Механизмы, опробованные в ходе борьбы с поддельными диссертациями, могут впервые повлиять на исход выборов академиков и членов-корреспондентов РАН.

В ноябре пройдут выборы новых членов Российской академии наук. В 2019 году предвыборную кампанию существенно обострила Комиссия по противодействию фальсификации научных исследований, выступившая с докладом об академической недобросовестности некоторых кандидатов, среди проступков которых — плагиат, использование сомнительных журналов для публикаций, участие в защите недобросовестных диссертаций. Результаты выборов многое скажут о состоянии российской науки как общественного института.

Ставка на экспертов

Комиссия по противодействию фальсификации научных исследований была создана в 2018 году первым президиумом РАН, выбранным после реформы 2013 года. Новое руководство академии во главе с президентом Александром Сергеевым приняло ее уже не как орган, координирующий работу сотен институтов, а как клуб, экспертное объединение ведущих ученых, и с энтузиазмом взялось за исполнение этой функции. Ранее при президиуме РАН функционировала Комиссия по борьбе с лженаукой и фальсификацией научных исследований, созданная по инициативе лауреата Нобелевской премии по физике Виталия Гинзбурга и занимавшаяся в большей степени проблемами псевдонауки и лженауки, а также противостоявшая усилению религии в обществе, прежде всего в образовании. Эти задачи продолжает координировать Комиссия по борьбе с лженаукой, куда перешла значительная часть старого состава общей комиссии во главе с председателем — академиком Евгением Александровым. Ну а Комиссия по борьбе с фальсификациями стала своего рода рупором существующего с 2013 года сетевого объединения «Диссернет».

Известность «Диссернету» принесло изучение диссертаций государственных деятелей, политиков и руководителей вузов. Например, в 2015 году была проверена кандидатская диссертация тогдашнего спикера Госдумы Сергея Нарышкина: 40% текста были признаны недобросовестным заимствованием. Однако тогда казалось, что все эти неприятности касаются не деятелей науки, а тех, кто пытается набрать репутационный вес, получив ученую степень.

Самих втянутых в скандал ученых, за исключением членов нескольких недобросовестных диссертационных советов, где защищались псевдодиссертации, общественность признала, скорее, жертвами обстоятельств.

Но нынешний доклад комиссии, анализирующий диссертации кандидатов в академики и члены-корреспонденты РАН, — это уже проблема всего ученого сообщества в целом. Его уже нельзя расценить как мнение, — так называет претензии «Диссернета» к диссертациям 64 российских ректоров председатель ВАК Владимир Филиппов. Переход в статус комиссии при президиуме РАН дает борцам за научную этику статус внутреннего контролера, пусть и без властных полномочий. И реакция на сообщения комиссии: проверка будущих перспектив новой академии. Ведь совещательный экспертный орган может иметь хоть какой-то вес и власть только при одном условии — собственной безупречной репутации.

«Выдвижение кандидатов проводится на заседаниях ученых и научно-технических советов или президиумов путем тайного голосования простым большинством голосов. Право выдвижения кандидатов в академики Академии предоставляется также академикам Академии, в члены-корреспонденты Академии — членам Академии», — говорится в уставе РАН. Таким образом, этически недобросовестные ученые были делегированы в академию своими же коллегами, не Госдумой или министерством. И во власти тех, кто их выдвинул, либо отказаться от своего мнения, либо попробовать опровергнуть выводы докладчиков, что в случае плагиата, например, вряд ли возможно. Или же фактически распрощаться со статусом ученого, заодно повредив репутации тех российских докторов и кандидатов наук, которые выполнили свои работы добросовестно. Им придется доказывать свою академическую состоятельность с нуля, не имея возможности опереться на выданные дипломы.

Механизм доверия

Репутация и профессиональная этика особенно важны для науки, которая практически не поддается внешней оценке. Каждый может проверить, чисто ли вымыт пол. Ясно, что хорошее кресло не ломается долго, а плохое сразу выходит из строя. Однако наука — это по сути движение в неизвестное, и оценить качество этого движения могут только те немногие, что идут туда вместе с исследователем. По этому принципу действует взаимная оценка публикаций в научных журналах — peer-review. При всем несовершенстве этой системы ничего лучшего не придумано.

В свою очередь, доверие общества к этой системе, выражающееся, в частности, в выделении финансирования, зиждется на постулате, что ученые честны сами с собой. Это не значит, что злоупотреблений не случается, ученые тоже люди. Но выявленные при взаимной оценке злоупотребления становятся достоянием общественности. Виновный получает запрет на профессию, а если он уже не ученый — большие карьерные сложности. Организация, которая допустила злоупотребления, начинает внутреннее расследование и заинтересована в его открытости и объективности.

Так, Карл-Теодор цу Гуттенберг, пойманный на плагиате в докторской диссертации, лишился поста министра обороны ФРГ, а его блестящая политическая карьера если не закончилась, то приостановилась на неопределенный срок, несмотря на поддержку Ангелы Меркель. Официальные проверки вел сам Университет Байройта, где политик защищался и который в итоге принял решение степень отозвать. Вдобавок репутационные издержки ложатся не только на весь университет, но и на академическую систему страны.

Показное равнодушие российского Минобрнауки, ВАК и университетов к докладам «Диссернета», а теперь и комиссии, не проходит незамеченным. Дополнительный ущерб нанес недавний скандал с недобросовестными диссертациями в Таджикистане, подтвержденными в Москве. На последней международной конференции по проблемам высшего образования QS Worldwide лингвист Брайан Пул, выступивший с докладом о проблемах международного признания кандидатских степеней, назвал Россию наряду с Угандой примером страны, где в этой сфере процветает коррупция. Для добросовестных российских исследователей это означает сложности с международным признанием, для РАН — снижает шансы на признание ее авторитетным экспертным органом. В выигрыше только авторы недобросовестных диссертаций, им терять нечего и репутация им незачем.

Александра Борисова

Во Франции ходит такая легенда. Будто бы однажды кто-то из королей обратился к известному виноделу: «Что тебе нужно, чтобы сделать хорошее вино?». Тот ответил: «Хороший виноград». Полагаю, в скором будущем ответ станет другим: «Дайте мне хороший модифицированный штамм дрожжей».

Современные генетические технологии не способны, конечно же, превратить воду в вино, однако с их помощью мы получаем ключ для проникновения в «святая святых» ферментативных процессов. Очевидно, это один из последних бастионов, который природа оставляет человеку в его полное распоряжение – свободно управлять работой микроорганизмов, заставляя их производить продукт с конкретными заданными свойствами. Ведь до последнего времени считалось, что здесь мы имеем дело с естественным процессом, где человеку отводится лишь роль наблюдателя и оценщика. Даже знаменитые виноделы все еще пребывают в уверенности, будто благородный напиток создает «сама природа», а человек является лишь соучастником процесса. Но совсем скоро роли могут серьезно измениться.

Такую уверенность выражают современные генетики. О знаковых достижениях в этой области говорилось на стратегической сессии по биоинформатике и генетическим технологиям, состоявшейся в рамках Международного технологического форума «Технопром-2019». Напомню, что программа этого форума была посвящена проблемам «цифровизации» важных отраслей производства. Что касается генетики, то сегодня она настолько сомкнулась с биоинформатикой, что одно уже не мыслится без другого. Именно прогресс в этой области позволяет сегодня вывести промышленные биотехнологии на новый, почти фантастический уровень.

Как заметил по этому поводу заместитель директора по инновационной деятельности ФИЦ ИЦиГ СО РАН Петр Куценогий: «Речь идет о том, чтобы научить микроорганизмы делать то, что нам хочется». Человек, напомнил ученый, с давних пор хотел заставить какое-либо живое существо работать на себя, причем бесплатно. С этого, собственно, началась доместикация животных. И вот теперь наконец-то дошли и до микробов.

В настоящее время, отметил Петр Куценогий, эти так называемые «клеточные фабрики» трудятся в достаточно большом количестве отраслей по ЗАРАНЕЕ запрограммированному для них алгоритму. 

Перечень таких отраслей впечатляет. Возьмем только самое знакомое. Так, «клеточные фабрики» используются при производстве хлеба, кисломолочной продукции, вина и пива. Они незаменимы при производстве важных кормовых добавок. Их широко используют в фармацевтической промышленности для производства антибиотиков, гормонов и пептидов. Наконец, с их помощью производят возобновляемые виды топлива (к примеру, биоэтанол) и ряд химических компонентов для сложного органического синтеза (органические кислоты, диолы и т.д.).

