Avanços científicos criaram muitos medicamentos úteis que certamente em breve estarão disponíveis gratuitamente. Convidamos você a se familiarizar com os dez avanços médicos mais surpreendentes de 2015, que certamente darão uma contribuição séria para o desenvolvimento de serviços médicos em um futuro muito próximo.
Descoberta da teixobactina
Em 2014, a Organização Mundial da Saúde alertou a todos que a humanidade estava entrando na chamada era pós-antibióticos. E ela acabou por estar certa. Desde 1987, a ciência e a medicina não produziram tipos realmente novos de antibióticos. No entanto, as doenças não ficam paradas. Todos os anos surgem novas infecções mais resistentes aos medicamentos existentes. Tornou-se um problema do mundo real. No entanto, em 2015, os cientistas fizeram uma descoberta que acreditam que trará mudanças dramáticas.
Os cientistas descobriram uma nova classe de antibióticos a partir de 25 antimicrobianos, incluindo um muito importante chamado teixobactina. Este antibiótico destrói os micróbios bloqueando sua capacidade de produzir novas células. Em outras palavras, os micróbios sob a influência dessa droga não podem desenvolver e desenvolver resistência à droga ao longo do tempo. A teixobactina provou agora ser altamente eficaz contra Staphylococcus aureus resistente e várias bactérias que causam tuberculose.
Testes laboratoriais de teixobactina foram realizados em camundongos. A grande maioria dos experimentos mostrou a eficácia da droga. Os testes em humanos devem começar em 2017.
Uma das áreas mais interessantes e promissoras da medicina é a regeneração de tecidos. Em 2015, um novo item foi adicionado à lista de órgãos recriados artificialmente. Médicos da Universidade de Wisconsin aprenderam a cultivar cordas vocais humanas praticamente do nada.
Um grupo de cientistas liderados pelo Dr. Nathan Welhan bioengenharia um tecido que pode imitar o trabalho da membrana mucosa das cordas vocais, ou seja, o tecido que é representado por dois lobos das cordas, que vibram para criar a fala humana. Células doadoras, das quais novos ligamentos foram posteriormente cultivados, foram retiradas de cinco pacientes voluntários. No laboratório, em duas semanas, os cientistas cultivaram o tecido necessário, após o que o adicionaram a um modelo artificial da laringe.
O som criado pelas cordas vocais resultantes é descrito pelos cientistas como metálico e comparado ao som de um kazoo robótico (um instrumento musical de sopro de brinquedo). No entanto, os cientistas estão confiantes de que as cordas vocais que eles criaram em condições reais (ou seja, quando implantadas em um organismo vivo) soarão quase como reais.
Em um dos mais recentes experimentos em ratos de laboratório enxertados com imunidade humana, os pesquisadores decidiram testar se o corpo dos roedores rejeitaria o novo tecido. Felizmente, isso não aconteceu. Dr. Welham está confiante de que o tecido também não será rejeitado pelo corpo humano.
Medicamento contra o câncer pode ajudar pacientes com Parkinson
Tisinga (ou nilotinib) é um medicamento testado e aprovado comumente usado para tratar pessoas com sinais de leucemia. No entanto, um novo estudo do Centro Médico da Universidade de Georgetown mostra que a droga de Tasinga pode ser uma ferramenta muito poderosa para controlar os sintomas motores em pessoas com doença de Parkinson, melhorando sua função motora e controlando os sintomas não motores da doença.
Fernando Pagan, um dos médicos que conduziram este estudo, acredita que a terapia com nilotinibe pode ser o primeiro método eficaz desse tipo para reduzir a degradação da função cognitiva e motora em pacientes com doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson.
Os cientistas deram doses aumentadas de nilotinib a 12 pacientes voluntários por seis meses. Todos os 12 pacientes que completaram este ensaio da droga até o final, houve uma melhora nas funções motoras. 10 deles apresentaram melhora significativa.
O principal objetivo deste estudo foi testar a segurança e inocuidade do nilotinibe em humanos. A dose da droga utilizada foi muito menor do que a dose normalmente administrada a pacientes com leucemia. Apesar do fato de que a droga mostrou sua eficácia, o estudo ainda foi realizado em um pequeno grupo de pessoas sem envolver grupos de controle. Portanto, antes que o Tasinga seja usado como terapia para a doença de Parkinson, vários outros ensaios e estudos científicos terão que ser feitos.
O primeiro baú impresso em 3D do mundo
O homem sofria de um tipo raro de sarcoma e os médicos não tiveram outra escolha. Para evitar a disseminação do tumor por todo o corpo, os especialistas removeram quase todo o esterno de uma pessoa e substituíram os ossos por um implante de titânio.
Como regra, os implantes para grandes partes do esqueleto são feitos de uma grande variedade de materiais, que podem se desgastar com o tempo. Além disso, a substituição de uma articulação de ossos tão complexa como os ossos do esterno, que geralmente são únicos em cada caso individual, exigia que os médicos examinassem cuidadosamente o esterno de uma pessoa para projetar um implante do tamanho certo.
Decidiu-se usar uma liga de titânio como material para o novo esterno. Depois de realizar tomografias 3D de alta precisão, os cientistas usaram uma impressora Arcam de US$ 1,3 milhão para criar um novo baú de titânio. A operação para instalar um novo esterno para o paciente foi bem-sucedida e a pessoa já completou um curso completo de reabilitação.
Das células da pele às células do cérebro
Cientistas do Salk Institute da Califórnia, em La Jolla, dedicaram o ano passado à pesquisa sobre o cérebro humano. Eles desenvolveram um método para transformar células da pele em células cerebrais e já encontraram várias aplicações úteis para a nova tecnologia.
Deve-se notar que os cientistas descobriram uma maneira de transformar células da pele em células cerebrais velhas, o que simplifica seu uso posterior, por exemplo, em pesquisas sobre as doenças de Alzheimer e Parkinson e sua relação com os efeitos do envelhecimento. Historicamente, células cerebrais de animais têm sido usadas para tal pesquisa, mas os cientistas neste caso eram limitados em suas capacidades.
Mais recentemente, os cientistas conseguiram transformar células-tronco em células cerebrais que podem ser usadas para pesquisas. No entanto, este é um processo bastante trabalhoso, e o resultado são células que não são capazes de imitar o cérebro de uma pessoa idosa.
Uma vez que os pesquisadores desenvolveram uma maneira de criar células cerebrais artificialmente, eles voltaram seus esforços para criar neurônios que teriam a capacidade de produzir serotonina. E embora as células resultantes tenham apenas uma pequena fração das capacidades do cérebro humano, elas estão ajudando ativamente os cientistas na pesquisa e na descoberta de curas para doenças e distúrbios como autismo, esquizofrenia e depressão.
pílulas anticoncepcionais para homens
Cientistas japoneses do Instituto de Pesquisa de Doenças Microbianas em Osaka publicaram um novo artigo científico, segundo o qual, em um futuro não muito distante, poderemos produzir pílulas anticoncepcionais da vida real para homens. Em seu trabalho, os cientistas descrevem estudos das drogas "Tacrolimus" e "Cyxlosporin A".
Normalmente, essas drogas são usadas após transplantes de órgãos para suprimir o sistema imunológico do corpo para que ele não rejeite o novo tecido. O bloqueio ocorre devido à inibição da produção da enzima calcineurina, que contém as proteínas PPP3R2 e PPP3CC normalmente encontradas no sêmen masculino.
Em seu estudo em ratos de laboratório, os cientistas descobriram que assim que a proteína PPP3CC não é produzida nos organismos dos roedores, suas funções reprodutivas são drasticamente reduzidas. Isso levou os pesquisadores a concluir que uma quantidade insuficiente dessa proteína pode levar à esterilidade. Após um estudo mais cuidadoso, os especialistas concluíram que esta proteína dá aos espermatozóides a flexibilidade e a força e energia necessárias para penetrar na membrana do óvulo.
Testes em camundongos saudáveis apenas confirmaram sua descoberta. Apenas cinco dias de uso das drogas "Tacrolimus" e "Cyxlosporin A" levaram à infertilidade completa dos camundongos. No entanto, sua função reprodutiva se recuperou totalmente apenas uma semana depois que eles pararam de dar esses medicamentos. É importante notar que a calcineurina não é um hormônio, portanto, o uso de drogas não reduz o desejo sexual e a excitabilidade do corpo.
Apesar dos resultados promissores, levará vários anos para criar pílulas anticoncepcionais masculinas reais. Cerca de 80 por cento dos estudos com ratos não são aplicáveis a casos humanos. No entanto, os cientistas ainda esperam sucesso, pois a eficácia dos medicamentos foi comprovada. Além disso, medicamentos semelhantes já passaram por testes clínicos em humanos e são amplamente utilizados.
selo de DNA
As tecnologias de impressão 3D levaram a uma nova indústria única - impressão e venda de DNA. É verdade que o termo “impressão” aqui é mais provável de ser usado especificamente para fins comerciais e não descreve necessariamente o que realmente está acontecendo nessa área.
O executivo-chefe da Cambrian Genomics explica que o processo é melhor descrito pela frase "verificação de erros" em vez de "impressão". Milhões de pedaços de DNA são colocados em minúsculos substratos de metal e escaneados por um computador, que seleciona as fitas que eventualmente comporão toda a fita de DNA. Depois disso, os elos necessários são cuidadosamente cortados a laser e colocados em uma nova corrente, pré-encomendada pelo cliente.
Empresas como a Cambrian acreditam que, no futuro, os humanos serão capazes de criar novos organismos apenas por diversão com hardware e software especiais de computador. É claro que tais suposições causarão imediatamente a justa ira das pessoas que duvidam da correção ética e da utilidade prática desses estudos e oportunidades, mas mais cedo ou mais tarde, não importa como queiramos ou não, chegaremos a isso.
Agora, a impressão de DNA está mostrando pouca promessa na área médica. Fabricantes de medicamentos e empresas de pesquisa estão entre os primeiros clientes de empresas como a Cambrian.
Pesquisadores do Instituto Karolinska, na Suécia, deram um passo adiante e começaram a criar várias figuras a partir de fitas de DNA. O origami de DNA, como eles chamam, pode parecer à primeira vista como um mimo comum, mas essa tecnologia também tem potencial prático para uso. Por exemplo, pode ser usado na entrega de drogas ao corpo.
Nanobots em um organismo vivo
No início de 2015, o campo da robótica obteve uma grande vitória quando um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia em San Diego anunciou que havia realizado a tarefa que lhes foi dada, dentro de um organismo vivo.
Nesse caso, camundongos de laboratório atuaram como um organismo vivo. Depois de colocar os nanobots dentro dos animais, as micromáquinas foram para os estômagos dos roedores e entregaram a carga colocada sobre eles, que eram partículas microscópicas de ouro. Ao final do procedimento, os cientistas não notaram nenhum dano aos órgãos internos dos camundongos e, assim, confirmaram a utilidade, segurança e eficácia dos nanorrobôs.
Outros testes mostraram que mais partículas de ouro entregues por nanobots permanecem nos estômagos do que aquelas que foram simplesmente introduzidas lá com uma refeição. Isso levou os cientistas a pensar que os nanobots no futuro serão capazes de fornecer os medicamentos necessários ao corpo com muito mais eficiência do que com os métodos mais tradicionais de introduzi-los.
A corrente do motor dos pequenos robôs é feita de zinco. Quando entra em contato com o ambiente ácido-base do corpo, ocorre uma reação química que produz bolhas de hidrogênio que impulsionam os nanobots para dentro. Depois de algum tempo, os nanobots simplesmente se dissolvem no ambiente ácido do estômago.
Embora a tecnologia esteja em desenvolvimento há quase uma década, só em 2015 os cientistas conseguiram testá-la em um ambiente vivo, e não em placas de Petri convencionais, como já havia sido feito tantas vezes antes. No futuro, os nanorrobôs poderão ser usados para detectar e até mesmo tratar várias doenças de órgãos internos, influenciando células individuais com os medicamentos certos.
Nanoimplante cerebral injetável
Uma equipe de cientistas de Harvard desenvolveu um implante que promete tratar uma série de distúrbios neurodegenerativos que levam à paralisia. O implante é um dispositivo eletrônico que consiste em uma estrutura universal (malha), à qual vários nanodispositivos podem ser conectados posteriormente após sua inserção no cérebro do paciente. Graças ao implante, será possível monitorar a atividade neural do cérebro, estimular o trabalho de determinados tecidos e também acelerar a regeneração dos neurônios.
A grade eletrônica consiste em filamentos de polímeros condutores, transistores ou nanoeletrodos que conectam interseções. Quase toda a área da malha é composta por orifícios, o que permite que as células vivas formem novas conexões ao seu redor.
No início de 2016, uma equipe de cientistas de Harvard ainda está testando a segurança do uso de tal implante. Por exemplo, dois camundongos foram implantados no cérebro com um dispositivo composto por 16 componentes elétricos. Dispositivos têm sido usados com sucesso para monitorar e estimular neurônios específicos.
Produção artificial de tetrahidrocanabinol
Por muitos anos, a maconha tem sido usada medicinalmente como analgésico e, em particular, para melhorar a condição de pacientes com câncer e AIDS. Na medicina, também é usado ativamente um substituto sintético da maconha, ou melhor, seu principal componente psicoativo, o tetrahidrocanabinol (ou THC).
No entanto, bioquímicos da Universidade Técnica de Dortmund anunciaram a criação de uma nova espécie de levedura que produz THC. Além disso, dados inéditos indicam que os mesmos cientistas criaram outro tipo de levedura que produz o canabidiol, outro ingrediente psicoativo da maconha.
A maconha contém vários compostos moleculares que são de interesse dos pesquisadores. Portanto, a descoberta de uma maneira artificial eficaz de criar esses componentes em grandes quantidades pode ser de grande benefício para a medicina. No entanto, o método de cultivo convencional de plantas e a extração subsequente dos compostos moleculares necessários é agora o método mais eficaz. Dentro de 30 por cento do peso seco da maconha moderna pode conter o componente certo de THC.
Apesar disso, os cientistas de Dortmund estão confiantes de que poderão encontrar uma maneira mais eficiente e rápida de extrair o THC no futuro. Até o momento, a levedura criada é re-crescida em moléculas do mesmo fungo, em vez da alternativa preferida na forma de sacarídeos simples. Tudo isso leva ao fato de que, a cada novo lote de levedura, a quantidade de componente THC livre também diminui.
No futuro, os cientistas prometem agilizar o processo, maximizar a produção de THC e escalar para uso industrial, atendendo às necessidades de pesquisa médica e reguladores europeus que procuram novas maneiras de produzir THC sem cultivar maconha.
SPbGPMA
na história da medicina
História do desenvolvimento da física médica
Completado por: Myznikov A.D.,
estudante do 1º ano
Palestrante: Jarman O.A.
