1. Inhalt
  2. Navigation
  3. Weitere Inhalte
  4. Metanavigation
  5. Suche
  6. Choose from 30 Languages

Наука и техника

Нобелевская премия в области медицины 2003 года / автомобильная рубрика

13.10.2003

Как известно, ежегодно в начале октября происходит присуждение Нобелевских премий. В соответствии с этой насчитывающей уже более ста лет традицией, на минувшей неделе были объявлены имена лауреатов за 2003-й год. Радиожурнал «Наука и техника» – тоже по традиции, хотя и не такой старой, – посвящает три выпуска рассказу об учёных-лауреатах, удостоенных этой награды за открытия в области естественных наук – медицины, физики и химии.

В связи с присуждением Нобелевских премий мы уже не раз говорили о том, что некоторые положения, закреплённые в статусе премии на рубеже 19-го и 20-го веков, не соответствуют нынешним реалиям научно-исследовательской работы. В частности, представляется анахронизмом, что премии всё ещё присуждаются в жёстко разграниченных областях – медицине, физике, химии, – хотя наиболее интересные и перспективные научно-исследовательские работы выполняются сегодня, как правило, на стыке традиционных дисциплин или же в нескольких дисциплинах сразу. Возможно, именно этим отчасти и объясняется тот факт, что премий зачастую удостаиваются учёные весьма преклонного возраста, причём за работы, выполненные два, три, а то и четыре десятилетия назад. Во всяком случае, о том, чтобы присуждать премии исследователям, сумевшим «принести наибольшую пользу человечеству в течение предшествующего года», как это сформулировано в завещании Нобеля, не может быть и речи. Но если считается допустимым нарушать этот пункт завещания, то почему так свято соблюдаются другие? Возможно, в будущем какие-то изменения в статусе Нобелевского фонда и произойдут; что же касается практики присуждения премий, то Нобелевский комитет уже сейчас пытается по-своему выйти из навязанных ему жёсткие рамок: премию по физиологии или медицине в этом году получили химик и физик.

Итак, 6-го октября Каролинский институт в Стокгольме объявил о том, что Нобелевская премия 2003-го года присуждается совместно двум учёным – американцу Полу Лотербуру (Paul Christian Lauterbur) и британцу Питеру Мэнсфилду (Peter Mansfield) – за открытия, касающиеся получения изображений с помощью ядерного магнитного резонанса.

Пол Кристиан Лотербур родился 6-го мая 1929-го года в США, в городе Сиднее, штат Огайо. В 1951-м году окончил Технологический институт в Кливленде по специальности «химия», в 1962-м году защитил диссертацию в Питтсбургском университете. Научная карьера Лотербура началась в 1969-м году, когда он стал профессором химии и радиологии в Нью-йоркском университете в Стоуни-Брук на острове Лонг-Айленд. Хотя такое сочетание интересов и может показаться необычным, оно поначалу никак не было связано с медициной. Сам лауреат вспоминает:

Вообще-то формально я химик, а потому вполне естественно, что магнитно-резонансная спектроскопия интересовала меня, прежде всего, применительно к химии. Впрочем, возможность использования этой технологии в медицине я всё же осознал довольно рано.

Само по себе явление ядерного магнитного резонанса было открыто в 1946-м году независимо двумя группами американских физиков. Возглавлявшие их учёные – Феликс Блох (Felix Bloch) из Стенфордского и Эдуард Пёрселл (Edward Mills Purcell) из Гарвардского университетов – удостоились за эту разработку в 1952-м году Нобелевской премии. Заслуга Пола Лотербура состоит в том, что в начале 70-х годов он предложил методику, позволившую данные магнитно-резонансной спектроскопии преобразовывать в двухмерное изображение. Как это ни удивительно, эксперты журнала «Nature», в который учёный послал для публикации свою работу, не сразу оценили её значение и отреагировали более чем сдержанно, – рассказывает доктор Йоахим Лотц (Joachim Lotz) из Высшей медицинской школы в Ганновере:

Работа вернулась назад, и в объяснении значилось, что статья посвящена слишком мелкой проблеме и не заслуживает публикации в журнале «Nature». Тогда Лотербур слегка переделал текст, изложил результаты более красочно и цветисто. Весной 1973-го года работа была опубликована и вызвала сенсацию.

