1 г ЖфТТi т о/-iЁ
| Вид материала | Документы |
Содержание1 iВ создании активных систем Наши знания К вопросу Спутники охотятся за туiщами. |
II> 4о6
241
царям втирания мазей и жидкостей. Свечи были известны еще несколько веков назад. Ингаляции лекарствевных веществ стали применяться по крайвей мере уже в позднем средвевековье. Достоверво известно, что шприцы длн инъекций и аппараты для переливавия крови существовали в ХУII в. С тех пор ничего iii> изменилось, за исключением разве что появления еще одного способа — вливанвя, которое, однако, в привциве вредставляет собой ве что иное, как растявутую по времени ивъекцию.
Поэтому неудивительно, что самые лучшие в современные медикаменты оказываются неэффектввными или же вызывают опасвые побочвьие явления, коль скоро ови применяются стол)) допотопвым способом, размыаiлял Заффарони. Возьмем глазнье капли. Три или четыре раза ежедневно затопляет больной глаукомой свои глаза пилокаряином, с тем чтобы понизить высокое внутри глазное давление. Более половины дозы сразу же вытекает через слезные кавальцы, пе давая никакого эффекта. Остальное количество, представляющее собой чрезмервую дозировку, быстро и резко iiонижает внутриглазное давление до уровня, намного ниже нормального, т. е. уровня давления у здорового человека. Этот эффе’т не только противоестествен, но и слишком непродолбы гораздо меньшую дозу удалось равномерно
вводить в глаз в течение продолжительного времени, это позволило бы постоянно поддерживать внутриглазное давление на нормальiом уруне и вообще избавило бы больного от болезненных ощущени’Ч
д ругои пример. В крови больного размножается возбудитель болезни. Чтобы уничтожить его, врач делает инъекцию антибиотвка. Ксли он введет недостаточную дозу, то бактерии выживут и, что еще хуже, приобретут резистентность и тем самым способность и ротивостоять впоследствии даже максимальным дозам антибиотика. для ликвидации всех возбудвтелей болезни врачу необходимо не только ввести в кровь пациевта необходимый мвiiимум антибиотика, но и сделать так, чтобы это средство сохраняло там свою действенность в течение продолжительного периода времени.
‚Однако, поскольку под водздействием крови эффективность медикамента с каждым часом понижается, необходимо вводить такую начальную дозу, которая обеспечила бы необходимую концентрацию лекарственного вещества в крови в течение суток, по истечении которых будет сделана новая ивъекция и лекарство в организме получит свежее «подкрепление». Таким образом, наряду с опасностью чрезмерно высокой или слишком малой дозировки здесь имеет место столь же вредный процесс перехода от первоначального лекарственного шока к постепенному снижению эффективности воздействия. Если бы удалось равкомерно снабжать организм небольшими дозами антибиотвка, тогда можно было бы добиться гораздо большего эффекта в унвчтожении возбудителей болезни’
Очень актуальным до сих пор остается вопрос о iиротивозач’i очииыХ таблетках. для эффективного предотвращения беремено>ио женщина должна принимать их ежедневно. А между тем ищержимого всего лишь трех таблеток вполне хватило бы на це, йлii год, если бы удалось непрерывно подавать медикаменты в ту
Iпому, на которую они должны воздействовать, а именно в половые iiриiиииы или — это относится к части препаратов — в гипофиз.
1 озможности столь резкого уменьшения дозировки определяIпя следующими обстоятельствами. Во-первых, при приеме табпе тки лишь ничтожно малая часть противозачаточного гормона оииадает в матку, большая же его доля продолжает бесконтрольно )одить по организму. Во-вторых, проходя через желудок с его
$ 1рссивными соками, через стенки желудка, кровь и клеточные
$ембраны половых органов, препарат в значительной степени уг’оиивает свою эффективность. В-третьих, его дозировка, так же или и в случае с антибиотиком, должна быть столь высокой, чтобы
•‚ч действие сохранялось в течение 24 часов.
