04/05/2017
Современные клиники и госпитали оснащены сложнейшей диагностической аппаратурой, с помощью которой удается установить точный диагноз заболевания, без чего, как известно, любая фармакотерапия становится не только бессмысленной, но и вредной. Значительный прогресс наблюдается и в физиотерапевтических процедурах, где соответствующие приборы показывают высокую эффективность. Такие достижения стали возможными благодаря усилиям физиков-конструкторов, которые, как шутят ученые, «возвращают долг» медицине, ведь на заре становления физики как науки весьма весомый вклад в нее сделали многие врачи
Уильям Гильберт: у истоков науки об электричестве и магнетизме
Основоположником науки об электричестве и магнетизме по сути является Уильям Гильберт (1544–1603) - выпускник колледжа святого Джона в Кембридже. Этот человек благодаря своим незаурядным способностям сделал головокружительную карьеру: через два года после окончания колледжа он становится бакалавром, через четыре - магистром, через пять - доктором медицины и, наконец, получает пост лейб-медика королевы Елизаветы.
Несмотря на занятость, Гильберт начал изучать магнетизм. По всей видимости, толчком к этому послужил тот факт, что толченый магнит в средние века считался лекарством. В результате он создал первую теорию магнитных явлений, установив, что любые магниты имеют два полюса, при этом разноименные полюсы притягиваются, а одноименные - отталкиваются. Проводя опыт с железным шаром, который взаимодействовал с магнитной стрелкой, ученый впервые высказал предположение о том, что Земля является гигантским магнитом, а оба магнитных полюса Земли могут совпадать с географическими полюсами планеты.
Гильберт открыл, что при нагревании магнита выше определенной температуры его магнитные свойства исчезают. Впоследствии это явление было исследовано Пьером Кюри и названо «точка Кюри».
Гильберт также изучал электрические явления. Поскольку некоторые минералы при натирании о шерсть приобретали свойство притягивать легкие тела, а наибольший эффект наблюдался у янтаря, ученый ввел в науку новый термин, назвав подобные явления электрическими (от лат. ēlectricus - «янтарный»). Он также изобрел прибор для обнаружения заряда - электроскоп.
В честь Уильяма Гильберта названа единица измерения магнитодвижущей силы в СГС - гильберт.
Жан Луи Пуазейль: один из пионеров реологии
Член Французской медицинской академии Жан Луи Пуазейль (1799–1869) в современных энциклопедиях и справочниках числится не только как врач, но и как физик. И это справедливо, поскольку, занимаясь вопросами кровообращения и дыхания животных и людей, он сформулировал законы движения крови в сосудах в виде важных физических формул. В 1828 г. ученый впервые применил ртутный манометр для измерения артериального давления у животных. В процессе исследования проблем кровообращения Пуазейлю пришлось заняться гидравлическими экспериментами, в которых он экспериментально установил закон истечения жидкости через тонкую цилиндрическую трубку. Данный тип ламинарного течения получил название «течение Пуазейля», а в современной науке о течении жидкостей - реологии - его именем названа также единица динамической вязкости - пуаз.
Жан-Бернар Леон Фуко: наглядный опыт
Свое имя Жан-Бернар Леон Фуко (1819–1868), врач по образованию, обессмертил отнюдь не достижениями в медицине, а прежде всего тем, что сконструировал тот самый маятник, названный в его честь и известный ныне каждому школьнику, с помощью которого было наглядно доказано вращение Земли вокруг своей оси. В 1851 г., когда Фуко впервые продемонстрировал свой опыт, об этом заговорили повсюду. Всем хотелось своими глазами увидеть вращение Земли. Дело дошло до того, что президент Франции принц Луи-Наполеон лично разрешил поставить этот опыт в поистине гигантских масштабах, чтобы демонстрировать его публично. Фуко было предоставлено здание парижского Пантеона, высота купола которого составляет 83 м, поскольку в этих условиях отклонение плоскости качания маятника было намного заметней.
Кроме этого, Фуко сумел определить скорость света в воздухе и воде, изобрел гироскоп, первым обратил внимание на нагревание металлических масс при быстром вращении их в магнитном поле (токи Фуко), а также сделал много других открытий, изобретений и усовершенствований в области физики. В современных энциклопедиях Фуко числится не как врач, а как французский физик, механик и астроном, член Парижской Академии наук и других престижных академий.
Юлиус Роберт фон Майер: опередивший свое время
Немецкий ученый Юлиус Роберт фон Майер - сын аптекаря, окончивший медицинский факультет Тюбингенского университета и впоследствии получивший степень доктора медицины, оставил свой след в науке и как врач, и как физик. В 1840–1841 гг. он принимал участие в плавании на остров Яву в качестве корабельного врача. Во время плавания Майер заметил, что у матросов цвет венозной крови в тропиках значительно светлее, чем в северных широтах. Это привело его к мысли, что в жарких странах для поддержания нормальной температуры тела должно окисляться («сгорать») меньше пищевых продуктов, чем в холодных, то есть существует связь между потреблением еды и образованием тепла.
Он также установил, что количество окисляемых продуктов в организме человека возрастает по мере увеличения объема выполняемой им работы. Все это дало Майеру основание допустить, что теплота и механическая работа способны к взаимопревращению. Результаты своих исследований он изложил в нескольких научных работах, где впервые четко сформулировал закон сохранения энергии и теоретически рассчитал численное значение механического эквивалента теплоты.