С 1985-го года и по сегодняшний день Пол Лотербур занимает должности профессора Иллинойсского университета и директора биомедицинской лаборатории по изучению ядерного магнитного резонанса в городе Урбане.

Питер Мэнсфилд на четыре с половиной года моложе коллеги. Он родился 9-го октября 1933-го года в Лондоне. В 15 лет бросил школу после того, как учитель сказал ему, что наука – занятие явно не для него. Отслужив в армии, он окончил вечернюю школу и поступил в Лондонский университет. В 1959-м году защитил диплом, в 1962-м – диссертацию по специальности «физика». Мэнсфилд начал научную деятельность в США, в Иллинойсском университете, но уже два года спустя вернулся на родину, где получил должность доцента на физическом факультете Ноттингемского университета. С 1972-го по 1973-й годы Мэнсфилд работал в Германии, в Институте медицинских исследований имени Макса Планка в Гейдельберге, а затем вернулся в Ноттингем. С 1979-го года и по настоящее время он является профессором Центра магнитно-резонансных технологий Ноттингемского университета. Впрочем, интересы Мэнсфилда не исчерпываются физикой: например, он страстный пилот-любитель, причём летает и на самолёте, и на вертолёте; кроме того, он увлечённо изучает иностранные языки. На звонок из Германии лауреат ответил на вполне приличном немецком:

У меня всё в порядке, но только я сейчас, конечно, несколько возбуждён и не очень понимаю, что мне следует говорить по такому случаю.

Впрочем, когда речь заходит о серьёзных материях и, в частности, научных исследованиях, Питер Мэнсфилд переходит на родной английский:

Уже в 1973-м году я понял, что эта методика может оказаться чрезвычайно полезной не только в физике и химии, но и в медицине. Правда, тогда наши исследования находились ещё в той стадии, когда о широком практическом применении не могло быть и речи. Дело осложнялось и тем, что как раз в это время появилась компьютерная рентгеновская томографии, она и получила массовое распространение как главный визуализирующий метод диагностики. Моим же изобретением первые десять лет никто не интересовался, о нём почти забыли.

В голосе Питера Мэнсфилда до сих пор звучит обида. Если бы его открытие было признано с самого начала, ядерная магнитно-резонансная терапия, скорее всего, получила бы сегодня ещё более широкое распространение.

Понадобилось немало времени, чтобы исправить ситуацию. Но сегодня нашему методу во многих случаях практически нет альтернативы, особенно когда речь идёт об исследовании мозга, сердца, органов брюшной полости. И, в отличие от всех методов, в которых используются рентгеновские лучи, наш метод не связан с ионизирующим излучением, а значит – совершенно безопасен для пациента.

Цифры впечатляют: сегодня количество магнитно-резонансных томографов в мире уже превысило 22 тысячи единиц, за год на этих аппаратах проводится свыше 60-ти миллионов обследований.

Как выглядит такой томограф, знают, наверное, все: наверняка вам доводилось смотреть по телевизору, как пациента укладывают на лежак и вдвигают в узкую трубу. Но как он работает? Александр Шторк, врач Университетской клиники в Эппендорфе в Гамбурге, поясняет:

Организм человека в значительной степени состоит из воды. А молекулы воды, как известно, содержат атомы водорода. Между тем, те атомы, ядра которых состоят из нечётного количества протонов и нейтронов, обладают магнитным моментом, то есть представляют собой магнитный диполь. Атомы водорода тоже относятся к таким атомам, поскольку их ядро состоит из одного протона, что и позволяет использовать явление ядерного магнитного резонанса в медицине.