Здесь необходимо отметить очень важный момент, на который обратил внимание Петр Куценогий. Когда мы говорим о биотехнологиях, мы включаем сюда продукты, совершенно разные по своей себестоимости и по объемам производства. К примеру, в фармацевтике при производстве уникальных лекарств используется мизерное количество чрезвычайно дорогих компонентов. С другой стороны, существуют крупные производства, выдающие огромные объемы какого-либо не очень дорогого продукта. В этой связи может возникнуть убеждение, что передовые разработки и высокие технологии требуются как раз в первом случае, где каждый грамм вещества ценится на вес золота (если не дороже). А там, где объемы исчисляются сотнями тонн в сутки, больших интеллектуальных усилий якобы прилагать не стоит. Соответственно, новейшие достижения в области генетических технологий в большей степени адресуются той же фармацевтике, выпускающей уникальные (и супердорогие) препараты, чем предприятиям по массовому выпуску какой-либо не особо сложной и недорогой продукции.

Петр Куценогий утверждает, что на самом деле ситуация в реальном производстве выглядит далеко не так однозначно. Он доказывает это на примере производства молочной кислоты, ежегодные объемы которой исчисляются сейчас десятками миллионов тонн. До 2016 года основным продуцентом здесь были молочнокислые бактерии. Свою работу эти микроорганизмы выполняют только лишь до определенного уровня кислотности (pH 5). Дальше кислотность приходится искусственно «гасить», дабы бактерии не погибли в агрессивной для них среде.  Традиционно для поддержания кислотности на заданном уровне используется щелочь. Ее объемы обычно сопоставимы с объемами готовой продукции. При такой технологии в конце процесса конечный продукт обратно переводится в форму кислоты, для чего используется серная кислота (опять же в количествах, сопоставимых с объемом выпускаемого продукта). Кроме того, при таком цикле образуется много гипса, требующего дальнейшей утилизации.

Как генетика помогла оптимизировать данное производство? Было предложено использовать микроорганизмы, проявляющие «рабочую» активность при более низких значениях pH, и отличающиеся более быстрым ростом. В природе таких микроорганизмов не существует.  Поэтому пришлось задействовать технологию преобразования генома. В итоге, с 2017 года все заводы, производящие молочную кислоту, начинают переходить на новые штаммы микроорганизмов, полученных путем генетической модификации. Этот принципиально новый комплекс «клеточных фабрик» также способен синтезировать молочную кислоту, работая при значениях pH <3. В результате резко снизилось использование щелочей и кислот, а также минимизировались отходы. Каждый американский завод, применивший данную инновацию, получил экономию в 30 миллионов долларов. А таких заводов теперь десятки.

В настоящее время, отмечает Петр Куценогий, уже научились целенаправленно изменять микроорганизмы, чтобы те сразу выполняли работу в заданном направлении. То есть если раньше вели длительную селекцию, отбирая нужных «мутантов», то теперь изначально определяют цели и задачи, и уже под эти требования проводят соответствующую модификацию. Разумеется, сделать это не так-то просто. Но, тем не менее, само направление, несмотря на все сложности, обещает головокружительные перспективы.

Взять хотя бы модификацию дрожжевых культур при производстве вина. Винодельческая отрасль, надо сказать, в этом плане весьма показательна. Как я уже говорил, в течение многих столетий процесс формирования благородного напитка практически полностью отдавался на милость природы. Долгое время виноделы ничего не понимали даже в причинах спиртового брожения. А уж что касается тех факторов, которые влияют на конечное качество вина и определяют его неповторимость, то они оставались тайной за семью печатями до конца XIX века. В свое время Луи Пастер пытался пролить свет на эти загадки, однако его выводы оказались не во всем верны.  В XX столетии знаменитые энологи дотошно изучили химию и биохимию винодельческого процесса, но им не приходило в голову связывать будущее данной отрасли с генетической модификацией дрожжей (в некоторых знаменитых французских хозяйствах даже не признают культурные штаммы, выведенные путем традиционной селекции).

Как заметил Петр Куценогий, сегодняшние достижения в области генетических технологий позволяют выводить самые разные штаммы винных дрожжей, сообразуясь с поставленными задачами. Например, вы можете улучшить качество ферметативного процесса, чтобы снизить количество взвесей, уменьшить пенообразование во время брожения, ускорить выпадение осадка или организовать процесс таким образом, чтобы одновременно шло спиртовое брожение и яблочно-молочная ферментация (последнее обычно следует за первым). Можно вывести дрожжи, способные подавлять рост нежелательной флоры, ухудшающей вкусовые качества напитка или же приводящей к его порче (что является, кстати, главной «головной болью» виноделов). Наконец (что совсем кажется фантастическим) вы тем же путем сможете формировать нужную вам ароматическую составляющую вина или же повышать его питательные свойства (за счет увеличения содержания антиоксидантов, при меньшем содержании этанола).

Учитывая то обстоятельство, что сейчас в этом направлении ведутся активные исследования, ждать серьезных результатов осталось совсем недолго.

Николай Нестеров

Президиум Российской академии наук распространил среди академиков, членов-корреспондентов и профессоров РАН опросник, посвященный положению российской науки. 

Это исследование проводится, как говорится в обращении президиума РАН, в связи с шестилетием (которое приходится на 27 сентября) со дня принятия закона о реформировании Академии. Его цель – подвести итоги, оценить настоящее и заглянуть в будущее. Опрос проводится анонимно, а его результаты будут опубликованы на порталах РАН.

Ученым предлагается ответить на 13 вопросов. Первые два выясняют их мнение о том, как изменилось за это время положение дел в российской науке в целом и в той области, где работает ученый. Далее вопросы касаются влияния реформы на состояние дел в той области науки, в которой он работает и на каком уровне по сравнению с развитыми странами находятся российские исследования.

Президиум РАН интересует также, понимает ли большинство российских ученых, в чем состоят приоритеты развития науки в стране, в какой степени российское научное сообщество участвует в разработке основ государственной научной политики. Президиум РАН интересуется, что необходимо сделать для обеспечения ускоренного развития фундаментальной науки в России.

Предлагается вопрос на ответ, в какой степени вырос или вообще не вырос за последние шесть лет авторитет российских ученых в стране и в мире.

Президиум также интересует, что необходимо сделать для того, чтобы обеспечить ускоренное развитие науки. Предлагается десять вариантов ответов. В частности, "сосредоточить науку в крупных университетах, присоединив к ним академические институты", "освободить ученых от мелочного регулирования и контроля со стороны государственных ведомств", создать систему поощрений. Кроме того, нужно ли "повысить ставку оплаты труда ученых", "увеличить число научных фондов, осуществляющих грантовую поддержку фундаментальных исследований".

Президиум РАН предлагает участнику опроса выбрать три варианта ответа из следующих 14-ти возможных ответов, чтобы понять, "какие критерии можно рассматривать в качестве показателя уровня научных исследований в РФ". В число возможных критериев входит количество публикаций и уровень цитируемости, количество ученых, приглашаемых к участию в международных проектах и другие.

Кроме того, для выбора предлагается вопрос о возрасте оборудования, используемого учеными, о затратах на обеспечение рабочего места ученого, а также о количестве защищаемых кандидатских и докторских диссертаций и о количестве монографий по тематике фундаментальной науки.

Президиум интересует также мнение ученых о структуре финансирования исследований в их области науки и как изменилось это финансирование за последние шесть лет.

Есть также вопрос о возрасте ученого, его научное звание и отделении РАН, в котором он работает.

В сентябре на базе санатория «Озеро Карачи» прошла V международная научно-практическая конференция по вопросам санаторно-курортного лечения, с этого года получившая официальное название «Карачинские чтения». На протяжении всех этих лет одним из главных организаторов мероприятия, собирающего ученых и практикующих врачей со всей страны, выступает НИИ терапии и профилактической медицины (филиал ФИЦ ИЦиГ СО РАН).

Целью конференции является обобщение опыта работы в этой области медицины, интеграция методических и практических наработок в области реабилитации пациентов с различными диагнозами – сердечно-сосудистые заболевания, болезни периферической нервной системы и т.п. А также – обобщение опыта работы санаторно-курортных учреждений в разных регионах, прежде всего, в Сибири.

