Grandes descobertas na medicina foram feitas por acaso. Um médico precisa de física

Eles mudaram nosso mundo e influenciaram significativamente a vida de muitas gerações.

Grandes cientistas da física e suas descobertas

(1856-1943) - inventor na área de engenharia elétrica e rádio de origem sérvia. Nikola é conhecido como o pai da eletricidade moderna. Fez muitas descobertas e invenções, tendo recebido mais de 300 patentes por suas criações em todos os países onde trabalhou. Nikola Tesla não foi apenas um físico teórico, mas também um engenheiro brilhante que criou e testou suas invenções.
Tesla descobriu corrente alternada, transmissão sem fio de energia, eletricidade, seu trabalho levou à descoberta dos raios X, criou uma máquina que causava vibrações na superfície da Terra. Nicola previu uma era de robôs capazes de fazer qualquer trabalho.

(1643-1727) - um dos pais da física clássica. Ele fundamentou o movimento dos planetas do sistema solar em torno do Sol, bem como o início dos fluxos e refluxos. Newton criou a base para a óptica física moderna. O ponto alto de sua obra é a conhecida lei da gravitação universal.

John Dalton - Químico físico inglês. Ele descobriu a lei da expansão uniforme dos gases sob aquecimento, a lei das relações múltiplas, o fenômeno do polímero (por exemplo, etileno e butileno) Criador da teoria atômica da estrutura da matéria.

Michael Faraday (1791 - 1867) - Físico e químico inglês, o fundador da teoria do campo eletromagnético. Ele fez tantas descobertas científicas em sua vida que elas teriam sido suficientes para dez cientistas imortalizarem seu nome.

(1867 - 1934) - físico e químico de origem polonesa. Junto com seu marido, ela descobriu os elementos de rádio e polônio. Lidou com os problemas de radioatividade.

Robert Boyle (1627-1691) - Físico, químico e teólogo inglês. Junto com R. Townley, ele estabeleceu a dependência do volume de uma mesma massa de ar em relação à pressão a uma temperatura constante (lei de Boyle-Mariotte).

Ernest Rutherford - Físico inglês, resolveu a natureza da radioatividade induzida, descobriu a emanação de tório, a decadência radioativa e sua lei. Rutherford é freqüentemente chamado de um dos titãs da física do século XX.

- Físico alemão, criador da teoria geral da relatividade. Ele presumiu que todos os corpos não se atraem, como se acreditava desde a época de Newton, mas dobram o espaço e o tempo circundantes. Einstein escreveu mais de 350 artigos em física. Ele é o criador da teoria da relatividade especial (1905) e geral (1916), o princípio da equivalência de massa e energia (1905). Desenvolveu muitas teorias científicas: efeito fotoelétrico quântico e capacidade quântica de calor. Junto com Planck, ele desenvolveu os fundamentos da teoria quântica, que representam os fundamentos da física moderna.

Alexander Stoletov - Físico russo, descobriu que a fotocorrente de saturação é proporcional ao fluxo luminoso que cai no cátodo. Abordou de perto o estabelecimento das leis de descargas elétricas em gases.

(1858-1947) - Físico alemão, criador da teoria quântica, que fez uma verdadeira revolução na física. A física clássica, em contraste com a física moderna, agora significa "física antes de Planck".

Paul Dirac - Físico inglês, descobriu a distribuição estatística de energia em um sistema de elétrons. Recebeu o Prêmio Nobel de Física "pela descoberta de novas formas produtivas de teoria atômica".

SPbGPMA

na história da medicina

A história do desenvolvimento da física médica

Concluído por: Myznikov A.D.,

estudante do primeiro ano

Professor: Dzharman O.A.

São Petersburgo

Introdução

O nascimento da física médica

2. Idade Média e Tempos Modernos

2.1 Leonardo da Vinci

2.2 Jatrofísica

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 Disputa de Galvani e Volta

4. Os experimentos de V. V. Petrov. O começo da eletrodinâmica

4.1 O uso da eletricidade na medicina e na biologia nos séculos XIX - XX

4.2 História da radiologia e terapia

Uma breve história da terapia de ultrassom

Conclusão

Lista de referências

feixe de ultrassom de física médica

Introdução

Conheça a si mesmo e você conhecerá o mundo inteiro. O primeiro é a medicina e o segundo é a física. Desde os tempos antigos, a conexão entre a medicina e a física é estreita. Não é à toa que os congressos de naturalistas e médicos se realizaram em diferentes países até o início do século XX. A história do desenvolvimento da física clássica mostra que ela foi amplamente criada por médicos, e muitos estudos físicos foram causados \u200b\u200bpor questões colocadas pela medicina. Por sua vez, as conquistas da medicina moderna, especialmente no campo das altas tecnologias para diagnóstico e tratamento, foram baseadas nos resultados de vários estudos físicos.

Não foi por acaso que escolhi este tema, pois para mim, estudante da especialidade “Biofísica Médica”, é o mais próximo de qualquer pessoa. Há muito tempo queria saber o quanto a física ajudou no desenvolvimento da medicina.

O objetivo do meu trabalho é mostrar o quão importante a física desempenhou e está jogando no desenvolvimento da medicina. É impossível imaginar a medicina moderna sem física. As tarefas são:

Rastreie os estágios de formação da base científica da física médica moderna

Mostrar valor da atividade físicos no desenvolvimento da medicina

1. O nascimento da física médica

Os caminhos de desenvolvimento da medicina e da física sempre estiveram intimamente ligados. Já nos tempos antigos, a medicina, junto com os remédios, usava fatores físicos como influências mecânicas, calor, frio, som, luz. Vamos considerar as principais formas de usar esses fatores na medicina antiga.

Tendo domesticado o fogo, o homem aprendeu (é claro, não imediatamente) a usar o fogo para fins medicinais. Isso foi especialmente bom para os povos orientais. Mesmo na antiguidade, o tratamento de cauterização tinha grande importância. Em livros médicos antigos, é dito que a moxabustão é eficaz mesmo quando a acupuntura e os medicamentos são impotentes. Quando exatamente esse método de tratamento surgiu, não está exatamente estabelecido. Mas sabe-se que existia na China desde a antiguidade e era usado na Idade da Pedra para tratar pessoas e animais. Os monges tibetanos usavam o fogo como tratamento. Eles queimaram sunmings - pontos biológicos ativos responsáveis \u200b\u200bpor uma ou outra parte do corpo. O processo de cicatrização foi intenso na área danificada e acreditava-se que com isso ocorria a 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 usaram para se livrar da raiva e da raiva e consideraram-no a principal ferramenta para promover uma personalidade harmoniosa. Aristóteles também argumentou que a música pode influenciar o lado estético da alma. O rei Davi, tocando harpa, curou o rei Saul da depressão e também o salvou de espíritos imundos. Aesculapius tratou a ciática com sons de trombeta altos. Também conhecidos são os monges tibetanos (eles foram discutidos acima), que usavam sons para tratar quase todas as doenças humanas. Eles eram chamados de mantras - formas de energia sonora, a pura energia essencial do próprio som. Os mantras foram classificados 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 fototerapia (fotos - "luz"; grego), sempre existiu. No Egito Antigo, por exemplo, um templo especial foi criado dedicado ao "curandeiro que 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 de seu costume de tomar sol em extensões especiais com telhados planos (solários). Hipócrates usava o sol para curar doenças da pele, sistema nervoso, raquitismo e artrite. Mais de 2.000 anos atrás, ele chamou esse uso de helioterapia solar.

Também na antiguidade, as seções teóricas da física médica começaram a se desenvolver. Um deles é a biomecânica. A pesquisa em biomecânica tem o mesmo história antigabem como pesquisas em biologia e mecânica. A pesquisa, que segundo conceitos modernos pertence ao campo da biomecânica, era conhecida no antigo Egito. No famoso papiro egípcio (The Edwin Smith Surgical Papyrus, 1800 aC), vários casos de lesões de movimento, incluindo paralisia por deslocamento das vértebras, são descritos, sua classificação é realizada, métodos de tratamento e prognóstico são dados.

Sócrates, que viveu aprox. 470-399 biênio BC, ensinou que não podemos compreender o mundoaté que compreendamos nossa própria natureza. Os antigos gregos e romanos sabiam muito sobre tronco veias de sangue e as válvulas do coração, eram capazes de ouvir o trabalho do coração (por exemplo, o médico grego Areteus no século 2 aC). Herophilus de Chalsedok (século III aC) distinguiu artérias e veias entre os vasos.

O pai da medicina moderna, o antigo médico grego Hipócrates, realizou uma reforma da medicina antiga, separando-a dos métodos de cura com feitiços, orações e sacrifícios aos deuses. Nos tratados "Redução das articulações", "Fraturas", "Lesões na cabeça", classificou as lesões do sistema músculo-esquelético conhecidas na época e propôs métodos de tratamento, nomeadamente mecânicos, com o auxílio de ligaduras apertadas, tracção, fixação. Aparentemente, já naquela época, surgiram as primeiras próteses de membro aprimoradas, que serviam, entre outras coisas, para desempenhar certas funções. Em qualquer caso, Plínio, o Velho, menciona um comandante romano que participou da segunda Guerra Púnica (218-210 aC). Após o ferimento recebido, seu braço direito foi amputado e substituído por um de ferro. Ao mesmo tempo, ele conseguia segurar um escudo com uma prótese e participar de batalhas.

Platão criou a doutrina das idéias - os protótipos inteligíveis imutáveis \u200b\u200bde todas as coisas. Analisando a forma do corpo humano, ele ensinou que "os deuses, imitando os contornos do Universo ... incluíam os dois círculos divinos em um corpo esférico ... que agora chamamos de cabeça." A estrutura do sistema musculoesquelético é por ele entendida da seguinte forma: “para que a cabeça não role no chão, por toda parte coberta de saliências e covas ... o corpo tornou-se oblongo e, segundo o desígnio de Deus, que o fez móvel, cresceu de si mesmo quatro membros que podem ser estendidos e dobrados; e contando com eles adquiriu a capacidade de avançar por toda a parte ... ”. O método de raciocínio de Platão sobre a estrutura do mundo e do homem baseia-se na pesquisa lógica, que "deve avançar de maneira a atingir o maior grau de probabilidade".

O grande filósofo grego antigo Aristóteles, cujas obras cobrem quase todas as áreas da ciência daquela 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 Stagira, veio a Atenas para estudar na Academia de Platão (428-348 aC). Depois de passar vinte anos na Academia e se tornar um dos alunos mais próximos de Platão, Aristóteles a deixou somente após a morte do professor. Posteriormente, ele se dedicou à anatomia e ao estudo da estrutura dos animais, coletando uma variedade de fatos e conduzindo experimentos e dissecações. Muitas observações e descobertas únicas foram feitas por ele nesta área. Então, Aristóteles estabeleceu pela primeira vez o batimento cardíaco de um embrião de galinha no terceiro dia de desenvolvimento, descreveu o aparelho de mastigação ouriços do mar ("Lanterna Aristotélica") e muito mais. Em busca de uma força motriz para o fluxo sanguíneo, Aristóteles propôs um mecanismo para a movimentação do sangue, associado ao seu aquecimento no coração e resfriamento nos pulmões: “o movimento do coração é semelhante ao movimento do fluido, que faz 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 considerou pela primeira vez a estrutura dos corpos de mais de 500 espécies de organismos vivos, a organização do trabalho dos sistemas orgânicos, introduziu um método comparativo de pesquisa. Ao classificar os animais, ele os dividiu em dois grandes grupos - com sangue e sem sangue. Esta divisão é semelhante à divisão existente em vertebrados e invertebrados. De acordo com o método de movimento, Aristóteles também distinguiu grupos de animais de duas, quatro, muitas e sem pernas. Ele foi o primeiro a descrever a caminhada como um processo em que o movimento rotacional dos membros é convertido em movimento de translação corpo, pela primeira vez notou a natureza assimétrica do movimento (apoio na perna esquerda, transferência de peso no ombro esquerdo, característica dos destros). Observando os movimentos de uma pessoa, Aristóteles percebeu que a sombra projetada pela figura descreve não uma linha reta, mas uma linha em zigue-zague, não uma parede. Ele distinguiu e descreveu órgãos que são diferentes em estrutura, mas têm a mesma função, por exemplo, escamas em peixes, penas em pássaros, pelos de animais. Aristóteles investigou as condições de equilíbrio do corpo das aves (apoio bípede). Refletindo sobre o movimento dos animais, ele destacou os mecanismos motores: "... o movimento com a ajuda de um órgão é aquele onde o início coincide com o fim, como numa junta. Afinal, a junta tem um convexo e um oco, um deles é o fim, o outro é o começo ... um repousa , o outro se move ... Tudo se move empurrando ou puxando. " 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 a interação dos órgãos no corpo, lançou as bases da doutrina da conveniência biológica e formulou o "princípio da economia": "o que a natureza tira em um lugar, dá em amigo. " Ele foi o primeiro a descrever as diferenças na estrutura dos sistemas circulatório, respiratório e musculoesquelético de diferentes animais e seus aparelhos mastigatórios. Ao contrário de seu professor, Aristóteles não considerou o "mundo das idéias" como algo externo em relação ao mundo material, mas introduziu as "idéias" de Platão como parte integrante da natureza, seu princípio básico da matéria organizadora. Posteriormente, esse início é transformado nos conceitos de "energia vital", "espíritos animais".

