Новые достижения в медицине. Главные достижения медицине хх века. Новейшие медицинские достижения
В ХХ столетии медицина начала шагать вперед большими шагами. Например, диабет перестал быть смертельной болезнью только в 1922 году, когда двумя канадскими учеными был открыт инсулин. Им удалось получить этот гормон из поджелудочной железы животных.
А в 1928 году жизнь миллионов больных была спасена благодаря неряшливости британского ученого Александра Флеминга. Он просто не вымыл пробирки с болезнетворными микробами. По возвращении домой он обнаружил плесень(пенициллин) в пробирке. Но прошло еще 12 лет, прежде чем удалось получить чистый пенициллин. Благодаря этому открытию такие опасные болезни, как гангрена и пневмония, перестали быть смертельными, а сейчас мы имеем великое разнообразие антибиотиков.
Сейчас каждый школьник знает, что такое ДНК. Но структура ДНК была открыта всего лишь чуть больше 50 лет назад, в 1953 году. С тех пор интенсивно начала развиваться такая наука какгенетика. Структуру ДНК открыли двое ученых: Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик. Из картона и металла они сделали модель молекулы ДНК. Сенсацией оказалось то, что принцип строения ДНК одинаков для всех живых организмов, от бактерии до человека. За это открытие английские ученые получили Нобелевскую премию.
Сегодня пересадка органов нам не кажется чем-то из области фантастики. Но открытие, что люди могут жить с чужими органами, было сделано только в 1954 году. Американский врач доказал это, пересадив почку своему 23-летнему пациенту от его брата-близнеца. В отличие от предыдущих неудачных опытов, в этот раз почка прижилась: пациент прожил с ней еще 9 лет. А Мюррей за свою пионерскую работу в области трансплантации органов получил в 1990 году Нобелевскую премию.
Вслед за пересадкой почки Мюрреем последовали попытки пересадить и сердце. Но операции на сердце долгое время считались очень рискованными. Но все же в 1967 году было пересажено сердце молодой погибшей женщины 53-летнему пациенту, умирающему от сердечной недостаточности. Пациент тогда прожил всего 18 дней, а сегодня с донорским сердцем можно жить много лет.
Сейчас невозможно представить посещение врача без УЗИ. Нет, наверное, ни одного человека, которому не пришлось бы хотя бы раз в жизни делать УЗИ. Но это устройство, позволяющее диагностировать болезни внутренних органов на самых ранних стадиях, было изобретено не так уж и давно, в 1955 году. А уже в 70-х годах прибор приобрел широчайшую популярность, поскольку был безопасным, безболезненным и высокоинформативным методом исследования. А что еще нужно больному и врачу! Принцип работы УЗИ прост: волна проходит через ткани нашего тела, и ее эхо, преобразованное в электрические импульсы, отображается на мониторе.
В 1978 году тысячи семейных пар, которые не могут иметь детей, получили надежду. Дело в том, что в 1978 году на свет появилась девочка, о которой узнал весь мир. Ее звали Луиза Браун, и она была первым ребенком из пробирки, то есть ее зачатие произошло вне организма матери. Британские ученые в лабораторных условиях оплодотворили яйцеклетку матери спермой, а затем поместили в матку матери. Сегодня благодаря методам искусственного оплодотворения тысячи бесплодных пар могут иметь детей.
Прошедший год для науки был очень плодотворным. Особенного прогресса ученые достигли в сфере медицины. совершило удивительные открытия, научные прорывы и создало множество полезных медикаментов, которые непременно в скором времени окажутся в свободном доступе. Предлагаем ознакомиться с десяткой самых удивительных медицинских прорывов 2015 года, которые обязательно внесут серьезный вклад в развитие медицинских услуг в самое ближайшее время.
В 2014 году Всемирная организация здравоохранения предупредила всех о том, что человечество вступает в так называемую постантибиотическую эру. И ведь она оказалась правой. Наука и медицина аж с 1987 не производили действительно новых видов антибиотиков. Однако болезни не стоят на месте. Каждый год появляются новые заразы, более устойчивые к существующим медикаментам. Это стало настоящей мировой проблемой. Тем не менее в 2015 году ученые совершили открытие, которое, по их мнению, привнесет кардинальные перемены.
Ученые открыли новый класс антибиотиков из 25 противомикробных препаратов, включая очень важный, получивший название теиксобактин. Этот антибиотик уничтожает микробов, блокируя их способность производить новые клетки. Другими словами, микробы под воздействием этого лекарства не могут развиваться и вырабатывать со временем устойчивость к препарату. Теиксобактин к настоящему моменту доказал свою высокую эффективность в борьбе с резистентным золотистым стафилококком и несколькими бактериями, вызывающими туберкулез.
Лабораторные испытания теиксобактина проводились на мышах. Подавляющее большинство экспериментов показали эффективность препарата. Человеческие испытания должны начаться в 2017 году.
Медики вырастили новые голосовые связки
Одно из самых интересных и перспективных направлений в медицине является регенерация тканей. В 2015 году список воссозданных искусственным методом органов пополнился новым пунктом. Врачи из Висконсинского университета научились выращивать человеческие голосовые связки фактически из ничего.
Группа ученых под руководством доктора Натана Вельхэна биоинженерным способом создала ткань, способную имитировать работу слизистой оболочки голосовых связок, а именно ту ткань, которая представляется двумя лепестками связок, которые вибрируя позволяют создавать человеческую речь. Клетки-доноры, из которых впоследствии были выращены новые связки, были взяты у пяти пациентов-добровольцев. В лабораторных условиях за две недели ученые вырастили необходимую ткань, после чего добавили ее к искусственному макету гортани.
Создаваемый полученными голосовыми связками звук, ученые описывают как металлический и сравнивают его со звуком роботизированного казу (игрушечный духовой музыкальный инструмент). Однако ученые уверены в том, что созданные ими голосовые связки в реальных условиях (то есть при имплантации в живой организм) будут звучать почти как настоящие.
В рамках одного из последних экспериментов на лабораторных мышах с привитым человеческим иммунитетом исследователи решили проверить, будет ли организм грызунов отторгать новую ткань. К счастью, этого не случилось. Доктор Вельхэм уверен, что ткань не будет отторгаться и человеческим организмом.
Лекарство от рака может помочь и пациентам с болезнью Паркинсона
Тисинга (или нилотиниб) является проверенным и одобренным лекарством, которое обычно используют для лечения людей с признаками лейкемии. Однако новое исследование, проведенное медицинским центром Джорджтаунского университета, показывает, что лекарство Тасинга может являться очень сильным средством для контроля моторных симптомов у людей с болезнью Паркинсона, улучшая их моторные функции и контролируя немоторные симптомы этой болезни.
Фернандо Паган, один из докторов, проводивших данное исследование, считает, что нилотинибная терапия может являться первым в своем роде эффективным методом снижения деградации когнитивных и моторных функции у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона.
Ученые в течение шести месяцев давали увеличенные дозы нилотиниба 12 пациентам-добровольцам. У всех 12 пациентов, прошедших данное испытание препарата до конца, наблюдалось улучшение моторных функций. У 10 из них отметили значительное улучшение.
Основной задачей данного исследования была проверка безопасности и безвредности нилотиниба на человеческий организм. Используемая доза препарата была гораздо меньше той дозы, которая обычно дается пациентам с лейкемией. Несмотря на то, что препарат показал свою эффективность, исследование все же проводилось на небольшой группе людей без привлечения контрольных групп. Поэтому перед тем, как Тасингу начнут использовать в качестве терапии болезни Паркинсона, придется провести еще несколько испытаний и научных исследований.
Первая в мире 3D-напечатанная грудная клетка
Последние несколько лет технология 3D-печати проникает во многие сферы, приводя к удивительным открытиям, разработкам и новым методам производства. В 2015 году доктора из университетского госпиталя Саламанка в Испании провели первую в мире операцию по замене поврежденной грудной клетки пациента на новый 3D-напечатанный протез.
Человек страдал редким видом саркомы, и у врачей не осталось другого выбора. Чтобы избежать распространение опухоли дальше по организму, специалисты удалили у человека почти всю грудину и заменили кости титановым имплантатом.