São Petersburgo
Introdução
O nascimento da física médica
2. Idade Média e Tempos Modernos
2.1 Leonardo da Vinci
2.2 Iatrofia
3 Construindo um microscópio
3. História do uso da eletricidade na medicina
3.1 Um pouco de fundo
3.2 O que devemos a Gilbert
3.3 Prêmio concedido a Marat
3.4 Galvani e controvérsia Volta
4. Experimentos de VV Petrov. O início da eletrodinâmica
4.1 O uso da eletricidade na medicina e biologia nos séculos XIX - XX
4.2 História da radiologia e terapia
Uma Breve História da Terapia de Ultrassom
Conclusão
Bibliografia
radiação ultra-sônica de física médica
Introdução
Conheça a si mesmo e conhecerá o mundo inteiro. A primeira é a medicina e a segunda é a física. Desde os tempos antigos, a relação entre medicina e física é próxima. Não é à toa que os congressos de cientistas naturais e médicos foram realizados juntos em diferentes países até o início do século XX. A história do desenvolvimento da física clássica mostra que ela foi criada em grande parte por médicos, e muitos estudos físicos foram causados por questões levantadas pela medicina. Por sua vez, as conquistas da medicina moderna, especialmente no campo das altas tecnologias para diagnóstico e tratamento, basearam-se nos resultados de vários estudos físicos.
Não foi por acaso que escolhi este tema em particular, porque é próximo de mim, estudante da especialidade "Biofísica Médica", tão próximo quanto qualquer um. Há muito tempo queria saber o quanto a física ajudou no desenvolvimento da medicina.
O objetivo do meu trabalho é mostrar a importância do papel que a física desempenhou e está desempenhando no desenvolvimento da medicina. É impossível imaginar a medicina moderna sem a física. As tarefas são:
Traçar as etapas de formação da base científica da física médica moderna
Mostrar a importância da atuação dos físicos no desenvolvimento da medicina
1. O nascimento da física médica
Os caminhos do desenvolvimento da medicina e da física sempre estiveram intimamente interligados. Já nos tempos antigos, a medicina, juntamente com as drogas, usava fatores físicos como efeitos mecânicos, calor, frio, som, luz. Vamos considerar as principais maneiras de usar esses fatores na medicina antiga.
Tendo domado o fogo, uma pessoa aprendeu (claro, não imediatamente) a usar o fogo para fins medicinais. Especialmente bem resultou entre os povos orientais. Mesmo nos tempos antigos, a cauterização recebeu grande importância. Livros médicos antigos dizem que a moxabustão é eficaz mesmo quando a acupuntura e a medicina são impotentes. Quando exatamente esse método de tratamento surgiu não está exatamente estabelecido. Mas sabe-se que existe na China desde os tempos antigos, e foi usado na Idade da Pedra para tratar pessoas e animais. Os monges tibetanos usavam o fogo para curar. Eles fizeram queimaduras em sanmings - pontos biologicamente ativos responsáveis por uma ou outra parte do corpo. Na área danificada, o processo de cicatrização estava acontecendo de forma intensa, e acreditava-se que a cura ocorria com essa cura.
O som foi usado por quase todas as civilizações antigas. A música era usada nos templos para tratar distúrbios nervosos, estava em conexão direta com a astronomia e a matemática entre os chineses. Pitágoras estabeleceu a música como uma ciência exata. Seus seguidores o usavam para se livrar da raiva e da raiva e o consideravam o principal meio para criar uma personalidade harmoniosa. Aristóteles também argumentou que a música pode influenciar o lado estético da alma. O rei Davi curou o rei Saul da depressão com sua harpa, e também o salvou de espíritos impuros. Esculápio tratou a ciática com sons altos de trompete. Monges tibetanos também são conhecidos (eles foram discutidos acima), que usavam sons para tratar quase todas as doenças humanas. Eles eram chamados de mantras - formas de energia no som, pura energia essencial do próprio som. Os mantras foram divididos em diferentes grupos: para o tratamento de febres, distúrbios intestinais, etc. O método de usar mantras é usado por monges tibetanos até hoje.
A fototerapia, ou terapia de luz (fotos - "luz"; grego), sempre existiu. No antigo Egito, por exemplo, foi criado um templo especial dedicado ao "curador da cura" - a luz. E na Roma antiga, as casas eram construídas de tal forma que nada impedia os cidadãos amantes da luz de se entregarem diariamente a "beber os raios do sol" - esse era o nome que usavam para tomar banhos de sol em dependências especiais com telhados planos (solários). Hipócrates curou doenças da pele, sistema nervoso, raquitismo e artrite com a ajuda do sol. Há mais de 2.000 anos, ele chamou esse uso da luz solar de helioterapia.
Também na antiguidade, as seções teóricas da física médica começaram a se desenvolver. Uma delas é a biomecânica. A pesquisa em biomecânica é tão antiga quanto a pesquisa em biologia e mecânica. Estudos que, segundo conceitos modernos, pertencem ao campo da biomecânica, já eram conhecidos no antigo Egito. O famoso papiro egípcio (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 aC) descreve vários casos de lesões motoras, incluindo paralisia por deslocamento das vértebras, sua classificação, métodos de tratamento e prognóstico.
Sócrates, que viveu ca. 470-399 BC, ensinou que não seremos capazes de compreender o mundo ao nosso redor até que compreendamos nossa própria natureza. Os antigos gregos e romanos sabiam muito sobre os principais vasos sanguíneos e válvulas cardíacas, sabiam ouvir o trabalho do coração (por exemplo, o médico grego Areteus no século II aC). Herófilo de Calcedoc (século III aC) distinguiu entre os vasos artérias e veias.
O pai da medicina moderna, o antigo médico grego Hipócrates, reformou a medicina antiga, separando-a dos métodos de tratamento com feitiços, orações e sacrifícios aos deuses. Nos tratados "Redução das articulações", "Fraturas", "Feridas na cabeça", ele classificou as lesões do sistema musculoesquelético conhecidas na época e propôs métodos para seu tratamento, em especial os mecânicos, com bandagens apertadas, tração e fixação . Aparentemente, já nessa época, surgiram as primeiras próteses de membros melhoradas, que também serviam para desempenhar certas funções. De qualquer forma, Plínio, o Velho, menciona um comandante romano que participou da segunda Guerra Púnica (218-210 aC). Após o ferimento que recebeu, seu braço direito foi amputado e substituído por um de ferro. Ao mesmo tempo, ele podia segurar um escudo com uma prótese e participar de batalhas.
Platão criou a doutrina das idéias - protótipos inteligíveis imutáveis de todas as coisas. Analisando a forma do corpo humano, ele ensinou que "os deuses, imitando os contornos do universo... incluíam ambas as rotações divinas em um corpo esférico... que agora chamamos de cabeça". O dispositivo do sistema musculoesquelético é entendido por ele da seguinte forma: "para que a cabeça não role pelo chão, por toda parte coberta de saliências e buracos ... o corpo tornou-se oblongo e, segundo o plano de Deus, que o fez móvel, cresceu de si mesmo quatro membros que podem ser esticados e dobrados; agarrando-se a eles e confiando neles, adquiriu a capacidade de se mover em todos os lugares ... ". O método de raciocínio de Platão sobre a estrutura do mundo e do homem é baseado em um estudo lógico, que "deve proceder de forma a alcançar o maior grau de probabilidade".
O grande filósofo grego antigo Aristóteles, cujos escritos cobrem quase todas as áreas da ciência da época, compilou a primeira descrição detalhada da estrutura e funções de órgãos individuais e partes do corpo de animais e lançou as bases da embriologia moderna. Aos dezessete anos, Aristóteles, filho de um médico de Estagira, veio a Atenas para estudar na Academia de Platão (428-348 aC). Depois de permanecer na Academia por vinte anos e se tornar um dos alunos mais próximos de Platão, Aristóteles só a deixou após a morte de seu professor. Posteriormente, ele assumiu a anatomia e estudo da estrutura dos animais, coletando uma variedade de fatos e realizando experimentos e dissecações. Muitas observações e descobertas únicas foram feitas por ele nesta área. Assim, Aristóteles primeiro estabeleceu o batimento cardíaco de um embrião de galinha no terceiro dia de desenvolvimento, descreveu o aparelho de mastigação de ouriços-do-mar ("lanterna de Aristóteles") e muito mais. Em busca da força motriz do fluxo sanguíneo, Aristóteles propôs um mecanismo para o movimento do sangue associado ao seu aquecimento no coração e resfriamento nos pulmões: "o movimento do coração é semelhante ao movimento de um líquido que faz com que o calor ferver." Em suas obras "Sobre as Partes dos Animais", "Sobre o Movimento dos Animais" ("De Motu Animalium"), "Sobre a Origem dos Animais", Aristóteles pela primeira vez considerou a estrutura dos corpos de mais de 500 espécies dos organismos vivos, a organização do trabalho dos sistemas de órgãos e introduziu um método comparativo de pesquisa. Ao classificar os animais, ele os dividiu em dois grandes grupos - aqueles com sangue e sem sangue. Esta divisão é semelhante à divisão atual em vertebrados e invertebrados. De acordo com o método de movimento, Aristóteles também distinguiu grupos de animais de duas pernas, quatro patas, muitas patas e sem pernas. Foi o primeiro a descrever a marcha como um processo em que o movimento de rotação dos membros se converte em movimento de translação do corpo, foi o primeiro a notar a natureza assimétrica do movimento (apoio na perna esquerda, transferência de peso na o ombro esquerdo, característico de pessoas destras). Observando os movimentos de uma pessoa, Aristóteles notou que a sombra projetada por uma figura na parede não descreve uma linha reta, mas uma linha em ziguezague. Ele destacou e descreveu órgãos que são diferentes em estrutura, mas idênticos em função, por exemplo, escamas em peixes, penas em pássaros e cabelos em animais. Aristóteles estudou as condições para o equilíbrio do corpo dos pássaros (suporte de duas pernas). Refletindo sobre o movimento dos animais, destacou os mecanismos motores: “… o que se move com a ajuda de um órgão é aquilo em que o início coincide com o fim, como em uma articulação. oco, um deles é o fim, o outro é o começo... um descansa, o outro se move... Tudo se move por empurrar ou puxar." Aristóteles foi o primeiro a descrever a artéria pulmonar e introduziu o termo "aorta", observou as correlações da estrutura das partes individuais do corpo, apontou para a interação dos órgãos no corpo, lançou as bases para a doutrina da conveniência biológica e formulou o "princípio da economia": "o que a natureza tira em um lugar, ela dá no amigo". Ele foi o primeiro a descrever as diferenças na estrutura dos sistemas circulatório, respiratório e musculoesquelético de diferentes animais e seus aparelhos de mastigação. Ao contrário de seu professor, Aristóteles não considerava o "mundo das idéias" como algo externo ao mundo material, mas introduzia as "idéias" de Platão como parte integrante da natureza, seu principal princípio organizador da matéria. Posteriormente, esse início é transformado nos conceitos de "energia vital", "espíritos animais".
O grande cientista grego antigo Arquimedes lançou as bases da hidrostática moderna com seus estudos dos princípios hidrostáticos que governam um corpo flutuante e estudos da flutuabilidade dos corpos. Ele foi o primeiro a aplicar métodos matemáticos ao estudo de problemas em mecânica, formulando e provando uma série de afirmações sobre o equilíbrio dos corpos e sobre o centro de gravidade na forma de teoremas. O princípio da alavanca, amplamente utilizado por Arquimedes para criar estruturas de edifícios e veículos militares, será um dos primeiros princípios mecânicos aplicados na biomecânica do sistema músculo-esquelético. As obras de Arquimedes contêm ideias sobre a adição de movimentos (retilíneos e circulares quando um corpo se move em espiral), sobre um aumento uniforme e contínuo da velocidade quando um corpo acelera, que Galileu mais tarde nomearia como base de seus trabalhos fundamentais sobre dinâmica .
Na obra clássica Sobre as partes do corpo humano, o famoso médico romano antigo Galeno deu a primeira descrição abrangente da anatomia e fisiologia humana na história da medicina. Este livro serviu como livro-texto e livro de referência sobre medicina por quase mil e quinhentos anos. Galeno lançou as bases para a fisiologia fazendo as primeiras observações e experimentos em animais vivos e estudando seus esqueletos. Ele introduziu a vivissecção na medicina - operações e pesquisas em um animal vivo para estudar as funções do corpo e desenvolver métodos para tratar doenças. Ele descobriu que em um organismo vivo o cérebro controla a fala e a produção de som, que as artérias estão cheias de sangue, não de ar, e, da melhor maneira possível, explorou as maneiras pelas quais o sangue se move no corpo, descreveu as diferenças estruturais entre as artérias. e veias, e descobriu válvulas cardíacas. Galeno não realizou autópsias e, talvez, portanto, idéias incorretas tenham entrado em seus trabalhos, por exemplo, sobre a formação de sangue venoso no fígado e sangue arterial - no ventrículo esquerdo do coração. Ele também não sabia sobre a existência de dois círculos de circulação sanguínea e o significado dos átrios. Em seu trabalho "De motu musculorum" ele descreveu a diferença entre neurônios motores e sensoriais, músculos agonistas e antagonistas, e pela primeira vez descreveu o tônus muscular. Ele considerou a causa da contração muscular como sendo "espíritos animais" vindos do cérebro para o músculo ao longo das fibras nervosas. Explorando o corpo, Galeno chegou à conclusão de que nada é supérfluo na natureza e formulou o princípio filosófico de que, explorando a natureza, pode-se chegar a uma compreensão do plano de Deus. Na Idade Média, mesmo sob a onipotência da Inquisição, muito foi feito, especialmente na anatomia, que posteriormente serviu de base para o desenvolvimento da biomecânica.
Os resultados das pesquisas realizadas no mundo árabe e nos países do Oriente ocupam um lugar especial na história da ciência: muitas obras literárias e tratados médicos servem como prova disso. O médico e filósofo árabe Ibn Sina (Avicenna) lançou as bases da medicina racional, formulou fundamentos racionais para fazer um diagnóstico com base no exame de um paciente (em particular, uma análise das flutuações do pulso das artérias). O caráter revolucionário de sua abordagem fica claro se lembrarmos que, naquela época, a medicina ocidental, que remonta a Hipócrates e Galeno, levava em conta a influência de estrelas e planetas no tipo e curso da doença e na escolha da terapêutica. agentes.
Eu gostaria de dizer que na maioria dos trabalhos de cientistas antigos, o método de determinação do pulso foi usado. O método de diagnóstico por pulso originou-se muitos séculos antes de nossa era. Entre as fontes literárias que chegaram até nós, as mais antigas são as obras de origem chinesa e tibetana antiga. Os chineses antigos incluem, por exemplo, "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shih", "Zhu-bin-shih", "Nan-jing", bem como seções nos tratados "Jia-i- ching", "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu", etc.