«Природа» на греческом «physis», а в английском языке до сих пор врач - «physician», поэтому на шутку о «долге» физиков перед врачами можно ответить другой шуткой: «Никакого долга нет, просто название профессии обязывало»
По представлениям Майера, движение, теплота, электричество и т.п. - качественно различные формы «сил» (так Майер называл энергию), превращающихся друг в друга в равных количественных соотношениях. Он рассмотрел также этот закон применительно к процессам, происходящим в живых организмах, утверждая, что аккумулятором солнечной энергии на Земле являются растения, в других же организмах происходят лишь превращения веществ и «сил», но не их создание. Идеи Майера не были поняты современниками. Это обстоятельство, а также травля в связи с оспариванием приоритета в открытии закона сохранения энергии привели его к тяжелому нервному расстройству.
Томас Юнг: удивительное многообразие интересов
Среди выдающихся представителей науки ХІХ в. особое место принадлежит англичанину Томасу Юнгу (1773-1829), отличавшемуся многообразием интересов, среди которых были не только медицина, но и физика, искусство, музыка и даже египтология.
С ранних лет он обнаружил необыкновенные способности и феноменальную память. Уже в два года бегло читал, в четыре знал напамять много сочинений английских поэтов, к 14 годам познакомился с дифференциальным исчислением (по Ньютону), владел 10 языками, включая персидский и арабский. Позже научился играть почти на всех музыкальных инструментах того времени. А еще выступал в цирке как гимнаст и наездник!
С 1792 по 1803 г. Томас Юнг изучал медицину в Лондоне, Эдинбурге, Геттингене, Кембридже, но потом увлекся физикой, в частности оптикой и акустикой. В 21 год стал членом Королевского общества, а с 1802 по 1829 г. был его секретарем. Получил степень доктора медицины.
Исследования Юнга в области оптики позволили объяснить природу аккомодации, астигматизма и цветового зрения. Он также является одним из создателей волновой теории света, впервые указал на усиление и ослабление звука при наложении звуковых волн и предложил принцип суперпозиции волн. В теории упругости Юнгу принадлежат исследования деформации сдвига. Он же ввел характеристику упругости - модуль растяжения (модуль Юнга).
И все же главным занятием Юнга оставалась медицина: с 1811 г. и до конца жизни он работал врачом в больнице св. Георгия в Лондоне. Его интересовали проблемы лечения туберкулеза, он изучал функционирование сердца, работал над созданием системы классификации болезней.
Герман Людвиг Фердинанд фон Гельмгольц: в «свободное от медицины время»
Среди самых знаменитых физиков XIX в. Германа Людвига Фердинанда фон Гельмгольца (1821–1894) считают в Германии национальным достоянием. Первоначально он получил медицинское образование и защитил диссертацию, посвященную строению нервной системы. В 1849 г. Гельмгольц стал профессором кафедры физиологии Кенигсбергского университета. Физикой он увлекался в свободное от медицины время, но очень быстро его работы по закону сохранения энергии стали известны физикам всего мира.
Книга ученого «Физиологическая оптика» стала основой всей современной физиологии зрения. С именем врача, математика, психолога, профессора физиологии и физики Гельмгольца, изобретателя глазного зеркала, в XIX в. неразрывно связана коренная реконструкция физиологических представлений. Блестящий знаток высшей математики и теоретической физики, он поставил эти науки на службу физиологии и добился выдающихся результатов.
Прошедший год для науки был очень плодотворным. Особенного прогресса ученые достигли в сфере медицины. Человечество совершило удивительные открытия, научные прорывы и создало множество полезных медикаментов, которые непременно в скором времени окажутся в свободном доступе. Предлагаем ознакомиться с десяткой самых удивительных медицинских прорывов 2015 года, которые обязательно внесут серьезный вклад в развитие медицинских услуг в самое ближайшее время.
Открытие теиксобактина
В 2014 году Всемирная организация здравоохранения предупредила всех о том, что человечество вступает в так называемую постантибиотическую эру. И ведь, она оказалась правой. Наука и медицина аж с 1987 не производили, действительно, новых видов антибиотиков. Однако, болезни не стоят на месте. Каждый год появляются новые заразы, более устойчивые к существующим медикаментам. Это стало настоящей мировой проблемой. Тем не менее, в 2015 году ученые совершили открытие, которое, по их мнению, привнесет кардинальные перемены.
Ученые открыли новый класс антибиотиков из 25 противомикробных препаратов, включая очень важный, получивший название теиксобактин. Этот антибиотик уничтожает микробов, блокируя их способность производить новые клетки. Другими словами, микробы, под воздействием этого лекарства, не могут развиваться и вырабатывать со временем устойчивость к препарату. Теиксобактин, к настоящему моменту, доказал свою высокую эффективность в борьбе с резистентным золотистым стафилококком и несколькими бактериями, вызывающими туберкулез.
Лабораторные испытания теиксобактина проводились на мышах. Подавляющее большинство экспериментов показали эффективность препарата. Человеческие испытания должны начаться в 2017 году.
Медики вырастили новые голосовые связки
Одно из самых интересных и перспективных направлений в медицине является регенерация тканей. В 2015 году список воссозданных искусственным методом органов пополнился новым пунктом. Врачи из Висконсинского университета научились выращивать человеческие голосовые связки, фактически, из ничего.
Группа ученых под руководством доктора Натана Вельхэна биоинженерным способом создала ткань, способную имитировать работу слизистой оболочки голосовых связок, а именно, ту ткань, которая представляется двумя лепестками связок, которые вибрируя позволяют создавать человеческую речь. Клетки-доноры, из которых впоследствии были выращены новые связки, были взяты у пяти пациентов-добровольцев. В лабораторных условиях за две недели ученые вырастили необходимую ткань, после чего добавили ее к искусственному макету гортани.
Создаваемый полученными голосовыми связками звук, ученые описывают как металлический и сравнивают его со звуком роботизированного казу (игрушечный духовой музыкальный инструмент). Однако ученые уверены в том, что созданные ими голосовые связки в реальных условиях (то есть при имплантации в живой организм) будут звучать, почти, как настоящие.
