Физиология высшей нервной деятельности

Иван Петрович Павлов, российский физиолог, создатель материалистического учения о высшей нервной деятельности, крупнейшей физиологической школы современности, новых подходов и методов физиологических исследований, академик АН СССР 1925 , академик Петербургской АН 1907 , академик РАН 1917. Автор классических трудов по физиологии кровообращения и пищеварения (Нобелевская премия, 1904).

 Ввел в практику эксперимент, позволяющий изучать деятельность практически здорового организма. С помощью разработанного им метода условных рефлексов установил, что в основе психической деятельности лежат физиологические процессы, происходящие в коре головного мозга.

Исследования Павловым физиологии высшей нервной деятельности (2-й сигнальной системы, типов нервной системы, локализации функций, системности работы больших полушарий и др.) оказали большое влияние на развитие физиологии, медицины, психологии и педагогики. В 20–30-х гг. неоднократно выступал (в письмах к руководству страны) против произвола, насилия и подавления свободы мысли.

Медицина

В 1929 английский микробиолог А. Флеминг (1881–1955) установил, что один из видов плесневых грибков выделяет антибактериальное вещество – пенициллин, который стал первым эффективным антибиотиком. В широкую медицинскую практику пенициллин вошел в 1943–1944 гг., главным образом благодаря работам Х. Флори и Э. Чейна в Великобритании и США, а также и З. В. Ермольевой в СССР. Пенициллин существенно изменил всю медицинскую практику – многие до этого неизлечимые болезни стали излечимы, а невозможные хирургические операции – возможны.

3 декабря 1967 года в Кейптауне (ЮАР) в госпитале «Хроте Схюр» профессор Кристиан Барнард провел первую в мире успешную операциюпо пересадке человеческого сердца. Пациент Барнарда – 56-летний Луи Вакшански – после операции прожил 18 суток. Больному было пересажено сердце донора-женщины – 25-летней Дениз Дарваль, погибшей в автомобильной катастрофе.

23 февраля 1997 года произошла мировая сенсация: родилась симпатичная овечка Долли, первое млекопитающее, появившееся на свет методом клонирования. Английский эмбриолог и генетик Йен Уилмат, использовав клетку вымени шестилетней овцы, создал ее клон – близняшку, генетически абсолютно ей идентичную.

В вопросе клонирования человека в настоящее время существует как техническая, так и большая этическая проблемы. В большом числе стран использование данной технологии применительно к человеку официально запрещено и преследуется по закону (США, Франция, Германия, Япония), причем во Франции, например, за эксперименты по клонированию человека предусмотрено тюремное заключение сроком до 20 лет. Это, однако, не исключает окончательно возможность ее использования в будущем, после детального изучения молекулярных механизмов взаимодействия цитоплазмы ооцита-реципиента и ядра соматической клетки-донора, а также совершенствования самой техники клонирования животных. В частности, в Англии уже разрешено проведение экспериментов по клонированию с использованием эмбриональных клеток человека. Вместе с тем надо помнить, что остается одно ясное и принципиальное ограничение, связанное с клонированием человека: интеллект человека клонировать нельзя.

Генетика

Генетика(от греч. genesis – происхождение), наука о законах наследственности и изменчивости организмов и методах управления ими. В зависимости от объекта исследования различают генетику микроорганизмов, растений, животных и человека, а от уровня исследования – молекулярную генетику, цитогенетику и др. Основы современной генетики заложены Г. Менделем, открывшим законы дискретной наследственности (1865), и школой Т. Х. Моргана, обосновавшей хромосомную теорию наследственности (1910-е гг.). В СССР в 20-30-х гг. выдающийся вклад в генетику внесли работы Н. И. Вавилова, Н. К. Кольцова, С. С. Четверикова, А. С. Серебровского и др. С середины 30-х гг., и особенно после сессии ВАСХНИЛ 1948 г., в советской генетике возобладали антинаучные взгляды Т. Д. Лысенко (безосновательно названные им «мичуринским учением»), что до 1965 г. остановило ее развитие и привело к уничтожению крупных генетических школ. Быстрое развитие генетики в этот период за рубежом, особенно молекулярной генетики во 2-й половине XX в., позволило раскрыть структуру генетического материала, понять механизм его работы. Идеи и методы генетики используются для решения проблем медицины, сельского хозяйства, микробиологической промышленности. Ее достижения привели к развитию генетической инженерииибиотехнологии.