O grande cientista grego Arquimedes lançou as bases da hidrostática moderna com sua pesquisa dos princípios hidrostáticos que governam um corpo flutuante e pesquisas sobre a 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 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 musculoesquelético. Os escritos de Arquimedes trazem ideias sobre o acréscimo de movimentos (retilíneos e circulares quando um corpo se move em espiral), sobre um aumento contínuo e uniforme da velocidade ao acelerar um corpo, que Galileu posteriormente chamou de base de seus trabalhos fundamentais sobre dinâmica.

Na obra clássica "On Parts of the Human Body", o famoso médico romano Galeno deu a primeira descrição completa da anatomia e fisiologia humana na história da medicina. Este livro serviu como livro-texto e livro de referência em medicina por quase um 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 o tratamento de doenças. Ele descobriu que em um organismo vivo o cérebro controla a fala e a produção de som, que as artérias são cheias de sangue, não de ar, e, da melhor maneira que pôde, investigou as vias de circulação do sangue no corpo, descreveu as diferenças estruturais entre artérias e veias e descobriu válvulas cardíacas. Galeno não realizou autópsias e, talvez, portanto, equívocos caíram em suas obras, 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, agonistas e antagonistas musculares, e foi o primeiro a descrever o tônus \u200b\u200bmuscular. Ele acreditava que a causa da contração muscular eram "espíritos animais" vindos do cérebro para o músculo por meio de fibras nervosas. Examinando o corpo, Galeno chegou à convicção de que nada é supérfluo por natureza e formulou o princípio filosófico de que, estudando a natureza, pode-se chegar a uma compreensão do propósito de Deus. Na Idade Média, mesmo com a onipotência da Inquisição, muito foi feito, principalmente na anatomia, que mais tarde serviu de base para o posterior 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 o evidenciam. O médico e filósofo árabe Ibn Sina (Avicena) lançou as bases da medicina racional, formulou bases racionais para fazer um diagnóstico com base no exame do paciente (em particular, análise das oscilações do pulso das artérias). O caráter revolucionário de sua abordagem ficará claro se lembrarmos que a medicina ocidental, que remonta a Hipócrates e Galeno, levava em consideração a influência das estrelas e dos planetas no surgimento e no curso da doença e na escolha dos agentes terapêuticos.

Eu gostaria de dizer que na maioria dos trabalhos de cientistas antigos, o método de determinação do pulso foi usado. O método de diagnóstico de pulso apareceu muitos séculos antes de nossa era. Entre as fontes literárias que chegaram até nós, as mais antigas são obras de origem chinesa e tibetana. Os chineses antigos incluem, por exemplo, "Bin-hu Mo-xue", "Xiang-lei-shi", "Chu-bin-shi", "Nan-jing", bem como seções dos tratados "Jia-i-jing" "Huang-di Nei-jing Su-wen Lin-shu" e outros.

A história do diagnóstico de pulso está intimamente ligada ao nome do antigo curandeiro chinês - Bian Qiao (Qin Yue-Ren). O início do percurso do método de diagnóstico por pulso está associado a uma das lendas, segundo a qual Bian Qiao foi convidado para tratar a filha de um nobre mandarim (oficial). A situação era complicada pelo fato de que até os médicos eram estritamente proibidos de ver e tocar pessoas de nobre dignidade. Bian Qiao pediu um barbante fino. Então ele se ofereceu para amarrar a outra extremidade da corda no pulso da princesa, que estava atrás da tela, mas os médicos da corte trataram com desdém o médico convidado e decidiram pregar uma peça nele, amarrando a ponta da corda não no pulso da princesa, mas na pata do cachorro correndo ao lado. Alguns segundos depois, para a surpresa dos presentes, Bian Qiao declarou calmamente que esses não eram impulsos humanos, mas um animal, e que este animal estava se debatendo com vermes. A habilidade do médico despertou admiração, e o cordão com confiança foi transferido 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 se tornou amplamente conhecida.

Hua Tuo usou com sucesso o diagnóstico de pulso na prática cirúrgica, combinando-o com o exame clínico. Naquela época as operações eram proibidas por lei, a operação era realizada como último recurso, se não havia confiança na cura pelos métodos conservadores, os cirurgiões simplesmente não conheciam as laparotomias diagnósticas. O diagnóstico foi feito por exame externo. Hua Tuo transmitiu sua habilidade de dominar o diagnóstico de pulso para alunos diligentes. Havia uma regra perfeita só um homem pode aprender a dominar o diagnóstico de 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 os pulsos para diagnóstico: o paciente estava sentado atrás de uma tela e suas mãos foram inseridas nas incisões para que o aluno pudesse ver e estudar apenas as mãos. A prática diária e persistente produziu rapidamente resultados bem-sucedidos.

2. Idade Média e Tempos Modernos

1 Leonardo da Vinci

Na Idade Média e no Renascimento, o desenvolvimento dos principais ramos da física ocorreu na Europa. Um famoso físico da época, mas não apenas físico, foi Leonardo da Vinci. Leonardo estudou os movimentos humanos, o vôo dos pássaros, o funcionamento das válvulas cardíacas, o movimento do suco vegetal. Ele descreveu a mecânica do corpo ao ficar de pé e levantar da posição sentada, caminhar subindo e descendo, técnica de salto, pela primeira vez descreveu a variedade de andamentos de pessoas com diferentes físicos, realizou uma análise comparativa da marcha de um homem, um macaco e uma série de animais capazes de caminhar com duas pernas (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 os líquidos e os gases têm aos corpos que se movem neles 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 tendo excelente conhecimento 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 cordas esticadas entre os pontos de fixação do músculo. Ele usou letras para denotar músculos e nervos individuais. Em suas obras, você pode encontrar os fundamentos da futura doutrina dos reflexos. Observando as contrações musculares, ele notou que as contrações podem ocorrer involuntariamente, automaticamente, sem controle consciente. Leonardo tentou traduzir todas as suas observações e ideias em aplicações técnicas, deixando inúmeros desenhos de dispositivos concebidos para vários tipos de movimento, desde esquis aquáticos e planadores a 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 quando as asas dos insetos se movem, descreveu a possibilidade de alterar o tom do som quando a asa é cortada ou untada com mel. Realizando estudos anatômicos, chamou a atenção para as peculiaridades da ramificação da traquéia, artérias e veias pulmonares, e também apontou que a ereção é consequência do fluxo sanguíneo para os órgãos genitais. Ele realizou estudos pioneiros de filotaxia, descrevendo os padrões do arranjo das folhas de várias plantas, fez impressões de feixes vasculares fibrosos de folhas e investigou as características de sua estrutura.

2 Iatrofísica

Na medicina dos séculos XVI-XVIII havia uma direção especial chamada iatromecânica ou iatrofísica (do grego iatros - médico). Os escritos do famoso médico e químico suíço Theophrastus Paracelsus e do naturalista holandês Jan Van Helmont, conhecido por seus experimentos sobre a geração espontânea de ratos a partir de farinha de trigo, poeira e camisas sujas, continham uma declaração sobre a integridade do organismo, descrita na forma de um princípio místico. Os representantes da cosmovisão racional não puderam aceitar isso e, em busca de fundamentos racionais para os processos biológicos, lançaram as bases para o estudo da mecânica, o campo do conhecimento mais desenvolvido na época. A Iatromecânica afirmava explicar todos os fenômenos fisiológicos e patológicos com base nas leis da mecânica e da física. O famoso médico, fisiologista e químico alemão Friedrich Hoffmann formulou uma espécie de credo iatrofísico, 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 processo mecânico, durante o qual os movimentos dos nervos ao longo dos quais o "espírito animal" (spiritum animalium) no cérebro se move, controlam as contrações musculares, a circulação sanguínea e o trabalho do coração. Como resultado, o organismo - uma espécie de máquina - é colocado em movimento. Nesse caso, a mecânica era considerada a base da atividade vital dos organismos.

Tais alegações, como agora está claro, eram amplamente insustentáveis, mas a iatromecânica resistiu às idéias escolásticas e místicas, introduziu muitas informações factuais até então desconhecidas e novos instrumentos para medições fisiológicas. Por exemplo, na visão de um dos representantes da iatromecânica Giorgio Bagliivi, a mão era como uma alavanca, o peito era como um fole, as glândulas eram como peneiras e o coração era como uma bomba hidráulica. Essas analogias são bastante razoáveis \u200b\u200bhoje. No século 16, nas obras do médico do exército francês A. Pare (Ambroise Pare), as bases da cirurgia moderna foram estabelecidas e os dispositivos ortopédicos artificiais foram propostos - próteses de pernas, braços, mãos, cujo desenvolvimento foi baseado mais em uma base científica do que na simples imitação de uma forma perdida. Em 1555, nas obras do naturalista francês Pierre Belon, foi descrito o mecanismo hidráulico de movimento das anêmonas. 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" (do holandês gisten - fermentar) na ciência. A. Vesalius, W. Garvey, J.A. Borelli, R. Descartes estiveram envolvidos no desenvolvimento das ideias da iatromecânica. A jatromecânica, que reduz todos os processos nos sistemas vivos a mecânicos, assim como a jatroquímica que remonta a Paracelso, cujos representantes acreditavam que a vida se reduz a transformações químicas de substâncias químicas que constituem o corpo, levaram a uma ideia unilateral e muitas vezes incorreta dos processos vitais e métodos de tratamento de doenças. No entanto, essas abordagens, especialmente sua síntese, permitiram formular uma abordagem racional na medicina dos séculos XVI-XVII. Mesmo a doutrina da possibilidade de geração espontânea de vida teve um papel positivo, lançando dúvidas sobre as hipóteses religiosas sobre a criação da vida. Paracelso criou “a anatomia da essência humana”, que tentou mostrar que “o corpo humano combinava misticamente três ingredientes onipresentes: sal, enxofre e mercúrio”.

No quadro dos conceitos filosóficos da época, formou-se uma nova compreensão iatromecânica da essência dos processos patológicos. Assim, o médico alemão G. Shatl criou a doutrina do animismo (do latim animismo - alma), segundo a qual a doença era considerada como movimentos realizados pela alma para remover alienígenas substâncias nocivas... O representante da iatrofísica, o médico italiano Santorio (1561-1636), professor de medicina em Pádua, acreditava que qualquer doença é consequência da violação das leis do movimento das menores partículas individuais do corpo. Santorio foi um dos primeiros a aplicar o método de pesquisa experimental e processamento de dados matemáticos, e criou uma série de dispositivos interessantes. Numa câmara especial que projetou, Santorio estudou o metabolismo e pela primeira vez estabeleceu a instabilidade do peso corporal associada aos processos vitais. Junto com Galileu, ele inventou o termômetro de mercúrio para medir a temperatura dos corpos (1626). Em sua obra "Static Medicine" (1614), as disposições da iatrofísica e da iatroquímica são apresentadas simultaneamente. Outras pesquisas levaram a mudanças revolucionárias na compreensão da estrutura e funcionamento do sistema cardiovascular. O anatomista italiano Fabrizio d "Aquapendente descobriu as válvulas venosas. O pesquisador italiano P. Azelli e o anatomista dinamarquês T. Bartolin descobriram os vasos linfáticos."