В рамках одного из последних экспериментов на лабораторных мышах с привитым человеческим иммунитетом исследователи решили проверить, будет ли организм грызунов отторгать новую ткань. К счастью, этого не случилось. Доктор Вельхэм уверен, что ткань не будет отторгаться и человеческим организмом.
Лекарство от рака может помочь и пациентам с болезнью Паркинсона
Тисинга (или нилотиниб) является проверенным и одобренным лекарством, которое обычно используют для лечения людей с признаками лейкемии. Однако, новое исследование, проведенное медицинским центром Джорджтаунского университета, показывает, что лекарство Тасинга может являться очень сильным средством для контроля моторных симптомов у людей с болезнью Паркинсона, улучшая их моторные функции и контролируя немоторные симптомы этой болезни.
Фернандо Паган, один из докторов, проводивших данное исследование, считает, что нилотинибная терапия может являться первым в своем роде эффективным методом снижения деградации когнитивных и моторных функции у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона.
Ученые в течение шести месяцев давали увеличенные дозы нилотиниба 12 пациентам-добровольцам. У всех 12 пациентов, прошедших данное испытание препарата до конца, наблюдалось улучшение моторных функций. У 10 из них отметили значительное улучшение.
Основной задачей данного исследования была проверка безопасности и безвредности нилотиниба на человеческий организм. Используемая доза препарата была гораздо меньше той дозы, которая обычно дается пациентам с лейкемией. Несмотря на то, что препарат показал свою эффективность, исследование все же проводилось на небольшой группе людей без привлечения контрольных групп. Поэтому перед тем, как Тасингу начнут использовать в качестве терапии болезни Паркинсона, придется провести еще несколько испытаний и научных исследований.
Первая в мире 3D-напечатанная грудная клетка
Последние несколько лет технология 3D-печати проникает во многие сферы, приводя к удивительным открытиям, разработкам и новым методам производства. В 2015 году доктора из университетского госпиталя Саламанка в Испании провели первую в мире операцию по замене поврежденной грудной клетки пациента на новый 3D-напечатанный протез.
Человек страдал редким видом саркомы, и у врачей не осталось другого выбора. Чтобы избежать распространение опухоли дальше по организму, специалисты удалили у человека почти всю грудину и заменили кости титановым имплантатом.
Как правило, имплантаты для крупных отделов скелета производят из самых разных материалов, которые со временем могут изнашиваться. Помимо этого, замена столь сложного сочленения костей, как кости грудины, которые, как правило, уникальны в каждом отдельном случае, потребовала от врачей провести тщательное сканирование грудины человека, чтобы разработать имплантат нужного размера.
В качестве материала для новой грудины было решено использовать титановый сплав. После проведения высокоточной трехмерной компьютерной томографии, ученые использовали принтер Arcam стоимостью 1,3 миллиона долларов и создали новую титановую грудную клетку. Операция по установке новой грудины пациенту прошла успешно, и человек уже прошел полный курс реабилитации.
Из клеток кожи в клетки мозга
Ученые из калифорнийского Института Солка в Ла-Холья посвятили ушедший год исследованиям человеческого мозга. Они разработали метод трансформирования клеток кожи в мозговые клетки и уже нашли несколько полезных сфер применения новой технологии.
Следует отметить, что ученые нашли способ превращения кожных клеток в старые мозговые клетки, что упрощает дальнейшее их использование, например, при исследованиях болезней Альцгеймера и Паркинсона и их взаимосвязи с эффектами, вызываемыми старением. Исторически сложилось, что для таких исследований применялись клетки мозга животных, однако, ученые, в этом случае, были ограничены в своих возможностях.
Относительно недавно, ученые смогли превратить стволовые клетки в клетки мозга, которые можно использовать для исследований. Однако, это довольно трудоемкий процесс, и на выходе получаются клетки, не способные имитировать работу мозга пожилого человека.
Как только, исследователи разработали способ искусственного создания клеток мозга, они направили свои усилия на создание нейронов, которые обладали бы возможностью производства серотонина. И хотя, полученные клетки обладают лишь крошечной долей возможностей работы человеческого мозга, они активно помогают ученым в исследованиях и поиске лекарств от таких болезней и расстройств, как аутизм, шизофрения и депрессия.
Противозачаточные таблетки для мужчин
Японские ученые из Научно-исследовательского института исследований микробных заболеваний в Осаке опубликовали новую научную работу, согласно которой в недалеком будущем мы сможем производить реально действующие противозачаточные таблетки для мужчин. В своей работе ученые описывают исследования препаратов «Такролимус» и «Цикслоспорин А».
Обычно, эти лекарства используются после проведения операций по трансплантации органов для подавления иммунной системы организма, чтобы та не отторгала новую ткань. Блокада происходит благодаря ингибированию производства энзима кальцинейрина, который содержит белки PPP3R2 и PPP3CC, обычно имеющиеся в мужском семени.
В своем исследовании на лабораторных мышах ученые обнаружили, что как только в организмах грызунов производится недостаточно белка PPP3CC, то их репродуктивные функции резко сокращаются. Это натолкнуло исследователей к выводу, что недостаточный объем этого белка может привести к стерильности. После более тщательного изучения специалисты заключили, что данный белок дает клеткам спермы гибкость и необходимые силу и энергию для проникновения через мембрану яйцеклетки.
Проверка на здоровых мышах только подтвердила их открытие. Всего пять дней применения препаратов «Такролимус» и «Цикслоспорин А» привело к полной бесплодности мышей. Однако, их репродуктивная функция полностью восстановилась всего через неделю после того, как им перестали давать эти препараты. Важно отметить, что кальцинейрин не является гормоном, поэтому применение препаратов никоим образом не снижает половое влечение и возбудимость организма.