Как правило, имплантаты для крупных отделов скелета производят из самых разных материалов, которые со временем могут изнашиваться. Помимо этого, замена столь сложного сочленения костей, как кости грудины, которые, как правило, уникальны в каждом отдельном случае, потребовала от врачей провести тщательное сканирование грудины человека, чтобы разработать имплантат нужного размера.
В качестве материала для новой грудины было решено использовать . После проведения высокоточной трехмерной компьютерной томографии, ученые использовали принтер Arcam стоимостью 1,3 миллиона долларов и создали новую титановую грудную клетку. Операция по установке новой грудины пациенту прошла успешно, и человек уже прошел полный курс реабилитации.
Из клеток кожи в клетки мозга
Ученые из калифорнийского Института Солка в Ла-Холья посвятили ушедший год исследованиям человеческого мозга. Они разработали метод трансформирования клеток кожи в мозговые клетки и уже нашли несколько полезных сфер применения новой технологии.
Следует отметить, что ученые нашли способ превращения кожных клеток в старые мозговые клетки, что упрощает дальнейшее их использование, например, при исследованиях болезней Альцгеймера и Паркинсона и их взаимосвязи с эффектами, вызываемыми старением. Исторически сложилось, что для таких исследований применялись клетки мозга животных, однако ученые в этом случае были ограничены в своих возможностях.
Относительно недавно ученые смогли превратить стволовые клетки в клетки мозга, которые можно использовать для исследований. Однако это довольно трудоемкий процесс, и на выходе получаются клетки, не способные имитировать работу мозга пожилого человека.
Как только исследователи разработали способ искусственного создания клеток мозга, они направили свои усилия на создание нейронов, которые обладали бы возможностью производства серотонина. И хотя полученные клетки обладают лишь крошечной долей возможностей работы человеческого мозга, они активно помогают ученым в исследованиях и поиске лекарств от таких болезней и расстройств, как аутизм, шизофрения и депрессия.
Противозачаточные таблетки для мужчин
Японские ученые из Научно-исследовательского института исследований микробных заболеваний в Осаке опубликовали новую научную работу, согласно которой в недалеком будущем мы сможем производить реально действующие противозачаточные таблетки для мужчин. В своей работе ученые описывают исследования препаратов «Такролимус» и «Цикслоспорин А».
Обычно эти лекарства используются после проведения операций по трансплантации органов для подавления иммунной системы организма, чтобы та не отторгала новую ткань. Блокада происходит благодаря ингибированию производства энзима кальцинейрина, который содержит белки PPP3R2 и PPP3CC, обычно имеющиеся в мужском семени.
В своем исследовании на лабораторных мышах ученые обнаружили, что как только в организмах грызунов производится недостаточно белка PPP3CC, то их репродуктивные функции резко сокращаются. Это натолкнуло исследователей к выводу, что недостаточный объем этого белка может привести к стерильности. После более тщательного изучения специалисты заключили, что данный белок дает клеткам спермы гибкость и необходимые силу и энергию для проникновения через мембрану яйцеклетки.
Проверка на здоровых мышах только подтвердила их открытие. Всего пять дней применения препаратов «Такролимус» и «Цикслоспорин А» привело к полной бесплодности мышей. Однако их репродуктивная функция полностью восстановилась всего через неделю после того, как им перестали давать эти препараты. Важно отметить, что кальцинейрин не является гормоном, поэтому применение препаратов никоим образом не снижает половое влечение и возбудимость организма.
Несмотря на многообещающие результаты, потребуется несколько лет для создания реальных мужских противозачаточных таблеток. Около 80 процентов исследований на мышах не применимы для человеческих случаев. Однако ученые по-прежнему надеются на успех, так как эффективность препаратов была доказана. Кроме того, аналогичные препараты уже прошли человеческие клинические испытания и широко используются.
Печать ДНК
Технологии 3D-печати привели к появлению уникальной новой индустрии — печати и продаже ДНК. Правда, термин «печать» здесь скорее используется именно для коммерческих целей, и необязательно описывает то, что же в этой сфере происходит на самом деле.
Исполнительный директор компании Cambrian Genomics объясняет, что данный процесс лучше всего описывает фраза «проверка на ошибки», нежели «печать». Миллионы частей ДНК помещаются на крошечные металлические подложки и сканируются компьютером, который отбирает те цепи, которые в конечном итоге должны будут составлять всю последовательность ДНК-цепочки. После этого лазером аккуратно вырезаются нужные связи и помещаются в новую цепочку, предварительно заказанную клиентом.
Такие компании, как Cambrian, считают, что в будущем люди смогут благодаря специальному компьютерному оборудованию и программному обеспечению создавать новые организмы просто для развлечения. Конечно же, такие предположения сразу же вызовут праведный гнев людей, сомневающихся в этической корректности и практической пользе данных исследований и возможностей, но рано или поздно, как бы мы этого хотели или не хотели, мы к этому придем.
Сейчас же ДНК-печать демонстрирует немногообещающий потенциал в медицинской сфере. Производители лекарств и исследовательские компании — вот список первых клиентов таких компаний, как Cambrian.
Исследователи из Каролинского института в Швеции пошли еще дальше и начали создавать из ДНК-цепочек различные фигурки. ДНК-оригами, как они это называют, может на первый взгляд показаться обычным баловством, однако практический потенциал использования у этой технологии тоже имеется. Например, его можно будет применять при доставке лекарственных средств в организм.
Наноботы в живом организме
В начале 2015 года сфера робототехники одержала большую победу, когда группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего объявила о том, что провела первые успешные тесты с применением наноботов, которые выполнили поставленную перед ними задачу, находясь внутри живого организма.
Живым организмом в данном случае выступали лабораторные мыши. После помещения наноботов внутрь животных микромашины направились к желудкам грызунов и доставили помещенный на них груз, в качестве которого выступали микроскопические частички золота. К концу процедуры ученые не отметили никаких повреждений внутренних органов мышей и тем самым подтвердили полезность, безопасность и эффективность наноботов.
Дальнейшие тесты показали, что доставленных наноботами частичек золота в желудках остается больше, чем тех, которые были просто введены туда с приемом пищи. Это натолкнуло ученых на мысль о том, что наноботы в будущем смогут гораздо эффективные доставлять нужные лекарства внутрь организма, чем при более традиционных методах их введения.
Моторная цепь крошечных роботов состоит из цинка. Когда она попадает в контакт с кислотно-щелочной средой организма, происходит химическая реакция, в результате которой производятся пузырьки водорода, которые и продвигают наноботов внутри. Спустя какое-то время наноботы просто растворяются в кислотной среде желудка.
Несмотря на то, что данная технология разрабатывается уже почти десятилетие, только в 2015 году ученые смогли провести ее фактические тесты в живой среде, а не обычных чашках Петри, как делалось много раз до этого. В будущем наноботов можно будет использовать для определения и даже лечения различных болезней внутренних органов, путем воздействия нужными лекарствами на отдельные клетки.
Инъекционный мозговой наноимплантат
Группа ученых из Гарварда разработала имплантат, обещающий возможность лечения ряда нейродегенеративных расстройств, которые приводят к параличу. Имплантат представляет собой электронное устройство, состоящее из универсального каркаса (сетки), к которому в дальнейшем можно будет подсоединять различные наноустройства уже после введения его в мозг пациента. Благодаря имплантату можно будет следить за нейронной активностью мозга, стимулировать работу определенных тканей, а также ускорять регенерацию нейронов.
Электронная сетка состоит из проводящих полимерных нитей, транзисторов или наноэлектродов, которые соединяют между собой пересечения. Почти вся площадь сетки состоит из отверстий, что позволяет живым клеткам образовывать новые соединения вокруг нее.
К началу 2016 года команда ученых из Гарварда по-прежнему проводит тесты безопасности использования подобного имплантата. Например, двум мышам имплантировали в мозг устройство, состоящее из 16 электрических компонентов. Устройства успешно используются для мониторинга и стимуляции определенных нейронов.
Искусственное производство тетрагидроканнабинола
Многие годы марихуана использовалась в медицине в качестве обезболивающего средства и в частности для улучшения состояний больных раком и СПИДом. В медицине также активно используется и синтетический заменитель марихуаны, а точнее ее основного психоактивного компонента тетрагидроканнабинола (или THC).