O médico inglês William Harvey descobriu o 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. Em qualquer caso, Harvey estava em Pádua, enquanto a fama das brilhantes palestras de Galileu, que contou com a presença de muitos A descoberta de Harvey da circulação fechada foi o resultado de uma aplicação sistemática do método de medição quantitativo desenvolvido anteriormente por Galileu, ao invés de mera observação ou suposição. Harvey deu uma demonstração durante a qual ele mostrou que o sangue se move do ventrículo esquerdo do coração em apenas uma direção Tendo medido o volume de sangue ejetado pelo coração em uma contração (volume sistólico), ele multiplicou o número resultante pela freqüência cardíaca e mostrou que em uma hora bombeia um volume de sangue muito maior do que o volume do corpo. Assim, concluiu-se que um volume de sangue significativamente menor deve circular continuamente em um círculo vicioso, entrando no coração e bombeando com eles no 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 se acreditava que o sangue era produzido nos intestinos, de onde entra no fígado, depois para o coração, de onde é distribuído pelo sistema de artérias e veias para os demais órgãos. Harvey descreveu o coração como dividido em câmaras separadas como um saco muscular que atua como uma bomba para bombear o sangue para os vasos. O sangue se move em um círculo em uma direção e volta para o coração. O fluxo reverso do sangue nas veias é impedido por válvulas venosas descobertas por Fabrizio d "Aquapendente. A doutrina revolucionária de Harvey sobre a circulação sanguínea contradiz as declarações de Galeno, a respeito das quais seus livros foram duramente criticados e até mesmo pacientes frequentemente recusaram seus serviços médicos. Desde 1623, Harvey serviu como médico da corte de Carlos I e o mais alto mecenato salvou-o dos ataques de adversários e proporcionou a oportunidade para novos trabalhos científicos. Harvey realizou uma extensa pesquisa em embriologia, descreveu os estágios individuais de desenvolvimento do embrião ("Pesquisa sobre o nascimento de animais", 1651). O século 17 pode ser chamado de era da hidráulica e pensamento hidráulico. ”Os avanços tecnológicos contribuíram para o surgimento de novas analogias e uma melhor compreensão dos processos que ocorrem nos organismos vivos. É provavelmente por isso que Harvey descreveu o coração como uma bomba hidráulica que bombeia sangue através da "tubulação" do sistema vascular. Para reconhecer totalmente os resultados do trabalho de Harvey, foi necessário apenas encontrar o elo que faltava que fecha o círculo entre artérias e veias, o que será feito em breve no trabalho de Malpighi. Os pulmões e as razões para bombear o ar por eles permaneceram incompreensíveis para Harvey - os sucessos sem precedentes da química e a descoberta da composição do ar ainda estavam por vir. O século 17 é um marco importante na história da biomecânica, pois foi marcado não apenas pelo surgimento dos primeiros trabalhos publicados 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 consideração o controle do sistema nervoso. Sua interpretação da teoria fisiológica baseada nas leis da mecânica estava contida em um trabalho publicado postumamente (1662-1664). Nessa formulação, a ideia de regulação por meio de feedback, fundamental para as ciências da vida, foi expressa pela primeira vez. Descartes via o homem como um mecanismo corporal colocado em movimento por "espíritos vivos" que "ascendem constantemente em grande número do coração ao cérebro e de lá - através dos nervos aos músculos e colocam todos os membros em movimento". Sem exagerar o papel dos "espíritos", no tratado "Descrição do corpo humano. Sobre a formação de um animal" (1648), ele 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 ao mecanismo de um relógio, com molas, parafusos e engrenagens separados. Além disso, Descartes estudou a coordenação dos movimentos de várias partes do corpo. Conduzindo experiências extensas para estudar o trabalho do coração e o movimento do sangue nas cavidades do coração e nos grandes vasos, Descartes não concorda com o conceito de Harvey das contrações cardíacas como força motriz circulação sanguínea. Ele defende a hipótese, ascendendo a Aristóteles, sobre o aquecimento e afinamento do sangue no coração sob a influência do calor inerente do coração, o movimento de expansão do sangue em grandes vasos, onde ele esfria, e "o coração e as artérias imediatamente entram em colapso e encolhem". O papel do sistema respiratório, Descartes vê no fato de que respirar "traz bastante ar fresco de modo que o sangue que flui do lado direito do coração, onde se liquefaz e, por assim dizer, se transforma em vapor, se transforma novamente de vapor em sangue. ”Ele também estudou os movimentos dos olhos, usou a divisão dos tecidos biológicos em líquido e sólido de acordo com suas propriedades mecânicas. no campo da mecânica, Descartes formulou a lei da conservação do momento e introduziu o conceito de impulso de força.

3 Construindo um microscópio

A invenção do microscópio, dispositivo tão importante para todas as ciências, deve-se principalmente à influência do desenvolvimento da óptica. Algumas das propriedades ópticas das superfícies curvas já eram conhecidas por Euclides (300 aC) e Ptolomeu (127-151), mas sua capacidade de ampliação não encontrou aplicação prática. Nesse sentido, os primeiros óculos foram inventados por Salvinio delhi Arleati na Itália apenas em 1285. No século 16, Leonardo da Vinci e Maurolico mostraram que é melhor estudar pequenos objetos com uma lupa.

O primeiro microscópio foi criado apenas em 1595 por Z. Jansen. A invenção consistiu no fato de que Zacharius Jansen montou duas lentes convexas dentro de um tubo, estabelecendo assim a base para a criação de microscópios complexos. O foco no objeto em estudo foi obtido por meio de um tubo retrátil. A ampliação do microscópio foi de 3 a 10 vezes. E este foi um verdadeiro avanço no campo da microscopia! Cada um de seu próximo microscópio ele melhorou significativamente.

Durante este período (século 16), instrumentos de pesquisa dinamarqueses, ingleses e italianos começaram gradualmente seu desenvolvimento, lançando as bases para a microscopia moderna.

A rápida difusão e aprimoramento dos microscópios começaram depois que G. Galilei, aperfeiçoando o telescópio que havia construído, começou a usá-lo como uma espécie de microscópio (1609-1610), mudando a distância entre a objetiva e a ocular.

Mais tarde, em 1624, tendo alcançado a fabricação de lentes de foco mais curto, Galileu reduziu significativamente o tamanho de seu microscópio.

Em 1625, um membro da "Academia do Vigilante" romano ("Akudemia dei lincei") I. Faber propôs o termo "microscópio". Os primeiros sucessos associados ao uso do 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 construção de um microscópio.

Em 1681, a Royal Society of London em sua reunião discutiu em detalhes a situação peculiar. O holandês A. van Leenwenhoek descreveu milagres incríveis que descobriu com seu microscópio em uma gota d'água, em uma infusão de pimenta, na lama de um rio, na cavidade de seu próprio dente. Usando um microscópio, Leeuwenhoek descobriu e esboçou os espermatozóides de vários protozoários, detalhes da estrutura do tecido ósseo (1673-1677).

"Com grande espanto, vi na queda uma grande quantidade de animais movendo-se rapidamente em todas as direções, como um lúcio na água. O menor desses pequenos 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 tenta compreender os fenômenos da natureza. Muitas hipóteses engenhosas que explicam o que está acontecendo ao redor de uma pessoa apareceram em tempo diferente e em diferentes países. Os pensamentos de cientistas e filósofos gregos e romanos que viveram antes mesmo de nossa era: Arquimedes, Euclides, Lucrécio, Aristóteles, Demócrito e outros - agora ajudam no desenvolvimento da pesquisa científica.

Após as primeiras observações dos fenômenos elétricos e magnéticos por Tales de Miletsky, periodicamente surgia o interesse por eles, determinado pelas tarefas de cura.

Figura: 1. Experiência com a rampa elétrica

Deve-se notar que as propriedades elétricas de alguns peixes, conhecidas na antiguidade, ainda são um segredo não revelado da natureza. Assim, por exemplo, em 1960, em uma exposição organizada pela British Royal Scientific Society em homenagem ao 300º aniversário de sua fundação, entre os mistérios da natureza que o homem precisa descobrir, um aquário de vidro comum com um peixe arraia elétrico foi demonstrado (Fig. 1). Um voltímetro foi conectado ao aquário por meio de eletrodos de metal. Quando o peixe estava em repouso, a agulha do voltímetro estava em zero. Quando os peixes se moviam, o voltímetro mostrava uma voltagem que chegava a 400 V durante os movimentos ativos. A inscrição dizia: "A natureza desse fenômeno elétrico, que foi observado muito antes da organização da sociedade real inglesa, ainda não pode ser decifrada pelo homem."

2 O que devemos a Gilbert?

O efeito terapêutico dos fenômenos elétricos em uma pessoa, segundo observações já existentes na antiguidade, pode ser considerado uma espécie de remédio estimulante e psicogênico. Esta ferramenta foi usada ou esquecida. Há muito tempo não se realizam estudos sérios sobre os próprios fenômenos elétricos e magnéticos e, principalmente, sua ação como agente terapêutico.

O primeiro estudo experimental detalhado de fenômenos elétricos e magnéticos pertence ao físico inglês, mais tarde o 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 cuidadoso e, em seguida, pelo uso de remédios antigos, incluindo eletricidade e magnetismo. Gilbert percebeu que sem um estudo aprofundado da radiação elétrica e magnética, é difícil usar "fluidos" no tratamento.

Desconsiderando especulações fantásticas e não verificadas e declarações não comprovadas, Gilbert conduziu uma ampla gama de estudos experimentais de fenômenos elétricos e magnéticos. Os resultados deste primeiro estudo de eletricidade e magnetismo são tremendos.

Em primeiro lugar, Gilbert expressou pela primeira vez a ideia de que a agulha magnética de uma 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, a estabelecer o fato de que os pólos magnéticos são inseparáveis. Estudando simultaneamente com fenômenos magnéticos e elétricos, 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 em que a eletrificação 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 sua pesquisa histórica, que lançou 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 alguma força inicial que emana dos corpos, enquanto a eletrificação é devida à compressão de fluxos especiais dos poros do corpo como resultado do atrito."

Na verdade, antes dos trabalhos de Ampere e Faraday, ou seja, por mais de duzentos anos após a morte de Gilbert (os resultados de sua pesquisa foram publicados no livro "Em um ímã, corpos magnéticos e um grande ímã - a Terra", 1600), eletrificação e o magnetismo foram considerados isoladamente.

PS Kudryavtsev em sua "História da Física" cita as palavras do grande representante da Renascença, Galileu: "Eu louvo, fico maravilhado, com inveja de Gilbert (Gilbert). Ele desenvolveu idéias surpreendentes sobre um assunto que tantos brilhantes interpretaram, mas que nenhum eles não foram estudados com cuidado ... Não tenho dúvidas de que com o tempo este ramo da ciência (estamos falando de eletricidade e magnetismo - VM) irá progredir tanto como resultado de novas observações, e especialmente como resultado de uma medida rigorosa de evidências ”.

Gilbert morreu em 30 de novembro de 1603, tendo legado todos os seus dispositivos e obras para a Sociedade Médica de Londres, da qual foi presidente ativo até sua morte.

3º Prêmio concedido a Marat

Véspera da revolução burguesa francesa. Vamos resumir as pesquisas na área de engenharia elétrica desse período. A presença de eletricidade positiva e negativa foi estabelecida, as primeiras máquinas eletrostáticas foram construídas e melhoradas, bancos de Leiden (uma espécie de armazenamento de carga - capacitores), eletroscópios foram criados, hipóteses qualitativas de fenômenos elétricos foram formuladas e tentativas ousadas foram feitas para investigar a natureza elétrica dos raios.

A natureza elétrica dos raios e seus efeitos sobre os humanos reforçaram ainda mais a opinião de que a eletricidade pode não apenas atingir, mas também curar as pessoas. Aqui estão alguns exemplos. Em 8 de abril de 1730, os britânicos Gray e Wheeler conduziram a já clássica experiência com a eletrificação do homem.

No pátio da casa onde Gray morava, dois postes de madeira seca foram cavados no solo, sobre os quais foi fixada uma viga de madeira e duas cordas de cabelo foram jogadas sobre a viga de madeira. Suas extremidades inferiores foram amarradas. As cordas suportaram facilmente o peso do menino que concordou em participar do experimento. Sentado como num balanço, o menino segurava com uma das mãos uma haste ou haste de metal eletrificada por fricção, à qual era transmitida uma carga elétrica de um corpo eletrificado. Com a outra mão, o menino jogava as moedas uma após a outra em uma placa de metal sobre uma tábua de madeira seca embaixo dele (fig. 2). As moedas passaram pelo corpo do menino; caindo, eles atacaram uma placa de metal, que começou a atrair pedaços de palha seca localizados nas proximidades. Os experimentos foram realizados inúmeras vezes e despertaram considerável interesse não só entre os cientistas. O poeta inglês Georg Bose escreveu:

Mad Grey, o que você realmente sabia sobre as propriedades da força que até então desconhecia? Você tem permissão, louco, de correr riscos e conectar uma pessoa com eletricidade?