A história do diagnóstico de pulso está inextricavelmente ligada ao nome do antigo curandeiro chinês - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). O início do caminho da técnica de diagnóstico do pulso está associado a uma das lendas, segundo a qual Bian Qiao foi convidado a tratar a filha de um nobre mandarim (oficial). A situação era complicada pelo fato de que mesmo os médicos eram estritamente proibidos de ver e tocar pessoas de classe nobre. Bian Qiao pediu um fio fino. Então ele sugeriu amarrar a outra ponta do cordão no pulso da princesa, que estava atrás do biombo, mas os curandeiros da corte trataram com desdém o médico convidado e decidiram pregar uma peça nele amarrando a ponta do cordão não no pulso da princesa, mas para a pata de um cachorro correndo nas proximidades. Alguns segundos depois, para surpresa dos presentes, Bian Qiao declarou calmamente que não eram impulsos de uma pessoa, mas de um animal, e esse animal foi atirado com vermes. A habilidade do médico despertou admiração, e o cordão foi transferido com confiança para o pulso da princesa, após o que a doença foi determinada e o tratamento prescrito. Como resultado, a princesa se recuperou rapidamente e sua técnica tornou-se amplamente conhecida.
Hua Tuo - diagnóstico de pulso usado com sucesso na prática cirúrgica, combinando-o com um exame clínico. Naqueles dias, as operações eram proibidas por lei, a operação era realizada como último recurso, se não havia confiança na cura por métodos conservadores, os cirurgiões simplesmente não conheciam as laparotomias diagnósticas. O diagnóstico foi feito por exame externo. Hua Tuo transmitiu sua arte de dominar o diagnóstico de pulso para estudantes diligentes. Havia uma regra que só um homem pode aprender um certo domínio do diagnóstico do pulso, aprendendo apenas com um homem por trinta anos. Hua Tuo foi o primeiro a usar uma técnica especial para examinar os alunos sobre a capacidade de usar pulsos para diagnóstico: o paciente estava sentado atrás de uma tela e suas mãos eram colocadas nos cortes para que o aluno pudesse ver e estudar apenas o mãos. A prática diária e persistente rendeu rapidamente resultados bem-sucedidos. 2. Idade Média e Tempos Modernos 1 Leonardo da Vinci Na Idade Média e no Renascimento, o desenvolvimento das principais seções da física ocorreu na Europa. Um físico famoso da época, mas não apenas um físico, foi Leonardo da Vinci. Leonardo estudou os movimentos humanos, o vôo dos pássaros, o funcionamento das válvulas cardíacas, o movimento do suco das plantas. Ele descreveu a mecânica do corpo ao se levantar e levantar da posição sentada, subir e descer ladeiras, técnica de salto, descreveu pela primeira vez a variedade de marchas de pessoas com diferentes físicos, realizou uma análise comparativa da marcha de uma pessoa, um macaco e vários animais capazes de andar bípede (urso). Em todos os casos, atenção especial foi dada à posição dos centros de gravidade e resistência. Na mecânica, Leonardo da Vinci foi o primeiro a introduzir o conceito de resistência que líquidos e gases exercem sobre os corpos que neles se movem, e foi o primeiro a compreender a importância de um novo conceito - o momento da força em relação a um ponto - para a análise do movimento dos corpos. Analisando as forças desenvolvidas pelos músculos e possuindo excelentes conhecimentos de anatomia, Leonardo introduziu as linhas de ação das forças ao longo da direção do músculo correspondente e, assim, antecipou o conceito da natureza vetorial das forças. Ao descrever a ação dos músculos e a interação dos sistemas musculares ao realizar um movimento, Leonardo considerou os cordões esticados entre os pontos de fixação dos músculos. Para designar músculos e nervos individuais, ele usou designações de letras. Em suas obras encontram-se os fundamentos da futura doutrina dos reflexos. Observando as contrações musculares, ele notou que as contrações podem ocorrer de forma involuntária, automática, sem controle consciente. Leonardo tentou traduzir todas as observações e ideias em aplicações técnicas, deixou inúmeros desenhos de dispositivos projetados para vários tipos de movimentos, desde esquis aquáticos e planadores até próteses e protótipos de cadeiras de rodas modernas para deficientes (mais de 7 mil folhas de manuscritos no total ). Leonardo da Vinci realizou pesquisas sobre o som gerado pelo movimento das asas dos insetos, descreveu a possibilidade de alterar o tom do som quando a asa é cortada ou untada com mel. Realizando estudos anatômicos, ele chamou a atenção para as características da ramificação da traqueia, artérias e veias nos pulmões, e também destacou que a ereção é consequência do fluxo sanguíneo para os genitais. Ele realizou estudos pioneiros de filotaxia, descrevendo os padrões de arranjo foliar de várias plantas, fez impressões de feixes de folhas vascular-fibrosas e estudou as características de sua estrutura. 2 Iatrofísica Na medicina dos séculos XVI a XVIII, havia uma direção especial chamada iatromecânica ou iatrofísica (do grego iatros - médico). As obras do famoso médico e químico suíço Theophrastus Paracelsus e do naturalista holandês Jan Van Helmont, conhecido por seus experimentos sobre a geração espontânea de camundongos a partir de farinha de trigo, poeira e camisas sujas, continham uma afirmação sobre a integridade do corpo, descrita em a forma de um começo místico. Os representantes de uma visão de mundo racional não aceitaram isso e, em busca de fundamentos racionais para os processos biológicos, colocaram a mecânica, o campo do conhecimento mais desenvolvido na época, como base de seu estudo. A iatromecânica pretendia explicar todos os fenômenos fisiológicos e patológicos com base nas leis da mecânica e da física. O conhecido médico, fisiologista e químico alemão Friedrich Hoffmann formulou um credo peculiar de iatrofísica, segundo o qual a vida é movimento e a mecânica é a causa e a lei de todos os fenômenos. Hoffmann via a vida como um processo mecânico, durante o qual os movimentos dos nervos ao longo dos quais se move o “espírito animal” (spiritum animalium) localizado no cérebro, controlam as contrações musculares, a circulação sanguínea e a função cardíaca. Como resultado, o corpo - uma espécie de máquina - é posto em movimento. Ao mesmo tempo, a mecânica era considerada a base da atividade vital dos organismos. Tais alegações, como agora está claro, eram em grande parte insustentáveis, mas a iatromecânica se opôs às idéias escolásticas e místicas, introduziu muitas informações factuais importantes até então desconhecidas e novos instrumentos para medições fisiológicas em uso. Por exemplo, segundo a visão de um dos representantes da iatromecânica, Giorgio Baglivi, a mão era comparada a uma alavanca, o peito a um fole, as glândulas a peneiras e o coração a uma bomba hidráulica. Essas analogias são bastante razoáveis hoje. No século XVI, nas obras do médico do exército francês A. Pare (Ambroise Pare), foram lançadas as bases da cirurgia moderna e foram propostos dispositivos ortopédicos artificiais - próteses de perna, braço, mão, cujo desenvolvimento foi baseado mais em um fundamento científico do que uma simples imitação de uma forma perdida. Em 1555, nas obras do naturalista francês Pierre Belon, foi descrito o mecanismo hidráulico para o movimento das anêmonas do mar. Um dos fundadores da iatroquímica, Van Helmont, estudando os processos de fermentação de alimentos em organismos animais, interessou-se por produtos gasosos e introduziu o termo "gás" na ciência (do holandês gisten - fermentar). A. Vesalius, W. Harvey, J. A. Borelli, R. Descartes estiveram envolvidos no desenvolvimento das ideias da iatromecânica. A iatromecânica, que reduz todos os processos dos sistemas vivos a processos mecânicos, assim como a iatroquímica, que remonta a Paracelso, cujos representantes acreditavam que a vida se reduzia a transformações químicas das substâncias químicas que compõem o corpo, levou a um processo unilateral e muitas vezes idéia incorreta sobre os processos de atividade vital e métodos de tratamento de doenças. No entanto, essas abordagens, especialmente sua síntese, permitiram formular uma abordagem racional na medicina nos séculos XVI-XVII. Mesmo a doutrina da possibilidade de geração espontânea de vida desempenhou um papel positivo, colocando em dúvida as hipóteses religiosas sobre a criação da vida. Paracelso criou "a anatomia da essência do homem", que tentou mostrar que "no corpo humano, três ingredientes onipresentes estavam ligados de maneira mística: sais, enxofre e mercúrio" . No âmbito dos conceitos filosóficos da época, uma nova ideia iatro-mecânica da essência dos processos patológicos estava sendo formada. Assim, o médico alemão G. Chatl criou a doutrina do animismo (de lat.anima - alma), segundo a qual a doença era considerada como movimentos realizados pela alma para remover substâncias nocivas estranhas do corpo. O representante da iatrofísica, o médico italiano Santorio (1561-1636), professor de medicina em Pádua, acreditava que qualquer doença é consequência de uma violação dos padrões de movimento das menores partículas individuais do corpo. Santorio foi um dos primeiros a aplicar o método experimental de pesquisa e processamento de dados matemáticos e criou uma série de instrumentos interessantes. Em uma câmara especial que ele projetou, Santorio estudou o metabolismo e pela primeira vez estabeleceu a variabilidade do peso corporal associada aos processos vitais. Junto com Galileu, inventou um termômetro de mercúrio para medir a temperatura dos corpos (1626). Em sua obra "Medicina Estática" (1614), são apresentadas simultaneamente as disposições da iatrofísica e da iatroquímica. Outras pesquisas levaram a mudanças revolucionárias na compreensão da estrutura e do trabalho do sistema cardiovascular. O anatomista italiano Fabrizio d "Aquapendente descobriu as válvulas venosas. O pesquisador italiano P. Azelli e o anatomista dinamarquês T. Bartholin descobriram os vasos linfáticos. O médico inglês William Harvey é o dono da descoberta do fechamento do sistema circulatório. Enquanto estudava em Pádua (em 1598-1601), Harvey ouviu as palestras de Fabrizio d "Aquapendente e, aparentemente, assistiu às palestras de Galileu. De qualquer forma, Harvey estava em Pádua, enquanto a fama das brilhantes palestras de Galileu, que foram A descoberta de Harvey do fechamento circulatório foi o resultado de uma aplicação sistemática do método quantitativo de medição desenvolvido anteriormente por Galileu, e não uma simples observação ou adivinhação. Harvey fez uma demonstração na qual mostrou que o sangue se move de o ventrículo esquerdo do coração em apenas uma direção Ao medir o volume de sangue ejetado pelo coração em uma contração (volume sistólico), ele multiplicou o número resultante pela frequência das contrações do coração e mostrou que em uma hora ele bombeia um volume de sangue muito maior que o volume do corpo. Assim, concluiu-se que um volume muito menor de sangue deve circular continuamente em um círculo vicioso, entrando no coração e bombeando para eles através do sistema vascular. Os resultados do trabalho foram publicados na obra "Estudo anatômico do movimento do coração e do sangue em animais" (1628). Os resultados do trabalho foram mais do que revolucionários. O fato é que desde a época de Galeno acreditava-se que o sangue é produzido nos intestinos, de onde entra no fígado, depois para o coração, de onde é distribuído pelo sistema de artérias e veias para outros órgãos. Harvey descreveu o coração, dividido em câmaras separadas, como um saco muscular que atua como uma bomba que bombeia o sangue para os vasos. O sangue se move em círculo em uma direção e entra novamente no coração. O fluxo reverso do sangue nas veias é impedido pelas válvulas venosas descobertas por Fabrizio d'Akvapendente. A doutrina revolucionária da circulação sanguínea de Harvey contradizia as declarações de Galeno, em relação às quais seus livros eram duramente criticados e até mesmo os pacientes recusavam seus serviços médicos. Em 1623, Harvey serviu como médico da corte de Carlos I e o mais alto patrocínio o salvou dos ataques de oponentes e proporcionou a oportunidade para mais trabalhos científicos. sobre o nascimento dos animais", 1651). O século XVII pode ser chamado de era da hidráulica e do pensamento hidráulico. Os avanços na tecnologia contribuíram para o surgimento de novas analogias e uma melhor compreensão dos processos que ocorrem nos organismos vivos. Provavelmente é por isso que Harvey descreveu o coração como uma bomba hidráulica que bombeia o sangue através do "pipeline" do sistema vascular. , o que será feito em breve nas obras de Malpighi. Os pulmões e as razões para bombear ar através deles permaneceram incompreensíveis para Harvey - os sucessos sem precedentes da química e a descoberta da composição do ar ainda estavam por vir. O século XVII é um marco importante na história da biomecânica, pois foi marcada não apenas pelo surgimento dos primeiros trabalhos impressos sobre biomecânica, mas também pela formação de um novo olhar sobre a vida e a natureza da mobilidade biológica. O matemático, físico, filósofo e fisiologista francês René Descartes foi o primeiro a tentar construir um modelo mecânico de um organismo vivo, levando em conta o controle através do sistema nervoso. Sua interpretação da teoria fisiológica baseada nas leis da mecânica estava contida em um trabalho publicado postumamente (1662-1664). Nesta formulação, pela primeira vez, foi expressa a ideia cardinal para as ciências da vida da regulação por retroalimentação. Descartes considerava uma pessoa como um mecanismo corporal posto em movimento por "espíritos vivos" que "constantemente ascendem em grande número do coração ao cérebro, e daí através dos nervos até os músculos e põem todos os membros em movimento". Sem exagerar o papel dos "espíritos", no tratado "Descrição do corpo humano. Sobre a formação de um animal" (1648), escreve que o conhecimento da mecânica e da anatomia permite ver no corpo "um número significativo de órgãos ou molas" para organizar o movimento do corpo. Descartes compara o trabalho do corpo a um mecanismo de relógio, com molas, engrenagens e engrenagens separadas. Além disso, Descartes estudou a coordenação dos movimentos de várias partes do corpo. Conduzindo extensos experimentos sobre o estudo do trabalho do coração e do movimento do sangue nas cavidades do coração e grandes vasos, Descartes não concorda com o conceito de Harvey sobre as contrações do coração como a força motriz da circulação sanguínea. Ele defende a hipótese ascendente em Aristóteles sobre o aquecimento e afinamento do sangue no coração sob a influência do calor inerente ao coração, a promoção da expansão do sangue em grandes vasos, onde esfria, e "o coração e as artérias caem imediatamente e contrato." Descartes vê o papel do sistema respiratório no fato de que a respiração "traz ar fresco suficiente para os pulmões para que o sangue que vem do lado direito do coração, onde se liquefaz e, por assim dizer, se transforma em vapor, novamente se transforma do vapor ao sangue." Ele também estudou os movimentos oculares, usou a divisão de tecidos biológicos de acordo com propriedades mecânicas em líquido e sólido. No campo da mecânica, Descartes formulou a lei da conservação do momento e introduziu o conceito de momento. 