Альманах "Эврика"-84
Шрифт:
Давно замечено, что, воздействуя на гипофиз, можно повлиять на течение многих процессов в организме, нацелить их на борьбу с болезнью. Но, к сожалению, бывает и так, что клетки самого гипофиза перерождаются — становятся уродливо-огромными. И превращаются в то, что и врачи и больные называют страшным словом— опухоль.
Теперь гипофиз уже не справляется со своей ролью регулятора эндокринной системы. И помочь человеку может только хирургическое вмешательство — операция на мозге. Далеко не простая и не безопасная. Весь гипофиз размером примерно в один кубический сантиметр. И для него скальпель
Но обязательно ли отсекать эти клетки? Нельзя ли их просто разрушить? Или, наконец, лишить активности, чтобы организм мог сам справиться с ними?
Оказалось, что можно. Идеальным средством для этого зарекомендовало себя ионизированное излучение — пучок заряженных частиц. Любое вещество, которое они пронизывают, становится в той или иной степени разрушенным: его атомы смещаются со своих мест, в кристаллической решетке образуются дефекты.
Выяснилось и другое: самую большую энергию заряженные частицы отдают в конце пробега — вблизи от места полной остановки. Отсюда и возникла стратегия лечения — сделать таким местом остановки очаг заболевания.
«Атомный скальпель» — так назвали пучок ускоренных заряженных частиц — способен проникать к любому органу тела. Самое же главное его преимущество состояло в том, что здоровые ткани, через которые он проходил, значительно меньше страдали от излучения, чем клетки в зоне остановки. Это означало, что, разумно выбрав энергию частиц, воздействие пучка можно сделать локальным.
Наиболее подходящими для лечения долгое время считались протоны — ядра атомов водорода — с энергией 200–250 миллионов электрон-вольт: они легко тормозились самим телом пациента. Но этот вывод не устраивал физиков ЛИЯФа и их партнеров-медиков из Центрального научно-исследовательского рентгено-радиологического института.
Дело в том, что синхроциклотрон — ускоритель частиц, построенный в Гатчине под Ленинградом, разгонял протоны до огромных энергий — порядка миллиарда электрон-вольт. Такие частицы, летящие почти со световой скоростью, способны преодолеть трехметровый слой воды, прошить насквозь полуметровую стальную плиту. Но в теле человека они практически не успевают замедлиться. Правда, исследования показали, что если эти частицы достаточно долго посылать «напролет» через одну и ту же область, то в ней будет происходить разрушение тканей. К сожалению, и больных, и здоровых — всех, что встретятся на пути пучка.
Как быть? Замедлить частицы до тех энергий, которые были уже апробированы? Но тогда свойства пучка сильно ухудшатся, он утратит важное преимущество — возможность тонкой фокусировки. В конце концов остановились на предложении руководителя физической части эксперимента профессора А. Воробьева: работать именно с тем пучком, который дает гатчинский синхооциклотрон. Физикам удалось «сжать» его в шнур диаметром всего в 2,5–3 миллиметра. А медики предложили методику облучения, практически исключавшую разрушение здоровых тканей.
Первым подобным операциям предшествовали многочисленные опыты на собаках.
После этого облучения жизненно важные центры мозга животных оставались неповрежденными. А ведь строение мозга собак таково, что эти центры расположены у них значительно ближе к гипофизу, чем у человека. Отсюда и возникла уверенность, что и облучение гипофиза человека даст желаемый эффект.
В ходе работ исследователям удалось расширить возможности протонной терапии. В Гатчине будут лечить не только опухоли гипофиза, но и другие тяжелые заболевания, при которых обычное хирургическое вмешательство нередко бывает противопоказанным.
На операционном столе больной должен провести около получаса. Потом он увидит улыбающиеся лица сестер и врачей, с головы его снимут маску и поведут (не повезут!) в комнату, по традиции именуемую «послеоперационной палатой». И никто здесь не будет удивляться, что состоялась сложнейшая, но бескровная и безболезненная операция на мозге, в результате которой болезнь удалось погасить на клеточном уровне. Около двухсот таких операций сделано в Гатчине. В подавляющем большинстве окончившихся успешно. Протонный пучок — детище физики высоких энергий — уже вышел из лабораторной колыбели и в руках хирургов превратился в настоящий атомный скальпель.
Вот что рассказал академик Е.Велихов.
Плазма — основное состояние вещества во Вселенной. Ее исследования приобрели важное значение и в практических целях, в первую очередь для получения управляемой термоядерной реакции.
Но сначала необходимо создавать горячую плазму в лабораторных условиях, используя для ее удержания магнитные поля. Однако плазма — очень капризный объект исследования — нередко внезапно теряет устойчивость в магнитном поле.
В целом поведение горячей плазмы характеризуется столь обширным набором явлений, что ее исследования по сложности сравнимы с изучением биологических систем. Подобно тому как человек или животное нуждается в медицинском диагнозе, «четвертое состояние вещества» также необходимо уметь диагностировать. Вот почему методы его исследования принято называть диагностикой плазмы.
Среди них особую роль в последнее время стала играть так называемая корпускулярная диагностика. Она основана на изучении слабых потоков нейтральных атомных частиц, которые испускает горячая плазма. Около двадцати лет назад ученые Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе во главе с Н. Федоренко высказали мысль о том, что эти потоки должны нести богатую информацию о процессах, происходящих в недрах плазмы и, в частности, о температуре термоядерного горючего — изотопов водорода.
Стоит отметить, что до тех пор не существовало сколько-нибудь надежных способов измерения температуры ионов водорода в горячей плазме. Трудность здесь заключается в том, что любой прибор, помещенный в среду с температурой в миллионы градусов, должен либо охладить ее, либо сгореть. Следовательно, судить о параметрах плазмы надо на расстоянии, и «термометр» должен быть бесконтактным.
Методы регистрации и анализа испускаемых плазмой атомов, разработанные советскими учеными, и созданная ими для этой цели уникальная аппаратура — анализаторы атомных частиц — позволили решить проблему измерения температуры водорода в горячей плазме.