Однако биохимики из Технического университета Дортмунда объявили о создании нового вида дрожжевого грибка, производящего THC. Более того, по неопубликованным данным известно, что эти же ученые создали еще один вид дрожжевого грибка, который производит каннабидиол, другой психоактивный компонент марихуаны.
В марихуане содержится сразу несколько молекулярных соединений, которые интересуют исследователей. Поэтому открытие эффективного искусственного способа создания этих компонентов в больших количествах могло бы принести медицине огромную пользу. Однако метод обычного выращивания растений и последующая добыча необходимых молекулярных соединений является сейчас наиболее эффективным способом. Внутри 30 процентов сухой массы современных видов марихуаны может содержаться нужный компонент THC.
Несмотря на это, дортмундские ученые уверены, что смогут найти более эффективный и быстрый способ добычи THC в будущем. К настоящему моменту созданный дрожжевой грибок повторно выращивается на молекулах такого же грибка вместо предпочтительной альтернативы в виде простых сахаридов. Все это приводит к тому, что с каждой новой партией дрожжей уменьшается и количество свободного компонента THC.
В будущем ученые обещают оптимизировать процесс, максимизировать производство THC и увеличить масштабы до индустриальных нужд, что в конечном итоге удовлетворит нужды медицинских исследований и европейских регуляторов, которые ищут новый способы производства тетрагидроканнабинола без выращивания самой марихуаны.
В первые два десятилетия 21-го века наука обогатилась целым рядом открытий, которые в перспективе могут значительно повлиять на качество жизни каждого человека. Чего стоит только получение стволовых клеток из кожи взрослого человека, дающее возможность выращивать нужные органы без использования эмбриональных клеток!
Фундаментальное открытие гравитационных волн дает человечеству надежду на путешествия между звездами, а из нового материала графен совсем скоро будут производить сверхъемкие аккумуляторы. Впрочем, обо всем по порядку: в нижеприведенном рейтинге мы постарались систематизировать важнейшие научные открытия 21 века по степени их значимости для человечества.
ТОП-10 самых значительных научных открытий XXI века
10. БИОНИКА. Сконструированы биопротезы, управляемые силой мысли
Еще недавно утраченные конечности людям заменяли пластиковые муляжи или даже крюки. В последние два десятилетия наука сделала огромный шаг в создании биопротезов, управляемых силой мысли и даже передающих ощущения от искусственных пальцев в мозг. В 2010 г. английская фирма «RSLSteeper» представила биопротез руки, с помощью которого человек способен открывать двери ключом, разбивать яйца на сковородку, снимать деньги в банкомате и даже держать пластиковый стаканчик.
Одноразовый стакан легко раздавить при чрезмерном усилии, но ученые добились того, что силу сжатия пальцев можно варьировать. Управляющие сигналы для этого снимаются с грудных мышц тела.
Другая компания «Bebionic» в 2016 г. изготовила для инвалида Найджела Экленда бионический протез руки, которым не только можно управлять силой мысли. Вдобавок к этому изделие оснащено датчиками чувствительности, подключенными к нервным окончания культи. Таким образом, достигается обратная связь, чтобы пациент мог чувствовать прикосновения и тепло. Пока биопротезы являются достаточно дорогими, однако благодаря развитию 3D-печати уже в ближайшее время прогнозируется их более широкая доступность.
9. БИОТЕХНОЛОГИИ. Создана первая в мире синтетическая бактериальная клетка
В 2010 г. группа ученых под руководством Крейга Вентера добилась прорыва в амбициозном проекте по созданию ни много, ни мало – новой жизни. Биологи взяли геном бактерии Mycoplasma genitalium и систематически, один за другим, удаляли из него гены, чтобы определить минимальный набор, необходимый для жизни. Оказалось, что он должен включать 382 гена, составляющих, как бы основу жизни. После этого ученые уже «с нуля» составили искусственный геном, который пересадили в клетку бактерии Mycoplasma capricolum, из которой предварительно были удалены собственные комплексы ДНК.
Искусственная клетка, которая даже получила собственное имя – Синтия, оказалась жизнеспособной и начала активно делиться.
Данный успех открывает перед биотехнологами широчайшие возможности по созданию гораздо более сложных организмов с заданными параметрами. Уже сейчас конструируются искусственные клетки, которые смогут производить вакцины и даже топливо для автомобилей, а в перспективе биологи надеются создать бактерию, которая бы поглощала углекислый газ. Такой микроорганизм мог бы помочь в ликвидации парникового эффекта на Земле, а также в терраформировании Марса и Венеры.
Так выглядит первая в мире размножившаяся искусственная клетка Синтия под электронным микроскопом
8. АСТРОФИЗИКА. Обнаружены планета Эрида и вода на Марсе
К крупнейшим открытиям 21 века можно отнести сразу две «космические» находки. В 2005 г. группой американских астрономов из обсерватории «Джемини», Йельского и Калифорнийского университетов было открыто небесное тело, движущееся за орбитой Плутона. Дальнейшие исследования показали, что малая планета, получившая название Эрида, по размерам лишь немного уступает Плутону. В 2006 г. это небесное тело сфотографировал орбитальный телескоп «Хаббл», обнаружив вращающийся вокруг него довольно крупный спутник, получивший название Дисномия. Предполагается, что по физическим характеристикам Эрида похожа на Плутон, а ее поверхность, скорее всего, покрыта ярко-белым льдом, поскольку альбедо (отражающая способность) планетоида уступает только спутнику Сатурна Энцеладу.
Вторым крупнейшим открытием 21 века в исследовании Солнечной системы является обнаружение воды на Марсе. Еще в 2002 г. орбитальный аппарат «Одиссей» обнаружил признаки наличия под поверхностью планеты водяного льда. В 2005 г. европейский аппарат «Марс-Экспресс» заснял кратеры с явственными следами водяных потоков, а окончательно развеял сомнения американский зонд «Феникс». В 2008 г. он сел в окрестностях Северного полюса и в одном из экспериментов – успешно выделил воду из марсианского грунта. Гарантированное наличие влаги на Красной планете снимает главное ограничение для ее колонизации. Америка планирует запустить пилотируемую миссию на Марс уже в 2030-х годах, идет разработка ядерного двигателя для этой цели и в России.
7. НЕЙРОЛОГИЯ. Впервые записаны и перезаписаны воспоминания в мозг
В 2014 г. исследователям из Массачусетского университета удалось внедрить в память подопытных мышей ложные воспоминания. Им в голову были вживлены оптоволоконные провода, присоединенные к участкам мозга, ответственным за формирование памяти. По ним ученые подавали лазерные сигналы, которые воздействовали на определенные участки нейронов. В результате удалось добиться как стирания некоторых воспоминаний мышей, так и формирования ложных. Например, грызуны забывали, что в определенном участке клетки у них когда-то были приятные встречи с самками и больше не стремились туда. В то же время, ученым удалось создать новые воспоминания о том, что «опасный» отсек клетки, на самом деле привлекателен и мыши старались оказаться именно там.
На первый взгляд, эти результаты выглядят детской игрой, да еще и с сомнительным этическим подтекстом. Между тем, нейрофизиологам удалось главное – найти участки мозга, отвечающие за память (гиппокамп и префронтальная кора) и создать, пусть пока примитивные, методы воздействия на них. Это дает широкие перспективы для совершенствования путей воздействия на мозг, а в будущем позволит лечить фобии и душевные расстройства. Не исключено, что уже в обозримом будущем удастся создать приборы для пакетной закачки данных в человеческий мозг для быстрого обучения наукам, требующим запоминания большого количества данных, например, можно будет в кратчайшие сроки овладеть иностранным языком.
6. ФИЗИКА. Обнаружен бозон Хиггса или «частица Бога»
В июле 2012 г. произошло открытие, ради которого были потрачены 6 млрд. долларов, вложенные в постройку Большого адронного коллайдера (CERN) близ Женевы. Ученые обнаружили т.н. «частицу Бога», существование которой было предсказано еще в 60-х годах британским физиком Питером Хиггсом. В честь него она и была названа. Благодаря экспериментальному доказательству существования бозона Хиггса фундаментальная физика получила последнее недостающее звено для построения пренормируемой квантовой теории поля. Данная теория является продолжением классической квантовой механики, однако качественно меняет взгляд на картину микромира и Вселенной в целом.
