. Tämä säteilyenergia voi aiheuttaa mekaanista toimintaa. Esimerkiksi pyörittää pientä levysoitinta, joka on asetettu sen tielle. 4. Säteilyenergiaa taivutetaan magneetilla. 5. Paikoissa, joihin säteilyä putoaa, kehittyy lämpöä. Jos katodille annetaan koveran peilin muoto, niin jopa sellaiset tulenkestävät seokset, kuten esimerkiksi iridiumin ja platinan seos, voidaan sulattaa tämän peilin polttopisteessä. 6. Katodisäteet - materiaalikappaleiden virtaus on pienempi kuin atomi, nimittäin negatiivisen sähkön hiukkaset.

Nämä ovat ensimmäiset askeleet odotettaessa Wilhelm Conrad Roentgenin tekemää suurta uutta löytöä. Roentgen löysi täysin erilaisen säteilylähteen, jota hän kutsui röntgensäteiksi (X-Ray). Myöhemmin näitä säteitä kutsuttiin röntgensäteiksi. Roentgenin viesti aiheutti sensaation. Kaikissa maissa monet laboratoriot alkoivat toistaa Röntgenin kokoonpanoa, toistaa ja kehittää hänen tutkimustaan. Tämä löytö herätti erityistä kiinnostusta lääkäreissä.

Fyysisiin laboratorioihin, joissa Röntgenin röntgensäteiden vastaanottamiseen käyttämät laitteet luotiin, hyökkäsivät lääkärit, heidän potilaansa, jotka epäilivät, että he olivat niellyt kehossaan neuloja, metallinappeja jne. Lääketieteen historia ei ollut tuntenut näin nopeaa sähköalan löytöjen käytännön toteutus, kuten tapahtui uudella diagnostisella työkalulla - röntgensäteillä.

Kiinnostunut röntgenistä välittömästi ja Venäjältä. Virallisia tieteellisiä julkaisuja, katsauksia niistä, tarkkoja tietoja laitteista ei ole vielä julkaistu, vain lyhyt viesti Röntgenin raportista ilmestyi, ja Pietarin lähellä, Kronstadtissa, radion keksijä Aleksanteri Stepanovitš Popov alkaa jo luoda ensimmäinen kotimainen röntgenlaite. Tästä tiedetään vähän. A. S. Popovin roolista ensimmäisten kotimaisten röntgenlaitteiden kehittämisessä, niiden toteutus, ehkä ensimmäistä kertaa tunnetuksi F. Veitkovin kirjasta. Sitä täydensi erittäin menestyksekkäästi keksijän tytär Ekaterina Aleksandrovna Kyandskaya-Popova, joka yhdessä V. Tomatin kanssa julkaisi artikkelin "Radion ja röntgensäteen keksijä" lehdessä "Science and Life" (1971, nro . 8).

Sähkötekniikan uudet edistysaskeleet ovat vastaavasti laajentaneet mahdollisuuksia "eläinsähkön" tutkimiseen. Matteuchi osoitti tuolloin luotua galvanometriä käyttäen, että sähköpotentiaali syntyy lihaksen eliniän aikana. Leikkaamalla lihaksen kuitujen poikki, hän liitti sen yhteen galvanometrin napoista ja liitti lihaksen pitkittäispinnan toiseen napaan ja sai potentiaalin alueella 10-80 mV. Potentiaalin arvo määräytyy lihastyypin mukaan. Matteuchin mukaan "biotok virtaa" pitkittäispinnalta poikkileikkaukseen ja poikkileikkaus on elektronegatiivinen. Tämän uteliaan tosiasian vahvistivat useiden tutkijoiden suorittamat kokeet erilaisilla eläimillä - kilpikonnalla, kanilla, rotalla ja linnuilla, joista on syytä mainita saksalaiset fysiologit Dubois-Reymond, Herman ja maanmiehimme V. Yu. Chagovets. Peltier julkaisi vuonna 1834 teoksen, jossa hän esitteli tulokset biopotentiaalien vuorovaikutuksesta elävän kudoksen läpi kulkevan tasavirran kanssa. Kävi ilmi, että biopotentiaalien polariteetti muuttuu tässä tapauksessa. Myös amplitudit muuttuvat.

Samaan aikaan havaittiin myös muutoksia fysiologisissa toiminnoissa. Fysiologien, biologien ja lääkäreiden laboratorioissa esiintyy sähköisiä mittalaitteita, joilla on riittävä herkkyys ja sopivat mittausrajat. Kerätään laajaa ja monipuolista kokeellista materiaalia. Tämä päättää sähkön käytön esihistorian lääketieteessä ja "eläinsähkön" tutkimuksen.

Ensisijaista bioinformaatiota tuottavien fysikaalisten menetelmien synty, sähköisten mittauslaitteiden, informaatioteorian, autometrian ja telemetrian nykyaikainen kehitys, mittausten integrointi - tämä merkitsee uutta historiallista vaihetta sähkönkäytön tieteellisillä, teknisillä ja biolääketieteellisillä alueilla.

2 Sädehoidon ja diagnoosin historia

1800-luvun lopulla tehtiin erittäin tärkeitä löytöjä. Ensimmäistä kertaa ihminen näki omalla silmällään jotain piilossa näkyvälle valolle läpinäkymättömän esteen takana. Konrad Roentgen löysi niin kutsutut röntgensäteet, jotka pystyivät tunkeutumaan optisesti läpinäkymättömien esteiden läpi ja luomaan varjokuvia niiden taakse piiloutuneista esineistä. Myös radioaktiivisuusilmiö löydettiin. Jo 1900-luvulla, vuonna 1905, Eindhoven osoitti sydämen sähköisen toiminnan. Siitä hetkestä lähtien elektrokardiografia alkoi kehittyä.

Lääkärit alkoivat saada yhä enemmän tietoa potilaan sisäelinten tilasta, jota he eivät voineet havaita ilman fyysikkojen löytöihin perustuvien insinöörien luomia sopivia laitteita. Lopulta lääkärit saivat mahdollisuuden tarkkailla sisäelinten toimintaa.

Toisen maailmansodan alkuun mennessä planeetan johtavat fyysikot, jo ennen tiedon ilmestymistä raskaiden atomien fissiosta ja tässä tapauksessa valtavasta energian vapautumisesta, tulivat siihen tulokseen, että oli mahdollista luoda keinotekoisia radioaktiivisia isotooppeja. . Radioaktiivisten isotooppien määrä ei rajoitu luonnossa tunnettuihin radioaktiivisiin alkuaineisiin. Ne tunnetaan kaikista jaksollisen järjestelmän kemiallisista alkuaineista. Tutkijat pystyivät jäljittämään heidän kemiallisen historiansa häiritsemättä tutkittavan prosessin kulkua.