Несмотря на многообещающие результаты, потребуется несколько лет для создания реальных мужских противозачаточных таблеток. Около 80 процентов исследований на мышах не применимы для человеческих случаев. Однако, ученые по-прежнему надеются на успех, так как эффективность препаратов была доказана. Кроме того, аналогичные препараты уже прошли человеческие клинические испытания и широко используются.
Печать ДНК
Технологии 3D-печати привели к появлению уникальной новой индустрии - печати и продаже ДНК. Правда, термин «печать» здесь скорее используется именно для коммерческих целей, и необязательно описывает то, что же в этой сфере происходит на самом деле.
Исполнительный директор компании Cambrian Genomics объясняет, что данный процесс лучше всего описывает фраза «проверка на ошибки», нежели «печать». Миллионы частей ДНК помещаются на крошечные металлические подложки и сканируются компьютером, который отбирает те цепи, которые в конечном итоге должны будут составлять всю последовательность ДНК-цепочки. После этого, лазером аккуратно вырезаются нужные связи и помещаются в новую цепочку, предварительно заказанную клиентом.
Такие компании, как Cambrian, считают, что в будущем люди смогут благодаря специальному компьютерному оборудованию и программному обеспечению создавать новые организмы просто для развлечения. Конечно же, такие предположения сразу же вызовут праведный гнев людей, сомневающихся в этической корректности и практической пользе данных исследований и возможностей, но рано или поздно, как бы мы этого хотели или не хотели, мы к этому придем.
Сейчас же ДНК-печать демонстрирует немногообещающий потенциал в медицинской сфере. Производители лекарств и исследовательские компании - вот, список первых клиентов таких компаний, как Cambrian.
Исследователи из Каролинского института в Швеции пошли еще дальше и начали создавать из ДНК-цепочек различные фигурки. ДНК-оригами, как они это называют, может на первый взгляд показаться обычным баловством, однако, практический потенциал использования у этой технологии тоже имеется. Например, его можно будет применять при доставке лекарственных средств в организм.
Наноботы в живом организме
В начале 2015 года сфера робототехники одержала большую победу, когда группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего объявила о том, что провела первые успешные тесты с применением наноботов, которые выполнили поставленную перед ними задачу, находясь внутри живого организма.
Живым организмом в данном случае выступали лабораторные мыши. После помещения наноботов внутрь животных микромашины направились к желудкам грызунов и доставили помещенный на них груз, в качестве которого выступали микроскопические частички золота. К концу процедуры ученые не отметили никаких повреждений внутренних органов мышей и, тем самым, подтвердили полезность, безопасность и эффективность наноботов.
Дальнейшие тесты показали, что доставленных наноботами частичек золота в желудках остается больше, чем тех, которые были просто введены туда с приемом пищи. Это натолкнуло ученых на мысль о том, что наноботы в будущем смогут гораздо эффективные доставлять нужные лекарства внутрь организма, чем при более традиционных методах их введения.
Моторная цепь крошечных роботов состоит из цинка. Когда она попадает в контакт с кислотно-щелочной средой организма, происходит химическая реакция, в результате которой производятся пузырьки водорода, которые и продвигают наноботов внутри. Спустя какое-то время, наноботы просто растворяются в кислотной среде желудка.
Несмотря на то, что данная технология разрабатывается уже почти десятилетие, только в 2015 году ученые смогли провести ее фактические тесты в живой среде, а не обычных чашках Петри, как делалось много раз до этого. В будущем наноботов можно будет использовать для определения и даже лечения различных болезней внутренних органов, путем воздействия нужными лекарствами на отдельные клетки.
Инъекционный мозговой наноимплантат
Группа ученых из Гарварда разработала имплантат, обещающий возможность лечения ряда нейродегенеративных расстройств, которые приводят к параличу. Имплантат представляет собой электронное устройство, состоящее из универсального каркаса (сетки), к которому в дальнейшем можно будет подсоединять различные наноустройства уже после введения его в мозг пациента. Благодаря имплантату, можно будет следить за нейронной активностью мозга, стимулировать работу определенных тканей, а также ускорять регенерацию нейронов.
Электронная сетка состоит из проводящих полимерных нитей, транзисторов или наноэлектродов, которые соединяют между собой пересечения. Почти вся площадь сетки состоит из отверстий, что позволяет живым клеткам образовывать новые соединения вокруг нее.
К началу 2016 года команда ученых из Гарварда, по-прежнему, проводит тесты безопасности использования подобного имплантата. Например, двум мышам имплантировали в мозг устройство, состоящее из 16 электрических компонентов. Устройства успешно используются для мониторинга и стимуляции определенных нейронов.
Искусственное производство тетрагидроканнабинола
Многие годы марихуана использовалась в медицине в качестве обезболивающего средства и в частности, для улучшения состояний больных раком и СПИДом. В медицине также активно используется и синтетический заменитель марихуаны, а точнее ее основного психоактивного компонента тетрагидроканнабинола (или THC).
Однако, биохимики из Технического университета Дортмунда объявили о создании нового вида дрожжевого грибка, производящего THC. Более того, по неопубликованным данным известно, что эти же ученые создали еще один вид дрожжевого грибка, который производит каннабидиол, другой психоактивный компонент марихуаны.
В марихуане содержится сразу несколько молекулярных соединений, которые интересуют исследователей. Поэтому, открытие эффективного искусственного способа создания этих компонентов в больших количествах могло бы принести медицине огромную пользу. Однако, метод обычного выращивания растений и последующая добыча необходимых молекулярных соединений является сейчас наиболее эффективным способом. Внутри 30 процентов сухой массы современных видов марихуаны может содержаться нужный компонент THC.