Практическое значение открытия бозона Хиггса заключается в том, что ученым открываются перспективы разработки антигравитации и разработки двигателей, которым не требуется энергия для работы.
Для этого нужно «всего ничего» - научиться убирать т.н. хиггсовское поле, которое связывает элементарные частицы, не давая им разлетаться. В этом случае масса объекта с нейтрализованным полем будет равна нулю, а значит - он перестанет принимать участие в гравитационном взаимодействии. Разумеется, такие открытия – вопрос весьма отдаленного будущего.
5. МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. Создан сверхпрочный материал графен
Графен – это уникальный по прочности и многим другим свойствам материал, который был впервые получен русскими физиками (работающими в Британии) Константином Новоселовым и Андреем Геймом в 2004 г. Через 6 лет ученых наградили за это Нобелевской премией, а в наши дни графен активно исследуется и уже применяется в некоторых изделиях . Необычность материала заключается сразу в нескольких его особенностях. Во-первых – это второй по прочности (после карбина) из известных ныне материалов. Во-вторых, графен – великолепный проводник, с помощью которого можно достигать уникальные электронные эффекты. В-третьих, материал обладает высочайшими показателями теплопроводности, что опять же – позволяет использовать его в полупроводниковой электронике без опасений ее перегрева.
Особые надежды на графен возлагаются в плане его применения в сверхъемких аккумуляторах, которых так не хватает электромобилям.
В 2017 г. компания «Samsung» представила один из первых АКБ на основе графена с емкостью на 45% выше, чем у его литий-ионного аналога сопоставимой величины. Но самое главное – новый аккумулятор заряжается и отдает заряд в 5 раз быстрее обычного. Примечательно, что речь идет не о полностью графеновом, а о гибридном АКБ, где инновационный материал используется как вспомогательный. Если же, точнее – когда разработчики создадут полностью графеновую батарею, это станет настоящей революцией в энергетике. Главной проблемой в широком использовании графена является дороговизна его получения и недостатки в технологиях, которые пока не позволяют получить абсолютно однородный материал. Однако уже сейчас число заявок на патенты с использованием графена зашкалило за 50 тыс., поэтому нет сомнения, что уже в обозримом будущем необычный материал заметно повлияет на качество жизни людей.
4. БИОЛОГИЯ. Получены стволовые клетки не из эмбрионов, а из зрелых тканей
В 2012 г. нобелевская премия по физиологии и медицине была вручена английскому биологу Джону Гердону и его японскому коллеге Сине Яманаке. Они произвели настоящий фурор в среде биотехнологов, создав из обычных клеток – стволовые, т.е. способные составлять любые органы. Для этого ученые ввели в клетки соединительной ткани мыши всего 4 гена и в результате фибропласты превратились в незрелые стволовые клетки, обладающие всеми свойствами эмбриональных. Из подобного материала можно вырастить любой орган – от печени до сердца.
Таким образом, исследователи не только теоретически, но и практически доказали обратимость специализации клеток, что невозможно переоценить.
До недавних пор считалось, что стволовые клетки можно получить только из эмбрионов или пуповинной крови. Первое – сомнительно с этической точки зрения, а второе – вынуждало людей (в основном богатых) делать банк стволовых клеток сразу после рождения ребенка, чтобы в будущем он мог использовать его для лечения. Открытие физиологов сняло данные ограничения и теперь каждому человеку (как минимум, теоретически) доступно лечение стволовыми клетками и клонирование органов, содержащих «родную» ДНК организма.
3. АСТРОФИЗИКА. Доказано существование гравитационных волн
Открытие гравитационных волн считается величайшим научным достижением 2016 года, а возможно и всего второго десятилетия XXI века. В 2017 году их первооткрывателям - Райнеру Вайссу, Бэрри Бэришу и Кипу Торну была присуждена нобелевская премия по физике. С помощью двух интероферометрических обсерваторий LIGO и VIRGO, расположенных в США и Италии, ученым удалось зафиксировать гравитационные волны, образовавшиеся в результате слияния двух черных дыр на расстоянии в 1,3 млрд. световых лет от Солнца.
Тем самым исследователи экспериментально подтвердили достоверность Общей теории относительности Эйнштейна, предсказавшей наличие гравитационных волн еще в начале ХХ века (на уровне теории).
Впоследствии LIGO и VIRGO зафиксировали еще два гравитационных всплеска от столкновения нейтронных звезд. Выдающаяся ценность открытия заключается в подтверждении искривления пространства-времени под воздействием массивных объектов. Это означает, что тысячи раз описанные фантастами путешествия звездолетов сквозь «нуль-пространство» и «гиперпереходы» вполне возможны, хоть и являются перспективой далекого будущего. Вероятно, неслучайно, один из первооткрывателей гравитационных волн – Кип Торн, по итогам своих исследований выпустил книгу, «Интерстеллар. Наука за кадром», название которой перекликается со знаменитым фильмом.
Примерно так по Эйнштейну выглядит пространство-время в окрестностях Солнца, искривляющееся под воздействием массивной звезды. Теперь данная картина доказана экспериментально
2. ФИЗИКА. Проведены успешные опыты по дальней квантовой телепортации
Под квантовой телепортацией понимается не перемещение физических объектов, а передача информации о состоянии элементарной частицы или атома. Важнейшим моментом здесь является расстояние – вплоть до начала XXI века подобную связь удавалось обеспечить только на уровне микромира. Прорывным стал 2009 г., когда ученым из Мерилендского университета удалось передать квантовое состояние иона иттербия на 1 метр. Затем инициативу в данном направлении исследований прочно перехватили китайские ученые.
Сначала им удалось обеспечить квантовую связь на дистанции 120 км, а в 2017 г. – осуществить первую космическую квантовую телепортацию со спутника «Мо-Цзы» на три наземных лаборатории до которых было 1203 км.
Такой научно-технологический скачок позволит уже в ближайшем будущем создавать абсолютно защищенные линии связи, которые даже теоретически не смогут взломать хакеры. В условиях, когда финансовая, деловая и частная жизнь все больше перемещается в Интернет, линии на основе квантовой телепортации обещают стать настоящей панацеей в сфере информационной безопасности. Кроме того, на основе данного способа связи разрабатываются сверхбыстрые компьютеры, которые в перспективе заменят существующие.
1. КИБЕРНЕТИКА. Создан робот с биологическим мозгом
В 2008 г. ученые из Англии создали, пожалуй, первого в мире киборга – полуживого робота с мозгом на основе 300 тыс. крысиных нейронов. Их выделили из эмбриона грызуна, разделили с помощью специального фермента и разместили в питательном растворе на пластине размером 8 см. К полученному квазимозгу ученые присоединили 60 электродов, которые считывают сигналы с нейронов и передают их к электронной схеме. Они же служат для доставки в мозг сигналов. Первый робот с биологическим мозгом получил собственное имя – Гордон, был оснащен платформой для передвижения и ультразвуковым сенсором, сканирующим местность при езде. Сигналы от него идут в мозг, а возникающие там импульсы и обратная связь управляют движением.
Исследователям удалось добиться обучаемости Гордона, поскольку нейроны обладают памятью. Упершись в препятствие всего один раз, робот в 80% случаев уже не ездит по неудачному маршруту. При этом, как заявляют ученые, Гордон не управляется извне, а контролируется исключительно серым веществом, доставшимся от крысы. Таким образом, британцы сделали первый шаг по созданию полноценных киборгов на основе уже не десятков тысяч, а миллиардов нейронов, что, скорее всего, произойдет еще до конца текущего столетия.
Смотрите видео о важнейших научных открытиях XXI века на
В XXI веке трудно угнаться за научным прогрессом. В последние годы мы научились выращивать в лабораториях органы, искусственно управлять активностью нервов, изобрели хирургических роботов, которые могут делать сложные операции.
Как известно, для того, чтобы зреть в будущее, необходимо помнить прошлое. Представляем семь великих научных открытий в медицине, благодаря которым удалось спасти миллионы человеческих жизней.