20-luvulla yritettiin käyttää radiumperheen luonnollisesti radioaktiivisia isotooppeja ihmisen verenkierron määrittämiseen. Mutta tällaista tutkimusta ei käytetty laajalti edes tieteellisiin tarkoituksiin. Radioaktiiviset isotoopit saivat laajempaa käyttöä lääketieteellisessä tutkimuksessa, mukaan lukien diagnostiset, 50-luvulla ydinreaktorien luomisen jälkeen, joissa oli melko helppoa saada korkeaa aktiivisuutta keinotekoisesti radioaktiivisia isotooppeja.

Tunnetuin esimerkki yhdestä ensimmäisistä keinotekoisesti radioaktiivisten isotooppien käytöstä on jodi-isotooppien käyttö kilpirauhasen tutkimuksessa. Menetelmä mahdollisti kilpirauhassairauksien (struuma) syyn ymmärtämisen tietyillä asuinalueilla. Ruokavalion jodipitoisuuden ja kilpirauhasen sairauden välillä on osoitettu yhteys. Näiden tutkimusten tuloksena sinä ja minä käytämme ruokasuolaa, johon on tarkoituksellisesti lisätty inaktiivisia jodilisäaineita.

Alussa radionuklidien jakautumisen tutkimiseen elimessä käytettiin yksittäisiä tuikeilmaisimia, jotka skannasivat tutkittavan elimen kohta kohdalta, ts. skannasivat sen liikkuen mutkaviivaa pitkin koko tutkittavan elimen yli. Tällaista tutkimusta kutsuttiin skannaukseksi, ja tähän käytettyjä laitteita kutsuttiin skannereiksi (skannereiksi). Kun kehitettiin paikannusherkkiä ilmaisimia, jotka sen lisäksi, että ne rekisteröivät putoavan gamma-kvantin, määrittelivät myös sen ilmaisimen sisääntulon koordinaatin, tuli mahdolliseksi tarkastella koko tutkittavaa elintä kerralla ilman ilmaisinta siirtämättä. sen yli. Tällä hetkellä kuvan saamista radionuklidien jakautumisesta tutkittavassa elimessä kutsutaan scintigrafiaksi. Vaikka yleisesti ottaen termi scintigrafia otettiin käyttöön vuonna 1955 (Andrews et al.) ja alun perin viitattiin skannaukseen. Kiinteillä ilmaisimilla varustetuista järjestelmistä niin sanottu gammakamera, jonka Anger ehdotti ensimmäisen kerran vuonna 1958, on saanut laajimman käytön.

Gammakameran ansiosta kuvanottoaikaa lyhennettiin merkittävästi ja sen yhteydessä voidaan käyttää lyhyempiä radionuklideja. Lyhytikäisten radionuklidien käyttö vähentää merkittävästi potilaan kehon säteilyaltistusannosta, mikä mahdollisti potilaille annettavien radiofarmaseuttisten aineiden aktiivisuuden lisäämisen. Tällä hetkellä Ts-99t:tä käytettäessä yhden kuvan saamisaika on sekunnin murto-osa. Tällaiset lyhyet ajat yhden kuvan saamiseksi johtivat dynaamisen tuikekuvan syntymiseen, kun tutkimuksen aikana saadaan useita peräkkäisiä kuvia tutkittavasta elimestä. Tällaisen sekvenssin analyysi mahdollistaa aktiivisuuden muutosten dynamiikan määrittämisen sekä elimen kokonaisuutena että sen yksittäisissä osissa, eli on olemassa dynaamisten ja tuiketutkimusten yhdistelmä.

Tutkittavan elimen radionuklidien jakautumisen kuvien saamiseksi tekniikan kehittyessä heräsi kysymys menetelmistä, joilla voidaan arvioida radiofarmaseuttisten aineiden jakautumista tutkittavalla alueella, erityisesti dynaamisessa skintigrafiassa. Skanogrammeja käsiteltiin pääasiassa visuaalisesti, mikä tuli mahdottomaksi dynaamisen skintigrafian kehittyessä. Suurin ongelma oli mahdottomuus muodostaa käyriä, jotka kuvastavat radiofarmaseuttisen aktiivisuuden muutosta tutkittavassa elimessä tai sen yksittäisissä osissa. Tietysti voidaan havaita useita tuloksena saatujen tuiketen puutteita - tilastollisen kohinan esiintyminen, mahdottomuus vähentää ympäröivien elinten ja kudosten taustaa, mahdottomuus saada yhteenvetokuvaa dynaamisessa tuikekuvassa useiden peräkkäisten ruutujen perusteella. .

Kaikki tämä johti tietokonepohjaisten digitaalisten tuikekäsittelyjärjestelmien syntymiseen. Vuonna 1969 Jinuma ym. käyttivät tietokoneen ominaisuuksia tuikekuvausten käsittelyyn, mikä mahdollisti luotettavamman diagnostisen tiedon saamisen ja paljon suuremman volyymin. Tässä suhteessa tietokonepohjaisia ​​järjestelmiä tuiketietojen keräämiseen ja käsittelyyn alettiin ottaa erittäin intensiivisesti käyttöön radionuklididiagnostiikan osastojen käytäntöön. Tällaisista osastoista tuli ensimmäiset käytännön lääketieteelliset osastot, joissa tietokoneita otettiin laajalti käyttöön.

Tietokonepohjaisten tuiketietojen keräämiseen ja käsittelyyn tarkoitettujen digitaalisten järjestelmien kehitys loi pohjan lääketieteellisten diagnostisten kuvien käsittelyn periaatteille ja menetelmille, joita käytettiin myös muilla lääketieteellisillä ja fysikaalisilla periaatteilla saatujen kuvien käsittelyssä. Tämä koskee röntgenkuvia, ultraäänidiagnostiikassa saatuja kuvia ja tietysti tietokonetomografiaa. Toisaalta tietokonetomografiatekniikoiden kehitys johti puolestaan ​​emissiotomografien, sekä yksifotonisten että positronien, luomiseen. Korkean teknologian kehitys radioaktiivisten isotooppien käyttöä lääketieteellisissä diagnostisissa tutkimuksissa ja niiden lisääntyvä käyttö kliinisessä käytännössä johti itsenäisen lääketieteellisen radioisotooppidiagnostiikan tieteenalan syntymiseen, jota myöhemmin kutsuttiin kansainvälisen standardoinnin mukaan radionuklididiagnostisiksi. Hieman myöhemmin ilmestyi ydinlääketieteen käsite, joka yhdisti radionuklidien käyttömenetelmät sekä diagnoosissa että terapiassa. Radionuklididiagnostiikan kehittyessä kardiologiassa (kehittyneissä maissa jopa 30 % radionukliditutkimusten kokonaismäärästä muuttui kardiologiseksi), termi ydinkardiologia ilmestyi.