Figura: 2. Experiência em eletrificar uma pessoa

O francês Dufay, Nollet e nosso compatriota Georg Richmann quase simultaneamente, independentemente um do outro, projetaram um aparelho para medir o grau de eletrificação, o que ampliou significativamente o uso de uma descarga elétrica para tratamento, tornou-se possível dosá-lo. A Academia de Ciências de Paris dedicou várias sessões à discussão dos efeitos da descarga de potes de Leyden em uma pessoa. Luís XV também estava interessado nisso. A pedido do rei, o físico Nollet, juntamente com o médico Louis Lemonnier, realizaram um experimento em um dos grandes salões do Palácio de Versalhes, demonstrando o efeito picante da eletricidade estática. Os benefícios da "diversão na corte" foram: eles se interessaram por muitos, muitos começaram a estudar os fenômenos da eletrificação.

Em 1787, o físico e físico inglês Adams criou pela primeira vez uma máquina eletrostática especial para fins médicos. Ele a utilizou amplamente em sua prática médica (fig. 3) e obteve resultados positivos, que podem ser explicados pelo efeito estimulante da corrente, e pelo efeito psicoterápico, e pelo efeito específico da alta hospitalar na 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, realizado por Poisson, Ostrogradsky, Gauss.

Figura: 3. Sessão de eletroterapia (da gravura antiga)

O uso de descargas elétricas em medicina e biologia recebeu total reconhecimento. Contração muscular causada pelo toque em raios elétricos, enguias, bagres, atestou a ação de um choque elétrico. Os experimentos do inglês John Worlish provaram a natureza elétrica do ataque da arraia, e o anatomista Gunther deu uma descrição precisa do órgão elétrico desse peixe.

Em 1752, o médico alemão Sulzer publicou um relatório sobre um novo fenômeno que descobriu. Tocar dois metais diferentes com a língua ao mesmo tempo causa uma sensação peculiar de gosto azedo. A Sulzer não presumiu que essa observação representasse o início das direções científicas mais importantes - eletroquímica e eletrofisiologia.

O interesse pelo uso da eletricidade na medicina cresceu. A Academia de Rouen anunciou um concurso para o melhor trabalho sobre o tema: "Determine a extensão e as condições em que a eletricidade pode ser usada para tratar doenças." O primeiro prêmio foi concedido a Marat, médico de profissão, cujo nome ficou na história da Revolução Francesa. O surgimento da obra de Marat foi oportuno, pois o uso da eletricidade para tratamento não era isento de misticismo e charlatanismo. Um certo Mesmer, usando teorias científicas da moda sobre máquinas elétricas de faísca, começou a alegar que em 1771 ele havia encontrado um medicamento universal - magnetismo "animal", agindo em um paciente à distância. Consultórios médicos especiais foram abertos para eles, onde estavam localizadas máquinas eletrostáticas de alta tensão. O paciente teve que tocar nas partes energizadas da máquina, enquanto sentia um choque elétrico. Aparentemente, os casos de um efeito positivo de ficar nos consultórios "médicos" de Mesmer podem ser explicados não apenas pelo efeito irritante de um choque elétrico, mas também pelo efeito do ozônio, que aparece nas salas onde as máquinas eletrostáticas estavam operando, e pelos fenômenos mencionados anteriormente. Pode ter um efeito positivo em alguns pacientes e na alteração do conteúdo de bactérias no ar sob a influência da ionização do ar. Mas Mesmer não tinha ideia disso. Após fracassos acompanhados por um desfecho difícil, sobre o qual Marat alertou em seu trabalho, Mesmer desapareceu da França. Criada com a participação do maior físico francês Lavoisier, uma comissão governamental para investigar as atividades "médicas" de Mesmer não conseguiu explicar o efeito positivo da eletricidade em uma pessoa. O tratamento com eletricidade na França foi temporariamente interrompido.

4 A disputa de Galvani e Volta

E agora falaremos sobre a pesquisa realizada quase duzentos anos após a publicação da obra 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 conduziu um experimento cuja descrição chocou cientistas de todo o mundo. As rãs foram dissecadas em uma mesa de laboratório. O objetivo do experimento era demonstrar e observar os nervos à mostra de seus membros. Sobre esta mesa estava uma máquina eletrostática, com a ajuda da qual uma faísca foi criada e estudada. Citemos as afirmações do próprio Luigi Galvani em seu trabalho "Sobre as forças elétricas durante os movimentos musculares": "... Um dos meus assistentes acidentalmente tocou os nervos femorais internos da rã muito levemente com uma ponta. O pé da rã estremeceu bruscamente." E ainda: "... Isso ocorre quando uma faísca é extraída do condensador da máquina."

Este fenômeno pode ser explicado da seguinte forma. Um campo elétrico mutável atua sobre os átomos e moléculas do ar na zona de ocorrência de uma faísca, com isso eles adquirem uma carga elétrica, deixando de ser neutros. Os íons resultantes e as moléculas eletricamente carregadas se espalham por uma certa distância relativamente curta da máquina eletrostática, pois durante o movimento, colidindo com as moléculas de ar, eles perdem sua carga. Ao mesmo tempo, eles podem se acumular em objetos de metal, bem isolados da superfície da terra, e são descarregados no caso de ocorrer um circuito elétrico condutor para o terra. O chão do laboratório estava seco e de madeira. Ele isolou bem o cômodo onde Galvani trabalhava do chão. O objeto sobre o qual as cargas foram acumuladas era um bisturi de metal. Mesmo um leve toque no nervo da rã com o bisturi levava a uma "descarga" da eletricidade estática acumulada no bisturi, fazendo com que a pata se retraísse sem nenhum dano mecânico. O próprio fenômeno de uma descarga secundária causada por indução eletrostática já era conhecido naquela época.

O brilhante talento do experimentador e a condução de um grande número de estudos versáteis permitiram a Galvani descobrir outro fenômeno importante para o desenvolvimento da engenharia elétrica. Existe um experimento no estudo da eletricidade atmosférica. Citemos o próprio Galvani: "... Cansado ... de uma espera inútil ... ... começou ... a pressionar os ganchos de cobre cravados na medula espinhal na treliça de ferro - as pernas da rã se contraíram." Os resultados do experimento, que não era mais realizado ao ar livre, mas em ambientes fechados na ausência de qualquer máquina eletrostática funcionando, confirmaram que a contração do músculo da rã, semelhante à contração causada pela faísca de uma máquina eletrostática, ocorre quando o corpo da rã toca simultaneamente dois objetos de metal diferentes - arame e uma placa de cobre, prata ou ferro. Ninguém jamais havia visto tal fenômeno antes de Galvani. Com base nas observações, ele chega a 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 jarra de Leyden, e eletricidade positiva se acumula dentro dele. O nervo da rã atua como um "condutor" interno. A ligação de dois condutores de metal ao músculo cria uma corrente elétrica que, como uma faísca de uma máquina eletrostática, faz com que o músculo se contraia.

Galvani experimentou apenas nos músculos da rã para obter um resultado definitivo. Talvez tenha sido isso que lhe permitiu sugerir o uso da "preparação fisiológica" das patas da rã como medidor da quantidade de eletricidade. Uma medida da quantidade de eletricidade, para a qual um indicador fisiológico semelhante foi usado, foi a atividade de levantar e cair da pata quando ela toca uma placa de metal, que é tocada simultaneamente por um gancho que passa pela medula espinhal da rã e a frequência de levantar a pata por unidade de tempo. Por algum tempo, esse indicador fisiológico foi usado até mesmo pelos principais físicos, em particular por Georg Ohm.

O experimento eletrofisiológico de Galvani permitiu que Alessandro Volta criasse a primeira fonte eletroquímica de energia elétrica, 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 que confirmam seus resultados. Mas já em seus primeiros artigos “Sobre Eletricidade Animal” e em uma carta ao Dr. Boronio de 3 de abril de 1792, Volta, ao contrário de Galvani, que interpreta os fenômenos observados do ponto de vista da eletricidade “animal”, traz à tona os fenômenos físico-químicos. Volta estabelece a importância do uso de metais diferentes (zinco, cobre, chumbo, prata, ferro) para esses experimentos, entre os quais é colocado um pano embebido em ácido.

Aqui está o que Volta escreve: "Nas experiências de Galvani, a fonte de eletricidade é uma rã. No entanto, o que é uma rã ou qualquer animal em geral? Em primeiro lugar, são nervos e músculos, e neles vários compostos químicos. Se os nervos e músculos de uma rã preparada estiverem conectados com dois metais diferentes, então, quando tal circuito é fechado, uma ação elétrica é manifestada. Em meu último experimento, dois metais diferentes também participaram - estanyol (chumbo) e prata, e a saliva da língua desempenhou o papel de um líquido. Ao fechar o circuito com uma placa de conexão, criei condições para o movimento contínuo de um fluido elétrico de um lugar para outro. Mas eu poderia ter mergulhado esses mesmos objetos de metal simplesmente em água ou em um líquido semelhante à saliva? O que a eletricidade "animal" tem a ver com isso? "

Os experimentos realizados por Volta permitem formular a conclusão de que a fonte da ação elétrica é uma cadeia de metais dissimilares quando entram em contato com um pano úmido ou embebido em solução ácida.

Em uma das cartas a seu amigo, o médico Vasagi (novamente um exemplo do interesse de um médico pela eletricidade), Volta escreveu: “Há muito estou convencido de que toda ação vem de metais, por cujo contato o fluido elétrico entra em um corpo úmido ou aquoso. Com base nisso, eu acredito ela própria 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 da 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 com tal experimento, o contato do nervo femoral da rã com seu músculo levou a uma contração bem perceptível, embora significativamente menor do que com a participação de metais. Essa foi a primeira fixação de fenômenos bioelétricos sobre os quais se constroem os modernos eletrodiagnósticos do sistema cardiovascular e de vários outros sistemas humanos.

Volta está tentando descobrir a natureza dos fenômenos incomuns descobertos. Diante de si mesmo, ele formula claramente o seguinte problema: "Qual é a causa do surgimento da eletricidade? - Eu me perguntei da mesma forma que cada um de vocês o faria. As reflexões me levaram a uma solução: a partir do contato de dois metais diferentes, como prata e zinco, o equilíbrio da eletricidade em ambos os metais é perturbado. No ponto de contato dos metais, a eletricidade positiva é direcionada da prata para o zinco e se acumula neste último, ao mesmo tempo que a eletricidade negativa se condensa na prata. Isso significa que a matéria elétrica se move em uma determinada direção. as placas de prata e zinco sem espaçadores intermediários, ou seja, as placas de zinco estavam em contato com as de prata, então sua ação total foi reduzida a zero. Para potencializar o efeito elétrico ou resumi-lo, cada placa de zinco deve ser posta em contato com apenas uma placa de prata e dobre mais menos pares. Isso é conseguido justamente pelo fato de que em cada placa de zinco coloco um pedaço de pano úmido, separando-a da placa de prata do próximo par. ”Muito do que Volta disse não perde seu significado agora, à luz dos conceitos científicos modernos.

Infelizmente, essa disputa foi tragicamente interrompida. O exército de Napoleão ocupou a Itália. Por se recusar a jurar lealdade ao novo governo, Galvani perdeu sua cadeira, foi demitido e logo morreu. O segundo participante da polêmica, 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 eletroquímica.

4. Os experimentos de V. V. Petrov. O começo da eletrodinâmica

A primeira etapa da ciência da eletricidade "animal" e "metálica" termina com o trabalho do professor de física da Academia Médico-Cirúrgica (hoje Academia Médica Militar S. M. Kirov de Leningrado), acadêmico V. V. Petrov.