II епрермвная равномерная подача гормона непосредственно н мзтку освободила бы медиков от необходимости учитывать все ото ()акторы/и, кроме того, дала бы еще два существенных пре-
Гимуiт ’ества. ‚Наиболее благоприятным в физиологическом плане п1отивозачаточным средством является прогестерон — гормон, выраба1тываемый самим женским организмом во время беременви’.ти/ Однако именно вследствие этих своих <(родственных» свя- ней с организмом нрогестерон столь быстро распадается в матке, Ции таблетки с 24-часовым запасом препарата хватило бы ненаеIлго. Поэтому они изготовляются из других, гораздо более гвли.ииых, но чуждых женскому организму гормонов, которые в отлиииие от прогестероi-iа не исключают побочных явлений. Есть оит’ одно обстоятельство, которое заранее исключает какие-либо вбочоые явления при подаче гормонов непосредственно в матку:
г.яизистая оболочка, подобно ловушке, захватывает противоза‘ ‚еЧиiые субстанции, метаболизирует их и тем самым лишает их ноиможности проникнуть в клеточный сок других тканей и органи
)то всего лишь несколько примеров тех благ, которые сулит ним революция в области поистине средневековых способов введ’еиот лекарств в организм человека. Поняв это, Заффарони плыл в 1968 г. поиск новых путей. Обладая начальным капиталом м два миллиона долларов, он основал в Калифорнии компанию iАлза и привлек в ряды сторонников своих идей таких крупных и именитых ученых, как джером Б. Виснер, научный кониу,Iии.таит президента Кеннеди. В круг ученых, сотрудничающих г оон, входят лауреаты Нобелевской премии и профессора Гарвардгиоио университета. Через пять лет после основания акционерлоо общества <Алза> его оборотные фонды в ценных бумагах гяиоииили 37 млн. долл. держатели акций возлагают надежды ‚iii iiиффарони, ведь на дивиденды пока рассчитывать не прихоГГ
1
1
i1
242
243
дится. Однако исследования и разработки настолько многообещающи, что фактическая рыночная стоимость научно-исследо. вательского предприятия, штат сотруднийов которого составляет уже 120 человек, определяется в 100 млн, долл. Иностранные фармацевтические концерны, как, например, известная западногерманская фирма (<Грюненталь», приобрели право продажи изделий фирмы «Алзю>.
Ученый и блестящий организатор, которому седые виски придают сходство с южноамериканским дипломатом, лЗаффарони (см. ил. 122) называет свои совершающие настоящий переворот в медицине методы терапевтической системой. Система способна дать именно то, чего нельзя достигнуть с помощью других способов введения медикаментов: точную дозировку и доставку лекарства туда, где они действительно нужны организму.
Само собой разумеется, что существует отнюдь не одна а практически бесконечное множество терапевтических систем, Таждый медикамент, каждчй конкретный случай требуют своенi терапевтической системы/Но лежащий в их основе принцип один и тот же. Заффарони р4зличает пассивные и активные Запроераммированные извне и активные самопрограммирующиеся системы’ Первая созданная им пассивная система получила навание ОКУСЕРТ и предназначена для лечения главных болезней. Суть ее сводится к следующему. Под нижнее веко помещается крохотный овальный мешочек с мембранами, который свободно размещается там и, плавая в слезной жидкости конъюнктивальной сумки, не причиняет пациенту никаких неудобств. В том случае когда ОКУСЕрТ применяется для лечения глаукомы, в ревервуар, снабжен ный несколькими пластмассовыми мембранами, помещается пилокарпин. Мембраны подбираются с таким расчетом, чтобы автоматически поддерживалось постоянное и равномерное поступление лекарства, начиная с того момента, как пациент заложит ОКУСЕРТ в глаз (см. ил. 123). В течение неделя система действует без отказно.
другая тъассивна,i система, так же как и ОКУСЕРТ, наилучшим образом зарекомендовавшая себя в ходе клинических испытаний, представляет собой Т-обравный пластмассовый ревервуар с противозачаточным средством, помещаемый в матке. Он непрерывно выдает незначительные дозы фивиологически близкого женскому организму гормона прогестерон, который ничем не отличается от полностью беввредных органических веществ, вырабатываемых женским организмом во время беременности. Поскольку вся поверхность маленького резервуара постоянно пропитана естественными для данного органа субстанциями, матка не воспринимает его как постороннее тело. Вероятность таких ответных реакций, как раздражение или выталкивание резервуара наружу, практически равна нулю. Количество прогестерона, выделяемого резервуарчиком, никогда не превышает того уровня, который соответствует естественной окружающей среде, иными сло-
г
ю*ми, оно не больше того, что в состоянии непрерывно биологи‘аi СкИ переработать и метаболивировать слизистая оболочка матки. Iiоскольку для предотвращения беременности в атом случае доетаточно исключительно малых дов препарата, содержимого резер•уар хватает на целый год. Уже само по себе это маленькое i устройство, которое, возможно, когда-нибудь станет универсальным средством осуществления биологически безопасного контрол н за рождаемостью, являет собой блестящее биотехническое до-
1еiир<ение.