Toinen erittäin tärkeä radionuklidien tutkimusryhmä on in vitro -tutkimukset. Tämäntyyppinen tutkimus ei sisällä radionuklidien tuomista potilaan elimistöön, vaan radionuklidimenetelmillä määritetään hormonien, vasta-aineiden, lääkkeiden ja muiden kliinisesti tärkeiden aineiden pitoisuudet veri- tai kudosnäytteistä. Lisäksi moderni biokemia, fysiologia ja molekyylibiologia eivät voi olla olemassa ilman radioaktiivisten merkkiaineiden ja radiometrian menetelmiä.

Maassamme isotooppilääketieteen menetelmien massakäyttöönotto kliiniseen käytäntöön alkoi 1950-luvun lopulla, kun Neuvostoliiton terveysministerin määräys (nro 248, 15.5.1959) radioisotooppidiagnostisten osastojen perustamisesta suuria onkologisia laitoksia ja tavanomaisten radiologisten rakennusten rakentamista, joista osa on edelleen toiminnassa. Tärkeä rooli oli myös NSKP:n keskuskomitean ja Neuvostoliiton ministerineuvoston 14. tammikuuta 1960 antamalla asetuksella nro 58 "Toimenpiteistä, joilla parannetaan edelleen sairaanhoitoa ja suojellaan Neuvostoliiton väestön terveyttä ", joka mahdollisti radiologian menetelmien laajan käyttöönoton lääketieteellisessä käytännössä.

Isotooppilääketieteen nopea kehitys viime vuosina on johtanut pulaan radiologeista ja radionuklididiagnostiikan alan insinööreistä. Kaikkien radionukliditekniikoiden soveltamisen tulos riippuu kahdesta tärkeästä seikasta: toisaalta riittävän herkän ja resoluution omaavasta ilmaisujärjestelmästä ja radiofarmaseuttisesta valmisteesta, joka tarjoaa hyväksyttävän kertymistason haluttuun elimeen tai kudokseen. toinen käsi. Siksi jokaisella isotooppilääketieteen alan asiantuntijalla tulee olla syvä ymmärrys radioaktiivisuuden ja tunnistusjärjestelmien fysikaalisesta perustasta sekä radiofarmaseuttisten valmisteiden kemian ja prosessien, jotka määräävät niiden paikantamisen tietyissä elimissa ja kudoksissa, tuntemus. Tämä monografia ei ole yksinkertainen katsaus radionuklididiagnostiikan saavutuksiin. Se esittelee paljon alkuperäistä materiaalia, joka on sen tekijöiden tutkimuksen tulosta. Pitkäaikainen kokemus CJSC "VNIIMP-VITA" radiologisten laitteiden osaston, Venäjän lääketieteellisten tiedeakatemian syöpäkeskuksen, terveysministeriön kardiologian tutkimus- ja tuotantokompleksin kehittäjien yhteisestä työstä. Venäjän federaatio, Venäjän lääketieteellisten tieteiden akatemian Tomskin tieteellisen keskuksen kardiologian tutkimuslaitos, Venäjän lääketieteellisten fyysikkojen liitto mahdollistivat radionuklidikuvauksen teoreettisten kysymysten pohtimisen, tällaisten tekniikoiden käytännön toteutuksen ja informatiivisimman saamisen. diagnostiset tulokset kliiniseen käytäntöön.

Lääketieteellisen teknologian kehitys radionuklididiagnostiikan alalla liittyy erottamattomasti Sergei Dmitrievich Kalashnikovin nimeen, joka työskenteli tähän suuntaan monta vuotta All Unionin lääketieteellisen instrumentoinnin tieteellisessä tutkimuslaitoksessa ja valvoi ensimmäisen venäläisen tomografian luomista. gammakamera GKS-301.

5. Ultraääniterapian lyhyt historia

Ultraäänitekniikka alkoi kehittyä ensimmäisen maailmansodan aikana. Silloin, vuonna 1914, testatessaan uutta ultraäänisäteilijää suuressa laboratorioakvaariossa, erinomainen ranskalainen kokeellinen fyysikko Paul Langevin huomasi, että ultraäänelle altistuneet kalat huolestuivat, pyyhkäisivät ympäriinsä, sitten rauhoittuivat, mutta jonkin ajan kuluttua. he alkoivat kuolla. Näin sattumalta tehtiin ensimmäinen koe, josta alkoi ultraäänen biologisen vaikutuksen tutkimus. XX vuosisadan 20-luvun lopulla. Ensimmäiset yritykset ultraääntä yritettiin käyttää lääketieteessä. Ja vuonna 1928 saksalaiset lääkärit käyttivät jo ultraääntä ihmisten korvasairauksien hoitoon. Vuonna 1934 Neuvostoliiton otolaryngologi E.I. Anokhrienko otti ultraäänimenetelmän terapeuttiseen käytäntöön ja suoritti ensimmäisenä maailmassa yhdistelmähoidon ultraäänellä ja sähkövirralla. Pian ultraääntä käytettiin laajalti fysioterapiassa, ja se sai nopeasti mainetta erittäin tehokkaana välineenä. Ennen ultraäänen soveltamista ihmisten sairauksien hoitoon sen vaikutusta testattiin huolellisesti eläimillä, mutta uudet menetelmät tulivat käytännön eläinlääketieteeseen vasta, kun niitä alettiin laajalti käyttää lääketieteessä. Ensimmäiset ultraäänilaitteet olivat erittäin kalliita. Hinnalla ei tietenkään ole väliä ihmisten terveyden kannalta, mutta maataloustuotannossa tämä on otettava huomioon, sillä sen ei pitäisi olla kannattamatonta. Ensimmäiset ultraäänihoitomenetelmät perustuivat puhtaasti empiirisiin havaintoihin, mutta samanaikaisesti ultraäänifysioterapian kehityksen kanssa kehitettiin tutkimuksia ultraäänen biologisen vaikutuksen mekanismeista. Niiden tulosten ansiosta ultraäänen käytön käytäntöön voitiin tehdä muutoksia. Esimerkiksi 1940-1950-luvuilla uskottiin, että ultraääni, jonka intensiteetti on jopa 5 ... 6 W / neliöcm tai jopa 10 W / neliöcm, on tehokas terapeuttisiin tarkoituksiin. Pian lääketieteessä ja eläinlääketieteessä käytetyn ultraäänen intensiteetit alkoivat kuitenkin laskea. Siis 1900-luvun 60-luvulla. fysioterapialaitteiden tuottaman ultraäänen maksimiintensiteetti on laskenut arvoon 2...3 W/sq.cm ja tällä hetkellä valmistetut laitteet lähettävät ultraääntä, jonka intensiteetti on enintään 1 W/m². Mutta nykyään lääketieteellisessä ja eläinlääketieteellisessä fysioterapiassa käytetään useimmiten ultraääntä, jonka intensiteetti on 0,05-0,5 W / neliöcm.