Анатомия тела
В 1538 году итальянский естествоиспытатель, «отец» современной анатомии, Везалий представил миру научное описание строения тела и определения всех органов человека. Трупы для анатомических исследований ему приходилось выкапывать на кладбище, так как Церковь запрещала подобные медицинские опыты.Сейчас великий ученый считается основоположником научной анатомии, в честь него называют кратеры на луне, с его изображением печатают марки в Венгрии, Бельгии, а при жизни за результаты своего упорного труда он чудом избежал инквизиции.
Вакцинация
Сейчас многие специалисты здравоохранения полагают, что открытие вакцин – колоссальный прорыв в истории медицины. Они предотвратили тысячи болезней, остановили повальную смертность и по сей день предупреждают инвалидность. Некоторые даже полагают, что это открытие превосходит все другие по количеству спасенных жизней. 
Английский врач Эдвард Дженнер, с 1803 года руководитель ложи оспопрививания в городе на Темзе, разработал первую в мире вакцину против «страшного божьего наказания» - оспы. Прививая безвредный для человека вирус коровьей болезни, он обеспечил иммунитет своим пациентам.
Препараты анестезии
Только представьте себе операцию без анестезии, или проведение хирургического вмешательства без устранения боли. Правда, мороз по коже? 200 лет назад любое лечение сопровождалось мучениями и дикой болью. Например, в Древнем Египте перед операцией пациента лишали сознания, передавливая сонную артерию. В других странах – поили отваром конопли, мака или белены. 
Первые эксперименты с анестетиками – закисью азота и эфирного газа - пустили в ход только в XIX веке. Переворот сознания хирургов произошел 16 октября 1986 года, когда американский дантист, Томас Мортон, извлек у пациента зуб при помощи эфирной анестезии.
Рентгеновские лучи
8 ноября 1895 года на основании работы одного из самых старательных и талантливых физиков XIX века Вильгельма Рентгена, медицина обрела технологию, способную произвести процесс диагностики множества заболеваний безоперационным путем. 
Этот научный прорыв, без которого сейчас не представляется работа ни одного медицинского учреждения, помогает определять множество заболеваний – от переломов до злокачественных образований. Рентгеновские лучи применяют при лучевой терапии.
Группа крови и резус-фактор
На рубеже XIX и XX веков свершилось величайшее достижение биологии и медицины: экспериментальные исследования иммунолога Карла Ландштейнера, позволили выявить индивидуальные антигенные характеристики эритроцитов и избежать дальнейших смертельных обострений, связанных с переливанием взаимоисключающих групп крови. 
Будущий профессор и лауреат Нобелевской премии доказал, что группа крови передается по наследству и разнится по свойствам эритроцитов. Впоследствии появилась возможность с помощью донорской крови излечивать раненых и омолаживать нездоровых людей – что в настоящее время является обыденной медицинской практикой.
Пенициллин
Открытие пенициллина дало старт развитию эры антибиотиков. Сейчас они спасают бесчисленное количество жизней, справляются с большинством древнейших летальных заболеваний, таких, как сифилис, гангрена, малярия и туберкулез. 
Пальма первенства в открытии важного лечебного препарата принадлежит британскому бактериологу Александру Флемингу, который вполне случайно обнаружил, что плесневый грибок убил бактерии в чашке Петри, которая валялась в раковине в лаборатории. Его работу продолжили Говард Флори и Эрнст Борис, выделив пенициллин в очищенном виде и поставив его на массовый поток производства.
Инсулин
Человечеству сложно вернуться в события столетней давности и поверить, что больные сахарным диабетом были обречены на смерть. Только в 1920 году канадский ученый Фредерик Бантинг и его коллеги определили гормон поджелудочной железы инсулин, который стабилизирует уровень сахара в крови и оказывает многогранное воздействие на обмен веществ. До сих пор инсулин сокращает число смертности и инвалидности, снижает потребность в госпитализации и дорогостоящих препаратах. 
Вышеперечисленные открытия – отправная точка всех дальнейших достижений медицины. Однако стоит помнить, что все перспективные возможности открыты перед человечеством благодаря уже установленным фактам и трудам наших предшественников. Редакция сайт предлагает вам познакомиться с самыми известными учеными в мире .
Условные рефлексы
По утверждению Ивана Петровича Павлова, выработка условного рефлекса происходит в результате формирования временной нервной связи между группами клеток коры мозга. Если выработать прочный условный пищевой рефлекс, например, на свет, то такой рефлекс является условным рефлексом первого порядка. На его базе можно выработать условный рефлекс второго порядка, для этого дополнительно применяют новый, предшествующий сигнал, например звук, подкрепляя его условным раздражителем первого порядка (светом).Иван Петрович Павлов исследовал условные и безусловные рефлексы человека
Если условный рефлекс подкреплялся всего несколько раз, он угасает быстро. На его восстановление приходится затрачивать почти столько же усилий, как и при его первичной выработке.
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен
ИСТОРИЯ МЕДИЦИНЫ:
ОСНОВНЫЕ ВЕХИ И ВЕЛИКИЕ ОТКРЫТИЯ
По материалам телеканала Дискавери
(«Discovery Channel»)
Открытия в медицине преобразили мир. Они изменили ход истории, сохранив несчётное количество жизней, раздвинув границы наших познаний до рубежей, на которых мы стоим сегодня, готовые к новым великим открытиям.
Анатомия человека
В Древней Греции лечение болезней основывалось скорее на философии, чем на истинном понимании анатомии человека. Хирургическое вмешательство было редкостью, а препарирование трупов ещё не практиковалось. В результате врачи практически не имели сведений о внутреннем устройстве человека. Лишь в эпоху Ренессанса анатомия зародилась как наука.
Бельгийский врач Андреас Везалий шокировал многих, когда решил изучать анатомию, вскрывая трупы. Материал для исследований приходилось добывать под покровом ночи. Учёные типа Везалия должны были прибегать к не совсем легальным
методам. Когда Везалий стал профессором в Падуе, он завёл дружбу с распорядителем казней. Везалий решил передать опыт, накопленный за годы искусных вскрытий, написав книгу по анатомии человека. Так появилась книга «О строении человеческого тела». Опубликованная в 1538 году, книга считается одним из величайших трудов в области медицины, а также одним из величайших открытий, так как в ней впервые даётся верное описание строения человеческого тела. Это был первый серьёзный вызов, брошенный авторитету древнегреческих врачей. Книга разошлась огромным тиражом. Её покупали образованные люди, даже далёкие от медицины. Весь текст очень скрупулёзно иллюстрирован. Так сведения об анатомии человека стали гораздо более доступными. Благодаря Везалию, изучение анатомии человека посредством вскрытия, стало неотъемлемой частью подготовки врачей. И это подводит нас к следующему великому открытию.
Кровообращение
Сердце человека – мышца размером с кулак. Оно сокращается более ста тысяч раз в день, за семьдесят лет – это два с лишним миллиарда сердцебиений. Сердце перекачивает 23 литра крови в минуту. Кровь 
течёт по телу, проходя через сложную систему артерий и вен. Если все кровеносные сосуды в человеческом теле вытянуть в одну линию, то получится 96 тысяч километров, что в два с лишним раза больше окружности Земли. До начала 17 века процесс кровообращения представляли неверно. Преобладала теория, согласно которой кровь приливала к сердцу через поры в мягких тканях тела. Среди приверженцев этой теории был и английский врач Уильям Гарвей. Работа сердца завораживала его, но чем больше он наблюдал биение сердца у животных, тем сильнее понимал, что общепринятая теория кровообращения попросту неверна. Он недвусмысленно пишет: «…Я подумал, не может ли кровь двигаться, словно по кругу?». И первая же фраза в следующем абзаце: «Впоследствии я выяснил, что так оно и есть…». Проводя вскрытия, Гарвей обнаружил, что у сердца есть однонаправленные клапаны, позволяющие крови течь лишь в одном направлении. Одни клапаны впускали кровь, другие - выпускали. И это было великое открытие. Гарвей понял, что сердце качает кровь в артерии, затем она проходит через вены и, замыкая круг, возвращается к сердцу, чтобы затем начать цикл сначала. Сегодня это кажется прописной истиной, но для 17 века открытие Вильяма Гарвея было революционным. Это был сокрушительный удар по установившимся в медицине представлениям. В конце своего трактата Гарвей пишет: «При мысли о бессчетных последствиях, которое это будет иметь для медицины, я вижу поле почти безграничных возможностей».