Вызывается это явление одновременным воздействием на вещество двух внешних полей – постоянного магнитного поля и переменного электромагнитного поля радиочастотного диапазона. Поэтому главный компонент томографа – мощный магнит. Постоянное магнитное поле упорядочивает ориентацию ядер-диполей, заставляя их дружно развернуться вдоль силовых линий. Если же теперь приложить переменное электромагнитное поле, то при определённых значениях напряжённости или частоты начинается процесс резонансного поглощения энергии поля ядрами атомов вещества. Диполи прецессируют, словно игрушечный волчок, который раскрутили, а потом слегка толкнули. Доктор Шторк продолжает:

Если же я уберу этот электромагнитный импульс, протоны водорода начнут возвращаться в исходное состояние. Этот процесс регистрируется специальными чувствительными приёмниками, поступающая информация обрабатывается компьютером. А поскольку разные ткани человеческого тела содержат разное количество воды – от 12-ти процентов в костях до 83-х процентов в сером веществе мозга, – то магнитно-резонансные проекционные данные позволяют получать достаточно чёткие послойные изображения отдельных органов.

Важную роль играют мощность томографа и скорость визуализации. Чем выше значение магнитной индукции, тем меньше доля водородных атомов, не участвующих в формирование резонансного изображения, а значит, тем чётче картинка, тем выше разрешение. А современные системы высокоскоростной визуализации позволяют получать пригодные для диагностики изображения быстротекущих процессов. На создание каждого такого кадра уходит всего 13 миллисекунд. Это открывает перед ядерной магнитно-резонансной томографией новые сферы применения, ранее ей недоступные. Она уже может, например, регистрировать стремительно изменяющуюся мозговую активность как реакцию на внешнее раздражение, позволяет в режиме реального времени наблюдать за работой сердца.

Вот и всё на сегодня. В следующем выпуске радиожурнала «Наука и техника» через неделю мы поговорим о лауреатах Нобелевской премии 2003-го года по физике и об исследованиях, за которые их авторы удостоились этой высокой награды. На этом я прощаюсь с вами и предлагаю вашему вниманию два сообщения на автомобильную тему.

Автомобильная рубрика

Компания «General Motors» обнародовала рисунок, на котором изображены три автомобиля марки «Chevrolet»: «SSR», «HHR» и «Suburban» 1949-го года. Родстер-пикап «SSR» – машина, которая осенью поступит в продажу. «Suburban» – это один из основоположников класса. А вот посередине, с обозначением «HHR», – пока лишь концептуальная разработка, но компания решительно настроена воплотить её в жизнь, причём не позднее 2005-го года.

Итак, почему же на картинке показаны сразу три машины? Дело в том, что американские автомобилестроители ищут свежие идеи в далёком прошлом.

Именно «Chevrolet Suburban 1949», а также новый пикап-кабриолет «Chevrolet SSR» и навеяли замысел ретро-модели «HHR». Например, от «Suburban» новая модель позаимствовала высокую крышу, что вполне отвечает современной тенденции строительства универсалов именно с высокой крышей.

По стилистике четырёхдверный универсал «Chevrolet HHR» напоминает также «Chrysler PT Cruiser». Такой же высокий капот, низко посаженные в крыльях фары и фальшрадиатор из 40-х годов. Это и не удивительно, ведь в разработке проекта принимал участие дизайнер Брайан Несбитт (Brian Nesbitt), который в своё время и спроектировал «PT Cruiser» и которого компания «General Motors» в 2001-м году переманила из компании «Chrysler».
В основе «Chevrolet HHR» – маленькая платформа «GM Delta», поэтому машина, скорее всего, получится поменьше, чем выглядит на рисунке. В салоне – пять мест, складывающиеся задние сиденья и плоский пол.