– В ходе конференции представители разных медицинских школ Новосибирска, Томска, Алтая и других регионов рассказывают о результатах, которые были получены за прошедший год и оценивают, как этот опыт можно применить в других лечебных и санаторных учреждениях, - рассказала председатель научного комитета конференции, зам. руководителя НИИТПМ по лечебной работе, д.м.н. Ирина Логвиненко.

В этом году особый упор делался на применение современных медицинских технологий для достижения активного долголетия. В их числе – санаторно-курортное лечение с использованием диетического питания, с применением биологически активных добавок, внедрение методик, основанных на уникальных природных факторах курорта «Карачи».

Ряд докладов был представлен сотрудниками ФИЦ ИЦиГ СО РАН. Руководитель Центра лечебного и профилактического питания НИИТПМ, д.м.н. Светлана Мустафина рассказала о перспективах применения в медицинской практике гриба Рейши. Биодобавки для питания на его основе были разработаны несколько лет назад сотрудниками Института цитологии и генетики и сейчас активно используются в клинике НИИТПМ.

Большой интерес у участников конференции вызвал доклад старшего научного сотрудника лаборатории клинических биохимических и гормональных исследований терапевтических заболеваний НИИТПМ Оксаны Цыганковой, посвященный особенностям лечения артериальной гипертонии у пожилых пациентов.

Несколько докладов представила заведующая терапевтическим отделением НИИТПМ, к.м.н. Людмила Латынцева. Тема ее выступлений – реабилитация пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями – традиционно вызывает живой интерес на таких конференциях.

Научная молодежь института на конференции была представлена врачом-кардиологом Ольгой Тимощенко, взявшей в качестве темы доклада особенности коррекции дислипидемий (патологическое состояние, обусловленное нарушением обмена жиров в организме и приводящее к развитию атеросклероза) у лиц пожилого возраста. Ее выступление, по сути, стало презентацией диссертационной работы на степень кандидата наук, защита которой ей предстоит в ближайшем будущем.

Своего рода квинтэссенцией результатов, полученных учеными и врачами в области реабилитации пациентов с различными заболеваниями за последние годы стал представленный на конференции сборник научных трудов «Современные стратегии курортного природопользования в Сибири». Тираж сборника будет распространяться среди врачей и ученых с целью более эффективного использования ими в своей практике природных и санаторно-курортных ресурсов сибирских регионов.

Пресс-служба ФИЦ ИЦиГ СО РАН

Специалисты Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН изучают палиностратиграфию верхнемеловых и палеогеновых отложений юга Западной Сибири. Эта работа очень важна, поскольку многие месторождения нефти и газа приурочены к отложениям мелового (145-66 млн лет) и палеогенового (66-23 млн лет) возраста.

Стратиграфы-палеонтологи ИНГГ СО РАН исследуют, как изменялся состав биоты на границе мела и палеогена, а также разрабатывают для юга Западной Сибири биостратиграфическую основу.

О том, что удалось сделать, о международном значении этих работ и о дальнейших перспективах проекта рассказывает Ольга Борисовна Кузьмина – старший научный сотрудник лаборатории палеонтологии и стратиграфии мезозоя и кайнозоя ИНГГ СО РАН, кандидат геолого-минералогических наук.

Где ученые вели исследования?

В Западной Сибири отложения мела и палеогена доступны для изучения только в скважинах, поэтому информация по каждому разрезу является большой ценностью для исследователей. При этом верхнемеловые и палеогеновые разрезы в различных районах Западно-Сибирской равнины отличаются друг от друга по полноте, происхождению и палеонтологической характеристике.

Специалисты Института изучили несколько скважин, вскрывших мел-палеогеновую последовательность. Они были пробурены на юге и на юго-востоке Западно-Сибирской равнины – в Барабинской низменности, в Омской и Кулундинской впадинах, а также в Бакчарском бассейне. Ученые отобрали множество образцов для изучения диноцист, спор и пыльцы ископаемых растений возрастом от ~83 до 37 млн лет.

Ученые установили, что наиболее полные разрезы расположены в Омской впадине – там фиксируется относительно небольшой стратиграфический перерыв на границе мела и палеогена. На юго-востоке Западно-Сибирской равнины морские отложения замещаются континентальными, и наблюдается значительный стратиграфический перерыв – ученые оценивают его в десятки миллионов лет.

Это означает, что в то время осадконакопление на данной территории отсутствовало, либо такие отложения были позже размыты. Тем не менее, специалисты ИНГГ СО РАН рассчитывают найти непрерывную мел-палеогеновую последовательность в континентальных отложениях на юге Западной Сибири.

– События, происходящие на границе мела и палеогена в Западной Сибири, удается проследить лишь в немногих разрезах, – отмечает Ольга Кузьмина. – Наиболее полная последовательность была обнаружена в краевой зоне Западно-Сибирской равнины, в Зауралье, где в это время был глубоководный морской бассейн.

Результаты изучения микропалеонтологических остатков на границе юры-мела и мела-палеогена в Западной Сибири специалисты ИНГГ СО РАН представили на международных научных мероприятиях в Цзяине (КНР). Делегация Института приняла участие в I международном симпозиуме по меловой биоте и мел-палеогеновой (K-Pg) границе и II Форуме по защите ископаемых остатков (фоссилий).

Симпозиум был посвящен изучению меловой биоты и изменениям, происходящим на рубеже двух систем – мела и палеогена. Помимо китайских и российских ученых в работе форума приняли участие специалисты из многих стран, включая США, Канаду, Великобританию, Францию, Бельгию, Германию, Японию, Южную Корею и КНДР. На заседаниях было затронуто множество вопросов, связанных с изменениями животного и растительного мира, которые произошли 66 млн лет назад, когда меловой период сменился палеогеновым.

– Именно с этим рубежом связано одно из пяти «великих массовых вымираний» в истории нашей планеты, возможно, обусловленное падением огромного метеорита в Мексике (кратер Чиксулуб), – говорит Ольга Кузьмина. – Одной из самых известных групп живых организмов, исчезнувших с лица Земли в это время, являются динозавры.

Ученые ИНГГ СО РАН отмечают, что их работы вызвали большой интерес со стороны китайских коллег. Специалисты из России и КНР заинтересованы в совместных исследованиях и настроены на плодотворное сотрудничество в ближайшем будущем.

По словам сотрудников Института, это открывает новые научные перспективы – опыт зарубежных коллег по проведению мел-палеогеновой границы в континентальных отложениях Китая будет полезен и при изысканиях на юге Западной Сибири.

Почему симпозиум проходил именно в Китае?

Симпозиум состоялся в небольшом городке Цзяинь, поскольку его вполне можно назвать столицей динозавров. Именно здесь в начале ХХ века стали находить их ископаемые остатки, а также раскапывать древних ящериц, черепах, крокодилов, птиц, рыб и растения. В связи с этим в городе был открыт Государственный геологический парк Динозавров и музей, где можно проследить историю эволюции ископаемых ящеров и увидеть впечатляющие находки ученых.
В 2002-2011 годах в Цзяине работала международная группа исследователей из России, США, Германии, Бельгии, Великобритании и Китая во главе с профессором Сун Ге. Специалисты изучали пограничные верхнемеловые-палеоценовые отложения континентального происхождения, распространенные на востоке России и севере Китая.

В результате была получена подробная характеристика этих отложений (палеонтологические остатки, палеомагнитные и геохимические данные, абсолютные датировки). Также была проведена и четко обоснована граница между двумя системами (мелом и палеогеном) в данном районе. Китайские коллеги были настолько воодушевлены этими результатами, что увековечили группу профессора Сун Ге в виде скульптуры, и успешно развивают их работы.

Продолжаем тему секретов океанских глубин, которой было посвящено выступление российских океанологов в Информационном центре Минатома в Новосибирске. В первой части речь шла о черных курильщиках - об удивительных системах, открытых менее полувека назад, но уже ставших важным объектом изучения для океанологов всего мира. А далее, его коллега д.б.н. Юрий Симаков (МГУ технологий и управления) – рассказал о некоторых загадках, которые еще ждут своего решения.

Био-утки против флота Ее Величества

В начале 1960-х годов английские подводники недалеко от Австралии столкнулись с непонятным явлением. Акустики субмарин фиксировали звуки, которые они определили, как «кряканье», но сонары ничего не видели в месте источника звуков. С одной стороны, Австралия в те времена была ядерным полигоном ВМФ Великобритании и потому отмахнуться, и забыть про странные звуки было нельзя. С другой – для советской разведки в то время это было слишком далеко.

