Достижения в науке и технике изменили до неузнаваемости нашу жизнь за последние десятилетия. Изменения коснулись не только того, как мы общаемся, получаем информацию, ведем бизнес, но и медицинской сферы.
Можно с легкостью найти и недовольных этими изменениями: люди жалуются, что мы стали меньше общаться вживую, уделяя больше времени общению в социальных сетях, разговорам по мобильникам.
Однако эти же самые достижения сжали, образно выражаясь, наше глобальное мировое пространство до размеров небольшого города.
Человечество получило уникальную возможность оперативно обмениваться информацией в медицинской сфере, получив мощные инструменты контроля и борьбы с различными заболеваниями. И в последние годы эти изменения продолжают наращивать темп, как никогда.
Вы еще не слышали о последних достижениях генетиков , которые позволяют остановить старение? А как вам новость о том, что наконец-то найдено по-настоящему эффективное средство от обычной простуды? Наконец, что вы скажете о возможности диагностирования многих раковых заболеваний на самых ранних стадиях развития, когда болезнь еще может быть остановлена?
Этим достижениям предшествовали долгие годы (и даже десятилетия) напряженной работы. И в 2017-ом году многие задачи, стоящие перед человечеством, были решены (или были сделаны серьезные шаги по их решению).
Предлагаем вашему вниманию десять значительных достижений медицинской науки за прошлый год, которые наверняка окажут значительное влияние на нашу жизнь в совсем уже недалеком будущем.
Ученые создали искусственную матку, которая обеспечивает развитие так называемых глубоко недоношенных новорожденных в течение примерно одного месяца. На данный момент времени изобретение было протестировано на восьми недоношенных ягнятах.
Будущих ягнят изъяли из маток овец преждевременно, в начале второй половины беременности , переведя их в искусственные матки. Животные продолжили развитие, продемонстрировав нормальный рост вплоть до своего «второго рождения», которое было осуществлено четыре недели спустя.
Искусственная матка состоит, по сути, из стерильного пластикового пакета, заполненного искусственной околоплодной жидкостью. Пуповина плода крепится к специальному механическому прибору, который обеспечивает развивающийся организм питательными веществами, а также насыщает кровь кислородом (этакий аналог плаценты).
Нормальное внутриутробное развитие человеческого эмбриона происходит приблизительно в течение 40 недель. Однако ежегодно во всем мире тысячи и тысячи младенцев появляется на свет преждевременно.
При этом многие из них проводят в утробе менее 26-ти недель. Выживает примерно половина младенцев. У многих из выживших отмечается детский церебральный паралич , задержка умственного развития , другие патологии.
Искусственная матка, адаптированная для развития эмбриона человека, должна дать шанс на нормальное развитие этим преждевременно появляющимся на свет младенцам.
Ее задача заключается в обеспечении возможности более длительного «дозревания» в среде, аналогичной той, которая имеется в матке женщины. Создатели искусственной матки планируют перейти к испытаниям на человеческих эмбрионах в ближайшие пять лет.
Первый гибрид свиньи и человека
В 2017-ом году ученые объявили об успешном создании первого гибрида свиньи и человека – организма, который в научных кругах часто называют химерой. Если упрощенно, то речь идет об организме, который совмещает в себе клетки от двух различных видов.Один из способов создания химеры – это пересадить орган одного животного в тело другого. Однако этот путь ведет к высокому риску отторжения вторым телом чужеродного органа.
Другой путь создать химеру – это начать осуществлять изменения на эмбриональном уровне посредством введения клеток одного животного в эмбрион другого, после чего происходит их совместное развитие.
Первые опыты по созданию химеры привели к успешному развитию клеток крысы внутри эмбриона мыши. В мышином эмбрионе произошли генетические изменения, приведшие к образованию поджелудочной железы крысы, ее глаз и сердца , которые развивались вполне нормально. И только после этих экспериментов ученые решились провести аналогичные опыты с клетками человеческого организма.