Несмотря на это, дортмундские ученые уверены, что смогут найти более эффективный и быстрый способ добычи THC в будущем. К настоящему моменту, созданный дрожжевой грибок повторно выращивается на молекулах такого же грибка, вместо предпочтительной альтернативы в виде простых сахаридов. Все это приводит к тому, что с каждой новой партией дрожжей уменьшается и количество свободного компонента THC.
В будущем, ученые обещают оптимизировать процесс, максимизировать производство THC и увеличить масштабы до индустриальных нужд, что, в конечном итоге, удовлетворит нужды медицинских исследований и европейских регуляторов, которые ищут новый способы производства тетрагидроканнабинола без выращивания самой марихуаны.
В XXI веке трудно угнаться за научным прогрессом. В последние годы мы научились выращивать в лабораториях органы, искусственно управлять активностью нервов, изобрели хирургических роботов, которые могут делать сложные операции.
Как известно, для того, чтобы зреть в будущее, необходимо помнить прошлое. Представляем семь великих научных открытий в медицине, благодаря которым удалось спасти миллионы человеческих жизней.
Анатомия тела
В 1538 году итальянский естествоиспытатель, «отец» современной анатомии, Везалий представил миру научное описание строения тела и определения всех органов человека. Трупы для анатомических исследований ему приходилось выкапывать на кладбище, так как Церковь запрещала подобные медицинские опыты.Сейчас великий ученый считается основоположником научной анатомии, в честь него называют кратеры на луне, с его изображением печатают марки в Венгрии, Бельгии, а при жизни за результаты своего упорного труда он чудом избежал инквизиции.
Вакцинация
Сейчас многие специалисты здравоохранения полагают, что открытие вакцин – колоссальный прорыв в истории медицины. Они предотвратили тысячи болезней, остановили повальную смертность и по сей день предупреждают инвалидность. Некоторые даже полагают, что это открытие превосходит все другие по количеству спасенных жизней. 
Английский врач Эдвард Дженнер, с 1803 года руководитель ложи оспопрививания в городе на Темзе, разработал первую в мире вакцину против «страшного божьего наказания» - оспы. Прививая безвредный для человека вирус коровьей болезни, он обеспечил иммунитет своим пациентам.
Препараты анестезии
Только представьте себе операцию без анестезии, или проведение хирургического вмешательства без устранения боли. Правда, мороз по коже? 200 лет назад любое лечение сопровождалось мучениями и дикой болью. Например, в Древнем Египте перед операцией пациента лишали сознания, передавливая сонную артерию. В других странах – поили отваром конопли, мака или белены. 
Первые эксперименты с анестетиками – закисью азота и эфирного газа - пустили в ход только в XIX веке. Переворот сознания хирургов произошел 16 октября 1986 года, когда американский дантист, Томас Мортон, извлек у пациента зуб при помощи эфирной анестезии.
Рентгеновские лучи
8 ноября 1895 года на основании работы одного из самых старательных и талантливых физиков XIX века Вильгельма Рентгена, медицина обрела технологию, способную произвести процесс диагностики множества заболеваний безоперационным путем. 
Этот научный прорыв, без которого сейчас не представляется работа ни одного медицинского учреждения, помогает определять множество заболеваний – от переломов до злокачественных образований. Рентгеновские лучи применяют при лучевой терапии.
Группа крови и резус-фактор
На рубеже XIX и XX веков свершилось величайшее достижение биологии и медицины: экспериментальные исследования иммунолога Карла Ландштейнера, позволили выявить индивидуальные антигенные характеристики эритроцитов и избежать дальнейших смертельных обострений, связанных с переливанием взаимоисключающих групп крови. 
Будущий профессор и лауреат Нобелевской премии доказал, что группа крови передается по наследству и разнится по свойствам эритроцитов. Впоследствии появилась возможность с помощью донорской крови излечивать раненых и омолаживать нездоровых людей – что в настоящее время является обыденной медицинской практикой.
Пенициллин
Открытие пенициллина дало старт развитию эры антибиотиков. Сейчас они спасают бесчисленное количество жизней, справляются с большинством древнейших летальных заболеваний, таких, как сифилис, гангрена, малярия и туберкулез. 
Пальма первенства в открытии важного лечебного препарата принадлежит британскому бактериологу Александру Флемингу, который вполне случайно обнаружил, что плесневый грибок убил бактерии в чашке Петри, которая валялась в раковине в лаборатории. Его работу продолжили Говард Флори и Эрнст Борис, выделив пенициллин в очищенном виде и поставив его на массовый поток производства.
Инсулин
Человечеству сложно вернуться в события столетней давности и поверить, что больные сахарным диабетом были обречены на смерть. Только в 1920 году канадский ученый Фредерик Бантинг и его коллеги определили гормон поджелудочной железы инсулин, который стабилизирует уровень сахара в крови и оказывает многогранное воздействие на обмен веществ. До сих пор инсулин сокращает число смертности и инвалидности, снижает потребность в госпитализации и дорогостоящих препаратах. 
Вышеперечисленные открытия – отправная точка всех дальнейших достижений медицины. Однако стоит помнить, что все перспективные возможности открыты перед человечеством благодаря уже установленным фактам и трудам наших предшественников. Редакция сайт предлагает вам познакомиться с самыми известными учеными в мире .