A atividade de VV Petrov teve um grande impacto no desenvolvimento da ciência sobre o uso da eletricidade na medicina e na biologia em nosso país. Na Academia Médico-Cirúrgica, criou uma sala de física equipada com excelentes equipamentos. Trabalhando nela, Petrov construiu a primeira fonte eletroquímica mundial de energia elétrica de alta tensão. Estimando a tensão desta fonte pelo número de elementos incluídos nela, pode-se supor que a tensão atingiu 1800-2000 V com uma potência de cerca de 27-30 W. Esta fonte universal permitiu à V.V.Petrov realizar em pouco tempo dezenas de estudos que abriram várias formas de utilização da eletricidade em vários campos. O nome de V.V.Petrov está habitualmente associado ao surgimento de uma nova fonte de iluminação, nomeadamente eléctrica, a partir da utilização de um arco eléctrico eficaz por ele descoberto. Em 1803, no livro "News of Galvanic-Volt Experiments", V.V. Petrov apresentou os resultados de sua pesquisa. Este é o primeiro livro sobre eletricidade publicado em nosso país. Foi republicado em nosso país 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 galvânico-voltaica, composta por um grande número de elementos, é perigosa para os humanos; na verdade, ele previu a possibilidade de usar eletricidade para fisioterapia.

A influência da pesquisa de V. V. Petrov no desenvolvimento da engenharia elétrica e da medicina é grande. Sua obra "Notícias de Experimentos Galvani-Voltaicos", traduzida para o latim, adorna, junto 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 19 desenvolver amplamente pesquisas no campo do uso de eletricidade para tratamento. A Academia Médica Militar neste sentido tem assumido uma posição de liderança não só entre as instituições do nosso país, mas também entre as instituições europeias. Basta citar 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. Isso foi iniciado por Galvani, Volta, Petrov. A primeira metade e meados do século 19 foram marcadas por grandes descobertas na engenharia elétrica. Essas descobertas estão associadas aos nomes do dinamarquês Hans Oersted, dos franceses Dominique Arago e Andre Ampere, do alemão Georg Ohm, do inglês Michael Faraday, dos nossos compatriotas Boris Jacobi, Emil Lenz e Pavel Schilling e de muitos outros cientistas.

Vamos descrever resumidamente as mais importantes dessas descobertas que estão diretamente relacionadas ao nosso tópico. Oersted foi o primeiro a estabelecer uma relação completa entre fenômenos elétricos e magnéticos. Fazendo experimentos com eletricidade galvânica (como naquela época chamavam de fenômenos elétricos decorrentes de fontes eletroquímicas de corrente, em contraste com os fenômenos causados \u200b\u200bpor uma máquina eletrostática), Oersted descobriu desvios da seta de uma bússola magnética localizada perto de uma fonte de corrente elétrica (bateria galvânica) no momento do curto-circuito e abrir o circuito elétrico. Ele descobriu que esse desvio depende da localização da bússola magnética. O grande mérito de Oersted é que ele próprio apreciou a importância do fenômeno que descobriu. Desmoronando, ao que parece, inabalável por mais de duzentos anos, as idéias baseadas nas obras de Gilbert, sobre a independência dos fenômenos magnéticos e elétricos. Oersted recebeu material experimental confiável, com base no qual escreve e publica o livro "Experimentos relacionados à ação do conflito elétrico em uma agulha magnética". Resumidamente, ele formula sua realização da seguinte maneira: "A eletricidade galvânica indo de norte a sul por uma agulha magnética suspensa livremente desvia sua extremidade norte para o leste e, passando na mesma direção sob a agulha, desvia-a para oeste."

O físico francês Andre Ampere revelou de forma clara e profunda o significado do experimento de Oersted, que é a primeira prova confiável da relação entre magnetismo e eletricidade. Ampere era um cientista muito versátil, excelente em matemática, interessado em química, botânica e literatura antiga. Ele foi um grande promotor de descobertas científicas. Os méritos de Ampère no campo da física podem ser formulados da seguinte forma: ele criou uma nova seção na teoria da eletricidade - a eletrodinâmica, cobrindo todas as manifestações da eletricidade em movimento. Ampère tinha uma bateria galvânica como fonte de carga elétrica em movimento. Ao fechar o circuito, ele recebeu o movimento de cargas elétricas. Ampere mostrou que cargas elétricas em repouso (eletricidade estática) não agem sobre uma agulha magnética - elas não a desviam. Em termos modernos, Ampere foi capaz de identificar o significado dos transientes (ligar um circuito elétrico).

Michael Faraday completa as descobertas de Oersted e Ampere - ele 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 era um matemático como Ampere, em suas numerosas publicações não usou uma única expressão analítica. O talento do experimentador, consciencioso e trabalhador, permitiu a Faraday compensar a falta de análises matemáticas. Faraday descobre a lei da indução. Como ele mesmo disse: "Encontrei uma maneira de converter eletricidade em magnetismo e vice-versa." Ele detecta a autoindução.

A conclusão da maior pesquisa de Faraday é a descoberta das leis da passagem da corrente elétrica por líquidos condutores e da decomposição química destes, que ocorre sob a influência de uma corrente elétrica (fenômeno da eletrólise). Faraday formula a lei básica da seguinte forma: "A quantidade de uma substância em placas condutoras (eletrodos) imersa em um líquido depende da força da corrente e do tempo que ela passa: quanto maior a força da corrente e mais tempo ela passa, mais quantidade a substância será liberada na solução. "

A Rússia acabou por ser um dos países onde as descobertas de Oersted, Arago, Ampere e, o mais importante, Faraday encontraram desenvolvimento direto e aplicação prática. Boris Jacobi, usando as descobertas da eletrodinâmica, cria a primeira nave com motor elétrico. Emil Lenz possui uma série de trabalhos de grande interesse prático em vários campos da engenharia elétrica e da física. Seu nome costuma ser associado à descoberta da lei do equivalente térmico da energia elétrica, chamada lei de Joule-Lenz. Além disso, Lenz instituiu uma lei com seu nome. Isso encerra o período de criação das bases da eletrodinâmica.

1 O uso da eletricidade na medicina e na biologia no século 19

PN Yablochkov, colocando dois carvões em paralelo, separados por gordura derretida, cria uma vela elétrica - uma fonte simples de luz elétrica que pode iluminar uma sala por várias horas. A vela Yablochkov durou de três a quatro anos, encontrando aplicação em quase todos os países do mundo. Foi substituída por uma lâmpada incandescente mais durável. Geradores elétricos estão sendo criados em todos os lugares e as baterias também estão se espalhando. Os campos de aplicação da eletricidade estão aumentando.

O uso da eletricidade na química também está se tornando popular, o que foi iniciado por M. Faraday. O movimento da matéria - o movimento dos portadores de carga - encontrou uma de suas primeiras aplicações na medicina para a introdução de compostos medicinais apropriados no corpo humano. A essência do método é a seguinte: gaze ou qualquer outro tecido que sirva de espaçador entre os eletrodos e o corpo humano é impregnado com o composto medicinal necessário; 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 comum hoje. É chamada de eletroforese ou iontoforese. SOBRE aplicação prática eletroforese, o leitor pode aprender 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 seus estudos sobre os raios catódicos, que na época ficaram conhecidos como:

Quando uma corrente de alta voltagem passa por um tubo com um gás altamente rarefeito, uma corrente de partículas é ejetada do cátodo, carregada a uma velocidade enorme. 2. Essas partículas se movem estritamente em linha reta. 3. Esta energia radiante pode produzir ação mecânica. Por exemplo, gire uma pequena plataforma giratória colocada em seu caminho. 4. A energia radiante é desviada por um ímã. 5. Nos lugares onde a matéria radiante cai, o calor se desenvolve. Se o cátodo tem a forma de um espelho côncavo, então mesmo ligas refratárias como, por exemplo, uma liga de irídio e platina, podem ser derretidas no foco desse espelho. 6. Raios catódicos - o fluxo de corpos materiais é menor que um átomo, ou seja, partículas de eletricidade negativa.

Esses são os primeiros passos na véspera de uma nova descoberta importante feita por Wilhelm Konrad Roentgen. Roentgen descobriu uma fonte fundamentalmente diferente de radiação, que ele chamou de raios-X (raio-X). 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 instalação Roentgen, para repetir e desenvolver suas pesquisas. Essa descoberta despertou particular interesse entre os médicos.

Os laboratórios de física, onde foi criado o equipamento utilizado por Roentgen para a obtenção de raios X, foram atacados por médicos e seus pacientes, que suspeitavam de terem engolido agulhas, botões de metal, etc. em seus corpos. A história da medicina não conheceu uma implementação prática tão rápida das descobertas em o campo da eletricidade, como aconteceu com uma nova ferramenta de diagnóstico - os raios-X.

Eles imediatamente se interessaram por raios-X na Rússia. Ainda não havia publicações científicas oficiais, resenhas sobre eles, dados precisos sobre o equipamento, apenas uma curta 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 doméstico de raios-X. Pouco se sabe sobre isso. O papel de A.S. Popov no desenvolvimento dos primeiros dispositivos domésticos de raios-X, sua introdução, talvez, ficou conhecida pela primeira vez no livro de F. Veitkov. Foi complementado com muito sucesso pela filha do inventor, Yekaterina Aleksandrovna Kyandskaya-Popova, que, junto com V. Tomat, publicou o artigo "O Inventor do Rádio e do Raio X" na revista Science and Life (1971, nº 8).

Novos avanços na engenharia elétrica expandiram correspondentemente as possibilidades de pesquisa da eletricidade "animal". Matteuchi, usando um galvanômetro criado na época, provou que um potencial elétrico surge durante a vida de um músculo. Tendo cortado 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 obteve um potencial na faixa de 10-80 mV. O valor do potencial é determinado pelo tipo de músculo. De acordo com Matteuchi, "a biocorrente flui" da superfície longitudinal para a seção transversal e a seção transversal é eletronegativa. Este curioso fato foi confirmado por experimentos em vários animais - tartaruga, coelho, rato e pássaros, realizados por vários pesquisadores, dos quais se destacam os fisiologistas alemães Dubois-Reymond, Hermann e nosso compatriota V. Yu. Chagovets. Peltier, em 1834, publicou um trabalho em que os resultados de um estudo da interação dos biopotenciais com o fluxo através do tecido vivo corrente direta... Descobriu-se que a polaridade dos biopotenciais muda neste caso. As amplitudes também mudam.

Ao mesmo tempo, mudanças nas funções fisiológicas foram observadas. Nos laboratórios de fisiologistas, biólogos e médicos, aparecem dispositivos elétricos de medição com sensibilidade suficiente e limites de medição apropriados. Um grande e variado material experimental está sendo acumulado. Isso conclui a pré-história do uso da eletricidade na medicina e o estudo da eletricidade "animal".

O surgimento de métodos físicos que fornecem bioinformação primária, desenvolvimento moderno tecnologia de medição elétrica, teoria da informação, autometria e telemetria, integração de medições - é o que marca uma nova etapa histórica nas direções científicas, técnicas e biomédicas do uso da eletricidade.

2 História da radioterapia e diagnóstico

No final do século XIX, descobertas muito importantes foram feitas. Pela primeira vez, uma pessoa com seu próprio olho pode ver algo escondido atrás de um opaco para luz visível obstáculo. Konrad Roentgen descobriu os chamados raios X, que podiam penetrar obstáculos opticamente opacos e criar imagens sombreadas de objetos escondidos atrás deles. O fenômeno da radioatividade também foi descoberto. Já no século 20, em 1905, Eindhoven comprovou a atividade elétrica do coração. A partir desse momento, a eletrocardiografia começou a se desenvolver.

Os médicos passaram a receber cada vez mais informações sobre a condição órgãos internos o paciente, que eles não podiam observar sem os dispositivos apropriados criados por engenheiros com base nas descobertas dos físicos. Por fim, os médicos puderam observar o funcionamento dos órgãos internos.

Já no início da Segunda Guerra Mundial, os principais físicos do planeta, antes mesmo do surgimento das informações sobre a fissão de átomos pesados \u200b\u200be a liberação colossal de energia neste caso, chegaram à conclusão de que é possível criar isótopos radioativos artificiais. O número de isótopos radioativos não se limita aos elementos radioativos naturalmente conhecidos. Eles são conhecidos por todos elementos químicos tabelas periódicas. Os cientistas foram capazes de rastrear sua história química sem interromper o fluxo do processo em estudo.

Já 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 foi amplamente utilizado, mesmo para fins científicos. Uso mais difundido na pesquisa médica, inclusive em diagnóstico, isótopos radioativos recebidos na década de cinquenta após a criação dos reatores nucleares, nos quais era bastante fácil obter grandes atividades de isótopos radioativos artificialmente.

O exemplo mais famoso de uma das primeiras aplicações de isótopos artificialmente radioativos é o uso de isótopos de iodo para pesquisa da tireóide. O método permitiu entender a causa das doenças da tireoide (bócio) em determinadas áreas de residência. Foi demonstrada uma associação entre o conteúdo de iodo na dieta e doenças da tireoide. Como resultado desses estudos, você e eu estamos consumindo sal de cozinha, no qual aditivos de iodo inativo foram deliberadamente introduzidos.