Johtopäätös

En tietenkään pystynyt kattamaan lääketieteellisen fysiikan kehityshistoriaa kokonaan, koska muuten joutuisin kertomaan jokaisesta fysikaalisesta löydöstä yksityiskohtaisesti. Mutta silti, ilmoitin hunajan kehityksen päävaiheet. fyysikot: sen alkuperä ei ole peräisin 1900-luvulta, kuten monet uskovat, vaan paljon aikaisemmin, muinaisina aikoina. Nykyään tuon ajan löydöt näyttävät meistä vähäpätöisiltä, ​​mutta itse asiassa tuolle ajalle se oli kiistaton läpimurto kehityksessä.

Fyysikkojen panosta lääketieteen kehitykseen on vaikea yliarvioida. Otetaan Leonardo da Vinci, joka kuvaili nivelliikkeiden mekaniikkaa. Jos tarkastelet objektiivisesti hänen tutkimustaan, voit ymmärtää, että nykyaikainen niveltiede sisältää suurimman osan hänen teoksistaan. Tai Harvey, joka ensin todisti verenkierron sulkeutumisen. Siksi minusta näyttää siltä, ​​että meidän pitäisi arvostaa fyysikkojen panosta lääketieteen kehitykseen.

Luettelo käytetystä kirjallisuudesta

1. "Ultraäänen ja biologisten objektien vuorovaikutuksen perusteet." Ultraääni lääketieteessä, eläinlääketieteessä ja kokeellisessa biologiassa. (Kirjoittajat: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., toimittanut Shchukin S.I., 2005)

Radionuklididiagnostiikan laitteet ja menetelmät lääketieteessä. Kalantarov K.D., Kalashnikov S.D., Kostylev V.A. ja muut, toim. Viktorova V.A.

Kharlamov I.F. Pedagogiikka. - M.: Gardariki, 1999. - 520 s; sivu 391

Sähkö ja ihminen; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998, s. 75-92

Cherednichenko T.V. Musiikkia kulttuurin historiassa. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. s. 200

Muinaisen Rooman jokapäiväistä elämää nautinnon linssin läpi, Jean-Noel Robber, Nuori vartija, 2006, s. 61

Platon. Vuoropuhelut; Ajatus, 1986, s. 693

Descartes R. Teokset: 2 osassa - Vol. 1. - M .: Thought, 1989. Ss. 280, 278

Platon. Vuoropuhelut - Timaius; Ajatus, 1986, s. 1085

Leonardo da Vinci. Valitut teokset. 2 osassa T.1 / Reprint from ed. 1935 - M.: Ladomir, 1995.

Aristoteles. Toimii neljässä osassa. T.1.Toim.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, s. 444, 441

Luettelo Internet-resursseista:

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

(hoitopäivä 18.9.12)

Valoterapian historia - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (käytetty 21.09.12)

Tulipalon hoito - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (käytetty 21.09.12)

Itämainen lääketiede - (käyttöpäivä 22.9.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam

2000-luvun alkua leimasivat monet lääketieteen alan löydöt, joista kirjoitettiin tieteisromaaneissa 10-20 vuotta sitten ja joista potilaat itse saattoivat vain haaveilla. Ja vaikka monet näistä löydöistä odottavat pitkää tietä kliiniseen käytäntöön, ne eivät enää kuulu käsitteellisen kehityksen luokkaan, vaan ovat itse asiassa toimivia laitteita, vaikka niitä ei vielä käytetä laajasti lääketieteellisessä käytännössä.

1. Keinotekoinen sydän AbioCor

Heinäkuussa 2001 ryhmä kirurgeja Louisvillestä Kentuckysta onnistui istuttamaan uuden sukupolven tekosydämen potilaaseen. Laite, nimeltään AbioCor, istutettiin miehelle, joka kärsi sydämen vajaatoiminnasta. Tekosydämen on kehittänyt Abiomed, Inc. Vaikka vastaavia laitteita on käytetty aiemminkin, AbioCor on edistynein laatuaan.

Aiemmissa versioissa potilas oli kiinnitettävä valtavaan konsoliin putkien ja johtojen kautta, jotka istutettiin ihon läpi. Tämä tarkoitti, että henkilö pysyi kahlittuina sänkyyn. AbioCor sen sijaan on olemassa täysin itsenäisesti ihmiskehon sisällä, eikä se tarvitse ulkopuolisia putkia tai johtoja.

2. Biokeinotekoinen maksa

Ajatus biokeinotekoisen maksan luomisesta syntyi tohtori Kenneth Matsumuran kanssa, joka päätti ottaa uuden lähestymistavan asiaan. Tiedemies on luonut laitteen, joka käyttää eläimistä kerättyjä maksasoluja. Laitetta pidetään biokeinotekoisena, koska se koostuu biologisesta ja keinotekoisesta materiaalista. Vuonna 2001 biokeinotekoinen maksa valittiin TIME-lehden Vuoden keksinnölle.

3. Kameratabletti

Tällaisen pillerin avulla voit diagnosoida syövän varhaisessa vaiheessa. Laite luotiin tavoitteena saada korkealaatuisia värikuvia rajoitetuissa tiloissa. Kamerapilleri voi havaita ruokatorven syövän merkkejä ja se on suunnilleen aikuisen kynnen leveä ja kaksi kertaa pidempi.

4. Bionic piilolinssit

Washingtonin yliopiston tutkijat kehittivät bioniset piilolinssit. He onnistuivat yhdistämään elastiset piilolinssit painettuun elektroniseen piiriin. Tämä keksintö auttaa käyttäjää näkemään maailmaa asettamalla tietokoneistettuja kuvia oman näkemyksensä päälle. Keksijöiden mukaan bioniset piilolinssit voivat olla hyödyllisiä kuljettajille ja lentäjille, sillä ne näyttävät heille reittejä, säätietoja tai ajoneuvoja. Lisäksi nämä piilolinssit voivat seurata henkilön fyysisiä indikaattoreita, kuten kolesterolitasoa, bakteerien ja virusten esiintymistä. Kerätyt tiedot voidaan lähettää tietokoneelle langattomasti.

5. Bionic käsivarsi iLIMB

David Gow'n vuonna 2007 luoma iLIMB-bionic-käsi oli maailman ensimmäinen tekoraaja, jossa oli viisi yksilöllisesti koneistettua sormea. Laitteen käyttäjät voivat poimia erimuotoisia esineitä - esimerkiksi kuppien kahvoja. iLIMB koostuu 3 erillisestä osasta: 4 sormesta, peukalosta ja kämmenestä. Jokainen osa sisältää oman ohjausjärjestelmän.