Условные рефлексы
По утверждению Ивана Петровича Павлова, выработка условного рефлекса происходит в результате формирования временной нервной связи между группами клеток коры мозга. Если выработать прочный условный пищевой рефлекс, например, на свет, то такой рефлекс является условным рефлексом первого порядка. На его базе можно выработать условный рефлекс второго порядка, для этого дополнительно применяют новый, предшествующий сигнал, например звук, подкрепляя его условным раздражителем первого порядка (светом).Иван Петрович Павлов исследовал условные и безусловные рефлексы человека
Если условный рефлекс подкреплялся всего несколько раз, он угасает быстро. На его восстановление приходится затрачивать почти столько же усилий, как и при его первичной выработке.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен
Многочисленные открытия, сделанные учеными во время сна, заставляют задуматься: то ли великим людям гениальные сны снятся чаще, чем простым менеджерам, то ли у них просто есть возможность их реализовать. Но все мы знаем, что «все возможно» правило одно на всех, так же как периодически всем сняться сны. Другое дело, что великие ученые не просто смотрят на свое подсознание в момент глубокого сна, они продолжают работать, и их размышления во сне, вероятно, более глубинные, чем наяву.
Рене Декарт (1596-1650), великий французский ученый, философ, математик, физик и физиолог
Он уверял, что на путь великих открытий его направили вещие сны, увиденные в возрасте двадцати трех лет. 10 ноября 1619 года в сновидении он взял в руки книгу, написанную на латыни, на первой же странице которой был выведен сокровенный вопрос: «Каким путем мне идти?». В ответ же, по словам Декарта, «Дух Истины раскрыл мне во сне взаимосвязь всех наук». После в течение трех столетий подряд его работы оказывали огромное влияние на науку.
Сновидение Нильса Бора принесло ему Нобелевскую премию, еще на студенческой скамье умудрился сделать открытие, изменившее научную картину мира. Ему приснилось, что он находится на Солнце - сияющем сгустке огнедышащего газа, - а планеты со свистом проносятся мимо него. Они вращались вокруг Солнца и были связаны с ним тонкими нитями. Неожиданно газ затвердел, «солнце» и «планеты» уменьшились, а Бор, по его собственному признанию, проснулся как от толчка: он понял, что открыл модель атома, которую так давно искал. «Солнце» из его сна было ничем иным, как неподвижным ядром, вокруг которого вращались «планеты»-электроны!
Что на самом деле произошло во сне Дмитрия Менделеева(1834-1907)
Дмитрий Менделеев
увидел свою таблицу во сне, и его пример – не единственный. Многие ученые признавались в том, что своими открытиями обязаны своим удивительным снам. Из их снов в нашу жизнь пришла не только таблица Менделеева, но и атомная бомба.
«Нет таких таинственных явлений, которые нельзя было бы понять» – утверждал Рене Декарт (1596-1650), великий французский ученый, философ, математик, физик и физиолог. Однако как минимум одно необъяснимое явление было хорошо известно ему на личном примере. Автор множества открытий, сделанных за свою жизнь в различных областях, Декарт не скрывал, что толчком для его разносторонних изысканий послужило несколько вещих снов, увиденных им в возрасте двадцати трех лет.
Дата одного из таких снов известна точно: 10 ноября 1619 года. Именно в ту ночь Рене Декарту открылось основное направление всех его будущих работ. В том сновидении он взял в руки книгу, написанную на латыни, на первой же странице которой был выведен сокровенный вопрос: «Каким путем мне идти?». В ответ же, по словам Декарта, «Дух Истины раскрыл мне во сне взаимосвязь всех наук».
Каким образом это произошло, теперь остается только гадать, достоверно известно лишь одно: исследования, толчком к которым послужили его сны, принесли Декарту славу, сделав его крупнейшим ученым своего времени. В течение трех столетий подряд его работы оказывали огромное влияние на науку, а ряд его работ по физике и математике остаются актуальными и до сих пор.
Оказывается, сон Менделеева стал широко известен с легкой руки А.А.Иностранцева – современника и знакомого ученого, который как-то раз зашел к нему в кабинет и застал его в самом мрачном состоянии. Как вспоминал позднее Иностранцев, Менделеев пожаловался ему на то, что «все в голове сложилось, но выразить таблицей не могу». А позже пояснил, что он трое суток подряд работал без сна, но все попытки сложить мысли в таблицу оказались неудачными.
В конце концов, ученый, крайне утомленный, все-таки лег в кровать. Именно этот сон впоследствии и вошел в историю. По словам Менделеева, все происходило так: «вижу во сне таблицу, где элементы расставлены, как нужно. Проснулся, тотчас записал на клочке бумаги, – только в одном месте впоследствии оказалась нужной поправка».
Но самое интригующее заключается в том, что в то время, когда Менделееву приснилась периодическая система, атомные массы многих элементов были установлены неверно, а многие элементы вообще были не исследованы. Другими словами, отталкиваясь только лишь от известных ему научных данных, Менделеев просто-напросто не смог бы сделать свое гениальное открытие! А это значит, что во сне ему пришло не просто озарение. Открытие периодической системы, для которого у ученых того времени попросту не хватало знаний, можно смело сравнить с предвиденьем будущего.
Все эти многочисленные открытия, сделанные учеными во время сна, заставляют задуматься: то ли великим людям сны-откровения снятся чаще, чем простым смертным, то ли у них просто есть возможность их реализовать. А может быть, великие умы просто мало думают о том, что скажут о них другие, и потому не стесняются всерьез прислушиваться к подсказкам своих снов? Ответом тому – призыв Фридриха Кекуле, которым он завершил свое выступление на одном из научных съездов: «Давайте изучать свои сны, джентльмены, и тогда мы, возможно, придем к истине!».
Нильс Бор (1885-1962), великий датский ученый, основоположник атомной физики
Великий датский ученый, основоположник атомной физики, Нильс Бор (1885-1962) еще на студенческой скамье умудрился сделать открытие, изменившее научную картину мира.