Известно, что органы свиньи весьма схожи с органами человека, именно поэтому это животное было выбрано в качестве реципиента (то есть организма-хозяина). Клетки человека были введены в свиные эмбрионы на ранней стадии его развития. Затем уже гибридные эмбрионы были вживлены в суррогатные свиноматки, где и развивались в течение почти целого месяца. После этого эмбрионы извлекли для детального изучения.
В результате ученым удалось вырастить 186 химерных эмбрионов, в которых было зафиксированы начальные стадии формирования таких важнейших органов, как сердце и печень .
Это означает гипотетическую возможность выращивания человеческих органов и тканей внутри других видов. А это первый шаг к выращиванию органов в лабораторных условиях, способных спасти тысячи пациентов, из которых многие умирают, не дождавшись трансплантации .
Тело одного из видов лягушек, относительно недавно обнаруженного в Южной Индии, оказалось покрыто слизью, которая способна противостоять инфекции гриппа.
В жидкости, выделяемой кожей этой лягушки, найдены молекулы, содержащие аминокислоты, соединенные пептидными связями (то есть пептиды). Они-то и служат защитой против инфекции гриппа.
Ученые протестировали пептиды этой индийской лягушки, обнаружив, что только один из них, названный впоследствии «урумином», обладает противомикробными и противовирусными свойствами, и способен защитить от гриппа. Примечательно, что за основу было взято название традиционного индийского меча-пояса – уруми.
Как известно, липидная оболочка каждого штамма вируса гриппа содержит такие поверхностные белки, как гемагглютинин и нейраминидаза. Штаммы вируса названы по комбинации каждого содержащегося в них белка. К примеру, H1N1 содержит комбинацию гемагглютинина H1 и комбинацию нейраминидазы N1.
Наиболее распространенный штамм сезонного вируса гриппа содержит комбинацию H1. Урумин в результате лабораторных анализов продемонстрировал способность к эффективному уничтожению каждого типа комбинации вируса H1; причем даже тех типов, у которых развилась сопротивляемость к современным противовирусным препаратам .
Воздействие современных медицинских препаратов, которыми сейчас лечат от гриппа, направлено на гликопротеин нейраминидаза, мутирующий гораздо чаще, чем гемагглютинин. Новое лекарство, воздействующее на гемагглютинин, будет эффективной защитой от многих штаммов вируса гриппа, став основой для универсальной вакцины против данного заболевания.
Крупные медицинские достижения в 2017-ом году
Группа исследователей из Университета штата Мичиган (США) создала потенциальное лекарство от меланомы, которое способно кардинальным образом снизить уровень смертности от данного заболевания.Это смертельная форма рака кожи отличается высокой степенью летальности, так как приводит к быстрому образованию метастаз, распространяющихся по всему телу и поражающих внутренние органы (к примеру, легкие и мозг).
Раковые клетки распространяются по всему телу потому, что в результате процесса, называемого транскрипцией, на матрице ДНК происходит синтез и трансформация РНК и определенных белков в злокачественную опухоль – меланому. Химическое же вещество, о котором идет речь в данном открытии, продемонстрировало способность к успешному прерыванию этого цикла.
Упрощенно говоря, это вещество способно прервать процесс транскрипции. Благодаря этой профилактической мере удастся остановить агрессивное распространение ракового заболевания. В результате лабораторных испытаний уже удалось прийти к тому, что тестируемое вещество способно успешно останавливать распространение ракового заболевания в 90% случаев.
От создания медицинского препарата на базе данного вещества нас отделяет еще несколько лет клинических испытаний на людях, страдающих от меланомы.
Однако исследователи уже сейчас выражают изрядный оптимизм по поводу возможностей будущего лекарства. Помимо меланомы, препарат будет протестирован на других видах раковых заболеваний с целью выявления его потенциальной возможности их лечения.