No início, para estudar a distribuição de radionuclídeos em um órgão, foram usados \u200b\u200bdetectores de cintilação única, que examinavam o órgão em estudo ponto a ponto, ou seja, examinou-o, movendo-se ao longo da linha sinuosa de todo o órgão investigado. Essa pesquisa foi chamada de digitalização, e os dispositivos usados \u200b\u200bpara isso foram chamados de scanners (scanners). Com o desenvolvimento dos detectores sensíveis à posição, que, além de registrar o gamma quantum incidente, também determinavam a coordenada de sua entrada no detector, tornou-se possível visualizar todo o órgão em estudo de uma só vez, sem mover o detector sobre ele. Atualmente, a obtenção de uma imagem da distribuição dos radionuclídeos no órgão em estudo é chamada de cintilografia. Embora, de maneira geral, o termo cintilografia tenha sido introduzido em 1955 (Andrews et al) e inicialmente se referisse à digitalização. Entre os sistemas com detectores estacionários, o mais utilizado é a chamada câmera gama, proposta pela primeira vez por Anger em 1958.

A câmera gama possibilitou reduzir significativamente o tempo de aquisição da imagem e, portanto, utilizar 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 do RFP administrado aos pacientes. Atualmente, ao usar o Tc-99t, o tempo necessário para adquirir uma imagem é de frações de segundo. Esses tempos curtos para a obtenção de um único quadro levaram ao surgimento da cintilografia dinâmica, quando várias imagens sequenciais 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, ocorre uma combinação de estudos dinâmicos e cintilográficos.

Com o desenvolvimento da técnica de obtenção de imagens da distribuição dos radionuclídeos no órgão estudado, surgiu o questionamento sobre os métodos de avaliação das distribuições dos RFP na área examinada, principalmente na cintilografia dinâmica. As varreduras foram processadas principalmente visualmente, o que se tornou inaceitável com o desenvolvimento da cintilografia dinâmica. A principal desvantagem foi a impossibilidade de traçar curvas refletindo a mudança na atividade de RP no órgão estudado ou em suas partes individuais. Claro, uma série de outras desvantagens dos cintigramas obtidos podem ser notados - 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 uma série de quadros consecutivos.

Tudo isso levou ao surgimento de sistemas baseados em computador para processamento digital de cintigramas. Em 1969, Jinuma e outros aplicaram os recursos de um computador para processar cintigramas, o que tornou possível obter informações diagnósticas mais confiáveis \u200b\u200be em um volume significativamente maior. A este respeito, sistemas baseados em computador para coleta e processamento de informação cintilográfica começaram a ser introduzidos muito intensamente na prática dos departamentos de diagnóstico de radionuclídeos. Esses departamentos se tornaram os primeiros departamentos médicos práticos nos quais os computadores foram amplamente introduzidos.

O desenvolvimento de sistemas digitais baseados em computador para coleta e processamento de informações cintilográficas lançou as bases para os princípios e métodos de processamento de imagens de diagnóstico médico, que também foram usados \u200b\u200bno processamento de imagens obtidas por meio de outros princípios médicos e físicos. Isso se aplica a imagens de raios-X, imagens obtidas em diagnósticos de ultrassom e, claro, a 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 tecnologias de ponta para o uso de isótopos radioativos na pesquisa de diagnóstico médico e seu uso crescente na prática clínica levou ao surgimento de uma disciplina médica independente de diagnóstico de radioisótopos, que mais tarde foi chamada de diagnóstico de radionuclídeos por padronização internacional. Um pouco mais tarde, surgiu o conceito de medicina nuclear, que combinava os métodos de uso de radionuclídeos, tanto para diagnóstico quanto para terapia. Com o desenvolvimento do diagnóstico de radionuclídeos em cardiologia (nos países desenvolvidos, até 30% do número total de estudos com radionuclídeos tornaram-se cardiológicos), surgiu o termo cardiologia nuclear.

Outro grupo de estudos extremamente importante com radionuclídeos são os estudos in vitro. Este tipo de pesquisa não implica 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 tecido. Além disso, a bioquímica, a fisiologia e a biologia molecular modernas não podem existir sem métodos de indicadores radioativos e radiometria.

Em nosso país, a introdução massiva de métodos de medicina nuclear na prática clínica começou no final dos anos 50 após a publicação da ordem do Ministro da Saúde da URSS (nº 248 de 15 de maio de 1959) sobre a criação de departamentos de diagnóstico de radioisótopos em grandes instituições oncológicas e a construção de edifícios radiológicos padrão. alguns deles ainda estão em operação. Um papel importante foi desempenhado pelo decreto do Comitê Central do PCUS e do Conselho de Ministros da URSS datado de 14 de janeiro de 1960, No. 58 "Sobre medidas para melhorar ainda mais os cuidados médicos e a proteção da saúde da população da URSS", que previa a introdução generalizada de métodos de radiologia na prática médica.

O rápido desenvolvimento da medicina nuclear nos últimos anos gerou uma escassez de radiologistas e engenheiros especialistas na área de diagnóstico por radionuclídeos. O resultado da aplicação de todas as técnicas de radionuclídeos depende de dois os pontos mais importantes: de um sistema de detecção com sensibilidade e resolução suficientes, por um lado, e de um radiofármaco que fornece um nível aceitável de acumulação no órgão ou tecido desejado, por outro lado. Portanto, todo especialista em medicina nuclear deve ter um conhecimento profundo dos fundamentos físicos da radioatividade e dos sistemas de detecção, bem como conhecimento da química dos radiofármacos e dos processos que determinam sua localização em certos órgãos e tecidos. Esta monografia não é uma visão geral simples dos avanços no diagnóstico de radionuclídeos. Apresenta muito material original, resultado de pesquisas de seus autores. A experiência de longo prazo do trabalho conjunto da equipe de desenvolvedores do departamento de equipamentos radiológicos do CJSC "VNIIMP-VITA", o Centro Oncológico da Academia Russa de Ciências Médicas, o Centro de Pesquisa Cardiológica do Ministério da Saúde da 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 considerou a implementação teórica e prática de técnicas de radiologia da Rússia, tornou possível a implementação teórica de médicos físicos da Rússia. os resultados diagnósticos mais informativos 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 por muitos anos trabalhou nesta direção no Instituto de Pesquisa Científica de Instrumentação Médica da União e supervisionou a criação da primeira câmera gama tomográfica russa GKS-301.

5. Uma breve história da terapia de ultrassom

A tecnologia de ultra-som começou a se desenvolver durante a Primeira Guerra Mundial. Foi então que, em 1914, enquanto testava um novo emissor ultrassônico em um grande aquário de laboratório, o notável físico experimental francês Paul Langevin descobriu que os peixes ficavam preocupados quando expostos ao ultrassom, corriam, depois se acalmavam, 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 da década de 20 do século XX. as primeiras tentativas foram feitas para usar o ultrassom na medicina. E em 1928, os médicos alemães já usaram o ultrassom para tratar doenças de ouvido em humanos. Em 1934, o otorrinolaringologista soviético E.I. A Anokhrienko introduziu o método de ultrassom na prática terapêutica e foi a primeira no mundo a realizar o tratamento combinado com ultrassom e corrente elétrica. O ultrassom logo se tornou amplamente utilizado na fisioterapia, ganhando fama rapidamente. meios eficazes... Antes de usar o ultrassom para tratar doenças humanas, seu efeito era exaustivamente testado em animais, mas novos métodos só entraram na prática da medicina veterinária depois de serem amplamente usados \u200b\u200bna medicina. As primeiras máquinas de ultrassom eram muito caras. O preço, é claro, não importa quando se trata de saúde humana, mas na produção agrícola isso tem que ser levado em consideração, já que não deve ser deficiente. Os primeiros métodos terapêuticos ultrassonográficos baseavam-se em observações puramente empíricas, mas paralelamente ao desenvolvimento da fisioterapia ultrassonográfica, estudos dos mecanismos de ação biológica do ultrassom foram se desenvolvendo. Seus resultados nos permitiram fazer ajustes na prática de uso do ultrassom. Em 1940-1950, por exemplo, acreditava-se que o ultrassom com uma intensidade de até 5 ... 6 W / cm 2 ou mesmo até 10 W / cm 2 era eficaz para fins terapêuticos. No entanto, logo as intensidades de ultra-som utilizadas na medicina e veterinária começaram a diminuir. Então, nos anos 60 do século XX. a intensidade máxima de ultrassom gerada por aparelhos fisioterapêuticos diminuiu para 2 ... 3 W / cm 2, e os aparelhos atualmente fabricados emitem ultrassom com intensidade não superior a 1 W / cm 2. Mas hoje, na fisioterapia médica e veterinária, o ultrassom com uma intensidade de 0,05-0,5 W / cm 2 é o mais usado.

Conclusão

Claro, não fui capaz de cobrir a história do desenvolvimento da física médica na íntegra, porque do contrário teria que falar detalhadamente sobre cada descoberta física. Mesmo assim, indiquei as principais etapas do desenvolvimento do mel. físicos: suas origens não remontam ao século 20, como muitos acreditam, mas muito antes, na antiguidade. Hoje, as descobertas daquela época nos parecerão insignificantes, 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 olhar objetivamente para sua pesquisa, pode entender que a ciência moderna das articulações inclui a grande maioria de suas obras. Ou Harvey, que foi o primeiro a provar que a circulação sanguínea estava fechada. Portanto, parece-me que devemos valorizar 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., ed.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; p. 391

Eletricidade e homem; Manoilov V.E. ; Energoatomizdat 1998, pp. 75-92

T.V. Cherednichenko Música na história da cultura. - Dolgoprudny: Allegro-press, 1994. p. 200

The Daily Life of Ancient Rome through the Prism of Pleasure, Jean-Noel Robber, Young Guard, 2006, p. 61

Platão. Diálogos; Pensamento, 1986, p. 693

Descartes R. Works: Em 2 volumes - T. 1. - M.: Mysl, 1989. Pp. 280, 278

Platão. Diálogos - Timeu; Pensamento, 1986, pág. 1085

Leonardo da Vinci. Trabalhos selecionados. Em 2 volumes.Vol. 1. / Reimpressão do ed. 1935 - M.: Ladomir, 1995.

Aristóteles. Trabalha em quatro volumes. Volume 1, editado por V. F. Asmus. M.,<Мысль>, 1976, pp. 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)

A história da fototerapia - http://www.argo-shop.com.ua/article-172.html (data do tratamento 21.09.12)

Tratamento de incêndio - http://newagejournal.info/lechenie-ognem-ili-moksaterapia/ (data de acesso 21.09.12)

Medicina oriental - (data de acesso 09.22.12): //arenda-ceragem.narod2.ru/eto_nuzhno_znat/vostochnaya_meditsina_vse_luchshee_lyudyam

Pistas para vários estados do corpo humano foram procuradas por muito tempo e de forma dolorosa. Nem todas as tentativas dos médicos de chegar ao fundo da verdade foram percebidas pela sociedade com entusiasmo e boas-vindas. Afinal, os médicos muitas vezes tinham que fazer coisas que pareciam loucas para as pessoas. Mas, ao mesmo tempo, sem eles, o avanço do negócio médico era impossível. AiF.ru coletou histórias das descobertas médicas mais marcantes, pelas quais alguns de seus autores quase foram perseguidos.

Características anatômicas

Os curandeiros do mundo antigo ainda estavam intrigados com a estrutura do corpo humano como base da ciência médica. Por exemplo, na Grécia Antiga, a atenção já era dada à relação entre os vários estados fisiológicos de uma pessoa e as características de sua estrutura física. Ao mesmo tempo, como observam os especialistas, a observação era mais de natureza filosófica: ninguém suspeitava do que estava acontecendo dentro do próprio corpo e as intervenções cirúrgicas eram muito raras.

A anatomia como ciência nasceu apenas durante o Renascimento. E para aqueles ao seu redor, ela foi um choque. Por exemplo, médico belga Andreas Vesalius decidiu praticar autópsias para entender exatamente como funciona o corpo humano. Além disso, ele frequentemente tinha que agir à noite e por métodos não totalmente legais. No entanto, todos os médicos que se atreviam a estudar tais detalhes não podiam agir abertamente, uma vez que tal comportamento era considerado demoníaco.