1 iВ создании активных систем Заффарони делает лишь первые
I’аги. Однако предварительные разработки сотрудничающих с ним
1сследователей столь основательны и плодотворны, а первые $линические испытания столь многообещающи, что есть все осноiю яия ожидать в скором времени в этой области решающих про-
5ры нов. Многие лекарства требуют не равномерной подачи, а введiiия по своей специфической программе, например, через яiвяомерные промежутки или же с постепенным снижением дозиР iiки после приема первой, относительно большой дозы. Эту пробл’му исследователи фирмы «Алза» решают, в частности, с помощью гиперминиатюрных электронных переключателей, котодейству по заданной им программе, в течение продолжительного периода времени с высокой точностью регулируют дозировку л*’карств в терапевтической системт
Не удивительно поэтому, что йногие сотрудники Заффарони оiiiюдь не фармацевты, а представители совсем иных профессий. Ii его коллектив, состоящий из людей с яркой индивидуальностью,
иходнт специалисты, снискавшие себе взвестность в таких областях науки и техники, как космические полеты, фотохимия, влектрооика, сублимация апельсинового сока. Столь же необычны, как и сосав этого коллектива, результаты его работы. Так, напримор, ,исследователи из «Алзы « создали м икроскопические электроимйческие зонды, которые, будучи введены всего на несколько миллиметров под кожу больного, с высокой точностью осуществляют анализ определенных компонентов жидкостей организма, например содержание мочевины или концентрацию сахара. Сотрудники Заффарони подключают такого рода датчики к управляемым
е помощью электроники резервуарам с лекарственными веществами и создфот, таким образом, активную самопрограммирую щуюся ‚чстему./}iапример, больного сахарным диабетом такая система iiотоянно снабжает точно таким количеством инсулина, которого нодостает его организму. Так, если содержание сахара в его оргаiоiзме упадет до уровня ниже нормы, это обнаружит миниатюрный аоiiд и электронная система управления сразу же прекратит подачу иiiсулина. При данном конкретном способе лечения лекарстно ма резурвуара поступает через кожу больного непосредственно л оуо организм.
(Система постоянно подающая необходимое количество лекарII по В организм, является самой хитроумной затеей, которую
9
1
244
245
iоьо(яце можно представить себе в области биотехники. Ведь именно так функционируют естественные железы человека. Поэтому цi’лью, провозглашенной Заффарони, является создание искусстпiiiiiых желез в подлинном смысле этого слова, которые, подобно аскоторым другим,искусственным органам, могли бы вживляться м тело человека./В качестве одного из многих примеров здесь I4ожно назвать йоджелудочную железу.
Одновременно исследователи фирмы «Алза» работают над
созданием электронных зондов, которые, погружаясь в жидкости
1 тнла, будут с высокой точностью определять концентрацию введенвi.iх медикаментов и осуществлять контроль за ней. Это крайне iеiжно для создания многих активных самопрограммирующихся систем. Как правило, врач устанавливает дозировку, исходя лишь из обобщенного опыта, в то время как разные больные, даже при Полном совпадении картины заболевания, нуждаются в самых
различных по своей величине дозах лекарства. детский организм метаболизирует многие вещества значительно медленнее, чем орiецизм взрослого, при больной печени это происходит медленнее, чем при здоровой. Но даже и у органически здоровых людей а зависимости от врожденных физиологических свойств скорость iiiведения медикаментов из организма в высшей степени различна: у одних это происходит в ЗО раз быстрее, чем у других.
Позтому индивидуальную терапию врач может подобрать лишь путем тщательных и часто длительных проб. А для этого у боль‘нинства современных медиков попросту нет времени. Кроме того, подобные эксперименты на больнрх почти всегда приводят к нежел ательным побочным явлениям/А ктив ные самопрограммирующиеся системы Заффарони кладiт конец подобной «пробометриие:
они автоматически выдают каждому отдельно взятому пациенту асегда столько активного вещества, сколько в состоянии переработать его организм. Значение этого просто невозможно переоцепить, ибо ненадежный метод проб и оутибок получил очень гииокое распространение в медвине/Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что в медицинском лексиконе для сей методики лечения имеется специальный весьма научно звучащий термин:
iiоливрагмази4
В этом разеле всего лишь на нескольких примерах мы показали небольшой фрагмент из работ Заффарони и рассказали о его целях. О пионерных разработках фирмы «Алза» можно было бы написать увлекательную книгу. То, что там осуществляется, по праву может считаться работой, открывающей новую эпоху в медицинской и биологической технике. Это крупный проект совсем иного рода, чем большинство описанных в нашей книге. Он, на-
Ил. 122. Алехаидро Заффарони, сын банкира и биохимик из Монтеаидео, вадалси целью осуществить переворот а средневековых методах, с помощью которых е настоящее время врачи всего мира вводят лекарства своим пацментам. Богатство его дерзких идей и пераые успехи в клмнических испытаниях говорят за то, что вто ему удается.