Наиболее вероятной казалась версия, что звуки издает какая-то морская живность. В пользу этого говорила сезонность их появления, с лета и до поздней осени. На протяжении десятилетий эта версия так и оставалась догадкой, но в 2014 году вышла научная статья, в которой доказывалось, что звуки издают киты – один из видов малых полосатиков (Balaenoptera bonaerensis). Однако до сих пор точно не установлено, что побуждает их к этому «кряканью» (которое очевидно не связано с брачными играми), причем, только в определенное время года. Так что тут еще есть простор для исследований.

И куда больше его в следующей истории.

«Квакеры» Севера

Спустя несколько лет, после того, как британцы впервые услышали «крякание» в водах Южного океана, с непонятными звуками пришлось столкнуться и советским подводникам. Но уже – в противоположной части Земли, около берегов Шпицбергена и Исландии. Проходя на глубине в Атлантике, наши гидроакустики внезапно начинали слышать весьма странные сигналы, чем-то отдаленно напоминающие кваканье лягушек. Поначалу моряки, как люди с хорошим чувством юмора, неофициально прозвали их «квакеры». Впоследствии это наименование стало встречаться и в официальных документах.

Про встречи с «квакерами» на полном серьезе рассказывали командиры подлодок и адмиралы и даже последний главком ВМФ СССР, адмирал флота Владимир Чернавин. По их словам, «квакеры», появляясь невесть откуда, настойчиво пытаются установить контакт с нашими субмаринами. Судя по непрерывно меняющемуся пеленгу, они кружили вокруг подводных лодок, но, меняя тональность и частоту сигналов, как бы вызывали подводников на своеобразный диалог, особенно активно реагируя на гидроакустические посылки с лодок. Затем, пообщавшись некоторое время таким образом, «квакеры» надолго исчезали, чтобы затем появиться вновь.

Хоть дело и проходило недалеко от натовских баз, списать все на происки противника не получалось (как и в случае с био-утками). Потому что загадочные «квакеры» ни разу не пытались нанести никакого ущерба советским субмаринам. Но все равно, игнорировать их было нельзя. Так вышло, что зона активности «квакеров» совпадала с зоной, где стратегические ракетоносцы Северного флота СССР выходили на дежурство в Атлантику, чтобы, в случае начала мировой войны, обрушить удар на восточное побережье США. Американцы, понятное дело, стремились это предотвратить и размещали здесь большие противолодочные соединения, а также систему слежения SOSUS. В общем, в этих холодных водах и без «квакеров» было «горячо».

Поэтому, по инициативе главнокомандующего ВМФ СССР, адмирала флота Советского Союза Сергея Горшкова была создана специальная группа из нескольких офицеров для обнаружения «квакеров». А всем капитанам Северного и Балтийского флотов выдали специальную инструкцию на случай их появления (как действовать, что фиксировать и т.п.). Случаев становилось все больше, росла их «география», захватывая Северный Ледовитый и Тихий океаны, а решения не было. Тогда к работе группы решили привлечь ученых.

Сотрудники Ленинградского отделения Института морей Академии наук СССР после долгого изучения материалов склонились к тому, что квакеры — звуки биологической природы неясного происхождения. Оттого, дескать, активные сонары и не видят ничего. В эту версию не вписывалось только зафиксированная моряками скорость перемещения источников звука: до 150 узлов (под 280 км/ч) и более. Наука не знает морских животных, способных перемещаться с такой скоростью. И это уже открывало простор для самых разных догадок, включая побочные эффекты работы атомных реакторов. Не остались вне подозрений и наши вероятные противники. Согласно одной из версий, квакеры — это американские активные авиационные радиогидроакустические буи с водоналивными батарейками. В ее пользу говорит и то, что «квакеры» сопровождали почти исключительно советские подводные лодки, не обращая внимания на другие суда.

Но подводники утверждают, что звуки «квакеров» совсем не похожи на звуки буйков, встречались они слишком глубоко (около 200 метров), а их перемещения были осознанны, как у живого существа. В 1980-х годах «квакеры» исчезли так же внезапно, как и появились. Но в начале 1990-х, в новостях неожиданно промелькнуло краткое сообщение, что ВМС США интенсивно занимаются изучением океанского дна и поиском неизвестных обитателей больших глубин, сигналы которых неоднократно записывались и якобы даже частично расшифрованы. Так что, возможно, загадку «квакеров» тоже рано списывать со счетов.

Мега-спрут и «светящиеся» акулы

Не стоит думать, что американским морякам не досталась своя доля загадок. В апреле 1978 года американский фрегат «Стейн» отправился на очередное патрулирование тихоокеанского побережья Латинской Америки. В один из дней рейда, носовой сонар принялся издавать нарастающий шум неясного происхождения, мешавший работе акустиков. Заподозрив поломку, капитан приказал осмотреть его. Резиноподобный защитный кожух оказался покрыт разрезами и царапинами. Во многих остались куски хитина, близкого по составу к кольцам на присосках гигантского кальмара.

Что тут загадочного, скажете вы, больших кальмаров не раз встречали в море, некоторые даже вступают в схватки с акулами и китами. Больших, но не настолько. Когда в доках повреждения осмотрели более тщательно, расчеты ученых показали, что этот кальмар должен быть сорок пять метров в длину, в три раза больше кашалота (главного естественного врага этих животных).

Конечно, кальмары иногда вырастают до существенных размеров, но максимальной длиной известного науке гигантского кальмара Architeuthis считается 13 метров. С другой стороны, следы атаки кальмара (если это был он) зафиксированы. И теперь, возможно, кому-то предстоит обнаружить новый вид головоногих, заметно превосходящий по размеру известные. Если речь не идет о каком-то единичном мутанте или вовсе – ошибке в расчетах.

Впрочем, это был не единственный раз, когда американские военные корабли «погрызли» некие обитатели моря. В 1980-е годы регулярным атакам стали подвергаться гидроакустические станции AN/BQR-19, которые ВМФ США ставило на свои подводные атомоходы. После атак на покрытии станции оставалось множество отверстий до 2 мм в диаметре.

Опознать виновников помогло специфическое устройство их челюстей, воссозданное по следам укусов. Это оказались бразильские светящиеся акулы. Достигая в длину всего полуметра, эти рыбы охотятся стаями. И вместо того, чтобы разрывать и пожирать добычу меньших или сравнимых размеров, светящиеся акулы при этом остаются глубокие округлые раны, такие же, как гидроакустических станциях. Видимо, и огромные атомоходы показались этим рыбкам подходящей добычей…

«The Bloop» из «города Ктулху»

Все вышеперечисленные случаи имеют некое реалистичное объяснение или хотя бы внятные версии. Но на «закуску», лектор приберег совсем уже загадочный случай.

 После окончания холодной войны гидрофоны той самой американской системы слежения за подводными звуками SOSUS, но развёрнутые уже на островах Тихого океана, ввиду отсутствия «красной угрозы» были предоставлены учёным из Национального управления океанических и атмосферных исследований США.

Летом 1997 года сразу множество этих гидрофонов зафиксировали ультранизкочастотный звук чудовищной мощи, распространившийся на расстояние более 5 тысяч километров. В принципе, известно, что в водных толщах сильные звуковые волны (например, от подводного землетрясения) могут распространяться очень далеко. Проблемой была в том, что этот звук, названный удивлёнными учёными «The Bloop», имел профиль, характерный для живого существа. И, судя по мощности издаваемого звука, это существо было вполне способно закусывать большими синими китами вместо анчоусов.

Методом триангуляции источник звука был определён в пустынном районе на юге Тихого океана. Место в районе, который считается самым удаленным от суши нашей планеты, да еще и почти не посещаемом судами, гражданскими и военными (за ненадобностью).

По случайному совпадению, примерно там Говард Лавкрафт «разместил» подводный город Р’Льех, где ждёт пробуждения древний чудовищный бог Ктулху. И именно это изрядно добавило вдохновения авторам различных версий происхождения таинственной звуковой волны. Официально случай получил объяснение еще в 2012 году – его источником назвали расколовшийся айсберг. Только как-то громко получилось для айсберга. Да и характер звука вышел нетипичный, отмечают скептики, благо, айсберги раскалываются не так уж редко и есть с чем сравнивать. Так что и эта загадка, вероятно, ждет своего окончательного разрешения.