Однажды ему приснилось, что он находится на Солнце – сияющем сгустке огнедышащего газа – а планеты со свистом проносятся мимо него. Они вращались вокруг Солнца и были связаны с ним тонкими нитями. Неожиданно газ затвердел, «солнце» и «планеты» уменьшились, а Бор, по его собственному признанию, проснулся, как от толчка: он понял, что открыл модель атома, которую так давно искал. «Солнце» из его сна было ничем иным, как неподвижным ядром, вокруг которого вращались «планеты»-электроны!
Стоит ли говорить, что планетарная модель атома, увиденная Нильсом Бором во сне, стала основой всех последующих работ ученого? Она положила начало атомной физике, принеся Нильсу Бору Нобелевскую премию и мировое признание. Сам же ученый всю свою жизнь считал своим долгом бороться против применения атома в военных целях: джинн, выпущенный на свободу его сном, оказался не только могущественным, но и опасным…
Впрочем, эта история – лишь одна в длинном ряду многих. Так, рассказ о не менее удивительном ночном озарении, продвинувшем мировую науку вперед принадлежит еще одному Нобелевскому лауреату, австрийскому физиологу Отто Леви (1873-1961).
Отто Леви (1873-1961), австрийский физиолог, нобелевский лауреат за заслуги в области медицины и психологии
Нервные импульсы в организме передаются электрической волной – так ошибочно полагали медики вплоть до открытия, сделанного Леви. Еще будучи молодым ученым, он впервые не согласился с маститыми коллегами, смело предположив, что к передаче нервного импульса причастна химия. Но кто будет слушать вчерашнего студента, опровергающего научных светил? Тем более что у теории Леви, при всей ее логичности, не было практически никаких доказательств.
Лишь семнадцать лет спустя Леви, наконец, смог осуществить эксперимент, со всей очевидностью доказывавший его правоту. Идея же эксперимента пришла к нему неожиданно – во сне. С педантичностью истинного ученого Леви подробно рассказал об озарении, посещавшем его на протяжении двух ночей подряд:
«…В ночь перед Пасхальным Воскресеньем 1920 года я проснулся и сделал несколько заметок на обрывке бумаги. Затем я снова уснул. Утром у меня возникло ощущение, что этой ночью я записал что-то очень важное, но я не смог расшифровать свои каракули. Следующей ночью, в три часа, идея снова вернулась ко мне. Это был замысел эксперимента, который помог бы определить, правомочна ли моя гипотеза химической трансмиссии… Я тут же поднялся, пошел в лабораторию и на лягушачьем сердце поставил эксперимент, который видел во сне… Его результаты стали основой теории химической трансмиссии нервного импульса».
Исследования, немалый вклад в который внесли сны, принесли Отто Леви Нобелевскую премию в 1936 году за заслуги в области медицины и психологии.
Еще один знаменитый химик – Фридрих Август Кекуле – не стеснялся во всеуслышание признавать, что именно благодаря сну ему удалось открыть молекулярную структуру бензола, над которой до этого он безуспешно бился много лет.
Фридрих Август Кекуле (1829-1896), знаменитый немецкий химик-органик
По собственному признанию Кекуле, много лет он пытался найти молекулярную структуру бензола, однако все его знания и опыт оказались бессильны. Проблема так мучила ученого, что порой он не переставал думать о ней ни ночью, ни днем. Нередко ему снилось, что он уже сделал открытие, однако все эти сны неизменно оказывались лишь обычным отражением его дневных мыслей и забот.
Так было вплоть до холодной ночи 1865 года, когда Кекуле задремал дома у камина и увидел удивительный сон, о котором впоследствии рассказывал так: «Перед моими глазами прыгали атомы, они сливались в более крупные структуры, похожие на змей. Как завороженный, я следил за их танцем, как вдруг одна из «змей» схватила себя за хвост и дразняще затанцевала перед моими глазами. Будто пронзенный молнией, я проснулся: структура бензола представляет из себя замкнутое кольцо!».
Это открытие было переворотом для химии того времени.
Сон настолько поразил Кекуле, что он рассказал его своим коллегам-химикам на одном из научных съездов и даже призвал их внимательнее относиться к своим сновидениям. Безусловно, под этими словами Кекуле подписалось бы немало ученых, и в первую очередь его коллега, русский химик Дмитрий Менделеев, чье открытие, сделанное, во сне, широко известно всем.
Действительно, каждый слышал о том, что свою периодическую таблицу химических элементов Дмитрий Иванович Менделеев «подсмотрел» во сне. Однако как именно это произошло? Об этом в своих мемуарах подробно рассказал один из его друзей.
Зачастую научные изобретения приятно удивляют и вселяют оптимизм. Ниже представлены шесть изобретений, которые, возможно, найдут широкое применение в будущем и облегчат жизнь пациентов. Читаем и удивляемся!
Выращенные кровеносные сосуды
20 процентов людей в США умирают каждый год из-за курения сигарет. Наиболее часто используемые методы отказа от курения на самом деле малоэффективны. Исследователи Гарвардского университета обнаружили во время исследования, что никотиновые жевательные резинки и пластыри слабо помогают заядлым курильщикам со стражем бросить курить.
Никотиновые жевательные резинки и пластыри слабо помогают заядлым курильщикам со стражем бросить курить.
Компания Chrono Therapeutics, расположенная в Hayward, штат Калифорния, США предложила устройство, которое совмещает в себе технологии и смартфона, и гаджета. По своему действию это похоже на пластырь, но его эффективность увеличена во много раз. Курильщики носят на запястье небольшое электронное устройство, которое изредка, но тогда, когда это максимально необходимо для курильщика со стажем, поставляет никотин в организм. Утром после пробуждения и после еды девайс отслеживает "пиковые" для курильщика моменты, когда нарастает потребность в никотине, и сразу реагирует на это. Так как никотин может мешать сну, устройство выключается, когда человек засыпает.