6. Robotti-avustajat toiminnan aikana

Kirurgit ovat käyttäneet robottikäsiä jo jonkin aikaa, mutta nyt on olemassa robotti, joka pystyy suorittamaan leikkauksen itse. Duken yliopiston tutkijaryhmä on jo testannut robottia. He käyttivät sitä kuolleelle kalkkunalle (koska kalkkunanlihalla on samanlainen rakenne kuin ihmisellä). Robottien menestyksen arvioidaan olevan 93 %. Tietenkin on liian aikaista puhua autonomisista kirurgisista roboteista, mutta tämä keksintö on suuri askel tähän suuntaan.

7 Mielenlukija

Aivojen lukeminen on termi, jota psykologit käyttävät viittaamaan ei-verbaalisten vihjeiden, kuten ilmeiden tai pään liikkeiden, alitajuiseen havaitsemiseen ja analysointiin. Tällaiset signaalit auttavat ihmisiä ymmärtämään toistensa tunnetilaa. Tämä keksintö on kolmen MIT Media Labin tutkijan aivotuote. Mielenlukukone skannaa käyttäjän aivosignaaleja ja ilmoittaa niistä, joiden kanssa se kommunikoi. Laitetta voidaan käyttää työskentelyyn autististen ihmisten kanssa.

8. Elektra Axesse

Elekta Axesse on huippuluokan syöväntorjuntalaite. Se luotiin hoitamaan kasvaimia koko kehossa - selkärangassa, keuhkoissa, eturauhasessa, maksassa ja monissa muissa. Elekta Axesse yhdistää useita toimintoja. Laite voi tuottaa stereotaktista radiokirurgiaa, stereotaktista sädehoitoa, radiokirurgiaa. Hoidon aikana lääkäreillä on mahdollisuus tarkkailla 3D-kuvaa hoidettavasta alueesta.

9. Exoskeleton eLEGS

eLEGS-exoskeleton on yksi 2000-luvun vaikuttavimmista keksinnöistä. Sitä on helppo käyttää ja potilaat voivat käyttää sitä paitsi sairaalassa myös kotona. Laitteen avulla voit seistä, kävellä ja jopa kiivetä portaita pitkin. Exoskeleton sopii ihmisille, joiden pituus on 157 cm - 193 cm ja paino enintään 100 kg.

kymmenen. silmä kirjailija

Tämä laite on suunniteltu auttamaan vuodepotilaita kommunikoimaan. Eyepiece on Ebeling Groupin, Not Impossible Foundationin ja Graffiti Research Labin tutkijoiden yhteinen luomus. Tekniikka perustuu edullisiin katseenseurantalasiin, jotka toimivat avoimen lähdekoodin ohjelmistolla. Näiden lasien avulla neuromuskulaarisesta oireyhtymästä kärsivät ihmiset voivat kommunikoida piirtämällä tai kirjoittamalla näytölle tallentamalla silmän liikkeitä ja muuntamalla ne viivoiksi näytöllä.

Ekaterina Martynenko

Fysiikka on yksi tärkeimmistä ihmisen tutkimista tieteistä. Sen läsnäolo on havaittavissa kaikilla elämänaloilla, joskus löydöt jopa muuttavat historian kulkua. Siksi suuret fyysikot ovat niin mielenkiintoisia ja tärkeitä ihmisille: heidän työnsä on merkityksellistä jopa vuosisatojen jälkeen heidän kuolemansa jälkeen. Ketkä tiedemiehet pitäisi ensin tuntea?

André-Marie Ampère

Ranskalainen fyysikko syntyi lyonilaisen liikemiehen perheeseen. Vanhempien kirjasto oli täynnä johtavien tiedemiesten, kirjailijoiden ja filosofien teoksia. Lapsuudesta lähtien Andre piti lukemisesta, mikä auttoi häntä saamaan syvällistä tietoa. Kahdentoista vuoden iässä poika oli jo oppinut korkeamman matematiikan perusteet, ja seuraavana vuonna hän toimitti työnsä Lyonin akatemiaan. Pian hän alkoi antaa yksityistunteja, ja vuodesta 1802 lähtien hän työskenteli fysiikan ja kemian opettajana ensin Lyonissa ja sitten Pariisin ammattikorkeakoulussa. Kymmenen vuotta myöhemmin hänet valittiin Tiedeakatemian jäseneksi. Suurten fyysikkojen nimet yhdistetään usein käsitteisiin, joihin he ovat omistaneet elämänsä opiskeluun, eikä Ampère ole poikkeus. Hän käsitteli sähködynamiikan ongelmia. Sähkövirran yksikkö mitataan ampeereina. Lisäksi tiedemies esitteli monet nykyään käytetyt termit. Esimerkiksi nämä ovat määritelmät "galvanometri", "jännite", "sähkövirta" ja monet muut.

Robert Boyle

Monet suuret fyysikot suorittivat työtään aikana, jolloin tekniikka ja tiede olivat käytännössä lapsenkengissään, ja tästä huolimatta he onnistuivat. Esimerkiksi irlantilainen. Hän osallistui erilaisiin fysikaalisiin ja kemiallisiin kokeisiin kehittäen atomistista teoriaa. Vuonna 1660 hän onnistui löytämään lain, joka muuttaa kaasujen tilavuutta paineesta riippuen. Monilla aikansa suurmiehillä ei ollut aavistustakaan atomeista, ja Boyle ei ollut vain vakuuttunut niiden olemassaolosta, vaan myös muodosti useita niihin liittyviä käsitteitä, kuten "elementit" tai "primäärisolut". Vuonna 1663 hän onnistui keksimään lakmusin, ja vuonna 1680 hän ehdotti ensimmäisenä menetelmää fosforin saamiseksi luista. Boyle oli Lontoon kuninkaallisen seuran jäsen ja jätti jälkeensä monia tieteellisiä teoksia.

Niels Bohr

Ei harvoin suuret fyysikot osoittautuivat merkittäviksi tiedemiehiksi myös muilla aloilla. Esimerkiksi Niels Bohr oli myös kemisti. Tanskan kuninkaallisen tiedeseuran jäsen ja 1900-luvun johtava tiedemies Niels Bohr syntyi Kööpenhaminassa, jossa hän sai korkea-asteen koulutuksensa. Jonkin aikaa hän teki yhteistyötä englantilaisten fyysikkojen Thomsonin ja Rutherfordin kanssa. Bohrin tieteellisestä työstä tuli perusta kvanttiteorian luomiselle. Monet suuret fyysikot työskentelivät myöhemmin Nielsin alun perin luomilla suunnilla, esimerkiksi joillakin teoreettisen fysiikan ja kemian aloilla. Harvat ihmiset tietävät, mutta hän oli myös ensimmäinen tiedemies, joka loi perustan jaksoittaiselle elementtijärjestelmälle. 1930-luvulla teki monia tärkeitä löytöjä atomiteoriassa. Saavutuksistaan ​​hänelle myönnettiin fysiikan Nobel-palkinto.