Сергей Исаев

Физики Томского политехнического университета (ТПУ) создали первый в России мультиконтрастный рентгеновский томограф. Он сможет находить микродефекты в сложных объектах — например, в материалах для авиакосмической отрасли — и восстанавливать распределение химических элементов по объему.
 
Традиционная томография показывает элементы, из которых состоит объект исследования, ориентируясь на их рентгеновскую плотность. Но сегодня многие материалы, которые используют в производстве промышленных, медицинских и других объектов, состоят из компонентов с низкой или мало отличающейся рентгеновской плотностью. Поэтому увидеть дефект в таких предметах с помощью существующих технологий сложно, особенно если они небольшого размера. В новом томографе за счет использования корпускулярно-волновых свойств рентгеновского излучения возможно более детально рассмотреть объекты с похожим составом и плотностью. 

"Мы разработали исследовательский томограф со свободной конфигурацией, объединяющий традиционный способ рентгеновской томографии, сканирование в темном поле, которое позволяет визуализировать контуры оптических неоднородностей, фазово-контрастный способ и спектральную (цветную) томографию. Последний способ позволяет определить распределение химических элементов в объекте исследования по их способности поглощать рентгеновское излучение. Концепция томографа-конструктора позволяет быстро сконфигурировать любой томографический эксперимент под разные задачи промышленности, науки или биомедицины", — рассказал руководитель проекта, заместитель директора по развитию Исследовательской школы физики высокоэнергетических процессов ТПУ Алексей Гоголев.

По словам ученого, разработанный томограф позволяет отслеживать сразу четыре параметра вместо одного. Он умеет не только считать кванты рентгеновского излучения, но и учитывать изменение фазы, амплитуды, длины волны и интерференционные эффекты (эффекты, образующиеся при наложении двух волн в пространстве). Томографы с такими свойствами создаются несколькими научными коллективами в США, Европе, Японии. В России подобных еще не создавали.
 
Сейчас ученые продолжают развивать инструментально-программную базу разработанного томографа и формируют коллекцию результатов, чтобы улучшить повторяемость и точность результатов исследований. В ближайшем будущем наработки по проекту могут использовать в других российских крупных научных проектах, в том числе – на установках класса мегасайнс (международные исследовательские комплексы). 

Кажется, тревожные прогнозы начинают сбываться. Не так давно распространилась информация о том, что Минобрауки РФ выпустило приказ, ужесточающий правила контактов с зарубежными учеными и международными организациями. Согласно этому документу, российским научным организациям предписывается за пять дней уведомлять Министерство о планируемой встрече с иностранными гражданами. На встречах с иностранцами должны присутствовать как минимум два сотрудника организации, а обо всех контактах в нерабочее время необходимо сообщать руководству института, после чего придется направлять в Министерство официальный (скрепленный печатью) отчет о прошедшей встрече. Кроме того, в приказе фигурирует положение, которое ограничивает использование иностранцами технических средств обработки и накопления информации, включая часы и мобильные телефоны.

Сообщается, что данный документ был разослан подведомственным организациям еще в июле. Понятно, что подобная инициатива не могла не вызвать негативной реакции со стороны не только научной, но и вообще самой широкой общественности. Требования выглядят настолько несуразными, что даже пресс-секретарь Кремля Дмитрий Песков назвал их «перебором». Впрочем, после того, как информация прошла в СМИ, представители Минобрнауки поспешили объясниться, заявив, что требования носят рекомендательный характер, отражая некую «общемировую практику». По словам чиновников, эти рекомендации необходимы для учета показателей роста международных связей, в том числе – в рамках реализации национального проекта «Наука». Дескать, об осуществлении контроля над научными организациями речи не идет. При этом в министерстве напомнили о том, что российские ученые также сталкиваются с определенными ограничениями, находясь за рубежом при посещении научных мероприятий и соответствующих ведомств.

Действительно, в тексте документа некоторые пункты трактуются как «рекомендации». Но при этом руководителям подведомственных институтов, имеющих лицензию на проведение работ, связанных с государственной тайной, вменяется в обязанность использование указанных рекомендаций «при принятии и уточнении соответствующих инструкций» с учетом требования закона о государственной тайне. То есть данный приказ просто регламентирует определенные действия, «рекомендуя» представленный здесь порядок. Иначе говоря, обязанностью руководителей научных организаций является соблюдение закона о государственной тайне, а Министерство, со своей стороны, попыталось показать ученым, КАК соблюдать на практике это обязательное требование. Вот это самое «как» и вызывает больше всего вопросов у нашей общественности.

По своему содержанию документ оказался настолько спорным, что спокойно отнестись к нему оказалось просто невозможно. Я уже сказал, что даже в Кремле не выказали однозначного одобрения в отношении данной инициативы, высказав мнение насчет «перебора». Но в то же время из уст Дмитрия Пескова прозвучали слова о том, будто в нынешней политической обстановке необходимо проявлять бдительность, поскольку западные спецслужбы-де не дремлют, а равно никто не отменял научно-промышленный шпионаж. Якобы наши ученые (особенно молодые) находятся под постоянным «прицелом» со стороны иностранной агентуры.

Конечно, пресс-службе Кремля удобнее всего изображать ситуацию так, будто все нелепые решения находятся на совести правительственных чиновников. Однако, принимая во внимание тезис насчет иностранных спецслужб, возникает законное подозрение, что данная инициатива если и не является результатом прямого указания сверху, то, по крайней мере, четко совпадает с текущей «генеральной линией». Во всяком случае, затянувшееся «геополитическое противостояние» дает возможность оправдать любое решение в духе холодной войны.

Другое дело – мотивации. В Сети по этому поводу уже появился вал комментариев насчет возврата к временам СССР. На мой взгляд, дежурные ссылки на реставрацию социализма - слишком простое объяснение, чтобы принимать его всерьез. Понятно, что нынешняя российская власть не в состоянии избежать воспроизводства некоторых управленческих практик прошлых лет, однако в нынешней системе отношений такие спонтанные решения лишены всякого практического смысла. В текущей ситуации мы имеем дело либо с проявлением вопиющей некомпетентности, либо за этими действиями скрываются какие-то намерения, которые особо не разглашаются.

Судите сами. Не прошло и года с тех пор, как правительство (включая и Минобрнауки) провозгласило создание в нашей стране научных центров мирового уровня. По замыслу, Россия должна налаживать тесное сотрудничество с зарубежными учеными, расширяя контакты, оказывая услуги и так далее. То есть правительство как будто демонстрирует открытость в этом вопросе, без всяких намеков на «геополитическое противостояние». И вдруг выходит документ, призванный «усилить бдительность», причем усилить в таком формате, словно каждый иностранный ученый априори рассматривается российскими властями как потенциальный шпион. Чего только стоит требование составлять специальное уведомление на всех приглашенных иностранцев, пропуская их в учреждения строго по паспорту и разрешая перемещаться там только в сопровождении ответственного работника (пункты № 11 - 12 документа).

Как я уже сказал, представители Минобрнауки прокомментировали эти шаги необходимостью учета роста международных связей. По этому поводу возникает еще больше вопросов. С одной стороны, не совсем понятно, как здесь между собой связаны вопрос учета и сохранение государственной тайны. С другой стороны, какой практический смысл в этом самом учете, особенно если речь идет о неформальных контактах в нерабочее время? В старых шпионских фильмах, конечно, все было просто – там этот самый «учет» детально вели сотрудники контрразведки, причем, не оповещая о том ученых. Я говорю это к тому, что неформальные общения между учеными – вещь совершенно нормальная, естественная и необходимая.  Причем в наше время такие контакты многократно расширены и упрощены благодаря современным цифровым коммуникациям. К примеру, российский ученый может запросто пообщаться со своими зарубежными коллегами по «Скайпу» или обменяться  информацией в чате. Неужели по каждому такому поводу необходимо составлять официальный отчет?