Стирание плохих воспоминаний
Люди, которые страдают от посттравматического стрессового расстройства или других тревожных расстройств, связанных с психологическими и иными травмами , смогут вскоре просто «стирать» плохие воспоминания, провоцирующие данные расстройства.Ученые работали над решением данной проблемы на протяжении многих лет. Но лишь совсем недавно группа исследователей из Калифорнийского университета в Риверсайде (США), изучая влияние стрессовых ситуаций на память человека, совершила удивительное открытие. Они акцентировали свое внимание на проводящие пути нервной системы, которые создают воспоминания и позволяют нам обращаться к ним.
Когда происходят травмирующие события, наиболее сильными оказываются нейронные связи, обеспечивающими доступ именно к плохим воспоминаниям, нежели чем ко всем остальным. Именно поэтому людям зачастую легче вспомнить детали какой-нибудь трагедии, произошедшей годы назад, чем, к примеру, то, что они ели сегодня на завтрак.
В своих опытах над подопытными мышами ученые из вышеупомянутого университета включали звук высокой частоты, одновременно ударяя грызунов разрядом тока. Вскоре, как и предполагалось, этот высокочастотный звук заставлял мышей буквально замирать в ужасе.
Однако исследователям удалось ослабить связь между нейронами, заставлявшую мышей вспоминать о своем страхе в момент включения высокочастотного звука.
Для этого ученые использовали методику, называющуюся оптогенетикой. В итоге мыши перестали испытывать страх перед звуком высокой частоты. Иными словами, их воспоминания о травмирующем событии были стерты.
Важным аспектом данного исследования является тот факт, что могут быть стерты только необходимые воспоминания. Таким образом, люди смогут забывать свои плохие воспоминания, не разучившись при этом зашнуровывать свою обувь.
Не позавидуешь человеку, которого укусит австралийский воронковый водяной паук, обитающий в сельскохозяйственном регионе Австралии под названием Дарлинг-Даунз.
Яд этого паука способен убить в течение 15-ти минут. Однако этот же яд содержит один ингредиент, который способен защитить клетки головного мозга от разрушения, вызванного инсультом.
Когда у человека случается инсульт, происходит нарушение кровоснабжения головного мозга, который начинает испытывать кислородное голодание .
В мозге происходят патологические изменения, в результате которой вырабатывается кислота, разрушающая клетки мозга. Молекулы же пептида Hi1a, обнаруженного в яде австралийского паука, способны защитить клетки мозга от уничтожения, спровоцированного инсультом.
В рамках экспериментов у подопытных крыс вызывали инсульт, а через два часа вводили им препарат, содержащий пептид Hi1a. В результате степень повреждения головного мозга грызунов удалось уменьшить на 80 процентов.
В повторном эксперименте препарат был введен через восемь часов после инсульта. Степень повреждения в этом случае удалось уменьшить на 65 процентов.
На данный момент не существует лекарства, которое бы сохраняло клетки головного мозга после инсульта. Один из видов лечения заключается в хирургической операции по удалению сгустков крови.
При лечении геморрагического инсульта хирургическим путем устанавливают контроль над кровотечением . Ни одного препарата, чтобы обратить процесс, не существует. Если Hi1a подтвердит свою успешность в испытаниях на людях, это коренным образом снизит количество жертв инсульта.
Человечество стало на один шаг ближе к появлению препарата, позволяющего обратить процесс старения. Испытания на животных уже доказали его эффективность в вопросе лечения старения. Сейчас в процессе воплощения находятся испытания на людях.
Наши клетки обладают способностью к восстановлению самих себя, однако это их свойство утрачивается по мере старения нашего организма.
Крайне важным для процесса восстановления является определенный метаболит (продукт метаболизма), названный NAD+, который присутствует в каждой клетке.
Группа исследователей из Университета Нового Южного Уэльса (Австралия) провели испытания на подопытных мышах, в рамках которых использовался никотинамид мононуклеотид (препарат NMN), повышающий количество молекул NAD+.
После введения старым мышам препарата, те продемонстрировали улучшенную способность к восстановлению поврежденных клеток. Всего лишь через неделю лечения препаратом NMN клетки старой мыши функционировали так же, как клетки более молодой особи.