Andreas Vesalius. Foto: Domínio Público

O próprio Vesalius comprou os cadáveres do executor. Com base em suas descobertas e pesquisas, ele criou um trabalho científico "Sobre a estrutura do corpo humano", que foi publicado em 1543. Este livro é classificado pela comunidade médica como uma das maiores obras e grande descoberta, que dá a primeira imagem completa da estrutura interna de uma pessoa.

Radiação perigosa

Hoje, o diagnóstico moderno não pode ser imaginado sem uma tecnologia como o raio-X. No entanto, mesmo no final do século 19, absolutamente nada se sabia sobre os raios-X. Essa radiação útil foi descoberta Wilhelm Roentgen, cientista alemão... Antes de sua inauguração, era muitas vezes mais difícil para os médicos (especialmente os cirurgiões) trabalhar. Afinal, eles não podiam simplesmente pegar e ver onde está um corpo estranho em uma pessoa. Tive de confiar apenas na minha intuição, bem como na sensibilidade das minhas mãos.

A descoberta ocorreu em 1895. O cientista realizou vários experimentos com elétrons, ele usou um tubo de vidro com ar rarefeito para seu trabalho. Ao final dos experimentos, ele apagou a luz e estava prestes a sair do laboratório. Mas naquele momento, descobri um brilho verde no frasco que permaneceu sobre a mesa. Pareceu devido ao fato de o cientista não desligar o aparelho, que ficava em um canto completamente diferente do laboratório.

Então Roentgen teve apenas que fazer experiências com os dados obtidos. Ele começou a cobrir o tubo de vidro com papelão, criando escuridão em toda a sala. Ele também verificou o efeito do feixe em vários objetos colocados à sua frente: uma folha de papel, um quadro-negro, um livro. Quando a mão do cientista estava no caminho da viga, ele viu seus ossos. Comparando várias de suas observações, ele foi capaz de entender que com a ajuda de tais raios é possível considerar o que está acontecendo dentro do corpo humano sem violar sua integridade. Em 1901, Roentgen recebeu o Prêmio Nobel de Física por sua descoberta. Há mais de 100 anos que salva a vida das pessoas, permite detectar várias patologias em diferentes fases do seu desenvolvimento.

O poder dos germes

Existem descobertas para as quais os cientistas têm se movido propositadamente por décadas. Uma delas foi a descoberta microbiológica feita em 1846 Dr. Ignaz Semmelweis... Naquela época, os médicos muitas vezes enfrentavam a morte de mulheres em trabalho de parto. As mulheres recém-mães morreram da chamada febre da maternidade, isto é, uma infecção do útero. Além disso, os médicos não conseguiram determinar a causa do problema. O departamento onde o médico trabalhava tinha 2 quartos. Em um deles, o parto foi assistido por médicos, no outro - por parteiras. Apesar de a formação dos médicos ter sido muito melhor, as mulheres em suas mãos morriam com mais freqüência do que no parto com parteiras. E o médico ficou extremamente interessado neste fato.

Ignaz Philip Semmelweis. Foto: www.globallookpress.com

Semmelweis começou a observar de perto seu trabalho para compreender a essência do problema. E descobriu-se que, além do parto, os médicos também praticavam a autópsia de mulheres falecidas em trabalho de parto. E depois de experimentos anatômicos, voltaram à sala de parto novamente, sem nem mesmo lavar as mãos. Isso levou o cientista a pensar: os médicos carregam nas mãos partículas invisíveis que causam a morte dos pacientes? Ele decidiu testar sua hipótese empiricamente: ordenou que os estudantes de medicina que participavam do processo de obstetrícia tratassem suas mãos todas as vezes (então alvejante foi usado para desinfecção). E o número de mortes de mães jovens caiu imediatamente de 7% para 1%. Isso permitiu ao cientista concluir que todas as infecções causadas pela febre do parto têm uma causa. Ao mesmo tempo, a conexão entre bactérias e infecções ainda não era visível, e as idéias de Semmelweis foram ridicularizadas.

Só depois de 10 anos não é menos famoso cientista Louis Pasteur provou experimentalmente a importância dos microrganismos invisíveis aos olhos. E foi ele quem determinou que, com a ajuda da pasteurização (ou seja, aquecimento), eles podem ser destruídos. Foi Pasteur quem conseguiu provar a ligação entre bactérias e infecções por meio de uma série de experimentos. Depois disso, restou desenvolver antibióticos, e as vidas de pacientes que antes eram considerados sem esperança foram salvas.

Coquetel de vitaminas

Até a segunda metade do século 19, ninguém sabia nada sobre vitaminas. E ninguém sabia o valor desses pequenos micronutrientes. E mesmo agora as vitaminas estão longe de ser apreciadas por todos. E isso apesar do fato de que sem eles pode-se perder não só a saúde, mas também a vida. Existem várias doenças específicas associadas a deficiências nutricionais. Além disso, essa posição é confirmada por séculos de experiência. Por exemplo, um dos exemplos mais claros da destruição da saúde pela falta de vitaminas é o escorbuto. Em uma das famosas caminhadas Vasco da Gama 100 de 160 membros da tripulação morreram dela.

O primeiro a ter sucesso na busca de minerais úteis foi cientista russo Nikolai Lunin... Ele fez experimentos em ratos que comeram alimentos cozidos artificialmente. Sua dieta consistia no seguinte sistema alimentar: caseína refinada, gordura do leite, açúcar do leite, sais, que faziam parte do leite e da água. Na verdade, todos esses são componentes necessários do leite. Ao mesmo tempo, os ratos estavam claramente perdendo alguma coisa. Eles não cresceram, perderam peso, não comeram seus alimentos e morreram.

Salvação em Açucar

Hoje, as pessoas com diabetes vivem uma vida normal com alguns ajustes. E não faz muito tempo, todos os que sofriam dessa doença adoeciam e morriam. Isso aconteceu até que a insulina foi descoberta.

As seguintes tentativas são datadas de 1908. Especialista alemão Georg Ludwig Zülzerisolou um extrato do pâncreas, com o qual até mesmo um paciente morrendo de diabetes foi tratado por algum tempo. Mais tarde, a eclosão das guerras mundiais adiou temporariamente a pesquisa nesta área.

O próximo a resolver o mistério foi Frederick Grant Bunting, um médico cujo amigo morreu precisamente por causa da diabetes. Depois que o jovem se formou na faculdade de medicina e serviu durante a Primeira Guerra Mundial, ele se tornou professor assistente em uma das escolas particulares de medicina. Lendo um artigo em 1920 sobre a ligação dos dutos do pâncreas, ele decidiu fazer uma experiência. Ele estabeleceu o objetivo de tal experimento para obter uma substância da glândula, que deveria reduzir o açúcar no sangue. Junto com um assistente, a quem seu mentor o designou, em 1921 Bunting finalmente conseguiu obter a substância necessária. Após ser apresentado a um cão experimental com diabetes, morrendo com as consequências da doença, o animal melhorou significativamente. Então, resta apenas desenvolver os resultados alcançados.

O principal anti-herói do nosso tempo - o câncer - parece, afinal, caiu na rede de cientistas. Especialistas israelenses da Universidade Bar-Ilan falou sobre sua descoberta científica: eles criaram nanorrobôs capazes de matar células cancerosas... Os assassinos são feitos de DNA, um material biocompatível e biodegradável natural, e podem carregar moléculas bioativas e drogas. Os robôs são capazes de se mover com o fluxo do sangue e reconhecer células malignas, destruindo-as imediatamente. Esse mecanismo é semelhante ao funcionamento do nosso sistema imunológico, mas mais preciso.

Os cientistas já concluíram 2 etapas do experimento.

• Primeiro, eles colocaram os nanorrobôs em um tubo de ensaio com células saudáveis \u200b\u200be cancerosas. Após 3 dias, metade dos malignos foram destruídos e nenhum dos saudáveis \u200b\u200bsofreu!
• Em seguida, os pesquisadores apresentaram os caçadores às baratas (os cientistas geralmente têm um amor estranho por barbilhões, então eles aparecerão neste artigo), provando que os robôs podem montar com sucesso a partir de fragmentos de DNA e encontrar com precisão células-alvo, não necessariamente cancerosas, dentro de uma criatura viva.

Mudança na cor dos olhos

O problema de melhorar ou mudar a aparência de uma pessoa ainda está sendo resolvido pela cirurgia plástica. Olhando para Mickey Rourke, nem sempre as tentativas podem ser consideradas bem-sucedidas, e ouvimos muito sobre todos os tipos de complicações. Mas, felizmente, a ciência oferece todas as novas formas de transformação.

Os médicos da Stroma Medical da Califórnia também se comprometeram descoberta científica: aprendi a transformar olhos castanhos em azuis... Várias dezenas de operações já foram realizadas no México e na Costa Rica (nos Estados Unidos, a permissão para tais manipulações ainda não foi obtida por falta de dados de segurança).

A essência do método é remover uma fina camada contendo pigmento de melanina usando um laser (o procedimento leva 20 segundos). Depois de algumas semanas, as partículas mortas são excretadas de forma independente pelo corpo e um Sineglazka natural olha para o paciente pelo espelho. (O truque é que, ao nascer, todas as pessoas têm olhos azuis, mas em 83% eles são obscurecidos por uma camada preenchida em vários graus com melanina.) É possível que, após a destruição da camada de pigmento, os médicos aprendam a encher os olhos com novas cores. Então gente com olhos laranja, dourado ou roxo vai inundar as ruas, deliciando os compositores.

Descoloração da pele

E do outro lado do mundo, na Suíça, os cientistas finalmente descobriram o segredo dos truques do camaleão. Uma rede de nanocristais localizada em células especiais da pele, chamadas iridóforos, permite que ele mude de cor. Não há nada de sobrenatural nesses cristais: eles consistem em guanina, um componente do DNA. Em um estado relaxado, os nano-heróis formam uma densa rede que reflete as cores verde e azul. Quando excitada, a rede é esticada, a distância entre os cristais aumenta e a pele passa a refletir vermelho, amarelo e outras cores.

Em geral, assim que a engenharia genética permite a criação de células como iridóforos, vamos acordar em uma sociedade onde o humor pode ser transmitido não apenas por expressões faciais, mas também pela cor das mãos... E aí está perto da gestão consciente da aparência, como o Mystic do filme “X-Men”.

Corpos impressos em impressora 3D

Um avanço importante no reparo de corpos humanos também foi feito em nossa terra natal. Cientistas do laboratório "Soluções de Bioprinting 3D" criaram uma impressora 3D exclusiva que imprime tecidos corporais. Recentemente, pela primeira vez, foi obtido tecido de uma glândula tireóide de murino, que será transplantado em um roedor vivo nos próximos meses. Componentes estruturais do corpo, como a traquéia, já foram marcados antes. O objetivo dos cientistas russos é obter um tecido totalmente funcional. Podem ser glândulas endócrinas, rins ou fígado. A impressão de tecidos com parâmetros conhecidos ajudará a evitar incompatibilidades - um dos principais problemas do transplante.

Baratas a serviço do Ministério de Emergências

Outro desenvolvimento surpreendente pode salvar a vida de pessoas presas sob os escombros após desastres ou presas em locais de difícil acesso - minas ou cavernas. Usando estímulos acústicos especiais transmitidos por uma "mochila" nas costas de uma barata, as mentes se formaram descoberta científica: aprendeu a manipular um inseto como uma máquina controlada por rádio... O sentido de usar um ser vivo está em seu instinto de autopreservação e capacidade de navegar, graças ao qual o barbilho supera obstáculos e evita o perigo. Ao pendurar uma pequena câmera em uma barata, você pode "inspecionar" com sucesso locais de difícil acesso e tomar decisões sobre o método de evacuação.

Telepatia e telecinesia para todos

Outra notícia incrível: a telepatia e a telecinesia, todas consideradas charlatanismo, são reais. Nos últimos anos, os cientistas foram capazes de estabelecer comunicação telepática entre dois animais, um animal e um homem, e, finalmente, recentemente pela primeira vez um pensamento foi transmitido à distância - de um cidadão para outro. O milagre aconteceu graças a 3 tecnologias.

1. A eletroencefalografia (EEG) captura a atividade elétrica no cérebro em ondas e funciona como um “dispositivo de saída”. Depois de algum treinamento, certas ondas podem ser associadas a imagens específicas na cabeça.
2. A estimulação magnética transcraniana (TMS) permite que você crie uma corrente elétrica no cérebro com a ajuda de um campo magnético, o que torna possível "trazer" essas imagens para a massa cinzenta. O TMC funciona como um "dispositivo de entrada".
3. Finalmente, a Internet permite que essas imagens sejam transmitidas como sinais digitais de uma pessoa para outra. Até agora, as imagens e palavras transmitidas são muito primitivas, mas qualquer tecnologia complexa deve começar em algum lugar.