Max syntynyt

Monet suuret fyysikot tulivat Saksasta. Esimerkiksi Max Born syntyi Breslaussa professorin ja pianistin poikana. Lapsuudesta lähtien hän piti fysiikasta ja matematiikasta ja meni Göttingenin yliopistoon opiskelemaan niitä. Vuonna 1907 Max Born puolusti väitöskirjaansa elastisten kappaleiden stabiilisuudesta. Kuten muutkin tuon ajan suuret fyysikot, kuten Niels Bohr, Max teki yhteistyötä Cambridgen asiantuntijoiden, nimittäin Thomsonin, kanssa. Born inspiroitui myös Einsteinin ideoista. Max osallistui kiteiden tutkimukseen ja kehitti useita analyyttisiä teorioita. Lisäksi Born loi kvanttiteorian matemaattisen perustan. Kuten muutkin fyysikot, antimilitaristi Born ei kategorisesti halunnut suurta isänmaallista sotaa, ja taisteluvuosien aikana hänen täytyi muuttaa pois. Myöhemmin hän tuomitsee ydinaseiden kehittämisen. Kaikista saavutuksistaan ​​Max Born sai Nobel-palkinnon, ja hänet hyväksyttiin myös moniin tieteellisiin akatemioihin.

Galileo Galilei

Jotkut suuret fyysikot ja heidän löytönsä liittyvät tähtitieteen ja luonnontieteen alaan. Esimerkiksi Galileo, italialainen tiedemies. Opiskellessaan lääketiedettä Pisan yliopistossa hän tutustui Aristoteleen fysiikkaan ja alkoi lukea muinaisia ​​matemaatikoita. Kiehtonut näitä tieteitä, hän jätti koulun kesken ja alkoi säveltää "Little Scales" -teosta, joka auttoi määrittämään metalliseosten massan ja kuvasi hahmojen painopisteitä. Galileo tuli tunnetuksi italialaisten matemaatikoiden keskuudessa ja sai tuolin Pisassa. Jonkin ajan kuluttua hänestä tuli Medicin herttuan hovifilosofi. Teoksissaan hän tutki kappaleiden tasapainon, dynamiikan, putoamisen ja liikkeen periaatteita sekä materiaalien lujuutta. Vuonna 1609 hän rakensi ensimmäisen kaukoputken, joka antoi kolminkertaisen suurennuksen ja sitten - 32-kertaisen. Hänen havainnot antoivat tietoa Kuun pinnasta ja tähtien koosta. Galileo löysi Jupiterin kuut. Hänen löytönsä tekivät loisteen tieteen alalla. Suuri fyysikko Galileo ei ollut kirkon hyväksymä, ja tämä määritti asenteen häntä kohtaan yhteiskunnassa. Hän kuitenkin jatkoi työtään, mikä oli syynä inkvisition tuomitsemiseen. Hän joutui luopumaan opetuksistaan. Mutta siitä huolimatta, muutama vuosi myöhemmin, julkaistiin Kopernikuksen ajatusten pohjalta luotuja tutkielmia Maan pyörimisestä Auringon ympäri: selityksellä, että tämä on vain hypoteesi. Siten tiedemiehen tärkein panos säilytettiin yhteiskunnalle.

Isaac Newton

Suurten fyysikkojen keksinnöistä ja sanonnoista tulee usein eräänlainen metafora, mutta legenda omenasta ja painovoimalakista on tunnetuin. Kaikki tietävät tämän tarinan sankarin, jonka mukaan hän löysi painovoiman lain. Lisäksi tiedemies kehitti integraali- ja differentiaalilaskennan, hänestä tuli peiliteleskoopin keksijä ja hän kirjoitti monia optiikkaa koskevia perusteoksia. Nykyajan fyysikot pitävät häntä klassisen tieteen luojana. Newton syntyi köyhään perheeseen, opiskeli yksinkertaisessa koulussa ja sitten Cambridgessä, samalla kun työskenteli palvelijana maksaakseen opinnoistaan. Jo alkuvuosina hän keksi ajatuksia, joista tulee tulevaisuudessa perusta laskelmien keksimiselle ja painovoimalain löytämiselle. Vuonna 1669 hänestä tuli laitoksen luennoitsija ja vuonna 1672 Lontoon Royal Societyn jäsen. Vuonna 1687 julkaistiin tärkein teos nimeltä "Alku". Arvokkaista saavutuksista vuonna 1705 Newton sai aateliston.

Christian Huygens

Kuten monet muutkin suuret ihmiset, fyysikot olivat usein lahjakkaita eri aloilla. Esimerkiksi Christian Huygens, Haagista kotoisin. Hänen isänsä oli diplomaatti, tiedemies ja kirjailija, hänen poikansa sai erinomaisen koulutuksen lakialalla, mutta kiinnostui matematiikasta. Lisäksi Christian puhui erinomaista latinaa, osasi tanssia ja ratsastaa, soitti musiikkia luutolla ja cembalolla. Lapsena hän onnistui rakentamaan itsensä itsenäisesti ja työskenteli sen parissa. Yliopistovuosinaan Huygens oli kirjeenvaihdossa pariisilaisen matemaatikon Mersennen kanssa, mikä vaikutti suuresti nuoreen mieheen. Jo vuonna 1651 hän julkaisi teoksen ympyrän kvadratuurista, ellipsistä ja hyperbolista. Hänen työnsä ansiosta hän sai maineen erinomaisena matemaatikona. Sitten hän kiinnostui fysiikasta, kirjoitti useita teoksia törmäyskappaleista, mikä vaikutti vakavasti hänen aikalaistensa ideoihin. Lisäksi hän osallistui optiikkaan, suunnitteli kaukoputken ja jopa kirjoitti paperin todennäköisyysteoriaan liittyvistä uhkapelilaskelmista. Kaikki tämä tekee hänestä erinomaisen hahmon tieteen historiassa.