Все это, конечно, похоже не глупую шутку. Взять хотя бы порядок приглашения иностранцев в научные учреждения. В этой связи мне вспомнилось, как в октябре 2014 году мэрия Новосибирска организовала встречу сотрудников Института теплофизики СО РАН с большой группой итальянских специалистов (среди которых были даже представители Палаты экспертов ЕС). Встреча готовилась оперативно, поскольку зарубежные гости заехали в Новосибирск ненадолго. На согласование ушло всего сутки. Но встреча состоялась. Проходила она в стенах самого Института. Результатами, насколько мне известно, довольны были обе стороны. А теперь вообразите, что руководство ИТ СО РАН действовало бы в строгом соответствии с указанными «рекомендациями». Такой абсурд вменяемому человеку даже представить невозможно. От себя же скажу, что в случае буквального исполнения приказа никакой встречи не состоялось бы вовсе. Да и иностранные гости, уверен, не поняли бы такого пристрастного отношения к своим персонам. Ведь это откровенное унижение бюрократическим формализмом, доведенным до карикатурного состояния.

Возникает впечатление, что люди, готовящие подобные документы, довольно плохо вникают в реалии и судят о них по старым шпионским детективам. Совершенно ясно, что такие требования могут исходить только от тех, кто весьма смутно понимает жизнь научных организаций и вообще очень далек от науки. К сожалению, мы вынуждены констатировать, что бюрократия в нашей стране совершенно оторвалась от насущных задач. Практически во всех государственных структурах наблюдается вал бессмысленной отчетности, не имеющий никакого отношения к практическим результатам. Теперь этим безумным канцелярским формам как будто пытаются подчинить академические институты. Иначе говоря, указанный приказ необходимо рассматривать в саморазвивающейся логике российского «эффективного менеджмента». Рано или поздно это должно было случиться, причем – независимо от международной обстановки.

Впрочем, у меня есть еще одна версия. Нельзя исключать, что оглаской таких документов руководство страны пытается произвести впечатление на потенциальных «геополитических» противников. Поскольку не так давно глава государства анонсировал создание некоего сверхсовременного оружия, то для этого необходимо создать соответствующий морально-психологический фон. В этом плане жесткое «назидание» для ученых по поводу общения с иностранцами призвано показать серьезность намерений властей. Дескать, на войне – как на войне. Здесь не до шуток и любезностей.

Я не могу сказать, насколько в руководстве страны верят в эффективность подобных «психологических» методик. Но вот в чем не приходится сомневаться, так это в том, что такие крайности («переборы», по словам Дмитрия Пескова), никого положительного влияния на научную деятельность не окажут. Точно так же необходимо понимать, что «учет роста» контактов с иностранцами не имеет никакого отношения к росту научных достижений.

Константин Шабанов

Кровь, вместилище человеческой души, важнейший компонент защиты и поддержания нашей жизни с самых древнейших времён использовался в основе ритуалов и мистерий. Одни пытались лечить, другие убивать, использовать во благо, придумывать проклятия и суеверия. До тех пор, пока зарождающаяся наука медицины методами проб и ошибок не установила её истинное значение. Давайте вспомним историю этого становления.

Тёмные времена науки

Одним из виновников начала кровавых экспериментов, или экспериментов с кровью, де факто стал дедушка всей современной медицины – Гиппократ. Его учение о темпераменте человека на несколько тысячелетий подтолкнуло медицину не в том направлении. Основоположник медицины считал, что в организме преобладают 4 вида жидкости, желчь, слизь, кровь и чёрная желчь. И все болезненные состояния, характер человека, напрямую связаны с составом и количеством этих жидкостей. Что в свою очередь, родило целые соревнования, продлившиеся до начала 20го века, на тему как можно исправить состав этих жидкостей, скорректировать содержание внутри человека крови/желчи и тем самым сделать ему лучше.

Вообще история достаточно изобильна на сомнительные случаи и попытки исцелиться, омолодиться, стать красивее и милее за чей-нибудь кровавый счёт. Во времена древнего Египта, за войсками следовали стада баранов, чью кровь давали раненым.

В шестом приключении Одиссея, он даёт выпить пророку Тирессию крови жертвенных животных, чтобы у него вернулся дар речи. В сочинениях Цельса и Плиния встречаются истории о том, что пожилые люди принимали кровь умирающих гладиаторов для получения силы и молодости. Говорят, даже древнегреческий царь Константин, пытался вылечить проказу, принимая кровавые ванны. И это, если не касается более древних примеров, времен и состояния родоплеменных общин и цивилизаций каменного века, где кровь подносили богам, употребляли во всех видах, зачастую вместе с сердцами и другими внутренностями в сыром виде.

Зарождение идей

Идеи замещения и переливания хорошей крови в больного или раненого, или использования животной крови, вместо драгоценной человеческой заиграли в новых багряных красках в 1628 году, когда Уильям Гарвей продемонстрировал и подробно описал детали кровообращения через артерии и вены. Гарвей исследовал около 50 различных видов животных, от маленькой креветки (которые тогда ещё населяли Темзу) до собак и оленей, которые бегали вокруг. Его опыты впервые дали четкое доказательство того, что именно сердце качает кровь в замкнутой системе. Это перевернуло представление о крови, изменив его с вместилища души, на транспортную систему, питавшую органы.

Это небольшое открытие, подобно камню, брошенному в воду, родило новый всплеск идей, которые стали расходиться по всему научному сообществу, и беззаботные энтузиасты принялись испытывать свои теории на самых разных животных. К примеру, если кровь – это транспортная система, почему бы не добавлять лекарства прямо в неё?

В 1656 году Кристофер Рен и Роберт Бойл сделали игру из пера, на другой конец прикрепили мочевой пузырь и ввели в вену собаки опиум, а затем опробовали рвотный оксид сурьмы. Видимо потому, что не смогли понять, какие у четвероного ощущения из-за опия, а рвота она всегда наглядная. Да, да представляете, первый шприц, первый опыт по введению лекарства, и это опиум. Суровые времена зари науки.

Любопытство, разожжённое новым открытием и возможностями по введению лекарств и препаратов было уже не остановить, научные умы, как говориться – «понесло». В 1665 году Ричард Лоуэлл успешно использовал перья, а затем и тонкие серебряные трубки для переливания крови из сонной артерии одной собаки в яремную вену другой. 14 ноября 1666 года, в его дневнике было записано что собака «чувствует себя прекрасно, и операция прошла успешно». В комментариях к опыту ставились вопросы – сможет ли собака после переливания узнать своего хозяина? Как отразиться опыт на её характере? Что в принципе ясно указывает на то, что кровь всё ещё нет-нет, да наделяется индивидуальными и мистическими свойствами.

Закон на стороне животных.

Первым человеком, выполнившим переливание крови от человека к человеку, был французский философ и математик Жан Баптист Денис. Ему удалось перелить кровь овцы умирающему 15 летнему мальчику, а затем и одному из добровольцев.

Оба эти случая в первых переливаниях, как и все дальнейшие, современной наукой, иначе как тяжким убийство называть не приходится. Кровь, безусловно, это транспортная система, основная в нашем организме. При этом одним из её компонентов являются лейкоциты. И если красные кровяные тельца разносят те самые лекарства и полезные вещества по организму, то лейкоциты обороняют нас во время этих процессов. При любом признаке угрозы, несовпадения, или чужеродности – они атакуют всё что в нас попало, запуская нашу иммунную систему. Что на самом деле было с пациентами? Они бы несомненно умерли, если бы доза крови была достаточной. Успех конкретно этих случаев обусловлен малой дозой и высоким авторитетом доктора.

Но энтузиазм доктора продолжал бить ключом, Жан-Батист позднее совершил переливание шведскому барону Густаву Бонде (умер после второго переливания). А позднее несколько переливаний Антуану Маурой (умер на третьем), больного нейросифилисом, нежно обозначенным как «небольшой позор, полученные в краткие часы». Доктор решил, что от сифилиса может вылечить кровь чистого и непорочного телёнка. Но после введения у больного стали прослеживаться острые боли в почках, черная моча, и в итоге летальный исход. За эти эксперименты Жана обвинили в убийстве, но ему удалось оправдаться, так как Антуана, параллельно с этим травила мышьяком его жена, видимо за тот самый «небольшой позор». Однако все эти перипетии вызвали бурное обсуждение в обществе и переливания от животных были запрещены во Франции с 1670 года, до открытия групп крови.

Усилия противников любых переливаний в 17-ом веке, утверждавших что эта техника сама по себе есть зло, противоречащее природе, привели к обратному результату, и в конечном счёте подтолкнули науку вперёд. Критика выявила недостатки процедуры как в технологическом, так и в теоретическом плане. Медики не знали и не понимали ни значение и функции крови, ни причины сепсиса, механизмы иммунологии и свёртывания. Переливания производились зачастую нестерильно. Иглы из перьев и сушеные мочевые пузыри. Техника переливания заключалась в прямом соединении артерии здорового человека и вены больного, путём, трубок, перьев, кишок, эти процедуры были настолько опасны для жизни, что редкие случаи попыток выполнить их были впоследствии описаны как иррациональные (например, в 1792 году была описана попытка лечения бешенства путём инъекций крови ягненка).