3 Construindo um microscópio A invenção do microscópio, instrumento tão importante para toda a ciência, deve-se principalmente à influência do desenvolvimento da óptica. Algumas propriedades ópticas de superfícies curvas eram conhecidas até mesmo por Euclides (300 aC) e Ptolomeu (127-151), mas seu poder de ampliação não encontrou aplicação prática. Nesse sentido, os primeiros óculos foram inventados por Salvinio deli Arleati na Itália apenas em 1285. No século 16, Leonardo da Vinci e Maurolico mostraram que pequenos objetos são melhor estudados com uma lupa. O primeiro microscópio foi criado apenas em 1595 por Z. Jansen. A invenção consistiu no fato de Zacharius Jansen montar duas lentes convexas dentro de um tubo, lançando assim as bases para a criação de microscópios complexos. A focalização do objeto em estudo foi conseguida por um tubo retrátil. A ampliação do microscópio foi de 3 a 10 vezes. E foi um verdadeiro avanço no campo da microscopia! Cada um de seu próximo microscópio, ele melhorou significativamente. Durante este período (século XVI), os instrumentos de pesquisa dinamarqueses, ingleses e italianos começaram gradualmente a se desenvolver, lançando as bases para a microscopia moderna. A rápida difusão e aperfeiçoamento dos microscópios começou depois que Galileu (G. Galilei), aperfeiçoando o telescópio que projetou, passou a utilizá-lo como uma espécie de microscópio (1609-1610), alterando a distância entre a objetiva e a ocular. Mais tarde, em 1624, tendo conseguido a fabricação de lentes de foco mais curto, Galileu reduziu significativamente as dimensões de seu microscópio. Em 1625, I. Faber, membro da "Academia do Vigilante" ("Akudemia dei lincei"), propôs o termo "microscópio". Os primeiros sucessos associados ao uso de um microscópio na pesquisa biológica científica foram alcançados por R. Hooke, que foi o primeiro a descrever uma célula vegetal (cerca de 1665). Em seu livro "Micrographia" Hooke descreveu a estrutura do microscópio. Em 1681, a Royal Society of London em sua reunião discutiu em detalhes a situação peculiar. O holandês Levenguk (A. van Leenwenhoek) descreveu os incríveis milagres que descobriu com seu microscópio em uma gota de água, em uma infusão de pimenta, na lama de um rio, na cavidade do próprio dente. Leeuwenhoek, usando um microscópio, descobriu e esboçou os espermatozóides de vários protozoários, detalhes da estrutura do tecido ósseo (1673-1677). "Com o maior espanto, vi na queda um grande número de animaizinhos movendo-se rapidamente em todas as direções, como um lúcio na água. O menor desses minúsculos animais é mil vezes menor que o olho de um piolho adulto." 3. História do uso da eletricidade na medicina 3.1 Um pouco de fundo Desde os tempos antigos, o homem tem tentado compreender os fenômenos da natureza. Muitas hipóteses engenhosas que explicam o que está acontecendo ao redor de uma pessoa surgiram em diferentes épocas e em diferentes países. Os pensamentos de cientistas e filósofos gregos e romanos que viveram antes de nossa era: Arquimedes, Euclides, Lucrécio, Aristóteles, Demócrito e outros - ainda ajudam no desenvolvimento da pesquisa científica. Após as primeiras observações de fenômenos elétricos e magnéticos por Tales de Mileto, o interesse por eles surgiu periodicamente, determinado pelas tarefas de cura. Arroz. 1. Experiência com rampa elétrica Deve-se notar que as propriedades elétricas de alguns peixes, conhecidas nos tempos antigos, ainda são um segredo não revelado da natureza. Assim, por exemplo, em 1960, em uma exposição organizada pela British Scientific Royal Society em homenagem ao 300º aniversário de sua fundação, entre os mistérios da natureza que uma pessoa deve resolver, um aquário de vidro comum com um peixe - uma arraia elétrica (Fig. um). Um voltímetro foi conectado ao aquário através de eletrodos metálicos. Quando o peixe estava em repouso, a agulha do voltímetro estava em zero. Quando o peixe se movia, o voltímetro mostrava uma tensão que atingia 400 V durante os movimentos ativos.A inscrição dizia: "A natureza desse fenômeno elétrico, observado muito antes da organização da sociedade real inglesa, uma pessoa ainda não consegue desvendar". 2 O que devemos a Gilbert? O efeito terapêutico dos fenômenos elétricos em uma pessoa, de acordo com observações que existiam nos tempos antigos, pode ser considerado uma espécie de remédio estimulante e psicogênico. Esta ferramenta foi usada ou esquecida. Por muito tempo não houve estudo sério dos fenômenos elétricos e magnéticos em si, e principalmente de sua ação como remédio, não foi realizado. O primeiro estudo experimental detalhado de fenômenos elétricos e magnéticos pertence ao físico inglês, posteriormente médico da corte William Gilbert (Gilbert) (1544-1603 vols.). Gilbert foi merecidamente considerado um médico inovador. Seu sucesso foi em grande parte determinado pelo estudo consciencioso e depois pela aplicação de antigos meios médicos, incluindo eletricidade e magnetismo. Gilbert entendeu que sem um estudo aprofundado da radiação elétrica e magnética, é difícil usar "fluidos" no tratamento. Desconsiderando conjecturas fantásticas e não testadas e afirmações infundadas, Gilbert conduziu uma variedade de estudos experimentais de fenômenos elétricos e magnéticos. Os resultados deste primeiro estudo de eletricidade e magnetismo são grandiosos. Em primeiro lugar, Gilbert expressou pela primeira vez a ideia de que a agulha magnética da bússola se move sob a influência do magnetismo da Terra, e não sob a influência de uma das estrelas, como se acreditava antes dele. Ele foi o primeiro a realizar a magnetização artificial, estabeleceu o fato da inseparabilidade dos pólos magnéticos. Estudando fenômenos elétricos simultaneamente com os magnéticos, Gilbert, com base em numerosas observações, mostrou que a radiação elétrica surge não apenas quando o âmbar é esfregado, mas também quando outros materiais são esfregados. Em homenagem ao âmbar - o primeiro material no qual a eletrização foi observada, ele os chama de elétricos, com base no nome grego para âmbar - elétron. Consequentemente, a palavra "eletricidade" foi introduzida na vida por sugestão de um médico com base em suas pesquisas, que se tornaram históricas, que lançaram as bases para o desenvolvimento da engenharia elétrica e da eletroterapia. Ao mesmo tempo, Gilbert formulou com sucesso a diferença fundamental entre fenômenos elétricos e magnéticos: "O magnetismo, como a gravidade, é uma certa força inicial que emana dos corpos, enquanto a eletrificação é devida ao espremer dos poros do corpo de fluxos especiais como resultado. de atrito." Em essência, antes do trabalho de Ampère e Faraday, ou seja, por mais de duzentos anos após a morte de Gilbert (os resultados de sua pesquisa foram publicados no livro On the Magnet, Magnetic Bodies, and the Great Magnet - the Earth , 1600), eletrificação e magnetismo foram considerados isoladamente. P. S. Kudryavtsev na História da Física cita as palavras do grande representante do Renascimento, Galileu: elas não foram estudadas cuidadosamente ... Não tenho dúvidas de que, com o tempo, esse ramo da ciência (estamos falando de eletricidade e magnetismo - V. M. ) fará progressos tanto como resultado de novas observações quanto, especialmente, como resultado de uma medida estrita de evidências. Gilbert morreu em 30 de novembro de 1603, tendo deixado todos os instrumentos e obras que havia criado para a Sociedade Médica de Londres, da qual foi presidente ativo até sua morte. 3 Prêmio concedido a Marat Véspera da revolução burguesa francesa. Vamos resumir a pesquisa no campo da engenharia elétrica desse período. A presença de eletricidade positiva e negativa foi estabelecida, as primeiras máquinas eletrostáticas foram construídas e melhoradas, bancos de Leyden (uma espécie de capacitores de armazenamento de carga), eletroscópios foram criados, hipóteses qualitativas de fenômenos elétricos foram formuladas, tentativas ousadas foram feitas para investigar a natureza do relâmpago. A natureza elétrica do relâmpago e seu efeito sobre os seres humanos fortaleceram ainda mais a visão de que a eletricidade pode não apenas atingir as pessoas, mas também curar as pessoas. Vamos dar alguns exemplos. Em 8 de abril de 1730, os britânicos Gray e Wheeler realizaram o agora clássico experimento com a eletrificação do homem. No pátio da casa onde morava Gray, dois postes de madeira seca foram cavados no chão, nos quais foi fixada uma viga de madeira e duas cordas de cabelo foram lançadas sobre a viga de madeira. Suas extremidades inferiores estavam amarradas. As cordas suportaram facilmente o peso do menino que concordou em participar do experimento. Tendo se acomodado, como em um balanço, o menino com uma mão segurava uma haste ou uma haste de metal eletrificada por fricção, à qual uma carga elétrica era transferida de um corpo eletrificado. Com a outra mão, o menino jogava moedas uma a uma em uma placa de metal que estava sobre uma tábua de madeira seca abaixo dele (Fig. 2). As moedas adquiriram uma carga através do corpo do menino; caindo, eles carregaram uma placa de metal, que começou a atrair pedaços de palha seca localizados nas proximidades. Os experimentos foram realizados muitas vezes e despertaram um interesse considerável não apenas entre os cientistas. O poeta inglês George Bose escreveu: Mad Grey, o que você realmente sabia sobre as propriedades dessa força, até então desconhecida? Você está autorizado, tolo, a correr riscos E conectar uma pessoa com eletricidade? Arroz. 2. Experiência com a eletrificação do homem Os franceses Dufay, Nollet e nosso compatriota Georg Richman quase simultaneamente, independentemente um do outro, projetaram um dispositivo para medir o grau de eletrização, que ampliou significativamente o uso de descarga elétrica para tratamento, e tornou-se possível dosá-lo. A Academia de Ciências de Paris dedicou várias reuniões para discutir o efeito da descarga de latas de Leyden em uma pessoa. Luís XV também se interessou por isso. A pedido do rei, o físico Nollet, juntamente com o médico Louis Lemonnier, realizou um experimento em um dos grandes salões do Palácio de Versalhes, demonstrando o efeito formigante da eletricidade estática. Os benefícios dos "divertimentos da corte" foram: muitos se interessaram por eles, muitos começaram a estudar os fenômenos da eletrificação. Em 1787, o médico e físico inglês Adams criou pela primeira vez uma máquina eletrostática especial para fins médicos. Ele o utilizou amplamente em sua prática médica (Fig. 3) e obteve resultados positivos, o que pode ser explicado pelo efeito estimulante da corrente e pelo efeito psicoterapêutico e pelo efeito específico da descarga em uma pessoa. A era da eletrostática e da magnetostática, à qual pertence tudo o que foi mencionado acima, termina com o desenvolvimento dos fundamentos matemáticos dessas ciências, realizados por Poisson, Ostrogradsky, Gauss. Arroz. 3. Sessão de eletroterapia (de uma gravura antiga) O uso de descargas elétricas em medicina e biologia recebeu pleno reconhecimento. A contração muscular causada pelo toque de raios elétricos, enguias, bagres, testemunhou a ação de um choque elétrico. Os experimentos do inglês John Warlish provaram a natureza elétrica do impacto da arraia, e o anatomista Gunther deu uma descrição precisa do órgão elétrico desse peixe. Em 1752, o médico alemão Sulzer publicou uma mensagem sobre um novo fenômeno que havia descoberto. A língua tocando dois metais diferentes ao mesmo tempo causa uma sensação peculiar de sabor azedo. Sulzer não assumiu que esta observação representa o início das áreas científicas mais importantes - eletroquímica e eletrofisiologia. O interesse no uso da eletricidade na medicina aumentou. A Academia de Rouen anunciou um concurso para o melhor trabalho sobre o tema: "Determine o grau e as condições em que você pode contar com a eletricidade no tratamento de doenças". O primeiro prêmio foi concedido a Marat, médico de profissão, cujo nome entrou para a história da Revolução Francesa. O surgimento do trabalho de Marat foi oportuno, pois o uso da eletricidade para o tratamento não era isento de misticismo e charlatanismo. Um certo Mesmer, usando teorias científicas da moda sobre o acionamento de máquinas elétricas, começou a afirmar que em 1771 havia encontrado um remédio médico universal - o magnetismo "animal", agindo à distância no paciente. Eles abriram consultórios médicos especiais, onde havia máquinas eletrostáticas de tensão suficientemente alta. O paciente teve que tocar as partes da máquina que transportavam corrente, enquanto sentia um choque elétrico. Aparentemente, os casos do efeito positivo de estar nos consultórios "médicos" de Mesmer podem ser explicados não só pelo efeito irritante de um choque elétrico, mas também pela ação do ozônio, que aparece em salas onde funcionavam máquinas eletrostáticas, e os fenômenos mencionados mais cedo. Pode ter um efeito positivo em alguns pacientes e uma mudança no conteúdo de bactérias no ar sob a influência da ionização do ar. Mas Mesmer não suspeitava disso. Após os fracassos desastrosos sobre os quais Marat oportunamente alertou em seu trabalho, Mesmer desapareceu da França. Criada com a participação do maior físico francês Lavoisier, a comissão governamental para investigar as atividades "médicas" de Mesmer não conseguiu explicar o efeito positivo da eletricidade nos seres humanos. O tratamento com eletricidade na França parou temporariamente. 