James Maxwell

Suuret fyysikot ja heidän löytönsä ansaitsevat kaiken kiinnostuksen. Näin ollen James-Clerk Maxwell saavutti vaikuttavia tuloksia, joihin kaikkien tulisi tutustua. Hänestä tuli sähködynamiikan teorioiden perustaja. Tiedemies syntyi aatelisperheeseen ja sai koulutuksen Edinburghin ja Cambridgen yliopistoissa. Saavutuksistaan ​​hänet hyväksyttiin Lontoon Royal Societyyn. Maxwell avasi Cavendishin laboratorion, joka oli varustettu uusimmalla tekniikalla fyysisten kokeiden suorittamiseen. Maxwell opiskeli työssään sähkömagnetismia, kaasujen kineettistä teoriaa, värinäköä ja optiikkaa. Hän osoitti itsensä myös tähtitieteilijänä: hän totesi, että ne ovat stabiileja ja koostuvat toisiinsa liittymättömistä hiukkasista. Hän opiskeli myös dynamiikkaa ja sähköä, jolla oli vakava vaikutus Faradayyn. Monia fysikaalisia ilmiöitä koskevia kattavia tutkielmia pidetään edelleen olennaisina ja kysyttyinä tiedeyhteisössä, mikä tekee Maxwellista yhden tämän alan suurimmista asiantuntijoista.

Albert Einstein

Tuleva tiedemies syntyi Saksassa. Lapsuudesta lähtien Einstein rakasti matematiikkaa, filosofiaa, oli kiinnostunut lukemaan populaaritieteellisiä kirjoja. Koulutusta varten Albert meni teknologiainstituuttiin, jossa hän opiskeli suosikkitieteitään. Vuonna 1902 hänestä tuli patenttiviraston työntekijä. Siellä työskennellessään hän julkaisee useita menestyneitä tieteellisiä artikkeleita. Hänen ensimmäiset teoksensa liittyvät termodynamiikkaan ja molekyylien väliseen vuorovaikutukseen. Vuonna 1905 yksi kirjoituksista hyväksyttiin väitöskirjaksi, ja Einsteinista tuli tieteiden tohtori. Albert omisti monia vallankumouksellisia ideoita elektronien energiasta, valon luonteesta ja valosähköisestä vaikutuksesta. Tärkein oli suhteellisuusteoria. Einsteinin johtopäätökset ovat muuttaneet ihmiskunnan käsitystä ajasta ja avaruudesta. Täysin ansaitusti hänelle myönnettiin Nobel-palkinto ja tunnustettiin kaikkialla tiedemaailmassa.

1800-luvun puolivälissä tehtiin monia hämmästyttäviä löytöjä. Niin yllättävältä kuin se kuulostaakin, valtava osa näistä löydöistä tehtiin unessa. Siksi tässä jopa skeptikot ovat hämmentyneitä, ja heidän on vaikea sanoa mitään visionääristen tai profeetallisten unien olemassaolon kumoamiseksi. Monet tiedemiehet ovat tutkineet tätä ilmiötä. Saksalainen fyysikko, lääkäri, fysiologi ja psykologi Hermann Helmoltz tuli tutkimuksessaan siihen tulokseen, että totuutta etsiessään ihminen kerää tietoa, sitten hän analysoi ja ymmärtää saamansa tiedon, ja sen jälkeen tulee tärkein vaihe - oivallus, joka niin usein tapahtuu unessa. Tällä tavalla monet uraauurtavat tiedemiehet ymmärsivät. Nyt annamme sinulle mahdollisuuden tutustua joihinkin unessa tehtyihin löytöihin.

Ranskalainen filosofi, matemaatikko, mekaanikko, fyysikko ja fysiologi Rene Descartes Koko elämänsä hän väitti, ettei maailmassa ole mitään mystistä, jota ei voitaisi ymmärtää. Hänen elämässään oli kuitenkin edelleen yksi selittämätön ilmiö. Tämä ilmiö oli profeetallisia unia, joita hän näki 23-vuotiaana ja jotka auttoivat häntä tekemään lukuisia löytöjä eri tieteenaloilla. Yöllä 10. ja 11. marraskuuta 1619 Descartes näki kolme profeetallista unta. Ensimmäinen unelma oli siitä, kuinka voimakas pyörremyrsky repi hänet ulos kirkon ja yliopiston seinistä kantaen hänet turvapaikan suuntaan, jossa hän ei enää pelkää tuulta eikä muita luonnonvoimia. Toisessa unessa hän katselee voimakasta myrskyä ja ymmärtää, että heti kun hän onnistuu pohtimaan tämän hurrikaanin alkuperän syytä, hän laantuu välittömästi eikä voi tehdä hänelle mitään haittaa. Ja kolmannessa unessa Descartes lukee latinalaisen runon, joka alkaa sanoilla "Mitä tietä minun pitäisi seurata elämän polkua?". Herätessään Descartes tajusi, että hän oli löytänyt avaimen kaikkien tieteiden todelliseen perustaan.

Tanskalainen teoreettinen fyysikko, yksi modernin fysiikan perustajista Niels Bohr kouluvuosistaan ​​lähtien hän osoitti kiinnostusta fysiikkaan ja matematiikkaan, ja Kööpenhaminan yliopistossa hän puolusti ensimmäisiä teoksiaan. Mutta tärkein löytö, jonka hän onnistui tekemään unessa. Hän ajatteli pitkään etsiessään teoriaa atomin rakenteesta, ja eräänä päivänä hän valaisi unen. Tässä unessa Bor oli kuuman tulisen kaasun hyytymän päällä - Auringossa, jonka ympärillä planeetat pyörivät yhdistettynä siihen lankoilla. Sitten kaasu kiinteytyi, ja "aurinko" ja "planeetat" vähenivät jyrkästi. Herätessään Bohr tajusi, että tämä oli malli atomista, jota hän oli yrittänyt löytää niin kauan. Aurinko oli ydin, jonka ympäri elektronit (planeetat) pyörivät! Tästä löydöstä tuli myöhemmin kaiken Bohrin tieteellisen työn perusta. Teoria loi perustan atomifysiikkaalle, joka toi Niels Bohrille maailmanlaajuisen tunnustuksen ja Nobel-palkinnon. Mutta pian, toisen maailmansodan aikana, Bohr pahoitteli löytöään, jota voitaisiin käyttää aseena ihmisyyttä vastaan.

Vuoteen 1936 asti lääkärit uskoivat, että kehon hermoimpulssit välittivät sähköaallon. Löytö oli läpimurto lääketieteessä Otto Loewy- Itävaltalais-saksalainen ja amerikkalainen farmakologi, joka voitti fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon vuonna 1936. Nuorena Otto ehdotti ensin, että hermoimpulssit välittyvät kemiallisten välittäjien kautta. Mutta koska kukaan ei kuunnellut nuorta opiskelijaa, teoria jäi sivuun. Mutta vuonna 1921, seitsemäntoista vuotta alkuperäisen teorian käyttöönoton jälkeen, pääsiäissunnuntain aattona, Loewy heräsi yöllä omien sanojensa mukaan "kirjoitti muutamia muistiinpanoja ohuelle paperille. Aamulla en pystynyt tulkitsemaan kirjoituksiani. Seuraavana yönä, tasan kolmelta, sama ajatus heräsi minulle jälleen. Tämä oli kokeen suunnittelu, jonka tarkoituksena oli määrittää, onko hypoteesi kemiallisesta liikemääränsiirrosta, jonka esitin 17 vuotta sitten, oikea. Nousin heti sängystä, menin laboratorioon ja tein yksinkertaisen kokeen sammakon sydämessä yöllä nousseen järjestelmän mukaisesti. Näin ollen yöunen ansiosta Otto Loewy jatkoi teoriansa tutkimista ja osoitti koko maailmalle, että impulsseja ei välitetä sähköaallon, vaan kemiallisten välittäjien avulla.