Открытие Гарвея серьёзно продвинуло вперёд анатомию и хирургию, а многим попросту спасло жизнь. Во всём мире в операционных применяют хирургические зажимы, блокирующие течение крови и сохраняющие систему кровообращения пациента в неприкосновенности. И каждый из них - напоминание о великом открытии Уильяма Гарвея.
Группы крови
Другое великое открытие, связанное с кровью, было сделано в Вене в 1900 году. Всю Европу переполнял энтузиазм по поводу переливания крови. Сначала прошли заявления, что лечебный эффект поразительный, а затем, через несколько месяцев, 
сообщения о погибших. Почему иногда переливание проходило удачно, а иногда - нет? Австрийский врач Карл Ландштейнер был полон решимости найти ответ. Он смешал образцы крови от разных доноров и изучил результаты.
В некоторых случаях кровь смешалась удачно, зато в других - свернулась и стала вязкой. При ближайшем рассмотрении Ландштейнер обнаружил, что кровь сворачивается, когда особые белки в крови реципиента, так называемые антитела, вступают в реакцию с другими белками в эритроцитах донора – антигенами. Для Ландштейнера это был поворотный момент. Он осознал, что не вся человеческая кровь одинакова. Оказалось, что кровь можно чётко разделить на 4 группы, которым он дал обозначения: А, Б, АБ и нулевая. Выяснилось, что переливание крови проходит успешно лишь в том случае, если человеку переливают кровь той же группы. Открытие Ландштейнера тут же отразилось на медицинской практике. Через несколько лет переливанием крови занимались уже во всём мире, спасая множество жизней. Благодаря точному определению группы крови, к 50-м годам стала возможна пересадка органов. Сегодня в одних только Соединённых Штатах каждые 3 секунды производится переливание крови. Без него ежегодно погибало бы около 4, 5 миллионов американцев.
Анестезия
Хотя первые великие открытия в области анатомии и позволили врачам спасти множество жизней, они никак не могли облегчить боль. Без анестезии операции были кошмаром наяву. Пациентов держали или привязывали к столу, хирурги старались работать как можно быстрее. В 1811 году одна женщина писала: «Когда ужасная сталь вонзилась в меня, рассекая вены, артерии, плоть, нервы, меня уже не нужно было просить не вмешиваться. Я издала вопль и кричала, пока всё не закончилось. 
Так невыносима была мука». Хирургия была последним средством, многие предпочитали умереть, чем лечь под нож хирурга. На протяжении веков для облегчения боли во время операций использовались подручные средства некоторые из них, например, опиум или экстракт мандрагоры, были наркотиками. К 40-м годам 19 века сразу несколько человек занимались поиском более эффективного анестетика: два бостонских дантиста Вильям Мортон и Хорост Уэлс, 
знакомые друг с другом, и доктор по имени Крофорд Лонг из Джорджии.
Они экспериментировали с двумя веществами, способными, как считалось, облегчить боль - с закисью азота, она же - веселящий газ, а также - с жидкой смесью спирта и серной кислоты. Вопрос о том, кто именно открыл анестезию, остаётся спорным, на это претендовали все трое. Одна из первых публичных демонстраций анестезии состоялась 16 октября 1846 года. В. Мортон месяцами экспериментировал с эфиром, пытаясь найти дозировку, которая позволила бы пациенту перенести операцию без боли. На суд широкой публики, состоявшей из бостонских хирургов и студентов медицины, он представил устройство своего изобретения.
Пациенту, которому предстояло удалить опухоль на шее, дали эфир. Мортон подождал, хирург произвёл первый надрез. Поразительно, но пациент не закричал. После операции пациент сообщил, что всё это время ничего не чувствовал. Весть об открытии разнеслась по всему миру. Оперировать без боли можно, теперь есть анестезия. Но, несмотря на открытие, многие отказывались воспользоваться анестезией. Согласно некоторым вероучениям, боль надо терпеть, а не облегчать, особенно родовые муки. Но здесь свое слово сказала королева Виктория. В 1853 году она рожала принца Леопольда. По её просьбе ей дали хлороформ. Оказалось, что он облегчает муки деторождения. После этого женщины стали говорить: «Я тоже приму хлороформ, ведь если им не брезгует королева, то и мне не зазорно».
Рентгеновские лучи
Невозможно представить себе жизнь без следующего великого открытия. Вообразите, что мы не знаем, где оперировать больного, или какая именно кость сломана, где застряла пуля и какая может быть патология. Способность заглянуть внутрь человека, не разрезая его, стала поворотным моментом в истории медицины. В конце 19 века люди использовали электричество, толком не понимая, что это такое. В 1895 году немецкий физик Вильгельм Рентген экспериментировал с электронно-лучевой трубкой, стеклянным цилиндром с сильно разреженным воздухом внутри. 
Рентгена заинтересовало свечение, создаваемое лучами, исходившими из трубки. Для одного из экспериментов Рентген окружил трубку чёрным картоном и затемнил комнату. Затем он включил трубку. И тут, его поразила одна вещь - фотографическая пластина в его лаборатории светилась. Рентген понял, что происходит нечто, весьма необычное. И что луч, исходящий из трубки - вовсе не катодный луч; он также обнаружил, что на магнит он не реагирует. И его нельзя было отклонить магнитом, как катодные лучи. Это было совершенно неизвестное явление, и Рентген назвал его «лучи икс». Совершенно случайно Рентген открыл излучение, неизвестное науке, которое мы зовём рентгеновским. Несколько недель он вёл себя очень загадочно, а потом позвал жену в кабинет и сказал: «Берта, давай я покажу тебе, чем я тут занимаюсь, потому что никто в это не поверит». Он положил её руку под луч и сделал снимок. 
Утверждают, что жена сказала: «Я видела свою смерть». Ведь в те времена нельзя было увидеть скелет человека, если он не умер. Сама мысль о том, чтобы заснять внутреннее строение живого человека, просто не укладывалась в голове. Словно распахнулась тайная дверь, а за ней открылась целая вселенная. Рентген открыл новую, мощную технологию, которая произвела переворот в области диагностики. Открытие рентгеновского излучения - это единственное в истории науки открытие, сделанное непреднамеренно, совершенно случайное. Едва оно было сделано, мир тотчас же принял его на вооружение безо всяких дебатов. За неделю-другую наш мир преобразился. На открытие рентгена опираются многие из самых современных и мощных технологий, от компьютерной томографии до рентгенографического телескопа, улавливающего рентгеновские лучи из глубин космоса. И всё это – из-за открытия, сделанного случайно.
Теория микробного происхождения болезней
Одни открытия, например, рентгеновские лучи, совершаются случайно, над другими долго и упорно работают различные учёные. Так было и в 1846 год. Вена. Воплощение красоты и культуры, но в венской городской больнице витает призрак смерти. Многие из находившихся здесь рожениц умирали. Причина – родильная горячка, инфекция матки. Когда доктор Игнац Земмельвейс начал работать в этой больнице, он был встревожен масштабом бедствия и озадачен странной несообразностью: там было два отделения. 
В одном роды принимали врачи, а в другом роды у матерей принимали акушерки. Земмельвейс обнаружил, что в том отделении, где роды принимали врачи, 7% рожениц умерло от так называемой родильной горячки. А в отделении, где работали акушерки, от родильной горячки скончались лишь 2%. Это его удивило, ведь у врачей подготовка гораздо лучше. Земмельвейс решил выяснить, в чём же причина. Он заметил, что одним из главных различий в работе врачей и акушерок было то, что врачи проводили вскрытие умерших рожениц. Затем они шли принимать роды или осматривать матерей, даже не вымыв рук. Земмельвейс задумался, не переносят ли врачи на своих руках некие невидимые частички, которые затем передаются пациенткам и влекут за собой смерть. Чтобы выяснить это, он провёл опыт. Он решил проследить, чтобы все студенты медики в обязательном порядке мыли руки в растворе хлорной извести. И количество летальных исходов тут же упало до 1%, ниже, чем у акушерок. Благодаря этому эксперименту, Земмельвейс осознал, что инфекционные заболевания, в данном случае, родильная горячка, имеют лишь одну причину и если ее исключить, болезнь не возникнет. Но в 1846 году никто не усматривал связи между бактериями и инфекцией. Идеи Земмельвейса не приняли всерьёз. 