4 Disputa entre Galvani e Volta E agora falaremos de estudos realizados quase duzentos anos após a publicação do trabalho de Gilbert. Eles estão associados aos nomes do professor italiano de anatomia e medicina Luigi Galvani e do professor italiano de física Alessandro Volta. No laboratório de anatomia da Universidade de Boulogne, Luigi Galvani realizou um experimento, cuja descrição chocou cientistas de todo o mundo. As rãs foram dissecadas na mesa do laboratório. A tarefa do experimento era demonstrar e observar os nus, os nervos de seus membros. Sobre esta mesa havia uma máquina eletrostática, com a qual uma faísca foi criada e estudada. Aqui estão as declarações do próprio Luigi Galvani de seu trabalho "Sobre as forças elétricas durante os movimentos musculares": "... Um de meus assistentes acidentalmente tocou levemente os nervos femorais internos do sapo com uma ponta. O pé do sapo se contraiu bruscamente." E ainda: "... Isso acontece quando uma faísca é extraída do condensador da máquina." Esse fenômeno pode ser explicado da seguinte forma. Um campo elétrico variável atua sobre os átomos e moléculas de ar na zona onde ocorre a faísca, como resultado eles adquirem uma carga elétrica, deixando de ser neutros. Os íons resultantes e as moléculas eletricamente carregadas se propagam a uma certa distância relativamente pequena da máquina eletrostática, pois ao se mover, colidindo com as moléculas de ar, elas perdem sua carga. Ao mesmo tempo, eles podem se acumular em objetos de metal que estão bem isolados da superfície da terra e são descarregados se ocorrer um circuito elétrico condutor para a terra. O chão do laboratório estava seco, de madeira. Ele isolou bem do chão a sala onde Galvani trabalhava. O objeto no qual as cargas se acumularam era um bisturi de metal. Mesmo um leve toque do bisturi no nervo do sapo levava a uma "descarga" de eletricidade estática acumulada no bisturi, fazendo com que a pata se retirasse sem nenhum dano mecânico. Por si só, o fenômeno da descarga secundária causada pela indução eletrostática já era conhecido naquela época. O talento brilhante do experimentador e a realização de um grande número de estudos versáteis permitiram a Galvani descobrir outro fenômeno importante para o desenvolvimento da engenharia elétrica. Existe um experimento sobre o estudo da eletricidade atmosférica. Citando o próprio Galvani: "... Cansado... de esperar fútil... começou... a pressionar os ganchos de cobre presos na medula espinhal contra as barras de ferro - as pernas do sapo encolheram". Os resultados do experimento, realizado não mais ao ar livre, mas dentro de casa, na ausência de qualquer máquina eletrostática em funcionamento, confirmaram que a contração do músculo do sapo, semelhante à contração causada pela faísca de uma máquina eletrostática, ocorre quando o corpo do o sapo é tocado simultaneamente por dois objetos metálicos diferentes - um fio e uma placa de cobre, prata ou ferro. Ninguém havia observado tal fenômeno antes de Galvani. Com base nos resultados das observações, ele tira uma conclusão ousada e inequívoca. Existe outra fonte de eletricidade, é a eletricidade "animal" (o termo é equivalente ao termo "atividade elétrica do tecido vivo"). Um músculo vivo, argumentou Galvani, é um capacitor como uma garrafa de Leyden, onde a eletricidade positiva se acumula dentro dele. O nervo do sapo serve como um "condutor" interno. Conectar dois condutores de metal a um músculo faz com que uma corrente elétrica flua, que, como uma faísca de uma máquina eletrostática, faz com que o músculo se contraia. Galvani experimentou para obter um resultado inequívoco apenas em músculos de rã. Talvez tenha sido isso que lhe permitiu propor o uso da "preparação fisiológica" do pé de rã como medidor da quantidade de eletricidade. Uma medida da quantidade de eletricidade, para a qual esse indicador fisiológico servia, era a atividade de levantar e cair da pata quando esta entrava em contato com uma placa de metal, que era simultaneamente tocada por um gancho que passava pela medula espinhal do sapo, e a frequência de levantar a pata por unidade de tempo. Por algum tempo, esse indicador fisiológico foi usado até por físicos proeminentes e, em particular, por Georg Ohm. O experimento eletrofisiológico de Galvani permitiu que Alessandro Volta criasse a primeira fonte eletroquímica de energia elétrica, o que, por sua vez, abriu uma nova era no desenvolvimento da engenharia elétrica. Alessandro Volta foi um dos primeiros a apreciar a descoberta de Galvani. Ele repete os experimentos de Galvani com muito cuidado e recebe muitos dados confirmando seus resultados. Mas já em seus primeiros artigos "Sobre a eletricidade animal" e em uma carta ao Dr. Boronio datada de 3 de abril de 1792, Volta, ao contrário de Galvani, que interpreta os fenômenos observados do ponto de vista da eletricidade "animal", destaca a química e a física fenômenos. Volta estabelece a importância do uso de metais diferentes para esses experimentos (zinco, cobre, chumbo, prata, ferro), entre os quais é colocado um pano umedecido com ácido. Aqui está o que Volta escreve: "Nos experimentos de Galvani, o sapo é a fonte de eletricidade. No entanto, o que é um sapo ou qualquer animal em geral? Em primeiro lugar, são nervos e músculos, e contêm vários compostos químicos. Se o nervos e músculos do sapo preparado são conectados a dois metais diferentes, então quando tal circuito é fechado, uma ação elétrica aparece. No meu último experimento, dois metais diferentes também participaram - estes são aço (chumbo) e prata, e a saliva da língua desempenhava o papel de líquido. Fechando o circuito com uma placa de conexão, criei condições para o movimento contínuo do fluido elétrico de um lugar para outro. Mas eu poderia jogar esses mesmos objetos de metal simplesmente na água ou em um líquido semelhante a E quanto à eletricidade "animal"? Os experimentos realizados por Volta nos permitem formular a conclusão de que a fonte da ação elétrica é uma cadeia de metais diferentes quando entram em contato com um pano úmido ou embebido em solução ácida. Em uma das cartas a seu amigo, o médico Vazagi (mais uma vez um exemplo do interesse de um médico pela eletricidade), Volta escreveu: ou corpo aquoso. Com base nisso, creio que ele tem o direito de atribuir todos os novos fenômenos elétricos aos metais e substituir o nome "eletricidade animal" pela expressão "eletricidade metálica". De acordo com Volt, as pernas de rã são um eletroscópio sensível. Uma disputa histórica surgiu entre Galvani e Volta, bem como entre seus seguidores - uma disputa sobre eletricidade "animal" ou "metálica". Galvani não desistiu. Ele excluiu completamente o metal do experimento e até dissecou sapos com facas de vidro. Descobriu-se que, mesmo neste experimento, o contato do nervo femoral do sapo com seu músculo levou a uma contração claramente perceptível, embora muito menor do que com a participação de metais. Esta foi a primeira fixação dos fenômenos bioelétricos, nos quais se baseia o eletrodiagnóstico moderno do sistema cardiovascular e de vários outros sistemas humanos. Volta está tentando desvendar a natureza dos fenômenos incomuns descobertos. Diante dele, ele formula claramente o seguinte problema: “Qual é a causa do surgimento da eletricidade?”, perguntei-me da mesma forma que cada um de vocês faria. As reflexões me levaram a uma solução: do contato de dois metais diferentes, por exemplo, prata e zinco, o equilíbrio da eletricidade em ambos os metais é perturbado. No ponto de contato dos metais, a eletricidade positiva flui da prata para o zinco e se acumula neste último, enquanto a eletricidade negativa se condensa na prata . Isso significa que a matéria elétrica se move em uma determinada direção. Quando apliquei umas sobre as outras placas de prata e zinco sem espaçadores intermediários, ou seja, as placas de zinco estavam em contato com as de prata, então seu efeito total foi reduzido a zero. Para aumentar o efeito elétrico ou resumi-lo, cada chapa de zinco deve ser colocada em contato com apenas uma prata e somar em sequência mais pares. Isto é conseguido precisamente pelo fato de eu colocar um pedaço de pano molhado em cada chapa de zinco, separando-a assim da chapa de prata do próximo par. idéias científicas modernas. Infelizmente, essa disputa foi tragicamente interrompida. O exército de Napoleão ocupou a Itália. Por se recusar a jurar fidelidade ao novo governo, Galvani perdeu a cadeira, foi demitido e morreu logo depois. O segundo participante da disputa, Volta, viveu para ver o pleno reconhecimento das descobertas de ambos os cientistas. Em uma disputa histórica, ambos estavam certos. O biólogo Galvani entrou para a história da ciência como o fundador da bioeletricidade, o físico Volta - como o fundador das fontes de corrente eletroquímicas. 4. Experimentos de VV Petrov. O início da eletrodinâmica A primeira etapa da ciência da eletricidade "animal" e "metal" é completada pelo trabalho do professor de física da Academia Médico-Cirúrgica (agora a Academia Médica Militar em homenagem a S. M. Kirov em Leningrado), acadêmico V. V. Petrov. As atividades de V.V. Petrov tiveram um enorme impacto no desenvolvimento da ciência sobre o uso da eletricidade na medicina e na biologia em nosso país. Na Academia Médico-Cirúrgica, ele criou um gabinete de física equipado com excelentes equipamentos. Enquanto trabalhava nela, Petrov construiu a primeira fonte eletroquímica de energia elétrica de alta tensão do mundo. Estimando a tensão desta fonte pelo número de elementos incluídos nela, pode-se supor que a tensão atingiu 1800–2000 V a uma potência de cerca de 27–30 W. Essa fonte universal permitiu a V. V. Petrov realizar dezenas de estudos em um curto período de tempo, o que abriu várias maneiras de usar a eletricidade em vários campos. O nome de V. V. Petrov costuma estar associado ao surgimento de uma nova fonte de iluminação, a elétrica, baseada na utilização de um arco elétrico de funcionamento eficaz descoberto por ele. Em 1803, V. V. Petrov apresentou os resultados de sua pesquisa no livro "The News of Galvanic-Voltian Experiments". Este é o primeiro livro sobre eletricidade publicado em nosso país. Foi republicado aqui em 1936. Neste livro, não apenas a pesquisa elétrica é importante, mas também os resultados do estudo da relação e interação da corrente elétrica com um organismo vivo. Petrov mostrou que o corpo humano é capaz de eletrificação e que uma bateria galvânica-voltaica, composta por um grande número de elementos, é perigosa para os seres humanos; na verdade, ele previu a possibilidade de usar eletricidade para fisioterapia. A influência da pesquisa de VV Petrov no desenvolvimento da engenharia elétrica e da medicina é grande. A sua obra "As notícias das experiências galvânico-voltaicas", traduzida para o latim, adorna, juntamente com a edição russa, as bibliotecas nacionais de muitos países europeus. O laboratório eletrofísico criado por V.V. Petrov permitiu aos cientistas da Academia em meados do século XIX expandir amplamente as pesquisas no campo do uso da eletricidade para tratamento. A Academia Médica Militar neste sentido tem assumido uma posição de destaque não só entre as instituições do nosso país, mas também entre as instituições europeias. Basta mencionar os nomes dos professores V. P. Egorov, V. V. Lebedinsky, A. V. Lebedinsky, N. P. Khlopin, S. A. Lebedev. O que o século 19 trouxe para o estudo da eletricidade? Em primeiro lugar, o monopólio da medicina e da biologia sobre a eletricidade acabou. Galvani, Volta, Petrov lançaram as bases para isso. A primeira metade e meados do século XIX foram marcados por grandes descobertas na engenharia elétrica. Essas descobertas estão associadas aos nomes do dinamarquês Hans Oersted, dos franceses Dominique Arago e Andre Ampère, do alemão Georg Ohm, do inglês Michael Faraday, de nossos compatriotas Boris Jacobi, Emil Lenz e Pavel Schilling e muitos outros cientistas. Vamos descrever brevemente as mais importantes dessas descobertas, que estão diretamente relacionadas ao nosso tema. Oersted foi o primeiro a estabelecer a relação completa entre fenômenos elétricos e magnéticos. Experimentando a eletricidade galvânica (como eram chamados na época fenômenos elétricos decorrentes de fontes de corrente eletroquímica, em contraste com os fenômenos causados por uma máquina eletrostática), Oersted descobriu desvios da agulha de uma bússola magnética localizada próxima a uma fonte de corrente elétrica (bateria galvânica). ) no momento do curto-circuito e da interrupção do circuito elétrico. Ele descobriu que esse desvio depende da localização da bússola magnética. O grande mérito de Oersted é que ele mesmo apreciou a importância do fenômeno que descobriu. Aparentemente inabaláveis por mais de duzentos anos, as ideias baseadas nas obras de Gilbert sobre a independência dos fenômenos magnéticos e elétricos entraram em colapso. Oersted recebeu material experimental confiável, com base no qual ele escreve, e depois publica o livro "Experiments Relating to the Action of Electric Conflict on a Magnetic Needle". Resumidamente, ele formula sua conquista da seguinte forma: "A eletricidade galvânica, indo de norte a sul sobre uma agulha magnética livremente suspensa, desvia sua extremidade norte para o leste e, passando na mesma direção sob a agulha, desvia-a para o oeste. " O físico francês André Ampère revelou clara e profundamente o significado do experimento de Oersted, que é a primeira prova confiável da relação entre magnetismo e eletricidade. Ampère era um cientista muito versátil, excelente em matemática, apaixonado por química, botânica e literatura antiga. Foi um grande divulgador das descobertas científicas. Os méritos de Ampere no campo da física podem ser formulados da seguinte forma: ele criou uma nova seção na doutrina da eletricidade - eletrodinâmica, cobrindo todas as manifestações da eletricidade em movimento. A fonte de cargas elétricas móveis de Ampère era uma bateria galvânica. Fechando o circuito, ele recebeu o movimento de cargas elétricas. Ampere mostrou que as cargas elétricas em repouso (eletricidade estática) não agem em uma agulha magnética - elas não a desviam. Em termos modernos, Ampère foi capaz de revelar o significado dos transientes (ligar um circuito elétrico). Michael Faraday completa as descobertas de Oersted e Ampere - cria uma doutrina lógica coerente da eletrodinâmica. Ao mesmo tempo, ele possui uma série de grandes descobertas independentes, que sem dúvida tiveram um impacto importante no uso da eletricidade e do magnetismo na medicina e na biologia. Michael Faraday não foi um matemático como Ampère; em suas numerosas publicações, ele não usou uma única expressão analítica. O talento de um experimentador, consciencioso e trabalhador, permitiu a Faraday compensar a falta de análise matemática. Faraday descobre a lei da indução. Como ele mesmo disse: "Encontrei uma maneira de transformar eletricidade em magnetismo e vice-versa". Ele descobre a auto-indução. A conclusão da maior pesquisa de Faraday é a descoberta das leis da passagem da corrente elétrica através de líquidos condutores e a decomposição química deste último, que ocorre sob a influência da corrente elétrica (fenômeno da eletrólise). Faraday formula a lei básica da seguinte maneira: "A quantidade de uma substância localizada em placas condutoras (eletrodos) imersas em um líquido depende da intensidade da corrente e do tempo de sua passagem: quanto maior a intensidade da corrente e mais longa ela passa, mais a quantidade de substância será liberada na solução". A Rússia acabou sendo um dos países onde as descobertas de Oersted, Arago, Ampere e, mais importante, Faraday encontraram desenvolvimento direto e aplicação prática. Boris Jacobi, usando as descobertas da eletrodinâmica, cria o primeiro navio com motor elétrico. Emil Lenz possui uma série de obras de grande interesse prático em diversos campos da engenharia elétrica e da física. Seu nome é geralmente associado à descoberta da lei do equivalente térmico da energia elétrica, chamada lei de Joule-Lenz. Além disso, Lenz estabeleceu uma lei em sua homenagem. Isso encerra o período de criação dos fundamentos da eletrodinâmica. 