Saksalainen orgaaninen kemisti Friedrich August Kekule julisti julkisesti, että hän teki löytönsä kemiasta profeetallisen unen ansiosta. Monien vuosien ajan hän yritti löytää bentseenin molekyylirakennetta, joka oli osa luonnollista öljyä, mutta tämä löytö ei antanut hänelle periksi. Hän ajatteli ongelman ratkaisemista yötä päivää. Joskus hän jopa haaveili, että hän oli jo löytänyt bentseenin rakenteen. Mutta nämä näyt olivat vain tulosta hänen ylikuormitetun tietoisuutensa työstä. Mutta eräänä yönä, yönä 1865, Kekule istui kotona takan lähellä ja nukahti hiljaa. Myöhemmin hän itse kertoi unestaan: ”Istuin ja kirjoitin oppikirjaa, mutta työ ei liikkunut, ajatukseni leijuivat jossain kaukana. Käänsin tuolini tulta päin ja nukahdin. Atomit hyppäsivät jälleen silmieni edessä. Tällä kertaa pienet ryhmät pysyivät vaatimattomasti taustalla. Henkinen silmäni pystyi nyt erottamaan pitkiä jonoja, jotka vääntelevät kuin käärmeet. Mutta katso! Yksi käärmeistä tarttui omaan pyrstään ja tässä muodossa, ikään kuin kiusoitellen, pyöri silmieni edessä. Tuntui kuin salaman välähdys herätti minut: ja tällä kertaa vietin loppuyön pohtien hypoteesin seurauksia. Tämän seurauksena hän huomasi, että bentseeni on vain kuuden hiiliatomin rengas. Tuolloin tämä löytö oli vallankumous kemiassa.

Nykyään kaikki ovat luultavasti kuulleet kuuluisan kemiallisten elementtien jaksollisen järjestelmän Dmitri Ivanovitš Mendelejev hän näki hänet unessa. Mutta kaikki eivät tiedä kuinka se todellisuudessa tapahtui. Tämä unelma tuli tunnetuksi suuren tiedemiehen A. A. Inostrantsevin ystävän sanoista. Hän sanoi, että Dmitri Ivanovitš työskenteli hyvin pitkään systematisoidakseen kaikki tuolloin tunnetut kemialliset alkuaineet yhteen taulukkoon. Hän näki selvästi pöydän rakenteen, mutta hänellä ei ollut aavistustakaan, kuinka monta elementtiä sinne voitaisiin laittaa. Etsiessään ratkaisua ongelmaan hän ei voinut edes nukkua. Kolmantena päivänä hän nukahti uupumuksesta aivan työpaikalla. Välittömästi hän näki unessa pöydän, jossa kaikki elementit oli järjestetty oikein. Hän heräsi ja kirjoitti nopeasti näkemänsä käsillä olevalle paperille. Kuten myöhemmin kävi ilmi, taulukko tehtiin lähes täysin oikein ottaen huomioon tuolloin olemassa olleet tiedot kemiallisista alkuaineista. Dmitry Ivanovich teki vain joitain muutoksia.

Saksalainen anatomi ja fysiologi, professori Derpt (Tartu) (1811) ja Koenigsberg (1814) yliopistoissa - Carl Friedrich Burdach piti unelmiaan erittäin tärkeänä. Unien kautta hän teki löydön verenkierrosta. Hän kirjoitti, että unessa hänelle tuli usein tieteellisiä arvauksia, jotka tuntuivat hänestä erittäin tärkeiltä, ​​ja tästä hän heräsi. Tällaiset unet tapahtuivat enimmäkseen kesäkuukausina. Pohjimmiltaan nämä unet liittyivät aiheisiin, joita hän opiskeli tuolloin. Mutta joskus hän unelmoi asioista, joita hän ei tuolloin edes ajatellut. Tässä on tarina itse Burdakhista: "... vuonna 1811, jolloin pidin vielä lujasti kiinni tavallisista näkemyksistä verenkierrosta enkä vaikuttanut kenenkään muun henkilön näkemyksiin tästä asiasta, ja minä itse yleisesti ottaen olin kiireinen täysin eri asioiden parissa, unelmoin, että veri virtaa omalla voimallaan ja saa ensimmäistä kertaa sydämen liikkeelle, joten jälkimmäisen pitäminen veren liikkeen syynä on sama kuin veren virtauksen selittäminen. virta myllyn vaikutuksesta, jonka hän saa liikkeelle. Tämän unen kautta syntyi ajatus verenkierrosta. Myöhemmin, vuonna 1837, Friedrich Burdach julkaisi teoksensa "Antropologia tai ihmisluonnon tarkastelu eri puolilta", joka sisälsi tietoa verestä, sen koostumuksesta ja tarkoituksesta, verenkierron, muuntumisen ja hengityksen elimistä.

Läheisen ystävän kuoleman jälkeen, joka kuoli diabetekseen vuonna 1920, kanadalainen tiedemies Frederick Grant Banting päätti omistaa elämänsä tämän kauhean sairauden parantamiseksi. Hän aloitti tutkimalla tätä aihetta käsittelevää kirjallisuutta. Moses Barronin artikkeli "Haimatiehyen estämisestä sappikivien vaikutuksesta" teki nuoreen tiedemieheen erittäin suuren vaikutuksen, minkä seurauksena hänellä oli kuuluisa unelma. Tässä unessa hän ymmärsi kuinka toimia oikein. Herättyään keskellä yötä Banting kirjoitti muistiin menetelmän kokeen suorittamiseksi koiralla: "Siirrä koirien haimatiehyet. Odota kuudesta kahdeksaan viikkoa. Poista ja pura." Hyvin pian hän toi kokeen eloon. Kokeen tulokset olivat hämmästyttäviä. Frederick Banting löysi hormonin insuliinin, jota käytetään edelleen päälääkkeenä diabeteksen hoidossa. Vuonna 1923 32-vuotias Frederick Banting (yhdessä John McLeodin kanssa) sai fysiologian tai lääketieteen Nobel-palkinnon, ja hänestä tuli nuorin voittaja. Ja Bantingin kunniaksi vietetään Maailman Diabetespäivää hänen syntymäpäivänsä 14. marraskuuta.