26 июня 2000 г. представители Международного генетического проекта «Геном человека», финансируемого британским фондом Wellcome Trust и американским Национальным институтом здравоохранения, и частная компания Celera Genomics официально объявили об окончании первого этапа осуществления этой международной программы: ученым удалось практически полностью расшифровать последовательность нуклеотидов в геноме человека. Работа по картированию генома интенсивно ведется с 1990 г. Этой проблемой занимаются многие страны (около 20), в том числе и Россия.

Составлена карта генома человека высокого разрешения, на которую нанесены до 30 тысяч генетических маркеров, что составляет более половины теоретически рассчитанного количества генов человека. Следующим шагом станет интерпретация полученного материала. Перед учеными встала задача обобщения данных, установление взаимосвязей между различными генами, изучение механизмов развития болезней на генном уровне. В свою очередь это откроет новые перспективы для медицины и фармакологии: можно будет разрабатывать новые методы диагностики заболеваний, а также создавать более избирательные и эффективные лекарства.

Физика

«Можно ли пить молоко от коровы из Зазеркалья?» – задавалась вопросом Алиса из знаменитой сказки Льюиса Кэролла. Английский физик Поль Дирак перевел этот вопрос на язык современной физики и высказал гипотезуо существовании антиматерии – зеркального отражения материи, частицы которой имеют противоположный заряд. Открытие позитрона блестяще подтвердило теорию Дирака. Открытия других античастиц последовали одно за другим. Удалось получать и единичные ядра «антиэлементов». Неподалеку от Москвы в городе Протвино были получены отдельные ядра антигелия и антитрития.

Антивещество – материя, построенная из античастиц. Ядра атомов антивещества состоят из антипротонов и антинейтронов, а атомные оболочки построены из позитронов. Скопления антивещества во Вселенной пока не обнаружены. На ускорителях заряженных частиц получены ядра антидейтерия и антигелия.

 Следующий огромный шаг вперед был сделан учеными в 2002 г. на ускорителе Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) близ Женевы. Было получено 50 тысяч атомов антиводорода.

В отдаленной перспективе возможно использование энергии аннигиляции, но в настоящее время, чтобы получить антивещество, надо затратить энергии во много раз больше. Впрочем, в научно-фантастической литературе двигатели «на аннигиляции» давно известны.

Капица Петр Леонидович, российский физик и инженер, член Лондонского Королевского общества (1929), академик АН СССР (1939), Герой Социалистического Труда (1945, 1974), автор трудов по физике магнитных явлений, физике и технике низких температур, квантовой физике конденсированного состояния, электронике и физике плазмы. В 1922–1924 гг. разработал импульсный метод создания сверхсильных магнитных полей. В 1934 г. изобрел и построил машину для адиабатического охлаждения гелия. В 1937 г. открыл сверхтекучесть жидкого гелия. В 1939 г. дал новый метод ожижения воздуха с помощью цикла низкого давления и высокоэффективного турбодетандера. В 1978 г. становится лауреатом Нобелевско премии. Лауреат Государственноой премии СССР 1941, 1943 гг. Награжден: Золотой медалью им. Ломоносова АН СССР в 1959г., медалями Фарадея (Англия, 1943), Франклина (США, 1944), Нильса Бора (Дания, 1965), Резерфорда (Англия, 1966), Камерлинг-Оннеса (Нидерланды, 1968).

Вопросы к разделу

1. Рентген В.К. и его открытие.

2. Мария Складовская-Кюри М. и Пьер Кюри и их работы по изучению радиации.

3. Ядерная и термоядерная энергетика и ее роль в развитии современной цивилизации.

4. Лазер, его свойства и применение в различных областях науки и техники.

5. Различные виды лазеров.

6. Телевидение и его роль в жизни общества.

7. Г.Н. Басов и его вклад в изучение лазеров.

8. Основные сведения о кибернетике и история ее развития.

9. Микроэлектроника и вычислительная техника.

10. Космонавтика и ее роль в экономике промышленно-развитых стран.

11. Э.К. Циолковский, его вклад в развитие космонавтики.

12. С.П. Королев его вклад в развитие космонавтики.

13. Ю.А. Гагарин – первый человек в космосе.

14. Основные события в освоении космического пространства.

15. Исторические события и даты в развитии отечественной и зарубежной авиации.

16. Макс Планк и его роль в развитии квантовой механики.

17. Заслуги И.П. Павлова в создании науки по физиологии высшей нервной деятельности.

18. Успехи медицины XXI в.

19. Создание науки о законах наследственности (генетика).

20. Ученые XXI в., внесшие вклад в развитие современной физики.