1 O uso da eletricidade na medicina e biologia no século XIX P. N. Yablochkov, colocando dois carvões em paralelo, separados por um lubrificante derretido, cria uma vela elétrica - uma simples fonte de luz elétrica que pode iluminar uma sala por várias horas. A vela Yablochkov durou três ou quatro anos, encontrando aplicação em quase todos os países do mundo. Foi substituído por uma lâmpada incandescente mais durável. Geradores elétricos estão sendo criados em todos os lugares, e as baterias também estão se espalhando. As áreas de aplicação da eletricidade estão aumentando. O uso da eletricidade na química, iniciado por M. Faraday, também está se popularizando. O movimento de uma substância - o movimento dos portadores de carga - encontrou uma de suas primeiras aplicações na medicina para introduzir os compostos medicinais correspondentes no corpo humano. A essência do método é a seguinte: gaze ou qualquer outro tecido é impregnado com o composto medicinal desejado, que serve como vedação entre os eletrodos e o corpo humano; está localizado nas áreas do corpo a serem tratadas. Os eletrodos são conectados a uma fonte de corrente contínua. O método de administração de compostos medicinais, usado pela primeira vez na segunda metade do século 19, ainda é difundido hoje. É chamado eletroforese ou iontoforese. O leitor pode aprender sobre a aplicação prática da eletroforese no Capítulo Cinco. Outra descoberta de grande importância para a medicina prática ocorreu no campo da engenharia elétrica. Em 22 de agosto de 1879, o cientista inglês Crookes relatou sua pesquisa sobre raios catódicos, sobre a qual se tornou conhecido na época: Quando uma corrente de alta voltagem passa por um tubo com um gás muito rarefeito, um fluxo de partículas escapa do cátodo, correndo a uma velocidade enorme. 2. Essas partículas se movem estritamente em linha reta. 3. Esta energia radiante pode produzir ação mecânica. Por exemplo, para girar uma pequena plataforma giratória colocada em seu caminho. 4. A energia radiante é desviada por um ímã. 5. Em lugares onde a matéria radiante cai, o calor se desenvolve. Se o cátodo tiver a forma de um espelho côncavo, mesmo ligas refratárias como, por exemplo, uma liga de irídio e platina, podem ser fundidas no foco desse espelho. 6. Raios catódicos - o fluxo de corpos materiais é menor que um átomo, ou seja, partículas de eletricidade negativa. Estes são os primeiros passos em antecipação de uma grande nova descoberta feita por Wilhelm Conrad Roentgen. Roentgen descobriu uma fonte de radiação fundamentalmente diferente, que ele chamou de raios-X (X-Ray). Mais tarde, esses raios foram chamados de raios-x. A mensagem de Roentgen causou sensação. Em todos os países, muitos laboratórios começaram a reproduzir a configuração de Roentgen, para repetir e desenvolver suas pesquisas. Esta descoberta despertou particular interesse entre os médicos. Laboratórios físicos onde foram criados os equipamentos usados por Roentgen para receber raios X foram atacados por médicos, seus pacientes, que suspeitavam que tivessem engolido agulhas, botões de metal, etc. implementação prática de descobertas em eletricidade, como aconteceu com a nova ferramenta de diagnóstico - raios-x. Interessado em raios-x imediatamente e na Rússia. Ainda não houve publicações científicas oficiais, revisões sobre eles, dados precisos sobre o equipamento, apenas uma breve mensagem sobre o relatório de Roentgen apareceu e, perto de São Petersburgo, em Kronstadt, o inventor do rádio Alexander Stepanovich Popov já está começando a criar o primeiro aparelho de raios X doméstico. Pouco se sabe sobre isso. Sobre o papel de A. S. Popov no desenvolvimento das primeiras máquinas de raios X domésticas, sua implementação, talvez, pela primeira vez ficou conhecida no livro de F. Veitkov. Foi complementado com muito sucesso pela filha do inventor, Ekaterina Alexandrovna Kyandskaya-Popova, que junto com V. Tomat publicou o artigo "Inventor do rádio e raio-X" na revista "Science and Life" (1971, nº 8). Novos avanços na engenharia elétrica expandiram as possibilidades de estudar a eletricidade "animal". Matteuchi, usando o galvanômetro criado na época, provou que um potencial elétrico surge durante a vida de um músculo. Cortando o músculo através das fibras, ele o conectou a um dos pólos do galvanômetro e conectou a superfície longitudinal do músculo ao outro pólo e recebeu um potencial na faixa de 10-80 mV. O valor do potencial é determinado pelo tipo de músculos. Segundo Matteuchi, o "biotok flui" da superfície longitudinal para a seção transversal e a seção transversal é eletronegativa. Este fato curioso foi confirmado por experimentos em vários animais - tartaruga, coelho, rato e pássaros, realizados por vários pesquisadores, dos quais os fisiologistas alemães Dubois-Reymond, Herman e nosso compatriota V. Yu. Chagovets devem ser destacados. Peltier em 1834 publicou um trabalho no qual apresentou os resultados de um estudo da interação de biopotenciais com uma corrente contínua fluindo através de tecidos vivos. Descobriu-se que a polaridade dos biopotenciais muda neste caso. As amplitudes também mudam. Ao mesmo tempo, também foram observadas alterações nas funções fisiológicas. Nos laboratórios de fisiologistas, biólogos e médicos, aparecem instrumentos de medição elétrica com sensibilidade suficiente e limites de medição apropriados. Um grande e versátil material experimental está sendo acumulado. Isso encerra a pré-história do uso da eletricidade na medicina e o estudo da eletricidade "animal". O surgimento de métodos físicos que fornecem bioinformação primária, o desenvolvimento moderno de equipamentos de medição elétrica, teoria da informação, autometria e telemetria, a integração de medições - é o que marca uma nova etapa histórica nas áreas científica, técnica e biomédica do uso da eletricidade. 2 História da radioterapia e diagnóstico No final do século XIX, foram feitas descobertas muito importantes. Pela primeira vez, uma pessoa podia ver com seus próprios olhos algo escondido atrás de uma barreira opaca à luz visível. Konrad Roentgen descobriu os chamados raios X, que podiam penetrar em barreiras opticamente opacas e criar imagens sombrias de objetos escondidos atrás delas. O fenômeno da radioatividade também foi descoberto. Já no século 20, em 1905, Eindhoven provou a atividade elétrica do coração. A partir desse momento, a eletrocardiografia começou a se desenvolver. Os médicos começaram a receber cada vez mais informações sobre o estado dos órgãos internos do paciente, que não podiam observar sem os dispositivos apropriados criados por engenheiros com base nas descobertas dos físicos. Finalmente, os médicos tiveram a oportunidade de observar o funcionamento dos órgãos internos. No início da Segunda Guerra Mundial, os principais físicos do planeta, mesmo antes do surgimento de informações sobre a fissão de átomos pesados e a liberação colossal de energia neste caso, chegaram à conclusão de que era possível criar radioativos artificiais isótopos. O número de isótopos radioativos não está limitado a elementos radioativos naturalmente conhecidos. Eles são conhecidos por todos os elementos químicos da tabela periódica. Os cientistas foram capazes de traçar sua história química sem perturbar o curso do processo em estudo. Nos anos 20, foram feitas tentativas de usar isótopos naturalmente radioativos da família do rádio para determinar a taxa de fluxo sanguíneo em humanos. Mas esse tipo de pesquisa não era amplamente utilizado nem mesmo para fins científicos. Os isótopos radioativos passaram a ser mais utilizados em pesquisas médicas, inclusive diagnósticas, na década de 50 após a criação dos reatores nucleares, nos quais era bastante fácil obter altas atividades de isótopos radioativos artificialmente. O exemplo mais famoso de um dos primeiros usos de isótopos artificialmente radioativos é o uso de isótopos de iodo para pesquisa da tireóide. O método possibilitou entender a causa das doenças da tireoide (bócio) para determinadas áreas de residência. Foi demonstrada uma associação entre o teor de iodo na dieta e a doença da tireoide. Como resultado desses estudos, você e eu consumimos sal de mesa, no qual os suplementos de iodo inativo são deliberadamente introduzidos. No início, para estudar a distribuição de radionuclídeos em um órgão, foram utilizados detectores de cintilação única, que escaneavam o órgão em estudo ponto a ponto, ou seja, escaneou-o, movendo-se ao longo da linha meandro ao longo de todo o órgão em estudo. Tal estudo foi chamado de digitalização, e os dispositivos utilizados para isso foram chamados de scanners (scanners). Com o desenvolvimento de detectores posicionalmente sensíveis, que, além de registrar um quantum gama que caiu, também determinava a coordenada de sua entrada no detector, tornou-se possível visualizar todo o órgão em estudo de uma só vez sem mover o detector acima dele. Atualmente, a obtenção de uma imagem da distribuição dos radionuclídeos no órgão em estudo é chamada de cintilografia. Embora, de modo geral, o termo cintilografia tenha sido introduzido em 1955 (Andrews et al.) e inicialmente se referisse a varredura. Entre os sistemas com detectores estacionários, a chamada câmera gama, proposta pela primeira vez por Anger em 1958, recebeu o uso mais difundido. A câmara gama permitiu reduzir significativamente o tempo de aquisição da imagem e, em conexão com isso, usar radionuclídeos de vida mais curta. O uso de radionuclídeos de curta duração reduz significativamente a dose de exposição à radiação no corpo do sujeito, o que possibilitou aumentar a atividade dos radiofármacos administrados aos pacientes. Atualmente, ao usar o Ts-99t, o tempo de obtenção de uma imagem é uma fração de segundo. Os tempos tão curtos de obtenção de um único quadro levaram ao surgimento da cintilografia dinâmica, quando várias imagens consecutivas do órgão em estudo são obtidas durante o estudo. A análise de tal sequência permite determinar a dinâmica das mudanças na atividade tanto no órgão como um todo quanto em suas partes individuais, ou seja, há uma combinação de estudos dinâmicos e cintilográficos. Com o desenvolvimento da técnica de obtenção de imagens da distribuição dos radionuclídeos no órgão em estudo, surgiu o questionamento sobre os métodos de avaliação da distribuição dos radiofármacos na área examinada, principalmente na cintilografia dinâmica. Os scanogramas eram processados principalmente visualmente, o que se tornou inaceitável com o desenvolvimento da cintilografia dinâmica. O principal problema era a impossibilidade de traçar curvas que refletissem a mudança na atividade do radiofármaco no órgão em estudo ou em suas partes individuais. Obviamente, várias deficiências das cintilografias resultantes podem ser observadas - a presença de ruído estatístico, a impossibilidade de subtrair o fundo dos órgãos e tecidos circundantes, a impossibilidade de obter uma imagem resumida na cintilografia dinâmica com base em vários quadros consecutivos . Tudo isso levou ao surgimento de sistemas de processamento digital baseado em computador para cintilografias. Em 1969, Jinuma et al., utilizaram as capacidades de um computador para processar cintilografias, o que possibilitou a obtenção de informações diagnósticas mais confiáveis e em volume muito maior. Nesse sentido, sistemas baseados em computador para coleta e processamento de informações cintilográficas começaram a ser introduzidos de forma muito intensa na prática dos departamentos de diagnóstico de radionuclídeos. Esses departamentos tornaram-se os primeiros departamentos médicos práticos nos quais os computadores foram amplamente introduzidos. O desenvolvimento de sistemas digitais de coleta e processamento de informações cintilográficas com base em computador lançou as bases para os princípios e métodos de processamento de imagens de diagnóstico médico, que também foram utilizados no processamento de imagens obtidas por outros princípios médicos e físicos. Isso se aplica a imagens de raios-X, imagens obtidas em diagnósticos ultrassonográficos e, claro, à tomografia computadorizada. Por outro lado, o desenvolvimento das técnicas de tomografia computadorizada levou, por sua vez, à criação de tomógrafos de emissão, tanto de fóton único quanto de pósitron. O desenvolvimento de altas tecnologias para o uso de isótopos radioativos em estudos de diagnóstico médico e seu uso crescente na prática clínica levaram ao surgimento de uma disciplina médica independente de diagnóstico de radioisótopos, que mais tarde foi chamada de diagnóstico de radionuclídeos de acordo com a padronização internacional. Um pouco mais tarde, surgiu o conceito de medicina nuclear, que combinou os métodos de utilização de radionuclídeos, tanto para diagnóstico quanto para terapia. Com o desenvolvimento do diagnóstico de radionuclídeos em cardiologia (nos países desenvolvidos, até 30% do total de estudos com radionuclídeos tornaram-se cardiológicos), surgiu o termo cardiologia nuclear. Outro grupo de estudos extremamente importante utilizando radionuclídeos são os estudos in vitro. Esse tipo de pesquisa não envolve a introdução de radionuclídeos no corpo do paciente, mas utiliza métodos de radionuclídeos para determinar a concentração de hormônios, anticorpos, drogas e outras substâncias clinicamente importantes em amostras de sangue ou tecidos. Além disso, a bioquímica, fisiologia e biologia molecular modernas não podem existir sem os métodos de traçadores radioativos e radiometria. Em nosso país, a introdução em massa de métodos de medicina nuclear na prática clínica começou no final da década de 1950, após a ordem do Ministro da Saúde da URSS (nº 248 de 15 de maio de 1959) sobre o estabelecimento de departamentos de diagnóstico de radioisótopos em grandes instituições oncológicas e a construção de prédios radiológicos padronizados, alguns deles ainda em funcionamento. Um papel importante também foi desempenhado pelo Decreto do Comitê Central do PCUS e do Conselho de Ministros da URSS de 14 de janeiro de 1960 nº 58 "Sobre medidas para melhorar ainda mais os cuidados médicos e proteger a saúde da população da URSS ", que previa a ampla introdução de métodos de radiologia na prática médica. O rápido desenvolvimento da medicina nuclear nos últimos anos levou a uma escassez de radiologistas e engenheiros especialistas na área de diagnóstico de radionuclídeos. O resultado da aplicação de todas as técnicas de radionuclídeos depende de dois pontos importantes: do sistema de detecção com sensibilidade e resolução suficientes, por um lado, e do preparo do radiofármaco, que proporciona um nível aceitável de acúmulo no órgão ou tecido desejado, por outro outra mão. Portanto, todo especialista na área de medicina nuclear deve ter um profundo conhecimento da base física da radioatividade e dos sistemas de detecção, bem como conhecimento da química dos radiofármacos e dos processos que determinam sua localização em determinados órgãos e tecidos. Esta monografia não é uma simples revisão das realizações no campo do diagnóstico de radionuclídeos. Apresenta bastante material original, fruto da pesquisa de seus autores. Experiência de longo prazo de trabalho conjunto da equipe de desenvolvedores do departamento de equipamentos radiológicos do CJSC "VNIIMP-VITA", o Centro de Câncer da Academia Russa de Ciências Médicas, o Complexo de Pesquisa e Produção de Cardiologia do Ministério da Saúde do Federação Russa, o Instituto de Pesquisa de Cardiologia do Centro Científico de Tomsk da Academia Russa de Ciências Médicas, a Associação de Físicos Médicos da Rússia tornaram possível considerar questões teóricas da imagem de radionuclídeos, a implementação prática de tais técnicas e a obtenção das informações mais informativas resultados diagnósticos para a prática clínica. O desenvolvimento da tecnologia médica no campo do diagnóstico de radionuclídeos está intimamente ligado ao nome de Sergei Dmitrievich Kalashnikov, que trabalhou nessa direção por muitos anos no Instituto de Pesquisa Científica de Instrumentação Médica da All-Union e supervisionou a criação do primeiro tomógrafo russo câmera gama GKS-301. 