Постепенное накопление физиологических и патологических знаний немного изменило перспективу переливания крови. Доктора Роза и Скарпа (в 1788г.) рекомендовали переливание крови в качестве лечения анемии, а в 1796 году Эразм Дарвин (дедушка Чарльза) активно агитировал за переливание крови при раке пищевода и других болезнях, приводящих к недостаточному питанию. Дарвин предположил, что переливание крови может осуществляться через гусиные перья, связанные кусочком куриной кишки. Нет никаких доказательств того, что он сам пытался переливать кровь описанными методами, но для нас это является суровым напоминанием об условиях в которых происходило развитие медицины.

Воскрешения

Учёные Провост и Дюма в 1821 году смогли доказать, что животные, обескровленные до смерти, могут быть воскрешены путем переливания именно крови. Почему именно крови? Потому что на всякий случай проверили сыворотку и подогретую до 38 градусов. Но работает только с кровью. Так же им удалось выяснить что нужна кровь животных именно того же вида. Наблюдения показали, что животное, если ему перелить кровь другого вида временно воскрешает, а смерть наступает в течение пары дней.

Провост и Дюма не пытались переливать кровь людей, поскольку считали, что не обладают необходимыми методами, а доступная им техника является варварской и подвержена бурной критике в обществе. Чем, надо думать, они спали несколько бедняг от мучительной смерти.

В начале 19-го века переливание крови между людьми наконец то становится клинической процедурой. Происходит это благодаря Джеймсу Бланделлу (1790-1877). Джеймс был лектором по физиологии и акушерству в больницах Святого Томаса и Святого Гая. Бланделл был тронут множество смертей, вызванных послеродовым кровотечением. Даже когда кровотечение было остановлено, часто пациенты теряли столько крови, что всё равно медленно умирали в течение последующих 2-4 часов, и никто из медицинского персонала не был в силах им помочь. В таких случаях, утверждал Бланделл – «нужно пробовать операции по переливанию», это бы давало хоть какие-то шансы для женщин.

В своей обширной монографии Джеймс Бланделл описал свои эксперименты на собаках, которые установили, что смерть от кровопотери может быть предотвращена переливанием крови из собаки того же вида, даже если признаки жизни уже не наблюдались. Более того, восстановление жизненных показателей происходило даже в том случае, если объем переливаемой крови составлял лишь часть потерянной (хотя бы 20%). Переливание крови между видами было всё так же безнадёжным. Ещё он писал, что нет разницы в эффективности переливания венозной или артериальной (сейчас к артериальным переливаниям не прибегают от слова «опасно»).

Вместо бренди и портвейна

После его экспериментов на животных Бланделл предпринял маленький шаг в своей больнице и большой прыжок для всего человечества, по попытке переливания крови человека пациенту с тяжелым кровотечением. Он выполнял операцию 11 раз, сначала только в крайнем случае у пациентов, которые были явно безвозвратными. По мере того, как был получен опыт в этой технике, он был успешно использован у серьезно больных, но не умирающих пациентов. Один из таких случаев был описан в журнале The Lancet в 1828 году: Спустя полтора часа после родов женщина потеряла сознание с крайней слабостью, «она была бледной и внешне совершенно обескровлена». Было похоже, что у неё есть внутриматочное кровотечение, о котором врачам не было известно. Выданные ей стимуляторы (бренди и портвейн) не привели к нужному результату. Тогда, храбрец Бланделл перелил женщине 8 унций крови, после чего пациент пришел в себя и ей во всех отношениях стало намного лучше. Позднее пациент полностью выздоровел, а момент переливания описывала как «чувство что жизнь вливается в её тело». Интересно как они описывали действие стимуляторов?

С учетом очевидных трудностей, связанных с поставкой крови путем прямой связи артерии донора с веной реципиента, Бланделл разработал аппарат, который избавил от необходимости вводить иглу в артерию донора. Теперь, можно было собирать венозную кровь в открытые резервуары, откуда она закачивалась шприцем или под действием силы тяжести сама затекала в вену больного («импеллер» Бланделла и «гравитатор»). Представили? Теперь можно просто надрезать или проткнуть вену, поставить ведро или кувшин, протянуть от него шланг и воткнуть в пациента. И это между прочим, большой прогресс в безопасности.

Таким образом, переливание крови стало важной процедурой, оцененной обществом, хотя и используемой только в самом крайнем случае. Имели место быть и смертельные случаи, но реальной проблемой всё ещё была сложность проведения самой процедуры. Если перелить нужно было значительный объем крови, то во избежание свертывания крови, всё ещё необходимо было делать прямое соединение артерия-вена. И это совсем не тот метод, который бы хотел использовать любой здравый доктор, ещё сложнее было убедить донора на ввод в артерию крупной иглы, и ещё сложнее контролировать объем перелитой крови.

"Группа крови на рукаве"

Потребность в переливании крови одного и того же вида, подчеркнутая Бланделлом, была дополнена наблюдением мистера Криля в 1869 г. Забавно что этот человек носит фамилию первых подопытных. Экспериментально доктор выяснил что сыворотка крови животных приводит к разрушению человеческих эритроциты. Позднее Леонард Ландоис более подробно доказал, что сыворотка животных вызывает фактический распад клеток крови человека, что объясняет посттрансфузионную гемоглобинемии и появление черной мочи при ранних переливаниях. Эти эксперименты, наконец-то, установили, что переливание крови животных людям было абсолютно совсем-совсем противопоказано. Что, впрочем, из-за отсутствия доноров, не мешало некоторым докторам продолжать настаивать на дальнейших испытаниях.

Появление иммунологии как дисциплины объясняло причину несовместимости эритроцитов человека с сывороткой животных, поскольку наблюдаемый распад оказался удивительно похожим на взаимодействие бактерий с антителами. Жулье Жан Баптист Винсент Бордет, бельгийский иммунолог, обнаружил, что красные клетки некоторых видов могут генерировать антитела, даже находясь в другой плазме.

Вдохновлённый более ранними работами немецких учёных, в частности Леонарда Ландоиса, Карла Ландштайнера он был заинтригован «биохимической спецификой видов» и считал, что «независимо от различий вида, или видовой схожести, показатели у двух индивидов могут отличаться». В общем он имел в виду, что обнаружил различия в биохимии даже на уровне одного и того же вида.

Смешивая сыворотку и красные клетки разных людей, Карл установил систему группы крови ABO. И, вероятно это было самым большим открытием в области переливаний. Работа Ландштайнера объясняла провал некоторых ранних переливаний, а успехи Бланделла и других объясняла везением.

Методы переливаний

Несмотря на то, что наконец то перед переливанием крови, стали изучать её возможную совместимость. Оставалась проблема свёртываемости. Сгустки крови начинали появляться при контакте крови с любой поверхностью, кроме внутренней оболочки кровеносных сосудов. Таким образом, сгустки, образованные, возможно, в ходе переливания, могут проникать в кровоток и вызывать легочную эмболию и смерть уже по этой причине. По этой причине переливание крови было всё ещё редким и опасным, особенно когда вливания изотонических солевых растворов вошли в европейскую переменчивую моду.

Француз Алексис Карель в 1902 году изобрел способ для соединения артерий животных с венами, который создавал непрерывную эндотелиальную поверхность (эндотелий — это пласт клеток внутри сосудов), которая позволяла крови течь из одного сосуда в другой без образования сгустков. Этот метод был применен на практике в знаменитом случае, который произошел несколько лет спустя, когда Каррель работал научным сотрудником в Институте Рокфеллера. У 5-дневного младенца, страдающего врожденным геморрагическим заболеванием, было носовое и кишечное кровотечение, ребёнок был на пороге смерти. Отец, который был профессором хирургии в Колумбийском университете и знал об экспериментах Карела в анастомозирующих (соединяющихся) кровеносных сосудах кошек и собак и умолял его анастомозировать (соединить) левую радиальную артерию с правой подколенной веной ребенка. Эта операция помогла, цвет ребенка изменился с «белого до розового и, наконец, жизнерадостного красного цвета». Кровотечение прекратилось.