Прошло ещё целых 10 лет, прежде чем на микроорганизмы обратил внимание другой учёный. Его звали Луи Пастер.Трое из пяти детей Пастера умерли от брюшного тифа, что отчасти объясняет, почему он так упорно искал причину инфекционных болезней. На верный след Пастера вывела его работа для винодельческой и пивоваренной промышленности. Пастер пытался выяснить, почему лишь малая часть вина, производимого в его стране, портится. Он обнаружил, что в прокисшем вине есть особые микроорганизмы, микробы, и именно они заставляют вино скисать. Но путём простого нагрева, как показал Пастер, микробы можно убить, и вино будет спасено. Так родилась пастеризация. Поэтому, когда потребовалось найти причину инфекционных заболеваний, Пастер знал, где её искать. Это микробы, сказал он, вызывают определённые болезни, и доказал это, проведя серию экспериментов, из которых родилось великое открытие – теория микробного развития организмов. Её суть состоит в том, что определённые микроорганизмы вызывают определённую болезнь у любого.
Вакцинация
Следующее из великих открытий было сделано в 18 веке, когда от оспы во всём мире умерло около 40 млн. человек. Врачи не могли найти ни причины возникновения болезни, ни средства от неё. Но в одной английской деревушке разговоры о том, что часть местных жителей не восприимчивы к оспе, привлекли внимание местного врача по имени Эдвард Дженнер.
Ходили слухи, что работницы молочных ферм не болеют оспой, потому что уже перенесли коровью оспу, родственную, но более лёгкую болезнь, поражавшую скот. У больных коровьей оспой поднималась температура и на руках возникали язвочки. Дженнер изучил этот феномен и задумался, может быть, гной из этих язвочек каким-то образом защищает организм от оспы? 14 мая 1796 года во время вспышки эпидемии оспы, он решил проверить свою теорию. Дженнер взял жидкость из язвочки на руке доярки, больной коровьей оспой. Затем, он посетил другую семью; там он ввёл здоровому восьмилетнему мальчику вирус коровьей оспы. В последующие дни у мальчика был лёгкий жар, и появилось несколько оспенных пузырьков. Затем он поправился. Через шесть недель Дженнер вернулся. На этот раз он привил мальчику оспу и стал ждать, чем обернётся эксперимент – победой или провалом. Через несколько дней Дженнер получил ответ – мальчик был совершенно здоров и невосприимчив к оспе.
Изобретение вакцинации от оспы произвело революцию в медицине. Это была первая попытка вмешаться в течение болезни, предотвратив её заранее. Впервые средства, изготовленные человеком, активно использовались, чтобы предотвратить
болезнь ещё до её появления.
Через 50 лет после открытия Дженнера, Луи Пастер развил идею вакцинации, разработав вакцину от бешенства у людей и от сибирской язвы у овец. А в 20 веке Джонас Солк и Альберт Сейбин, независимо друг от друга, создали вакцину от полиомиелита.
Витамины
Следующее открытие состоялось трудами учёных, многие годы независимо друг от друга бившихся над одной и той же проблемой.
На протяжении всей истории цинга была тяжёлым заболеванием, вызывавшим у моряков поражения кожи и кровотечения. Наконец, в 1747 году корабельный хирург шотландец Джеймс Линд нашёл от неё средство. Он обнаружил, что цингу можно предотвратить, включив в рацион матросов цитрусовые.
Другим частым заболеванием у моряков была бери-бери, болезнь, поражавшая нервы, сердце и пищеварительный тракт. В конце 19 века голландский врач Христиан Эйкман определил, что болезнь обусловлена употреблением в пищу белого шлифованного риса, вместо бурого нешлифованного. 
Хотя оба этих открытия указывали на связь заболеваний с питанием и его недостатками, в чём заключалась эта связь смог выяснить лишь английский биохимик Фредерик Хопкинс. Он предположил, что организму необходимы вещества, которые есть только в определённых продуктах. Чтобы доказать свою гипотезу, Хопкинс провёл серию экспериментов. Он давал мышам искусственное питание, состоящее исключительно из чистых белков, жиров, 
углеводов и солей. Мыши ослабли и перестали расти. Но после небольшого количества молока, мыши снова поправились. Хопкинс открыл, как он выразился, «незаменимый фактор питания», который позже назвали витаминами.
Оказалось, что бери-бери связана с недостатком тиамина, витамина В1, которого нет в шлифованном рисе, но много в натуральном. А цитрусовые предотвращают цингу, потому что содержат аскорбиновую кислоту, витами С.
Открытие Хопкинса стало определяющим шагом в понимании важности правильного питания. От витаминов зависит множество функций организма – от борьбы с инфекциями до регулирования обмена веществ. Без них трудно представить себе жизнь, как и без следующего великого открытия.
Пенициллин
После Первой Мировой войны, унесшей свыше 10 млн. жизней, поиски безопасных методов отражения бактериальной агрессии усилились. Ведь многие умерли не на полях сражений, а от инфицированных ран. В исследованиях участвовал и шотландский врач Александр Флеминг. Изучая бактерии стафилококки, Флеминг заметил, что в центре лабораторной чаши растёт нечто необычное - плесень. Он увидел, что вокруг плесени бактерии погибли. Это заставило его предположить, что она выделяет вещество, губительное для бактерий. Это вещество он назвал пенициллином. Следующие несколько лет Флеминг пытался выделить пенициллин и применить его в лечении инфекций, но неудачно, и, в конце концов, сдался. Однако результаты его трудов оказались неоценимыми.
В 1935 году сотрудники Оксфордского университета Хоуард Флори и Эрнст Чейн наткнулись на отчёт о любопытных, но незаконченных экспериментах Флеминга, и решили попытать счастья. Этим учёным удалось выделить пенициллин в чистом виде. И в 1940-ом году они провели его испытание. Восьми мышам была введена смертельная доза бактерий стрептококков. Затем, четырём из них ввели пенициллин. Через несколько часов результаты были налицо. 
Все четыре, не получившие пенициллин мыши умерли, но три из четверых получивших его - выжили.
Так, благодаря Флемингу, Флори и Чейну, мир получил первый антибиотик. Это лекарство стало настоящим чудом. Оно лечило от стольких недугов, которые причиняли много боли и страданий: острый фарингит, ревматизм, скарлатина, сифилис и гонорея… Сегодня мы уже совсем забыли, что от этих болезней можно умереть.
Сульфидные препараты
Следующее великое открытие подоспело во время Второй Мировой войны. Оно избавило от дизентерии американских солдат, сражавшихся в тихоокеанском бассейне. А затем привело к революции в 
химиотерапевтическом лечении бактериальных инфекций.
Случилось всё это благодаря патологу по имени Герхард Домагк. В 1932 году он изучал возможности применения в медицине некоторых новых химических красителей. Работая с недавно синтезированным красителем под названием пронтозил, Домагк ввёл его нескольким лабораторным мышам, заражённым бактериями стрептококками. Как и ожидал Домагк, краситель обволок бактерии, но бактерии выжили. Казалось, краситель недостаточно токсичен. Затем случилось нечто поразительное: хотя краситель и не убил бактерии, он остановил их рост, распространение инфекции прекратилось и мыши выздоровели. Когда Домагк впервые испытал пронтозил на людях - неизвестно. Однако новое лекарство стяжало славу после того, как спасло жизнь мальчику, серьёзно больному стафилококком. Пациентом был Франклин Рузвельт-младший, сын президента Соединённых Штатов. Открытие Домагка мгновенно стало сенсацией. Поскольку пронтозил содержал сульфамидную молекулярную структуру, его назвали сульфамидным препаратом. Он стал первым в этой группе синтетических химических веществ, способных лечить и предотвращать бактериальные инфекции. Домагк открыл новое революционное направление в лечении болезней, использовании химиотерапевтических препаратов. Оно спасёт десятки тысяч человеческих жизней.