A telecinesia foi possibilitada pela mesma atividade elétrica da matéria cinzenta. Até agora, essa tecnologia requer intervenção cirúrgica: os sinais são removidos do cérebro por uma minúscula grade de eletrodos e transmitidos digitalmente para um manipulador. Recentemente, Jen Schoerman, uma mulher paralisada de 53 anos, usou esta descoberta científica da Universidade de Pittsburgh para pilotar com sucesso um avião em um simulador de computador de um caça a jato F-35. Por exemplo, o autor do artigo dificilmente consegue lidar com simuladores de vôo, mesmo com dois braços funcionando.

No futuro, as tecnologias de transmissão de pensamentos e movimentos à distância não só vão melhorar a qualidade de vida do paralítico, mas certamente entrarão no dia a dia, permitindo que aqueçam o jantar com a força do pensamento.

Direção segura

As melhores mentes trabalham em um carro que não requer a participação ativa do motorista. Os carros da Tesla, por exemplo, já sabem estacionar por conta própria, deixar a garagem com cronômetro e dirigir até o dono, reconstruir no riacho e obedecer às placas de trânsito que limitam a velocidade do movimento. E está próximo o dia em que o controle do computador finalmente permitirá que você coloque os pés no painel e faça uma pedicure com calma no caminho para o trabalho.

Paralelamente, os engenheiros eslovacos da empresa AeroMobil criaram realmente um carro a partir de filmes de ficção científica. Duplo o carro dirige na rodovia, mas assim que entra no campo, ele literalmente abre suas asas e decolapara pegar um atalho. Ou pule o pedágio em estradas com pedágio. (Você pode ver com seus próprios olhos no YouTube.) Claro, unidades voadoras inteiras foram produzidas antes, mas desta vez os engenheiros prometem lançar um carro com asas no mercado em 2 anos.

Fatos incríveis

A saúde humana afeta diretamente cada um de nós.

A mídia está repleta de histórias sobre nossa saúde e corpo, desde o desenvolvimento de novos medicamentos até a descoberta de técnicas cirúrgicas exclusivas que trazem esperança às pessoas com deficiência.

A seguir, vamos falar sobre as conquistas mais recentes Medicina moderna.

Avanços recentes na medicina

10. Os cientistas identificaram uma nova parte do corpo

Em 1879, um cirurgião francês chamado Paul Segond descreveu em um de seus estudos "tecido fibroso resistente e perolado" que corre ao longo dos ligamentos do joelho de uma pessoa.

Este estudo foi esquecido com segurança até 2013, quando os cientistas descobriram o ligamento anterolateral, ligamento do joelho, que geralmente é danificado por ferimentos e outros problemas.

Considerando a frequência com que o joelho de uma pessoa é escaneado, a descoberta chegou muito tarde. É descrito na revista Anatomy e publicado online em agosto de 2013.

9. Interface cérebro-computador

Cientistas que trabalham na Universidade da Coreia e na Universidade Alemã de Tecnologia desenvolveram nova interfaceque permite ao usuário controlar o exoesqueleto das extremidades inferiores.

Ele funciona decodificando sinais cerebrais específicos. Os resultados da pesquisa foram publicados em agosto de 2015 na revista Neural Engineering.

Os participantes do experimento usaram um eletroencefalograma e operaram o exoesqueleto simplesmente olhando para um dos cinco LEDs montados na interface. Isso fez com que o exoesqueleto se movesse para a frente, virasse à direita ou à esquerda e sentasse ou se levantasse.

Até agora, o sistema só foi testado em voluntários saudáveis, mas espera-se que possa eventualmente ser usado para ajudar pessoas com deficiência.

O coautor do estudo, Klaus Muller, explicou que "pessoas com esclerose lateral amiotrófica ou lesões na medula espinhal muitas vezes têm dificuldade de se comunicar e controlar seus membros; decodificar seus sinais cerebrais com este sistema oferece uma solução para ambos os problemas."

Conquistas da ciência na medicina

8. Um dispositivo que pode mover um membro paralisado com o poder do pensamento

Em 2010, Ian Burkhart ficou paralisado quando quebrou o pescoço em um acidente na piscina. Em 2013, graças aos esforços conjuntos de especialistas da Ohio State University e Battelle, um homem se tornou a primeira pessoa no mundo que agora pode contornar sua medula espinhal e mover um membro usando apenas o poder do pensamento.

A descoberta veio com o uso de um novo tipo de desvio eletrônico de nervo, um dispositivo do tamanho de uma ervilha que é implantado no córtex motor do cérebro humano.

O chip interpreta os sinais do cérebro e os transmite ao computador. O computador lê os sinais e os envia para uma manga especial usada pelo paciente. Nesse caminho, os músculos certos são ativados.

Todo o processo leva uma fração de segundo. Porém, para alcançar tal resultado, a equipe teve que trabalhar muito. A equipe de engenharia primeiro descobriu a sequência exata do eletrodo que permitiu a Burkhart mover sua mão.

Em seguida, o homem teve que passar por vários meses de terapia para restaurar os músculos atrofiados. O resultado final é que ele está agora pode girar sua mão, fechá-la em um punho e também pelo toque determinar o que está à sua frente.

7. Uma bactéria que se alimenta de nicotina e ajuda os fumantes a abandonar o vício

Parar de fumar é uma tarefa extremamente difícil. Quem já tentou fazer isso vai confirmar o que foi dito. Quase 80 por cento daqueles que experimentaram com drogas farmacêuticas falharam.

Em 2015, os cientistas do Scripps Research Institute estão dando uma nova esperança para aqueles que desejam parar de fumar. Eles conseguiram identificar uma enzima bacteriana que consome nicotina antes mesmo de chegar ao cérebro.

A enzima pertence à bactéria Pseudomonas putida. Esta enzima não é a descoberta mais recente, no entanto, ela só foi removida recentemente em condições de laboratório.

Os pesquisadores planejam usar esta enzima para criar novos métodos de cessação do tabagismo. Ao bloquear a nicotina antes que ela alcance o cérebro e desencadeie a produção de dopamina, eles esperam que possam desencorajar os fumantes a fumar.

Para ser eficaz, qualquer terapia deve ser estável o suficiente sem causar problemas adicionais durante a atividade. Atualmente produzido em condições de laboratório enzimático comporta-se de forma estável por mais de três semanasenquanto em uma solução tampão.

Testes com ratos de laboratório não mostraram efeitos colaterais. Os cientistas publicaram os resultados de suas pesquisas na versão online da edição de agosto da American Chemical Society.

6. Vacina universal contra influenza

Os peptídeos são cadeias curtas de aminoácidos que existem na estrutura celular. Eles atuam como o principal bloco de construção das proteínas. Em 2012, um cientista que trabalhou na Universidade de Southampton, na Universidade de Oxford e no Laboratório de Virologia Retroskin, conseguiu identificar um novo conjunto de peptídeos encontrados no vírus influenza.

Isso poderia levar à criação de uma vacina universal contra todas as cepas do vírus. Os resultados foram publicados na revista Nature Medicine.

No caso da gripe, os peptídeos na superfície externa do vírus sofrem mutações muito rapidamente, tornando-os quase inacessíveis a vacinas e medicamentos. Os peptídeos recém-descobertos vivem na estrutura interna da célula e sofrem mutações muito lentamente.

Além disso, essas estruturas internas podem ser encontradas em todas as cepas de influenza, da clássica à aviária. Demora cerca de seis meses para desenvolver uma vacina contra a gripe moderna, no entanto, ela não fornece imunidade por um longo tempo.

No entanto, é possível, concentrando esforços no trabalho de peptídeos internos, criar uma vacina universal que dará proteção de longo prazo.

A gripe é uma doença viral do trato respiratório superior que afeta o nariz, a garganta e os pulmões. Pode ser mortal, especialmente se uma criança ou idoso estiver infectado.

As cepas de influenza são responsáveis \u200b\u200bpor várias pandemias ao longo da história, a pior das quais é a pandemia de 1918. Ninguém sabe ao certo quantas pessoas morreram devido à doença, mas algumas estimativas apontam para 30-50 milhões em todo o mundo.

Os últimos avanços médicos

5. Tratamento possível Mal de Parkinson

Em 2014, os cientistas pegaram neurônios humanos artificiais, mas totalmente funcionais, e os implantaram com sucesso no cérebro de ratos. Os neurônios têm potencial para tratar e até mesmo curar doenças como o mal de Parkinson.

Os neurônios foram criados por um grupo de especialistas do Instituto Max Planck, do Hospital Universitário de Münster e da Universidade de Bielefeld. Cientistas conseguiram criar tecido nervoso estável de neurônios reprogramados de células da pele.

Em outras palavras, eles induziram células-tronco neurais. É uma técnica que aumenta a compatibilidade de novos neurônios. Seis meses depois, os ratos não desenvolveram efeitos colaterais, e os neurônios implantados integraram-se perfeitamente com seus cérebros.

Os roedores exibiram atividade cerebral normal, o que resultou na formação de novas sinapses.

A nova técnica tem o potencial de dar aos neurocientistas a capacidade de substituir neurônios doentes e danificados por células saudáveis \u200b\u200bque um dia poderiam lidar com a doença de Parkinson. Por causa disso, os neurônios que fornecem dopamina morrem.

Até o momento, não há cura para esta doença, mas os sintomas são tratáveis. A doença geralmente se desenvolve em pessoas com idades entre 50-60. Nesse caso, os músculos ficam rígidos, ocorrem mudanças na fala, mudanças na marcha e tremores aparecem.

4. O primeiro olho biônico do mundo

A retinite pigmentosa é a doença ocular hereditária mais comum. Isso leva à perda parcial da visão e, muitas vezes, à cegueira total. Os primeiros sintomas incluem perda de visão noturna e dificuldade de visão periférica.

Em 2013, foi criado o Argus II Retinal Prosthetic System, o primeiro olho biônico do mundo projetado para tratar retinite pigmentosa avançada.

O sistema Argus II é um par de painéis externos equipados com uma câmera. As imagens são convertidas em impulsos elétricos, que são transmitidos para eletrodos implantados na retina do paciente.

Essas imagens são percebidas pelo cérebro como padrões de luz. A pessoa aprende a interpretar esses padrões restaurando gradualmente a percepção visual.

Atualmente, o sistema Argus II ainda está disponível apenas nos Estados Unidos e Canadá, mas há planos para sua implementação em todo o mundo.

Novos avanços na medicina

3. Analgésico que funciona apenas com luz

A dor intensa é tradicionalmente tratada com medicamentos opióides. A principal desvantagem é que muitas dessas drogas podem causar dependência, portanto, o potencial de abuso é enorme.

E se os cientistas pudessem parar a dor usando nada além de luz?

Em abril de 2015, neurologistas da Escola de Medicina da Universidade de Washington, em St. Louis, anunciaram que haviam conseguido.

Ao combinar uma proteína sensível à luz com receptores opióides em um tubo de ensaio, eles foram capazes de ativar os receptores opióides da mesma forma que os opiáceos, mas apenas com a ajuda da luz.

Espera-se que os especialistas consigam desenvolver maneiras de usar a luz para aliviar a dor com medicamentos com menos efeitos colaterais. De acordo com a pesquisa de Edward R. Siuda, é provável que, após experimentação adicional, a luz possa substituir completamente as drogas.

Para testar o novo receptor, um chip LED do tamanho de um fio de cabelo humano foi implantado no cérebro de um camundongo, que foi então ligado ao receptor. Os camundongos foram colocados em uma câmara onde seus receptores foram estimulados a liberar dopamina.

Se os ratos deixaram a área designada especial, a luz foi desligada e a estimulação foi interrompida. Os roedores voltaram rapidamente para seus lugares.

2. Ribossomos artificiais

O ribossomo é uma máquina molecular composta de duas subunidades que usam aminoácidos das células para fazer proteínas.

Cada uma das subunidades do ribossomo é sintetizada no núcleo da célula e então exportada para o citoplasma.

Em 2015, os pesquisadores Alexander Mankin e Michael Jewett foram capazes de criar o primeiro ribossomo artificial do mundo. Graças a isso, a humanidade tem a chance de aprender novos detalhes sobre o trabalho dessa máquina molecular.