э
247
пример, иного рода, чем проект добычи марганцевых конкреций ил глубин Тихого океана. Но именно этот проект в большей мере, открытие новых месторождений руд, окажет непосредственвую помощь больным и эдоровым людям во всем мире.
Ин. 123. Крохотный овалькый меыиочек из пластика плавает под веком пациента на главном яблоке. Он непрерывно выделяет — в точнейшей довировке - ле— iоiрственный препарат пилокаркин. При таком методе становится ненужным юкеднеаное четырехразоное закапывание глааных напала а повышенных дозах. К’чхотный мешочек *Окусерта избавлает больных глаукомой от этой болезни.
249
:1
НАШИ ЗНАНИЯ
СЕГОДНЯ И ЗАВТРА,
«Знание — сила»
Три мощных источника поддерживают в постоянном движении механизм научных исследований, индустрии и всей экономики в целом: энергия, сырье и знания.
Без этих трех факторов человек не мог бы существовать. Каждый из них жизненно необходим, однако до известной степени они свособвы заменять друг друга. Повышенный расход сырья и материалов, например при строительстве дома, снижает затраты энергии на его отопление. Использование солнечной энергии в будущем сэкономит нефть, которую можно будет направить в качестве сырья в химическую промышленность. Знание рациональных методов производства сберегает сырье и энергию. И наоборот, дополнительные затраты сырья нередко способны восполнить недостатки технологии производства.
Таким образом, между тремя источниками нашего бытия существует живая взаимосвязь. Ее необходимо позвавать и созкательно управлять ею, с тем чтобы извлекать максимальную пользу для всех нас. Ответ на вопрос, в каком направлении действовать, ваирашинзется почти что сам собой — стоит лишь только задуматьси о различной природе всех трех источников.
Запасы сырья и энергии увеличивать невозможно. Они постоянно уменьшаются. Лишь человеческая мысль является тем источником, который тем больше отдает, чем больше из него черпают.
Звания вырастают из знаний и умножаются все быстрее. Поэтому знания — наш самый обильяый, самый важный я самый ценный источник. Однако для того, чтобы наиболее полно использовать его, надо направить идущий из него поток в определенное русло — туда, где он может оросить наиболее обширное и плодородное поле. А это не так просто, поскольку система каналов ваучно-техни ческой информации уже более не в силах справиться
постоянно увеличявающимся потоком знаний.
Что дает крупной электротехнической фирме исследовательшая группа, разрабатывающая отличные электронные узлы, сли конструктор приборов и аппаратуры, работающий в той же ирме, не сможет их использовать, если ему ничего не будет изветно о них? Какой толк американскому химику, занятому поиском етодов первичной обработки марганцевых конкреций, от остроумой, но узкоспециальиой докторской диссертации молодого франузского исследователя о методах флотации, которые, однако, [ожво было бы использовать в качестве основы для решения роблемы обработки марганцевых конкреций? Какой толк от сего этого, если американец не знает о работе француза, з француз
г
еi енаком с проблемой, интересующей американца? Кому нужны будут сотни тысяч показаний самых различных приборов, пере- де нее мых спутниками в Национальное управление по аэро на н‘iеке и исследованию космического пространства, если ученым
нн’.гнедователям космоса с их научным аппаратом потребуется бо,;нее двух десятилетий для обработки этих данных? Какая польза ‚орурга от перечня работ по его пециальноств, вышедших чуть ли не Ж) всех странах мира, если месяцы уйдут только на то, чтобы о’iновательно изучить толстый библиографическяй справочник публикаций, появившихся лишь за одинединственный год?