Техника Карелла была не простой, но её смог доработать Криль, используя тщательно изготовленное кольцо, он зажимал сосуд и выворачивал его, затем через кольцо одевался другой сосуд, так, чтобы их внутренние поверхности вошли в контакт. Джордж Криль опубликовал эту работу в 1907 году в книге под названием «Хронике хирургии», заявив, что его статья «основана на 225 экспериментах на животных и 32 клинических случаях».

Антикоагулянты

В начале 1900-х годов интенсивно изучалась профилактика свертывания крови. Некоторая задержка в свертывании была достигнута за счет использования парафиновых восковых сосудов для сбора собираемой крови до момента переливания через шприц. Но было очевидно, что нужно безвредное вещество для добавления в саму кровь. Некоторые экспериментаторы пытались изготавливать выжимку из пиявок, извлекая антикоагулянт - гирудин. Ричард Левисон тестировал гирудин на собаках, неудачно. Тогда он решил испытать небольшое количество гирудина на пациенте, которому потребовалось переливание после лапаротомии для карциномы желудка. Пациент стал синюшным, имел предсердную боль, слабый пульс и боролся за свою жизнь в течение 36 часов. Это эффективно удаляло гирудин в качестве кандидата на звание антикоагулянта. Хотя некоторые работники использовали его для полоскания шприцев и сосудов, используемых при переливании, в надежде, что свертывание может замедляться.

Прорыв произошел с цитратом натрия может. Именно он смог предотвратить свертывание крови, и был относительно нетоксичен. Относительно потому что всё-таки токсичен. 

Эксперименты на животных предупреждали врачей о возможной опасности переливания больших объемов крови, которые хранились в течение длительного периода. Такая кровь, как правило, имеет высокий уровень калия в плазме, так как с течением времени он образуется из красных кровяных клеток. Более того токсические эффекты цитрата и калия усиливают друг друга. Это добавило показания к переливанию свежей крови больным с высоким уровнем калия. Исследования установили оптимальное содержание цитрата, сроков и времени хранения крови. Но за всё это пациенты, экспериментаторы, ученые, друзья человека заплатили кровью в прямом смысле слова.

Что чувствовали подопытные пионеров медицины?

Осложнения в результате переливания крови, несовместимой по группе АВО, характеризуются болями за грудиной, особенно в пояснице, голове. При этом больной беспокоен; отмечаются по­краснение или побледнение лица, снижение артериального дав­ления, учащение пульса, дыхания.

Начинается массивное внутрисосудистое разрушение перели­тых несовместимых эритроцитов естественными агглютинина­ми реципиента с выходом в плазму разрушенных эритроцитов и свободного гемоглобина, обладающих тромбопластической ак­тивностью, с последу­ющими нарушениями центральной гемодинамики и развитием гемотрансфузионного шока.

Начальные клинические признаки гемотрансфузионного шо­ка могут появиться непосредственно во время переливания или вскоре после него и характеризуются кратковременным воз­буждением, болями в груди, животе, пояснице. В дальнейшем постепенно нарастают циркуляторные нарушения, характерные для шокового состояния (тахикардия, гипотония), развивается картина массивного внутрисосудистого гемолиза (гемоглобинемия, гемоглобинурия, билирубинемия) и острое нарушение функции почек и печени. Если шок развивается вовремя опера­тивного вмешательства под общим обезболиванием, то клиниче­скими признаками его могут быть выраженная кровоточивость из операционной раны, стойкая гипотония, а при наличии кате­тера в мочевом пузыре — появление мочи темно-вишневого или черного цвета.

Даже сейчас у 30% таких больных состояние осложняется развитием почечно-печеночной недостаточности, тромбозом сосудов головного мозга и сердца, острыми дыхательными расстройствами. У них остаются на всю жизнь хронические болезни внутренних органов.

Одним из важных условий изучения пучков частиц в ускорителях является возможность влиять на такой параметр, как на эмиттанс (размер занимаемого пространства) этого пучка. Чем меньше размер пучка, тем лучше – от этого зависит производительность коллайдера, а значит, и объем полученной в ходе эксперимента статистики. Одним из путей достижения такого результата является охлаждение пучка частиц, что подразумевает и его уплотнение.

О важности этой задачи говорит тот факт, что Симон ван дер Мер, предложивший в 1975 году один из двух принятых сейчас методов охлаждения – стохастический – был награжден за это Нобелевской премией по физике.

Есть чем гордиться и отечественной науке, поскольку за десять лет до голландца, в 1966 году, новосибирский физик, первый директор ИЯФ СО РАН, академик Герш Будкер предложил свою систему электронного охлаждения. Холодные электроны направляются магнитным полем из электронной пушки в кольцо ускорителя. Здесь они сводятся с горячими ионами, какое-то время движутся по кольцу вместе и за счет столкновений охлаждают ионы. Это позволяет в тысячи раз уменьшить фазовые объемы охлаждаемых пучков.

– Это было удивительное по своей красоте решение, - отмечает один из учеников Герша Ицковича, академик Николай Диканский, чья докторская диссертация также была посвящена этой системе.

Решение оказалось не только красивым, но и весьма востребованным: на сегодняшний день система, придуманная новосибирскими физиками, применяется на двух десятках научных установок, причем, треть из них изготовлена непосредственно в ИЯФ. Не удивительно, что именно в стенах Института ядерной физики было решено проводить международное совещание COOL 2019, которое соберет более шестидесяти специалистов в области электронного охлаждения и ускорительной физики из России, Германии, Китая, Швейцарии, Японии, Англии и США.

Среди тем, включенных в повестку дня совещания -  создание накопителя антипротонов  и супервысоковольтной системы охлаждения для Европейского исследовательского центра ионов и антипротонов (FAIR, Германия), поставка прототипов высоковольтной секции в Институт Гельмгольца в Майнце (HIM, Германия), а также систем электронного охлаждения в Институт современной физики Китайской академии наук для экспериментов в области астрофизики.

Ну и самое интересное для нас - последние разработки ИЯФ СО РАН для мегасайенс проекта NICA, которые позволят повысить самые важные параметры установки. Подробнее о них рассказали участники пресс-конференции, организованной в первый день работы COOL 2019.

NICA (сокращение английского названия Nuclotron-based Ion Collider fAcility) – коллайдер протонов и тяжёлых ионов, строящийся с 2013 года в городе Дубна Московской области. Как отметил советник дирекции по его созданию, член-корр. РАН Игорь Мешков, на сегодня NICA – единственный из отечественных «мегасайнз-объектов», чье строительство близится к финальной стадии. Первый запуск коллайдера должен состояться в следующем году, а проведение на нем экспериментов станет возможным годом позже.

Одна из задач, которую ученые намерены решить с помощью коллайдера – воссоздать и изучить барионную материю, из которой наша Вселенная состояла в первые микросекунды своего существования. Считается, что это поможет понять, как в первые секунды после Большого взрыва во Вселенной образовались протоны и нейтроны. Кроме того, NICA позволит изучить взаимодействия пучков самых разных частиц: от протонов и поляризованных дейтронов – до массивных ионов золота.

Каждый из коллайдеров такого класса является уникальным научно-техническим объектом, и само его создание требует решения не менее уникальных научных и инженерных задач. Что для коллектива ИЯФ, где создается треть физического оборудования для NICA (системы электронного охлаждения, высокочастотные станции, каналы транспортировки и др.) – задача привычная. Ранее здесь создавали столь же уникальное оборудование для Большого адронного коллайдера и других известных установок.

Сейчас в институте работают над системой высоковольтного охлаждения на энергию до 2,5 МэВ.

– Это первая установка электронного охлаждения, которая будет использоваться в основном кольце коллайдера. Работа успешно продвигается, и мы надеемся, что в скором будущем она будет реализована в экспериментах на NICA, – рассказал заведующий лабораторией ИЯФ СО РАН кандидат физико-математических наук Владимир Борисович Рева.

Всего на коллайдер должно быть поставлено два «охладителя» - до 25 и до 50 кэВ, для бустера и для основного кольца. Общая стоимость оборудования, произведенного новосибирскими физиками, составит порядка 800 млн руб.

Новосибирские физики намерены развивать полученный опыт в дальнейших проектах - от 5 до 8 МэВ, сотрудничая в этом направлении и с зарубежными коллегами, прежде всего, из Института Гельмгольца в Майнце (Германия).

Сергей Исаев