Знание-сила, 2009 № 01 (979) - Журнал «Знание-сила»

прорыва пока далеко. Сейчас ученые уделяют все больше внимания разработке аппаратов, которые будут какое-то время замещать функции больного органа тела, пока не состоится пересадка донорского органа. Речь идет, например, о биогибридных машинах, которые содержат живые клетки почек или печени. Такие аппараты не могут полностью заменить изношенную часть тела, но хотя бы дают ей передышку.

Пока почки — это единственный орган, чью работу могут длительное время выполнять машины, очищающие кровь от проникших в нее ядов и отходов жизнедеятельности. Однако и этот агрегат все же не выдерживает сравнения с настоящими почками, ведь он хуже обычного фильтрует вредные субстанции, попадающие в кровь, и в то же время выуживает оттуда некоторые полезные вещества. Врачам остается лишь сокрушаться: «Всякий раз природа предлагает более изящное и сложное решение, чем мы». Поэтому главной надеждой в трансплантологии все же остаются донорские органы. Вот лишь некоторые вехи развития этого направления медицины в уходящем десятилетии:

• в 2001 году в США впервые осуществлена пересадка искусственного сердца, которое полностью заменило «естественный мотор» человека. Подобный аппарат работает в автономном режиме, без всяких шлангов и проводков;

• в 2002 году в Саудовской Аравии впервые выполнена пересадка матки;

• в 2004 году в Германии проведена пересадка почки пациенту от донора с другой группой крови: предварительно почка подверглась специальной обработке;

• в 2005 году в Израиле успешно прошла пересадка яичника. Пациентке, пострадавшей после химиотерапии, была трансплантирована ткань яичника. В том же году этой женщине удалось родить здоровую девочку;

• в 2005 году французский врач Жан-Мишель Дюбернар провел трансплантацию носа, губ и подбородка женщине, пострадавшей от нападения собаки;

• в 2008 году немецким врачам впервые удалось пересадить руки, изъятые у скончавшегося донора, пациенту, который потерял обе руки в результате несчастного случая.

Еще более перспективным кажется выращивание запасных органов тела из стволовых клеток (см. «З-С», 2/02). Ученые надеются, что со временем мы научимся выводить в пробирке печень, легкие, почки, сердце, чтобы пересаживать их взамен износившихся частей. Звучит это заманчиво, но пока утопично. Мы далеки от воплощения данной идеи в жизнь.

И все же большинство экспертов уверено в том, что к концу следующего десятилетия мы овладеем методами «омолаживания» взрослых стволовых клеток, содержащихся, например, в печени. Иными словами: из этих элементов, которые должны пополнять печень, будем получать «клетки-протеи», что могут пригодиться в любом органе тела. Как ожидается, уже к середине следующего десятилетия станет возможной замена части сердечной мышцы, отмершей после инфаркта миокарда, тканью, выращенной из стволовых клеток. Опять же с помощью этих спасительных клеток можно будет «ремонтировать» поджелудочную железу. Это позволит победить диабет и избавит пациентов от необходимости всю жизнь делать инъекции инсулина. А вот что касается таких недугов, как болезни Паркинсона и Альцгеймера или паралич нижней части тела, вызванный повреждением спинного мозга (при всех этих заболеваниях гибнут обширные участки нервной ткани), то специалисты пока не уверены, что в ближайшем будущем эта новомодная терапия поможет больным.

Интерес к лечению упомянутых выше недугов не случаен. Сейчас до 30 процентов расходов на здравоохранение в ведущих странах мира — это затраты на лечение таких подлинно народных болезней, как диабет, инфаркт и гипертония. В последнее время повелось считать, что все эти беды мы накликали сами. Если бы мы вели здоровый образ жизни, то в большинстве случаев избежали бы этих заболеваний. Так ли это? Пока доподлинно не известно, в какой мере эти недуги зависят от наших вредных привычек. Так что, болеть мы, несомненно, будем и через полвека, и в XXII столетии. А потому пожелание, которое мы уже произнесли: «Будьте здоровы!», останется актуальным и через много-много лет. Так давайте почаще его повторять!

Будьте здоровы! И в наступившем году, и всегда.

Спутанные фотоны и теория относительности

Ученые из Университета Женевы поставили масштабный и весьма точный на сегодняшний день эксперимент по измерению скорости взаимодействия спутанных фотонов.

Стоит напомнить, что у спутанных частиц, в отличие от обычных, ряд их характеристик находится в зависимости между собой. Например, спин фотона может принимать два значения: единица и минус единица. Квантовая механика утверждает, что если одновременно измерить спины спутанных частиц, то один всегда окажется единицей, а другой — минус единицей. Но при этом теория не накладывает ограничение на скорость взаимодействия таких частиц и не объясняет его механизмы.

В ходе эксперимента в исследовательском центре в Женеве создавалась пара спутанных фотонов. Они разделялись и по оптоволоконным кабелям отправлялись в два пункта, расположенные на расстоянии 18 километров друг от друга. В этих пунктах ученые измеряли один из параметров «присланных» фотонов — их энергию. После этого рассчитали показатель корреляции. Его значение оказалось в пределах от 0,8 до 0,95 — больше ограничения (0,71), накладываемого неравенством Белла, которое описывает, насколько сильно взаимосвязаны частицы для некоторых квантовых систем, в частности для спутанных фотонов.

Согласно теории относительности, скорость любого процесса в природе, включая передачу информации, не превосходит скорости света, и за время измерения фотоны не успевают повлиять друг на друга. Спутанные фотоны должны вести себя как независимые частицы, но из многочисленных измерений следует, что их параметры все равно остаются взаимосвязаны. Расчеты показывают, что скорость взаимодействия между частицами должна превышать скорость света в десятки тысяч раз! Таким образом, теория относительности не распространяется на процесс передачи информации в квантовых системах.

Явление спутанности было известно еще во времена Эйнштейна. Он называл его «пугающим взаимодействием на расстоянии» (spooky action at distance), объяснял несовершенством аппарата квантовой механики и считал основным препятствием для всеобщей применимости теории относительности. За прошедшие годы выдвигалось множество гипотез, которые были призваны объяснить эффект спутанности, но они не получили признания. Многие ученые по-прежнему сомневаются в том, что подобный эффект существует. Полученные швейцарскими исследователями данные указывают на реальность квантовой спутанности. Сами ученые уверены в ее существовании. По их мнению, это связано с иными свойствами пространства-времени в квантовой механике, причем подобное сверхбыстрое взаимодействие совершенно не противоречит классической теории относительности. Однако механизмы взаимодействия ученым по-прежнему не известны.

Работа опубликована в журнале Nature.

Темная материя в Галактике

Группа ученых из Университетов Цюриха и Центрального Ланкашира, основываясь на научных расчетах и моделировании распределения массы нашей Галактики, пришла к заключению, что, вероятнее всего, Млечный Путь — это облако темной материи в виде сильно вытянутого диска, в которое погружены видимые объекты.

Природа темной материи такова, что обнаружить ее привычными научными инструментами практически невозможно, ее можно наблюдать