Электронный гаджет соединяется с приложением в смартфоне. Смартфон использует методы геймификации (игровые подходы, которые широко распространены в компьютерных играх, для неигровых процессов), чтобы помочь пользователям отслеживать улучшения здоровья после отказа от сигарет, давать подсказки на каждом новом этапе, . Также пользователи помогают друг другу бороться с вредной привычкой, объдинившись в особую сеть и обмениваясь проверенными рекомендациями. Компания Chrono планирует исследовать гаджет дополнительно в этом году. Ученые надеются, что продукт появится на рынке через 1,5 года.
Нейромодуляция в лечении артрита и болезни Крона
Искусственное управление активностью нервов (нейромодуляция) поможет излечивать такие тяжелые заболевания, как ревматоидный артрит и болезнь Крона.. Чтобы достичь этого, ученые планируют встроить небольшой электрический стимулятор возле блуждающего нерва в области шеи. Компания, расположенная в Валенсии, штат Калифорния (США) использует в своей работе открытие нейрохирурга Кевина Дж Трейси. Он утверждает, что блуждающий нерв тела помогает уменьшить воспаление. Кроме того, к изобретению гаджета подтолкнули исследования, доказывающие, что у людей с воспалительными процессами наблюдается низкая активность блуждающего нерва.
Компания SetPoint Medical разрабатывает устройство, использующее электрическую стимуляцию для лечения таких воспалительных заболеваний, как и . Первые испытания на добровольцах изобретения SETPOINT начнутся в ближайшие 6-9 месяцев, говорит глава компании Энтони Арнольд.
Ученые надеются, что устройство уменьшит потребность в лекарственных препаратах, которые обладают побочными эффектами. "Это для иммунной системы", говорит глава компании.
Чип поможет двигаться при параличе
Исследователи в Огайо стремятся помочь парализованным людям двигать руками и ногами с помощью компьютерного чипа. Он подключает мозг прямо к мышцам. Устройство под названием NeuroLife уже помогло 24-летнему молодому человеку с диагнозом квадриплегия ( четырех конечностей) двигать рукой. Благодаря изобретению пациент смог зажать в руке кредитную карточку и провести ею по считывающему устройству. Кроме этого, теперь молодой человек может похвастаться игрой на гитаре в видеоигре.
Устройство под названием NeuroLife помогло мужчине с диагнозом квадриплегия (паралич 4х конечностей) двигать рукой. Пациент смог зажать в руке кредитную карточку и провести ею по считывающему устройству. Он может похвастаться игрой на гитаре в видеоигре.
Чип передает сигналы мозга к программному обеспечению, которое распознает, какие движения человек хочет совершить. Программа перекодирует сигналы перед отправкой их по проводам в одежде с электродами ().
Девайс разрабатывается исследователями в Battelle, некоммерческой исследовательской организации и в Университете штата Огайо, США. Самой сложной задачей была разработка программных алгоритмов, которые расшифровывают намерения пациента через сигналы мозга. Затем сигналы преобразуются в электрические импульсы, и руки пациентов начинают двигаться, говорит Херб Бреслер, старший руководитель по исследованиям Battelle.
Роботы-хирурги
Хирургический робот с крошечным механическим запястьем может делать микроразрезы тканей.
Исследователи из Университета Вандербильта стремятся внедрить в сферу медицины минимально инвазивную хирургию при помощи робота. У него есть крошечная механическая рука для минимального разрезания ткани.
Робот состоит из руки, изготовленной из крошечных концентрических трубок, с механическим запястьем на конце. Толщина запястья менее 2 мм, и оно может поворачиваться на 90 градусов.
В последнее десятилетие в все чаще используются роботы-хирурги. Особенность лапароскопии состоит в том, что разрезы — всего от 5 до 10 мм. Такие крошечные разрезы по сравнению с традиционной хирургией позволяют тканям намного быстрее ускорить восстановление и делают заживление куда менее болезненным. Но это не предел! Разерзы могут быть еще в половину меньше. Доктор Роберт Уэбстер надеется, что его технология будет широко применяться в иглоскопической (микролапароскопической) хирургии, где требуются разрезы менее 3-х мм.
Скрининг рака
Самое важное в лечении рака — ранняя диагностика заболевания. К несчастью, многие опухоли остаются незамеченными до тех пор, пока не станет слишком поздно. Вадим Бекман, биомедицинский инженер и профессор Северо-Западного университета, работает над ранней диагностикой рака с помощью неинвазивного диагностического теста.
Рак легких трудно обнаружить на ранней стадии без дорогостоящих рентгеновских снимков. Такой вид диагностики может быть опасен для пациентов с низким уровнем риска. А вот для теста Бекмана, который указывает на то, что начал развиваться рак легких, не нужно ни облучение, ни получение изборажения легких, ни определение онкомаркеров, которые далеко не всегда достоверны. Достаточно взять образцы клеток... изнутри щеки пациента. Тест обнаруживает изменения в клеточной структуре, используя свет для измерения изменений.
Специальный микроскоп, разработанный лабораторией Бекмана, позволяет сделать обследование доступным (около 100 долларов) и быстрым. Если результат теста окажется положительным, то пациенту будет рекомендовано продолжать дальнейшее обследование. Компания Preora Diagnostics, соучредитель Бекмана, надеется представить свой первый скрининг-тест рака легких на рынке в 2017 году.
В 21 веке ученые каждый год удивляют поразительными открытиями, в которые верится с трудом. Нанороботы, способные убивать раковые клетки, превращение карих глаз в голубые, изменение цвета кожи, 3D принтер, печатающий ткани тела (это очень пригодится в для решения проблем) — далеко не полный перечень новостей из мира медицины. Что ж, ждем с нетерпением новых изобретений!