5. Uma Breve História da Terapia de Ultrassom A tecnologia ultrassônica começou a se desenvolver durante a Primeira Guerra Mundial. Foi então, em 1914, ao testar um novo emissor ultrassônico em um grande aquário de laboratório, que o notável físico experimental francês Paul Langevin descobriu que os peixes, quando expostos ao ultrassom, ficavam preocupados, varreram e depois se acalmaram, mas depois de um tempo começaram a morrer. Assim, por acaso, foi realizado o primeiro experimento, a partir do qual se iniciou o estudo do efeito biológico do ultrassom. No final dos anos 20 do século XX. As primeiras tentativas foram feitas para usar o ultrassom na medicina. E em 1928, médicos alemães já usavam o ultrassom para tratar doenças do ouvido em humanos. Em 1934, o otorrinolaringologista soviético E.I. Anokhrienko introduziu o método de ultrassom na prática terapêutica e foi o primeiro no mundo a realizar o tratamento combinado com ultrassom e corrente elétrica. Logo, o ultrassom tornou-se amplamente utilizado na fisioterapia, rapidamente ganhando fama como uma ferramenta muito eficaz. Antes de aplicar o ultrassom para tratar doenças humanas, seu efeito foi cuidadosamente testado em animais, mas novos métodos chegaram à prática da medicina veterinária somente depois de serem amplamente utilizados na medicina. As primeiras máquinas de ultra-som eram muito caras. O preço, é claro, não importa quando se trata da saúde das pessoas, mas na produção agrícola isso deve ser levado em consideração, pois não deve ser desvantajoso. Os primeiros métodos de tratamento ultrassônico foram baseados em observações puramente empíricas, porém, paralelamente ao desenvolvimento da fisioterapia ultrassônica, foram desenvolvidos estudos dos mecanismos da ação biológica do ultrassom. Seus resultados possibilitaram ajustes na prática do uso do ultrassom. Nas décadas de 1940-1950, por exemplo, acreditava-se que o ultrassom com intensidade de até 5 ... 6 W/cm² ou mesmo até 10 W/cm² fosse eficaz para fins terapêuticos. Logo, porém, as intensidades de ultra-som usados na medicina e na medicina veterinária começaram a diminuir. Assim, nos anos 60 do século XX. a intensidade máxima do ultra-som gerado pelos aparelhos de fisioterapia diminuiu para 2...3 W/sq.cm, e os aparelhos atualmente produzidos emitem ultra-som com intensidade não superior a 1 W/sq.cm. Mas hoje, na fisioterapia médica e veterinária, o ultra-som com uma intensidade de 0,05-0,5 W / sq. cm é usado com mais frequência. Conclusão É claro que não pude cobrir a história do desenvolvimento da física médica na íntegra, porque senão teria que contar detalhadamente cada descoberta física. Mas ainda assim, indiquei as principais etapas do desenvolvimento do mel. físicos: suas origens não se originam no século 20, como muitos acreditam, mas muito antes, em tempos antigos. Hoje, as descobertas daquela época parecerão insignificantes para nós, mas na verdade para aquele período foi um avanço indubitável no desenvolvimento. É difícil superestimar a contribuição dos físicos para o desenvolvimento da medicina. Veja Leonardo da Vinci, que descreveu a mecânica dos movimentos articulares. Se você observar objetivamente sua pesquisa, poderá entender que a ciência moderna das articulações inclui a grande maioria de seus trabalhos. Ou Harvey, que primeiro provou o fechamento da circulação sanguínea. Portanto, parece-me que devemos apreciar a contribuição dos físicos para o desenvolvimento da medicina. Lista de literatura usada 1. "Fundamentos da interação do ultrassom com objetos biológicos." Ultra-som em medicina, medicina veterinária e biologia experimental. (Autores: Akopyan V.B., Ershov Yu.A., editado por Shchukin S.I., 2005) Equipamentos e métodos de diagnóstico de radionuclídeos em medicina. Kalantarov K.D., Kalashnikov S.D., Kostylev V.A. e outros, ed. Viktorova V.A. Kharlamov I.F. Pedagogia. - M.: Gardariki, 1999. - 520 s; página 391 Eletricidade e homem; Manoilov V. E. ; Energoatomizdat 1998, pp. 75-92 Cherednichenko T.V. A música na história da cultura. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. p. 200 A Vida Cotidiana da Roma Antiga Através das Lentes do Prazer, Jean-Noel Robber, The Young Guard, 2006, p. 61 Platão. Diálogos; Pensamento, 1986, p. 693 Descartes R. Obras: Em 2 vol. - Vol. 1. - M.: Pensamento, 1989. Pp. 280, 278 Platão. Diálogos - Timeu; Pensamento, 1986, p. 1085 Leonardo da Vinci. Trabalhos selecionados. Em 2 vols. T.1. / Reimpressão da ed. 1935 - M.: Ladomir, 1995. Aristóteles. Obras em quatro volumes. T.1.Ed.V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, págs. 444, 441 Lista de recursos da Internet: Terapia de som - Nag-Cho http://tanadug.ru/tibetan-medicine/healing/sound-healing (data do tratamento 18.09.12) História da fototerapia - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (acessado em 21.09.12) Tratamento de fogo - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (acessado em 21.09.12) Medicina Oriental - (data de acesso 22.09.12)://arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam
O início do século 21 foi marcado por muitas descobertas no campo da medicina, que foram escritas em romances de ficção científica de 10 a 20 anos atrás, e os próprios pacientes só podiam sonhar. E embora muitas dessas descobertas esperem um longo caminho de introdução na prática clínica, elas não pertencem mais à categoria de desenvolvimentos conceituais, mas são na verdade dispositivos de trabalho, embora ainda não amplamente utilizados na prática médica.
1. Coração artificial AbioCor
Em julho de 2001, um grupo de cirurgiões de Louisville, Kentucky, conseguiu implantar um coração artificial de nova geração em um paciente. O dispositivo, batizado de AbioCor, foi implantado em um homem que sofria de insuficiência cardíaca. O coração artificial foi desenvolvido pela Abiomed, Inc. Embora dispositivos semelhantes tenham sido usados antes, o AbioCor é o mais avançado de seu tipo.
Nas versões anteriores, o paciente tinha que ser preso a um enorme console por meio de tubos e fios que eram implantados através da pele. Isso significava que a pessoa permanecia acorrentada à cama. A AbioCor, por outro lado, existe de forma completamente autônoma dentro do corpo humano, e não precisa de tubos ou fios adicionais que vão para fora.
2. Fígado bioartificial
A ideia de criar um fígado bioartificial surgiu com o Dr. Kenneth Matsumura, que decidiu dar uma nova abordagem ao assunto. O cientista criou um dispositivo que usa células do fígado coletadas de animais. O dispositivo é considerado bioartificial por ser composto de material biológico e artificial. Em 2001, o fígado bioartificial foi nomeado Invenção do Ano pela revista TIME.
3. Tablet com câmera
Com a ajuda de tal pílula, você pode diagnosticar o câncer nos estágios iniciais. O dispositivo foi criado com o objetivo de obter imagens coloridas de alta qualidade em espaços limitados. A pílula da câmera pode detectar sinais de câncer de esôfago e tem aproximadamente a largura de uma unha de um adulto e duas vezes mais.
4. Lentes de contato biônicas
As lentes de contato biônicas foram desenvolvidas por pesquisadores da Universidade de Washington. Eles conseguiram combinar lentes de contato elásticas com circuitos eletrônicos impressos. Esta invenção ajuda o usuário a ver o mundo sobrepondo imagens computadorizadas em cima de sua própria visão. Segundo os inventores, as lentes de contato biônicas podem ser úteis para motoristas e pilotos, mostrando-lhes rotas, informações meteorológicas ou veículos. Além disso, essas lentes de contato podem monitorar os indicadores físicos de uma pessoa, como níveis de colesterol, presença de bactérias e vírus. Os dados coletados podem ser enviados para um computador via transmissão sem fio.
5. Braço biônico iLIMB
Criada por David Gow em 2007, a mão biônica iLIMB foi o primeiro membro artificial do mundo a apresentar cinco dedos mecanizados individualmente. Os usuários do aparelho poderão pegar objetos de várias formas - por exemplo, as alças de xícaras. iLIMB consiste em 3 partes separadas: 4 dedos, polegar e palma. Cada uma das partes contém seu próprio sistema de controle.
6. Assistentes de robô durante as operações
Os cirurgiões usam braços robóticos há algum tempo, mas agora existe um robô que pode realizar a operação por conta própria. Um grupo de cientistas da Duke University já testou o robô. Eles o usaram em um peru morto (porque a carne de peru tem uma textura semelhante à humana). O sucesso dos robôs é estimado em 93%. Claro, é muito cedo para falar sobre robôs cirúrgicos autônomos, mas esta invenção é um grande passo nessa direção.
7 Leitor de Mentes
A leitura da mente é um termo usado pelos psicólogos para se referir à detecção e análise subconsciente de pistas não verbais, como expressões faciais ou movimentos da cabeça. Esses sinais ajudam as pessoas a entender o estado emocional umas das outras. Esta invenção é uma criação de três cientistas do MIT Media Lab. A máquina de leitura de mentes escaneia os sinais cerebrais do usuário e notifica aqueles com quem se comunica. O dispositivo pode ser usado para trabalhar com pessoas autistas.
8. Elekta Axesse
Elekta Axesse é um dispositivo anti-câncer de última geração. Foi criado para tratar tumores em todo o corpo - na coluna, pulmões, próstata, fígado e muitos outros. Elekta Axesse combina várias funcionalidades. O dispositivo pode produzir radiocirurgia estereotáxica, radioterapia estereotáxica, radiocirurgia. Durante o tratamento, os médicos têm a oportunidade de observar uma imagem 3D da área a ser tratada.
9. eLEGS do exoesqueleto
O exoesqueleto eLEGS é uma das invenções mais impressionantes do século XXI. É fácil de usar e os pacientes podem usá-lo não apenas no hospital, mas também em casa. O dispositivo permite que você fique de pé, caminhe e até suba escadas. O exoesqueleto é adequado para pessoas com altura de 157 cm a 193 cm e peso de até 100 kg.
dez. escriba de olho
Este dispositivo foi projetado para ajudar as pessoas acamadas a se comunicarem. A ocular é uma criação conjunta de pesquisadores do Ebeling Group, da Not Impossible Foundation e do Graffiti Research Lab. A tecnologia é baseada em óculos baratos de rastreamento ocular, alimentados por software de código aberto. Esses óculos permitem que as pessoas que sofrem de síndrome neuromuscular se comuniquem desenhando ou escrevendo na tela, capturando o movimento dos olhos e convertendo-o em linhas na tela.
Ekaterina Martynenko
A física é uma das ciências mais importantes estudadas pelo homem. Sua presença é perceptível em todas as esferas da vida, às vezes as descobertas até mudam o curso da história. É por isso que os grandes físicos são tão interessantes e significativos para as pessoas: seu trabalho é relevante mesmo depois de muitos séculos após sua morte. Quais cientistas devem ser conhecidos antes de tudo?
André-Marie Ampère
O físico francês nasceu na família de um empresário de Lyon. A biblioteca dos pais estava cheia de obras de importantes cientistas, escritores e filósofos. Desde a infância, André gostava de ler, o que o ajudou a adquirir conhecimentos aprofundados. Aos doze anos, o menino já havia aprendido o básico da matemática superior e, no ano seguinte, apresentou seu trabalho à Academia de Lyon. Logo começou a dar aulas particulares e, a partir de 1802, trabalhou como professor de física e química, primeiro em Lyon e depois na Escola Politécnica de Paris. Dez anos depois, foi eleito membro da Academia de Ciências. Os nomes dos grandes físicos são frequentemente associados aos conceitos aos quais dedicaram suas vidas a estudar, e Ampère não é exceção. Ele lidou com os problemas de eletrodinâmica. A unidade de corrente elétrica é medida em amperes. Além disso, foi o cientista que introduziu muitos dos termos usados hoje. Por exemplo, estas são as definições de "galvanômetro", "tensão", "corrente elétrica" e muitas outras.
Robert Boyle
Muitos grandes físicos conduziram seu trabalho em uma época em que a tecnologia e a ciência estavam praticamente em sua infância e, apesar disso, conseguiram. Por exemplo, um nativo da Irlanda. Ele estava envolvido em vários experimentos físicos e químicos, desenvolvendo a teoria atomística. Em 1660, ele conseguiu descobrir a lei da variação do volume dos gases em função da pressão. Muitos dos grandes de sua época não tinham ideia de átomos, e Boyle não apenas estava convencido de sua existência, mas também formou vários conceitos relacionados a eles, como "elementos" ou "corpúsculos primários". Em 1663, ele conseguiu inventar o tornassol e, em 1680, foi o primeiro a propor um método para obter fósforo dos ossos. Boyle foi membro da Royal Society of London e deixou muitos trabalhos científicos.
Niels Bohr
Não raramente, grandes físicos se tornaram cientistas importantes também em outros campos. Por exemplo, Niels Bohr também era químico. Membro da Royal Danish Society of Sciences e um dos principais cientistas do século XX, Niels Bohr nasceu em Copenhague, onde recebeu sua educação superior. Por algum tempo colaborou com os físicos ingleses Thomson e Rutherford. O trabalho científico de Bohr tornou-se a base para a criação da teoria quântica. Muitos grandes físicos trabalharam posteriormente nas direções originalmente criadas por Niels, por exemplo, em algumas áreas da física teórica e da química. Poucas pessoas sabem, mas ele também foi o primeiro cientista que lançou as bases do sistema periódico de elementos. Na década de 1930 fez muitas descobertas importantes na teoria atômica. Por suas realizações, ele foi agraciado com o Prêmio Nobel de Física.
Max Nascido
Muitos grandes físicos vieram da Alemanha. Por exemplo, Max Born nasceu em Breslau, filho de um professor e pianista. Desde a infância ele gostava de física e matemática e entrou na Universidade de Göttingen para estudá-los. Em 1907, Max Born defendeu sua dissertação sobre a estabilidade dos corpos elásticos. À semelhança de outros grandes físicos da época, como Niels Bohr, Max colaborou com especialistas de Cambridge, nomeadamente com a Thomson. Born também se inspirou nas ideias de Einstein. Max estava envolvido no estudo de cristais e desenvolveu várias teorias analíticas. Além disso, Born criou a base matemática da teoria quântica. Como outros físicos, o antimilitarista Born categoricamente não queria a Grande Guerra Patriótica e, durante os anos de batalhas, teve que emigrar. Posteriormente, ele denunciará o desenvolvimento de armas nucleares. Por todas as suas realizações, Max Born recebeu o Prêmio Nobel e também foi aceito em muitas academias científicas.