В финале эксперимента на мышей воздействовали дозами радиации. У мыши, которой до этого вводили препарат NMN, было отмечено меньшее повреждение клеток по сравнению с особью, которой такой препарат не вводили.
Также меньшую степень повреждений клеток отметили и у той подопытной особи, которой ввели препарат после воздействия радиацией. Результаты исследований позволяют рассчитывать не только на то, что человечество научится обращать процесс старения: лечение можно будет использовать и для других целей.
Известно, что космонавты подвергаются преждевременному старению из-за воздействия космической радиации. Организм людей, которые часто летают самолетами, также чаще подвергается облучению. Лечение можно будет применить и к детям, которых удалось вылечить от раковых заболеваний: клетки их организма также подвергаются преждевременному старению, что приводит их ко многим хроническим заболеваниям (к примеру, к болезни Альцгеймера до 45-ти лет и так далее).
Достижения медицинской науки, которые перевернут мир
Определение ракового заболевания на самой ранней стадии
Исследователи из Рутгерского университета (США) открыли способ эффективного обнаружения микрометастаз, являющихся по сути микроскопическими раковыми образованиями в организме, которые настолько малы, что их невозможно обнаружить с помощью привычных клинических методов диагностики .Для обнаружения этих опухолей ученые предлагают новую технику диагностики, в рамках которой в кровь пациента вводят светоизлучающее вещество. Команда ученых из Рутгерского университета использовала в своих исследованиях наночастицы, которые испускают коротковолновой инфракрасный свет.
Предназначение этих «светящихся» наночастиц в данном эксперименте следующее: обнаружение раковых клеток в процессе перемещения по организму пациента. На самых ранних стадиях исследования эксперименты проводились, как водится, на подопытных мышах.
Благодаря введенным наночастицам в мышь с раком молочной железы , ученым удалось абсолютно точно отследить распространение раковых клеток по организму грызуна, обнаружив их в ее лапках и надпочечных железах .
Метод диагностики раковых заболеваний с помощью наночастиц позволяет выявить раковую опухоть за месяцы до того момента, как болезнь можно будет диагностировать с помощью метода витамин С, отвары и чаи от кашля, различные лекарственные препараты, которые можно без рецепта купить в любой аптеке. Несмотря на это актуальной остается поговорка, согласно которой «простуда, если ее лечить, проходит за неделю; а если не лечить – за семь дней».
Впрочем, похоже на то, что ситуация вскоре изменится. Простуду способны вызвать многие вирусы; наиболее распространенным вирусом, ответственным за возникновение 75-ти процентов инфекций, является риновирус. Ученые из Эдинбургского университета Нейпира (Шотландия) в самом начале прошлого года, в рамках исследования определенных антимикробных пептидов, пришли к интересному открытию.
Группе ученых удалось синтезировать пептиды, которые продемонстрировали высочайшую эффективность в лечении риновируса, полностью уничтожив его.
Изначально эти пептиды были выявлены у свиней и овец. Сейчас ведется работа над тем, чтобы усилить эффективность будущих препаратов против простуды, в состав которых будут входить синтезированные пептиды.
Генетическое редактирование эмбриона человека
Впервые в истории генной инженерии ученым удалось успешно редактировать ДНК человеческого эмбриона, что не повлекло никаких нежелательных опасных мутаций. Международная группа ученых осуществила этот эксперимент, используя новейшую технику редактирования генов.Для опыта была использована сперма донора с генетической мутацией, вызывающей кардиомиопатию (заболевание, являющееся причиной ослабления сердца, нарушения ритма, проблем с клапаном и сердечной недостаточности).
Этой спермой оплодотворили донорскую яйцеклетку, а затем, с помощью техники редактирования генов, внесли изменения в механизм мутации. Ученые образно описали данную процедуру, как «микроскопическую операцию на мутировавшем гене».
Эта операция привела к тому, что эмбрион самостоятельно «отремонтировал» поврежденный ген. Техника редактирования уже была применена на 58-ми эмбрионах, и генная мутация была успешно скорректирована в 70-ти процентах случаев.