Инсулин
Следующее великое открытие помогло спасти жизнь миллионам больных диабетом во всём мире. Диабет - это недуг, нарушающий процесс усвоения организмом сахара, что может привести к слепоте, отказу почек, заболеваниям сердца и даже к смерти. Столетиями медики изучали диабет, безуспешно ища от него средства. Наконец, в конце 19 века, произошёл прорыв. Было установлено, что у больных диабетом есть общая черта - неизменно поражена группа клеток в поджелудочной железе - эти клетки выделяют гормон, контролирующий содержание сахара в крови. Гормон назвали инсулином. А в 1920 году - новый прорыв. Канадский хирург Фредерик Бантинг и студент Чарльз Бест изучали секрецию инсулина поджелудочной железы у собак. Повинуясь интуиции, Бантинг ввёл экстракт из вырабатывающих инсулин клеток здоровой собаки собаке, страдающей диабетом. Результаты были ошеломляющими. Через несколько часов уровень сахара в крови больного животного существенно понизился. Теперь внимание Бантинга и его помощников сосредоточилось на поисках животного, чей инсулин был бы схож с человеческим. Они нашли близкое соответствие в инсулине, взятом у зародышей коров, очистили его для безопасности эксперимента и в январе 1922 года провели первое клиническое испытание. Бантинг ввёл инсулин 14-летнему мальчику, умиравшему от диабета. И тот стремительно пошёл на поправку. На сколько важно открытие Бантинга? Спросите об этом 15 миллионов американцев, которые ежедневно получают инсулин, от которого зависит их жизнь.
Генетическая природа рака
Рак - вторая по летальности болезнь в Америке. Интенсивные исследования его возникновения и развития привели к замечательным научным свершениям, но, пожалуй, самым важным из них стало следующее открытие. Нобелевские лауреаты, исследователи рака Майкл Бишоп и Харольд Вармус, объединили усилия в исследовании рака в 70-х годах 20 века. В то время доминировало несколько теорий о причине этого заболевания. Злокачественная клетка очень непроста. Она способна не только делиться, но и вторгаться. Это клетка с высокоразвитыми возможностями. В одной из теорий рассматривался вирус саркомы Рауса, вызывающий рак у кур. Когда вирус нападает на клетку курицы, он вводит свой генетический материал в ДНК хозяина. Согласно гипотезе, ДНК вируса становится впоследствии агентом, вызывающим заболевание. По другой теории, при вводе вирусом своего генетического материала в клетку хозяина, гены, вызывающие рак, не активируются, а ждут, пока их не запустит внешнее воздействие, например, вредные химикаты, радиация или обычная вирусная инфекция. Эти вызывающие рак гены, так называемые онкогены, и стали объектом исследований Вармуса и Бишопа.
Главный вопрос: содержит ли геном человека гены, являющиеся или способные стать онкогенами вроде тех, что содержатся в вирусе, вызывающем опухоли? Есть ли такой ген у кур, у других птиц, у млекопитающих, у человека? Бишоп и Вармус взяли меченную радиоактивную молекулу и использовали её в качестве зонда, чтобы выяснить, похож ли онкоген вируса саркомы Рауса на какой-нибудь нормальный ген в хромосомах курицы. Ответ утвердительный. Это было настоящее откровение. Вармус и Бишоп установили, что вызывающий рак ген уже содержится в ДНК здоровых клеток курицы и, что ещё важнее, они обнаружили его и в ДНК человека, доказав, что зародыш рака может явиться в любом из нас на клеточном уровне и ждать активации.
Как может наш собственный ген, с которым мы прожили всю жизнь, вызвать рак? При делении клеток случаются ошибки и они чаще, если клетка угнетена космическим излучением, табачным дымом. Важно также помнить, что, когда клетка делится, ей надо скопировать 3 млрд. комплементарных пар ДНК. Всякий, кто хоть раз пытался печатать, знает, как это трудно. У нас есть механизмы, позволяющие замечать и исправлять ошибки, и всё же, при больших объёмах, пальцы промахиваются.
В чём же важность открытия? Раньше рак пытались осмыслить, исходя из различий между геном вируса и геном клетки, а теперь мы знаем, что совсем небольшое изменение в определённых генах наших клеток может превратить здоровую клетку, которая нормально растёт, делится и т.д., в злокачественную. И это стало первой ясной иллюстрацией истинного положения вещей.
Поиски данного гена - определяющий момент в современной диагностике и предсказании дальнейшего поведения раковой опухоли. Открытие дало чёткие цели специфическим видам терапии, которых раньше попросту не было.
Население Чикаго около 3 млн. человек.
ВИЧ
Столько же ежегодно умирают от СПИДа, одной из самых страшных эпидемий в новой истории. Первые признаки этого заболевания появились в начале 80-х годов прошлого века. В Америке стало расти число пациентов, умиравших от редких видов инфекций и рака. Анализ крови у жертв выявил крайне низкий уровень лейкоцитов - белых кровяных клеток, жизненно важных для иммунной системы человека. В 1982 году Центр контроля и предотвращения заболеваний дал болезни название СПИД - синдром приобретённого иммунодефицита. За дело взялись двое исследователей, Люк Монтанье из института Пастера в Париже и Роберт Галло из Национального института онкологии в Вашингтоне. 
Им обоим удалось сделать важнейшее открытие, которое выявило возбудителя СПИДа - ВИЧ, вирус иммунодефицита человека. В чём отличие вируса иммунодефицита человека от других вирусов, например, гриппа? Во-первых, этот вирус годами не выдаёт наличие болезни, в среднем, 7 лет. Вторая проблема весьма уникальна: например, СПИД наконец проявился, люди понимают, что больны и идут в клинику, а у них, мириад других инфекций, что именно стало причиной заболевания. Как это определить? В большинстве случаев вирус существует ради единственной цели: проникнуть в клетку-акцептор и размножиться. Обычно, он прикрепляется к клетке и выпускает в неё свою генетическую информацию. Это позволяет вирусу подчинить себе функции клетки, перенаправив их на производство новых особей вирусов. Затем эти особи нападают на другие клетки. Но ВИЧ - это не рядовой вирус. Он принадлежит к той категории вирусов, которых учёные называют ретровирусами. Что же в них необычного? Подобно тем классам вирусов, куда входят полиомиелит или грипп, ретровирусы - особые категории. Они уникальны тем, что их генетическая информация в виде рибонуклеиновой кислоты конвертируется в дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) и как раз то, что происходит с ДНК, и составляет нашу проблему: ДНК встраивается в наши гены, ДНК вируса становится частью нас, и тогда клетки, призванные защищать нас, начинают воспроизводить ДНК вируса. Имеются клетки, содержащие вирус, иногда они воспроизводят его, иногда - нет. Молчат. Затаиваются…Но лишь для того, чтобы потом снова воспроизводить вирус. Т.е. когда инфекция становится очевидной, она, скорее всего, укоренилась на всю жизнь. В этом заключается главная проблема. Лекарство от СПИДа до сих пор не найдено. Но открытие, 
что ВИЧ - ретровирус, и что он является возбудителем СПИДа, привело к значительным достижениям в борьбе с этим недугом. Что изменилось в медицине после открытия ретровирусов, в особенности ВИЧ? Например, из СПИДа мы убедились, что медикаментозная терапия возможна. Раньше считалось, что поскольку для размножения вирус узурпирует наши клетки, воздействовать на него без тяжёлого отравления самого пациента практически невозможно. Никто не инвестировал антивирусных программ. СПИД открыл дверь антивирусным исследованиям в фармацевтических кампаниях и университетах всего мира. К тому же, СПИД дал положительный социальный эффект. По иронии судьбы, этот ужасный недуг сплачивает людей.
И так день за днем, столетие за столетием, крохотными шажками или грандиозными прорывами, совершались великие и малые открытия в медицине. Они дают надежду, что человечество победит рак и СПИД, аутоиммунные и генетические заболевания, достигнет совершенства в профилактике, диагностике и лечении, облегчая страдания больных людей и предотвращая прогрессирование заболеваний.