Основной проблемой в деле наиболее полного использования ‚‘ночника «знание>) является сегодня не производство новых
нiнанний, а обработка уже имеющихся. Здесь могут помочь только крупные проекты, которые по своему размаху и значимости не устуiiаю самым смелым проектам в области энергетики и добычи ‚ii рья7
Охота за данными
К вопросу о географических картах. Нет ничего более много,бразяого, чем формы знания. для языковеда исключительный интерес может представлять вопрос о том, существовало ли слово <игнорировать» уже в ХУI в. или оно появилось линнь в ХУIII в., е для картографов весьма суiцестве иная задача — установить, что е:кiбражает серый прямоугольник в левом нижнем углу аэрофото,‘ннiнмка: школу или церковь. Знания того и другого рода отли‘н ,ннотся друг от друга не только в специальном плане, но и в прагма‘ическом. Если филолог правильно решил задачу, то полученный кеультат я через сто лет не перестанет быть истиной. А вот состанцiтель карты, выяснивший, что и ннте ресу но щи й его прямоуголь iок — это церковь, может на следуiоiций день узнать, что церковь гi’орела или же ее снесли в связи со строительством новой скоростный дороги. Поэтому для него важно не разовое, однократное, н постоянное получение все новых данных об одном и том же
н,бi,екте, с тем чтобы исправлять и дополнять уже имеющиеся еннедения. В век все убыстряющегося роста городов, расширения нет и железных дорог и автострад, измене ния русла рек и строитель‚ние тоннелей это вовсе не просто. Уже недостаточно одних только
‘ноннографических съемок, для того чтобы планы и карты соответ‘гвовал положению вещей на данный момент. Систематическая
Ц корректировка уже отпечатанных однажды карт стоит карто-
графам немалого труда и больших денежных затрат.
Во французской картографии в настоящее время наметился
корениой перелом, самый значительный со времени создания синнемь кадастра в эпоху Наполеова. Самой сложной для картогра
фи п является проблема получения данных. На это уходит от 60
до 90% рабочего времени, а также львиная доля финансовых за-
,1
1
250
251
трат. Именно поэтому оптический отдел (е8?ОМ») группы фирм еАнжан матра» разработал своего рода «алгоритмическую сеть получения данных», которая не обманет самых смелых и фантастических надежд картографов. Упрощенно суть системы сводится к следующему: аэрофотоснимки обрабатываются электронным дешифровщиком (см. ил. 124). Прибор автоматически «ощупывает» все элементы фотоизображения и передает точные данные об их местоположении в электронную память ЭВМ. Если имеются два стереоснимка, то ЭВМ на основе имеющейся информации сама выводит гипсометрические данные, необходимые для изготовления карт. Реки, дороги, леса, города и другие часто повторяющиеся элементы аэрофотоизображения прибор опознает сам и автоматически переводит их в соответствующие условные картографические обозначения. То, что автоматический дешифровщиккомпьютер не в состоянии однозначно опознать сам (например, решить: лесопилка это или смотровая выаiка), ему «растолкует» картограф, вводящий с помощью клавишного устройства нужное конкретное условное обозначение. Точно так же вводятся в ЭВМ названия дорог, населенных пунктов и другие текстовые данные.
Линии и участки, неразличимые на аэрофотоснимках — границы, военные полигоны, парки-заповедники,— прибор может считывать с уже имеющихся карт и сообщать запоминающему устройству ЭВМ. За час компьютер может «запомнить» 250—300 деталей подобного рода (не считая того, что ов считывает с аэрофотоснимка). Получив всю необходимую информацию, ов, проведя соответствующие Вычисления, устраняет искажения на аэрофотоснимке, переводит полученные картографические данные в определенный масштаб и с помощью печатающего устройства на выходе в мгновение ока изготовляет и выдает готовую карту (см. ил. 125). Но и это еще ве все. Прибор самостоятельно сравнивает новую карту со старыми и выявляет расхождения, которые затем может еще раз проверить картограф. Если ошибок нет, то компьютер записывает вновь полученные знания на магнитную ленту, которая затем сдается в архив и в которую позже можно будет быстро внести необходимые коррективы, в частности путем введения новых подробностей или сопоставления имеющихся данных с новыми аэрофотоснимками. Изготовителю карт уже ничего не нужно перерисовывать, ибо сразу же после внесения поправок автоматическое устройство нарисует и выдаст новенькую, «свежеиспеченную» карту.
Французские картографы приступили к накоплению самых новейших картографических изображений страны. К 1982 г. их предполагается завершить. Франция получит электронный атлас, который практически не будет устаревать, ибо при минимуме технических затрат его всегда можно будет «держать в курсе» происходящих йзмевений.
Спутники охотятся за туiщами. Существуют различные источники званий. Производство знаний может означать, в частности,
<<чф информации (например, о температуре Земли на глубине 10 тыс, м, годовом производстве тростникового сахара на кубе