Важным моментом ученые считают тот факт, что коррекция не привела к случайным мутациям других участков ДНК (в отличие от более ранних экспериментов). Несмотря на успешность процедуры, детей выращивать из «скорректированных» эмбрионов пока никто не собирался. Во-первых, необходимы дополнительные исследования.
Кроме того, противники генетических модификаций выразили свою обеспокоенность некоторыми обстоятельствами. Вмешательство в ДНК эмбриона найдет свое отражение и у будущих поколений; таким образом, любая ошибка, которая может быть допущена в результате процедуры редактирования генов, может в конечном итоге привести к новому генетическому заболеванию.
Существует также и этическая проблема – подобные эксперименты могут привести к выращиванию «искусственных детей», когда родители смогут выбирать черты характера ребенка до его рождения, присваивая ему желаемые физические характеристики.
Ученые в свою очередь заявили о том, что ими руководит желание найти способы предупреждения генетических заболеваний, а не попытки создания людей на заказ. Уже сейчас очевидно, что на эмбриональной стадии можно предупреждать такие патологии, как болезнь Хантингтона , кистозный фиброз , а также рак яичников и молочных желез, вызванные мутацией гена BRCA.
Сайт предоставляет справочную информацию исключительно для ознакомления. Диагностику и лечение заболеваний нужно проходить под наблюдением специалиста. У всех препаратов имеются противопоказания. Консультация специалиста обязательна!
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
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 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
1. Средняя продолжительность жизни в 2018 году составляет 72,7 года. За последнее десятилетие этот показатель вырос почти на 5 лет (в 2008 году средняя продолжительность жизни в России была 67,85 года).
2. Младенческая смертность в 2018 году составила 5,5 случая на 1000 детей, рождённых живыми. В 2008 году этот показатель был равен 8,5 случая. Таким образом, за последние 10 лет он снизился приблизительно на 35%. Экс-перты связывают это с увеличением доступности медицинской помощи и открытием новых перинатальных центров в регионах России.
3. Около 1 млн пациентов получат высокотехнологичную медицинскую помощь в 2018 году. Десять лет назад таких больных было всего лишь 60 тыс. человек в год. Это объясняется тем, что сеть медицинских учреждений, которые оказывают такую помощь, только за последние пять лет расширилась в три раза.
4. Смертность от сердечно-сосудистых заболеваний достигла минимума за последние 10 лет. Теперь болезни сердца и сосудов составляют 48% в общей доле смертей. В 2008 году этот показатель был равен 58%.
5. Расходы на здравоохранение в 2018 году составят 479,7 млрд рублей. А в ближайшие три года этот показатель увеличится ещё на 100 млрд рублей. В 2008 году на здравоохранение израсходовали 278,2 млрд рублей.
Новые технологии
6. Проект «Электронная медицинская карта» набирает обороты. На сегодняшний день он успешно функционирует в 34 регионах России. Данная система позволяет различным медицинским учреждениям обмениваться данными о пациенте. Такую карту невозможно потерять - вся информация хранится на электронных носителях.
7. В 2018 году законодатели легализовали онлайн-консультации врачей, что увеличило доступность медицинской помощи. Благодаря новому закону пациенты могут связываться с врачом удалённо и получать рекомендации через Интернет.
8. Всё больше хирургических операций проводится при помощи роботов. Только в московских больницах трудится 16 роботов. Применение роботов позволяет выполнять ювелирные разрезы на совсем небольшой площади, увеличивать в десятки раз объект вмешательства, к тому же в отличие от живого человека робот не устаёт и не делает ошибок. Однако это не значит, что можно обойтись без хирурга, ведь управлять роботом может только человек.
9. Биочипы для быстрой диагностики рака разработаны сразу в нескольких научных учреждениях в России. Новая технология позволяет существенно сократить время проведения анализа. Для постановки диагноза при помощи биочипа требуется всего несколько часов.