Galileu Galilei
Alguns grandes físicos e suas descobertas estão ligados ao campo da astronomia e das ciências naturais. Por exemplo, Galileu, um cientista italiano. Enquanto estudava medicina na Universidade de Pisa, ele se familiarizou com a física de Aristóteles e começou a ler os matemáticos antigos. Fascinado por essas ciências, ele abandonou a escola e começou a compor "Pequenas Escalas" - uma obra que ajudou a determinar a massa de ligas metálicas e descreveu os centros de gravidade das figuras. Galileu tornou-se famoso entre os matemáticos italianos e recebeu uma cadeira em Pisa. Depois de algum tempo, ele se tornou o filósofo da corte do Duque de Medici. Em suas obras, estudou os princípios de equilíbrio, dinâmica, queda e movimento dos corpos, bem como a resistência dos materiais. Em 1609 ele construiu o primeiro telescópio, dando uma ampliação de três vezes, e depois - com uma de trinta e duas vezes. Suas observações forneceram informações sobre a superfície da Lua e os tamanhos das estrelas. Galileu descobriu as luas de Júpiter. Suas descobertas causaram impacto no campo científico. O grande físico Galileu não foi muito aprovado pela igreja, e isso determinou a atitude em relação a ele na sociedade. No entanto, ele continuou a trabalhar, o que motivou a denúncia da Inquisição. Ele teve que desistir de seus ensinamentos. Mas, no entanto, alguns anos depois, foram publicados tratados sobre a rotação da Terra em torno do Sol, criados com base nas ideias de Copérnico: com a explicação de que isso é apenas uma hipótese. Assim, a contribuição mais importante do cientista foi preservada para a sociedade.
Isaac Newton
As invenções e ditados de grandes físicos muitas vezes se tornam uma espécie de metáfora, mas a lenda da maçã e a lei da gravidade são as mais famosas. Todo mundo conhece o herói desta história, segundo o qual ele descobriu a lei da gravidade. Além disso, o cientista desenvolveu o cálculo integral e diferencial, tornou-se o inventor do telescópio espelho e escreveu muitos trabalhos fundamentais sobre óptica. Os físicos modernos o consideram o criador da ciência clássica. Newton nasceu em uma família pobre, estudou em uma escola simples e depois em Cambridge, enquanto trabalhava como servo em paralelo para pagar seus estudos. Já em seus primeiros anos, surgiram-lhe idéias, que no futuro se tornarão a base para a invenção de sistemas de cálculo e a descoberta da lei da gravidade. Em 1669 tornou-se conferencista no departamento e em 1672 membro da Royal Society of London. Em 1687, foi publicada a obra mais importante intitulada "Inícios". Por realizações inestimáveis em 1705, Newton recebeu a nobreza.
Christian Huygens
Como muitas outras grandes pessoas, os físicos muitas vezes eram talentosos em vários campos. Por exemplo, Christian Huygens, natural de Haia. Seu pai era diplomata, cientista e escritor, seu filho recebeu uma excelente formação na área jurídica, mas se interessou pela matemática. Além disso, Christian falava excelente latim, sabia dançar e andar a cavalo, tocava música no alaúde e no cravo. Quando criança, ele conseguiu se construir de forma independente e trabalhou nisso. Durante seus anos de universidade, Huygens se correspondeu com o matemático parisiense Mersenne, o que influenciou muito o jovem. Já em 1651 publicou um trabalho sobre a quadratura do círculo, elipse e hipérbole. Seu trabalho lhe permitiu ganhar uma reputação como um excelente matemático. Então ele se interessou pela física, escreveu vários trabalhos sobre corpos em colisão, o que influenciou seriamente as ideias de seus contemporâneos. Além disso, ele fez contribuições para a óptica, projetou um telescópio e até escreveu um artigo sobre cálculos de jogos de azar relacionados à teoria da probabilidade. Tudo isso o torna uma figura de destaque na história da ciência.
James Maxwell
Grandes físicos e suas descobertas merecem todo o interesse. Assim, James-Clerk Maxwell alcançou resultados impressionantes, com os quais todos deveriam se familiarizar. Ele se tornou o fundador das teorias da eletrodinâmica. O cientista nasceu em uma família nobre e foi educado nas universidades de Edimburgo e Cambridge. Por suas realizações, ele foi admitido na Royal Society de Londres. Maxwell abriu o Laboratório Cavendish, que estava equipado com a mais recente tecnologia para a realização de experimentos físicos. No decorrer de seu trabalho, Maxwell estudou eletromagnetismo, a teoria cinética dos gases, questões de visão de cores e óptica. Ele também se mostrou um astrônomo: foi ele quem estabeleceu que eles são estáveis e consistem em partículas não relacionadas. Ele também estudou dinâmica e eletricidade, tendo uma séria influência sobre Faraday. Tratados abrangentes sobre muitos fenômenos físicos ainda são considerados relevantes e procurados na comunidade científica, tornando Maxwell um dos maiores especialistas neste campo.
Albert Einstein
O futuro cientista nasceu na Alemanha. Desde a infância, Einstein adorava matemática, filosofia, gostava de ler livros de ciência populares. Para a educação, Albert foi para o Instituto de Tecnologia, onde estudou sua ciência favorita. Em 1902, tornou-se funcionário do escritório de patentes. Durante os anos de trabalho lá, ele publicará vários artigos científicos de sucesso. Seus primeiros trabalhos estão relacionados com a termodinâmica e a interação entre moléculas. Em 1905, um dos trabalhos foi aceito como dissertação e Einstein tornou-se doutor em ciências. Albert possuía muitas ideias revolucionárias sobre a energia dos elétrons, a natureza da luz e o efeito fotoelétrico. A mais importante foi a teoria da relatividade. As conclusões de Einstein transformaram as ideias da humanidade sobre tempo e espaço. Absolutamente merecidamente, ele foi agraciado com o Prêmio Nobel e reconhecido em todo o mundo científico.
Em meados do século XIX, houve muitas descobertas surpreendentes. Por mais surpreendente que possa parecer, grande parte dessas descobertas foi feita em um sonho. Portanto, aqui mesmo os céticos estão perdidos e acham difícil dizer qualquer coisa para refutar a existência de sonhos visionários ou proféticos. Muitos cientistas estudaram esse fenômeno. O físico, médico, fisiologista e psicólogo alemão Hermann Helmolz em suas pesquisas chegou à conclusão de que na busca da verdade uma pessoa acumula conhecimento, depois analisa e compreende as informações recebidas, e depois vem a etapa mais importante - o insight, que tanto muitas vezes acontece em um sonho. Foi assim que muitos cientistas pioneiros chegaram ao insight. Agora damos a você a oportunidade de conhecer algumas das descobertas feitas em um sonho.
Filósofo, matemático, mecânico, físico e fisiologista francês René Descartes Durante toda a sua vida, ele sustentou que não há nada de misterioso no mundo que não possa ser entendido. No entanto, ainda havia um fenômeno inexplicável em sua vida. Esse fenômeno foram sonhos proféticos que ele teve aos vinte e três anos de idade e que o ajudaram a fazer várias descobertas em vários campos da ciência. Na noite de 10 para 11 de novembro de 1619, Descartes teve três sonhos proféticos. O primeiro sonho foi sobre como um forte redemoinho o arranca das paredes da igreja e do colégio, levando-o em direção a um refúgio onde ele não tem mais medo nem do vento nem de outras forças da natureza. No segundo sonho, ele está assistindo a uma forte tempestade e entende que, assim que consegue considerar a causa da origem desse furacão, ele imediatamente se acalma e não pode causar nenhum dano a ele. E no terceiro sonho, Descartes lê um poema em latim que começa com as palavras “Por que caminho devo seguir o caminho da vida?”. Acordando, Descartes percebeu que havia descoberto a chave para o verdadeiro fundamento de todas as ciências.
Físico teórico dinamarquês, um dos fundadores da física moderna Niels Bohr desde seus anos de escola mostrou interesse em física e matemática, e na Universidade de Copenhague defendeu seus primeiros trabalhos. Mas a descoberta mais importante ele conseguiu fazer em um sonho. Ele pensou por muito tempo em busca de uma teoria da estrutura do átomo, e um dia um sonho lhe ocorreu. Nesse sonho, Bor estava em um coágulo incandescente de gás ardente - o Sol, em torno do qual os planetas giravam, conectado a ele por fios. Então o gás se solidificou e o "Sol" e os "planetas" diminuíram drasticamente. 
Acordando, Bohr percebeu que este era o modelo do átomo que ele estava tentando descobrir por tanto tempo. O sol era o núcleo em torno do qual os elétrons (planetas) giravam! Essa descoberta mais tarde se tornou a base de todo o trabalho científico de Bohr. A teoria lançou as bases para a física atômica, que trouxe Niels Bohr reconhecimento mundial e o Prêmio Nobel. Mas logo, durante a Segunda Guerra Mundial, Bohr lamentou um pouco sua descoberta, que poderia ser usada como arma contra a humanidade.
Até 1936, os médicos acreditavam que os impulsos nervosos no corpo eram transmitidos por uma onda elétrica. Um avanço na medicina foi a descoberta Otto Loewy- Farmacologista austro-alemão e americano, que em 1936 ganhou o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina. Em tenra idade, Otto sugeriu pela primeira vez que os impulsos nervosos são transmitidos através de mediadores químicos. Mas como ninguém deu ouvidos ao jovem estudante, a teoria ficou de lado. Mas em 1921, dezessete anos depois que a teoria inicial foi apresentada, na véspera do domingo de Páscoa, Loewy acordou à noite, em suas próprias palavras, “rabiscou algumas notas em um pedaço de papel fino. De manhã não consegui decifrar meus rabiscos. Na noite seguinte, exatamente às três horas, o mesmo pensamento me ocorreu novamente. Este foi o desenho de um experimento destinado a determinar se a hipótese da transferência de momento químico, que apresentei há 17 anos, está correta. Imediatamente levantei da cama, fui ao laboratório e montei um experimento simples no coração de um sapo de acordo com o esquema que surgiu à noite. Assim, graças a um sonho noturno, Otto Loewy continuou pesquisando sua teoria e provou ao mundo inteiro que os impulsos são transmitidos não por uma onda elétrica, mas por meio de mediadores químicos.
químico orgânico alemão Friedrich August Kekule declarou publicamente que fez sua descoberta na química graças a um sonho profético. Por muitos anos ele tentou encontrar a estrutura molecular do benzeno, que fazia parte do óleo natural, mas essa descoberta não sucumbiu a ele. Ele pensou em resolver o problema dia e noite. Às vezes ele até sonhava que já havia descoberto a estrutura do benzeno. Mas essas visões eram apenas o resultado do trabalho de sua consciência sobrecarregada. Mas uma noite, na noite de 1865, Kekule estava sentado em casa perto da lareira e cochilou silenciosamente. Mais tarde, ele mesmo falou sobre seu sonho: “Eu estava sentado e escrevendo um livro didático, mas o trabalho não se movia, meus pensamentos pairavam em algum lugar distante. Virei minha cadeira em direção ao fogo e cochilei. Os átomos saltaram diante dos meus olhos novamente. Desta vez, os pequenos grupos mantiveram-se modestamente em segundo plano. Meu olho mental agora podia distinguir longas linhas se contorcendo como cobras. Mas olhe! Uma das cobras agarrou sua própria cauda e, dessa forma, como se estivesse provocando, girou na frente dos meus olhos. Foi como se um relâmpago me acordasse: e desta vez passei o resto da noite pensando nas consequências da hipótese. Como resultado, descobriu que o benzeno nada mais é do que um anel de seis átomos de carbono. Naquela época, essa descoberta foi uma revolução na química.
Hoje, todos já devem ter ouvido falar que a famosa Tabela Periódica dos Elementos Químicos Dmitri Ivanovich Mendeleev foi visto por ele em um sonho. Mas nem todo mundo sabe como isso realmente aconteceu. Esse sonho ficou conhecido pelas palavras de um amigo do grande cientista A. A. Inostrantsev. Ele disse que Dmitry Ivanovich trabalhou por muito tempo na sistematização de todos os elementos químicos conhecidos na época em uma tabela. Ele viu claramente a estrutura da mesa, mas não tinha ideia de como colocar tantos elementos ali. Em busca de uma solução para o problema, ele não conseguia nem dormir. No terceiro dia, ele adormeceu de exaustão bem no local de trabalho. Imediatamente ele viu em um sonho uma mesa na qual todos os elementos estavam dispostos corretamente. Ele acordou e rapidamente escreveu o que viu em um pedaço de papel que estava à mão. Como se viu mais tarde, a tabela foi feita quase perfeitamente corretamente, levando em consideração os dados sobre elementos químicos que existiam naquela época. Dmitry Ivanovich fez apenas alguns ajustes.
Anatomista e fisiologista alemão, professor nas universidades de Derpt (Tartu) (1811) e Koenigsberg (1814) - Carl Friedrich Burdach deu grande importância aos seus sonhos. Através dos sonhos ele fez uma descoberta sobre a circulação do sangue. Ele escreveu que, em um sonho, suposições científicas costumavam ocorrer a ele, o que lhe parecia muito importante, e disso ele acordou. Tais sonhos aconteciam principalmente durante os meses de verão. Basicamente, esses sonhos se relacionavam com os assuntos que ele estava estudando na época. Mas às vezes ele sonhava com coisas que naquela época nem pensava. Aqui está a história do próprio Burdakh: “... em 1811, quando eu ainda aderi firmemente às opiniões usuais sobre a circulação sanguínea e não fui influenciado pelas opiniões de qualquer outra pessoa sobre esse assunto, e eu mesmo, de modo geral, estava ocupado com coisas completamente diferentes, sonhei que o sangue flui por sua própria força e pela primeira vez põe o coração em movimento, de modo que considerá-lo como a causa do movimento do sangue é o mesmo que explicar o fluxo de um corrente pela ação de um moinho, que é ele quem põe em movimento. Através desse sonho nasceu a ideia da circulação sanguínea. Mais tarde, em 1837, Friedrich Burdach publicou seu trabalho intitulado "Antropologia, ou Consideração da Natureza Humana de Vários Lados", que continha informações sobre o sangue, sua composição e finalidade, sobre os órgãos da circulação sanguínea, transformação e respiração.
Após a morte de um amigo próximo que morreu de diabetes em 1920, um cientista canadense Frederick Grant Banting decidiu dedicar sua vida a criar uma cura para esta terrível doença. Começou por estudar a literatura sobre esta questão. O artigo de Moses Barron "Sobre o bloqueio do ducto pancreático por cálculos biliares" causou uma grande impressão no jovem cientista, como resultado do qual ele teve um sonho famoso. Nesse sonho, ele entendeu como agir corretamente. Acordando no meio da noite, Banting escreveu o procedimento para conduzir o experimento em um cão: “Ligue os ductos pancreáticos em cães. Espere de seis a oito semanas. Excluir e extrair." Muito em breve ele deu vida ao experimento. Os resultados do experimento foram surpreendentes. Frederick Banting descobriu o hormônio insulina, que ainda é usado como principal medicamento no tratamento do diabetes. Em 1923, Frederick Banting, de 32 anos (junto com John McLeod), recebeu o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina, tornando-se o vencedor mais jovem. E em homenagem a Banting, o Dia Mundial do Diabetes é comemorado em seu aniversário, 14 de novembro.