Что касается технической начинки автомобиля, то на выбор будут предложены несколько 4-цилиндровых двигателей мощностью от 140 до 220 л.с. Выпускать «HHR» планируют в Мексике и только под брэндом «Chevrolet». Планируемый объём продаж невелик – всего несколько десятков тысяч штук в год. По словам президента североамериканского отделения «General Motors» Гэри Каугера (Gary L. Cowger), новинка рассчитана, прежде всего, на «молодые семьи».

«Chevrolet HHR» дебютирует на Детройтской выставке в январе будущего года, а в продаже появится только в конце 2005-го. Даже приблизительная цена автомобиля пока не известна. Каугер заявил лишь, что она будет несколько выше, чем на «Chrysler PT Cruiser», который, напомню, стоит примерно 24 тысячи евро.

Помимо «Chevrolet HHR», в Детройте можно будет увидеть и другие новинки от «Chevrolet» – следующую версию седана «Malibu» и свежую версию «Corvette». Вообще же «HHR», по словам Каугера, станет одной из 9-ти новых моделей «Chevrolet», намеченных к выходу на рынок в ближайшие два-три года.

Новая «шестая» серия пополнит гамму «BMW» двумя автомобилями – купе и кабриолетом. Продажи купе начнутся уже в конце этого года, а кабриолет выйдет на рынок не раньше весны 2004-го.

Итак, «645-я» «BMW» продолжает традицию прежней 6-ой серии, которая c огромным успехом выпускалась с 1976-го по 1989-й годы. Нынешнее купе, внешне напоминающее «Z4» и последнюю «семёрку», объединяет в себе плавные линии и чёткие грани. Дизайн отличается вытянутым силуэтом с классическими пропорциями, т.е. салон смещён далеко назад, а линия крыши довольно низкая. Новинка похожа на акулу. С этим морским хищником её роднит вытянутый силуэт, ниспадающий заострённый капот с «пастью» воздухозаборника и, конечно же, мощь и стремительность, с которой «шестёрка» буквально «бросается» на свою очередную жертву, вяло плетущуюся в левом ряду автобана со скоростью в какие-нибудь 180 километрах в час.

По замыслу конструкторов, машина представляет собой некий «синтез спортивного характера и комфорта». В конструкции кузова применены самые передовые технологии: капот, передние крылья и двери изготовлены из алюминия, а крышка багажника – из термопласта. Благодаря этому удалось значительно снизить массу новинки.

Из технических особенностей хочется отметить второе поколение системы «iDrive», работа которой стала ещё логичнее и проще. Доплатив, можно будет заказать сдвижную стеклянную крышу, а также систему, проецирующую все необходимые данные приборов на лобовое стекло прямо перед глазами водителя. Вообще, «шестёрка» располагает, пожалуй, всеми современными электронными системами от «BMW». Отметим «Dynamic Drive» – систему, следящую за тем, чтобы в поворотах кузов автомобиля сохранял горизонтальное положение. Новое купе располагает и системой «контроля динамичности движения», которая позволяет двигателю более чутко реагировать на нажатие педали «газа», а также воздействует (в зависимости от скорости) на рулевое управление – острый руль на малых скоростях, и менее чуткий – на высоких. Кроме этого, «шестёрка» оснащается адаптивными фарами, подстраивающимися под условия движения, безопасными шинами, на которых можно ехать даже после прокола, а также активным круиз-контролем.

Первым на рынок выйдет купе с индексом «645Ci». Под капотом у автомобиля будет скрываться известный по 745-й модели 4,5-литровый двигатель «V8», развивающий мощность в 333 л.с. В пару к двигателю покупателям будет предложено на выбор три 6-ступенчатые коробки передач: механическая, автоматическая и полуавтоматическая. Последняя даёт возможность переключать передачи при помощи специальных «лепестков» на руле (таких же, как и в болидах «Формулы-1»). Цена на «645-е» купе составит 72 тысячи евро.