10. Ведутся работы в области изучения и применения стволовых клеток. Так, в 2018 году российские учёные создали инсулинпродуцирующие клетки, которые могут бороться с сахарным диабетом. Уникальные клетки выращивают в лабораториях из стволовых клеток разного типа. После этого их используют для замещения повреждённых при диабете тканей поджелудочной железы. Российские специалисты уже научились создавать эквиваленты органов и систем органов человека из аутологичных (взятых у самого пациента) клеток. Так, уже создана аутологичная уретра и элементы хрящевой ткани.
Уникальные операции
11. Пациентке вырастили новую печень. Врачи Боткинской больницы в 2018 году провели сложнейшую операцию на печени онкологической больной. Печень пациентки была практически полностью поражена метастазами. Здоровыми оставались менее 20% клеток, которых недостаточно для жизни. Врачи решились нарастить здоровый участок печени. В поражённую опухолью часть печени ввели специальный препарат, который склеил кровеносные сосуды. Это остановило рост опухоли. И в течение полутора месяцев кровь питала лишь здоровую долю печени, благодаря чему она выросла до нужного размера. Поражённую часть печени хирурги успешно удалили, и на сегодня, по данным исследований, раковых клеток в организме больше нет. Болезнь удалось победить.
12. Протез сердечного клапана поставили новорождённому младенцу. В Санкт-Петербурге в этом году впервые в России провели сложнейшую операцию на сердце младенца. Малыш родился с тяжелейшим пороком сердца - в нём отсутствовал один из двух сосудов и клапан, обеспечивающий лёгочный кровоток. Вместо отсутствующего клапана малышу вживили гомограф - чужую живую плоть, протез, взятый от обследованного донора. Самая главная сложность для хирургов заключалась в размерах сердечка новорождённого пациента, которое величиной с его кулачок. Хирурги работали в специальных бинокулярных увеличителях. Медицинская нить, которой сшивали края протеза, тоньше человеческого волоса.
13. Внутриутробную операцию на мозге провели уральские врачи в 2018 году. Перед медиками стояла непростая задача - остановить быстро прогрессирующую гидроцефалию плода на 28‑недельном сроке беременности. Доступ к головному мозгу эмбриона осуществлялся через небольшое отверстие с помощью современного оборудования и специальных баллонов, применяемых в хирургии новорождённых. Врачам удалось обеспечить отток жидкости, благодаря чему прогрессирование гидроцефалии затормозилось. Пациентка продолжила вынашивать беременность. Роды прошли 2 июля 2018 года на сроке в 37-38 недель - на свет появился мальчик весом 2 кг 700 г. Сейчас его жизни ничто не угрожает.
14. В 2018 году впервые в мире россий-ские хирурги прооперировали ребёнка, реконструировав его нос при помощи лоскутов собственной слизистой оболочки. Ребёнок родился с врождённой аномалией, при которой оказались заблокированными оба носовых канала. В таких ситуациях обычно в носовые отверстия вставляют небольшую трубку-стент, через неё процесс дыхания нормализуется, но через некоторое время стенки носа начинают воспаляться из-за инородного тела, помещённого в них. Чтобы избежать использования стента, врачи провели операцию, в ходе которой пересадили лоскуты слизистой с задних отделов носа к передней части дыхательных путей. Пересаженную слизистую зафиксировали на несколько дней с помощью специального баллона, который, раздуваясь, прижимает лоскуты слизистой к стенкам носа, позволяя пересаженным участкам окончательно прижиться. Новую методику уже проверили на нескольких больных, в результате чего все пациенты уже через 2-3 дня после операции начали дышать без боли, отёков и дискомфорта.
Российские специалисты разработали уникальную технологию, которая позволяет удалять опухоль в шейном отделе позвоночника через рот, закрепляя позвоночник специальной конструкцией. Раньше, чтобы подойти к опухоли на внутренней стороне позвоночника, врачам приходилось разрезать верхнюю и нижнюю челюсти. После операции человек оставался жив, но оказывался инвалидом с изуродованным лицом. Учёные, разработавшие технологию, в этом году были награждены в одной из номинаций премии «Призвание», которая присуждается лучшим врачам России.