Вокруг Света - Журнал "Вокруг Света" №6 за 2001 год Страница 14

В 1994-м с помощью аппаратуры, установленной на зонде Ulysses, была обнаружена резкая граница между относительно медленно движущимся солнечным ветром, исходящим из экваториальных областей Солнца, и быстрым ветром с полюсов. Кроме того, данные, полученные с аппарата, позволили установить, что после завершения периода максимальной активности у Солнца вновь появляются магнитные полюса, правда, меняясь местами — южный становится северным, и наоборот.

Мы не знаем, когда и как Галилео Галилей научился ослаблять яркий солнечный свет. Но одним из первых небесных светил, на которые он направил в 1610 году свою зрительную трубу, было Солнце. В 1613-м были опубликованы знаменитые письма о его открытиях, иллюстрированные изображениями того, что увидел Галилей. Он первым обнаружил на Солнце пятна.

С этого времени регистрация пятен то проводилась, то прекращалась, то возобновлялась вновь. В конце XIX столетия два астронома-наблюдателя — Г. Шперер в Германии и Е. Маундер в Англии — указали на тот факт, что в течение 70-летнего периода вплоть до 1716 года пятен на солнечном диске, по-видимому, было очень мало. К 1843 году после 20-летних наблюдений любитель астрономии Г. Швабе из Германии собрал достаточно много данных для того, чтобы показать, что число пятен на диске Солнца циклически меняется, достигая минимума примерно через каждые одиннадцать лет. Р. Вольф из Цюриха собрал все, какие только мог, данные о пятнах, систематизировал их, организовал регулярные наблюдения и предложил оценивать степень активности Солнца специальным индексом, определяющим меру его «запятненности». Этот индекс, впоследствии названный «числом Вольфа», начинает свой ряд с 1749 года. Нынешний цикл солнечной активности — 23-й по счету с момента начала наблюдений.

Самым наглядным проявлением влияния космических условий на жизнь растений является чередование толщины годичных колец деревьев. График зависимости образования годовых колец, на которую непосредственно влияют количество осадков и температура, очень хорошо накладывается на циклы солнечной активности.

Еще до открытия 11-летнего солнечного цикла английский астроном Гершель сопоставил собранные им почти за двести лет данные о солнечных пятнах с рыночными ценами на пшеницу. Связь оказалась очень простой и четкой — цены были тем меньше, чем выше была солнечная активность. Климат в это время становится более влажным, поэтому урожаи пшеницы — обильнее, а рыночные цены на нее — ниже.

Дмитрий Назаров

Медпрактикум: Жизнь взаймы

С тех пор как человек научился пусть примитивно, но все же заменять потерянные конечности, протезирование прошло долгий путь. Искусственные ноги и руки с течением времени всячески совершенствовались. Но никогда еще ни один аппарат в виде протеза не мог замещать сложные естественные функции несуществующей ноги или руки. Новый тип протезов — нейронный, недавно изобретенный в США, вывел науку о замене частей тела в принципиально новую плоскость.

Суть новой технологии состоит в том, что в результате экспериментов удалось создать такие медицинские протезы, которые способны свести воедино нервную систему человека и электронные устройства. Иначе говоря, нейронные протезы могут улавливать нервные импульсы и преобразовывать их в механическое движение. Это дает возможность людям, лишившимся конечностей, а также тем, у кого нарушены двигательные функции, вернуться к достаточно полноценной жизни. Целый мир отделяет нейронных помощников от их предшественников, которые крепились к телу исключительно в косметических целях.

Первым настоящим взаимодействием между мозгом и внутренними составляющими организма стал слуховой имплантат. Он применяется уже несколько лет, и по сей день им пользуются тысячи людей. Этот имплантат восстанавливает слух, стимулируя акустический нерв, идущий от внутреннего уха к мозгу. Первоначально слуховые имплантаты применялись для помощи детям с врожденной глухотой или потерявшим слух до 3-летнего возраста — впервые в медицинскую практику это было внедрено в Великобритании. Если такой имплантат устанавливается до пятилетнего возраста, то у ребенка есть шанс развить осознанную речь. А недавно в США и глухие взрослые, освоившие разговорную речь, были также обеспечены слуховыми имплантатами. В результате более 50% из них уже в состоянии поддерживать телефонный разговор по прошествии шести месяцев после первого его применения. Сейчас дальнейшие исследования американских ученых-медиков сосредоточены на оставшихся 50% с целью разработки более индивидуализированного приспособления для восстановления слуха. Похожие исследования проводились и проводятся и в области возвращения зрения. Некоторые специалисты работают сейчас над имплантатом сетчатки глаза, хотя эта задача технически очень сложна, так как сетчатка — крайне деликатная часть организма, недаром ее часто сравнивают с влажной бумажной салфеткой. Другие ученые предлагают полную пересадку сетчатки и фиксацию ее с помощью электродов в той части коры головного мозга, которая непосредственно отвечает за зрение. Эта операция позволит абсолютно слепым людям наконец увидеть хотя бы проблески света.

В новых нейронных протезах электрические системы подражают мозгу, используя для контроля за движением сенсорные вставки. Кроме того, нейронные протезы обещают дать вполне обоснованную надежду на будущее и тем людям, которые страдают различными заболеваниями, связанными с нарушением в системе передачи нервных импульсов, такими как рассеянный склероз, паралич, глухота и слепота. Это может показаться фантастическим, но, помимо всего прочего, система внедрения нейронных протезов позволяет пациентам испытывать почти реальные ощущения, производимые, например, искусственной ногой. Датчики давления в ступне передают его на различные части ноги, посылая покалывающие сигналы на остатки ампутированной конечности, — чем больше давления оказывается на искусственную ногу, тем больше ощущений передается на остаток конечности. Со временем мозг пациента начинает интерпретировать эти ощущения так, как если бы их источником была его собственная нога.

Обратная сенсорная связь ведет к развитию необходимого баланса не только для ходьбы и бега. Часто пациент начинает ощущать, что его искусственная нога самым естественным образом связана с телом. Подобные протезы существенно увеличивают двигательные возможности, а их внешний вид максимально приближен к натуральному. Увеличение чувствительности позволяет травмированным людям вступать в более тесный контакт с окружающим миром и дает возможность пусть и не до конца, но все же восстанавливать утраченные ощущения.

Другая область применения нейронных протезов — стимуляция естественных процессов в парализованных конечностях. В этих случаях применяется функциональный электрический стимулятор (ФЭС), когда имплантированные электроды поставляют электрические импульсы в мышцы так же, как мозг подает импульсы через нервные окончания в здоровые части тела. ФЭС используют для восстановления функций верхних и нижних конечностей, мочевого пузыря и кишечника.

Наиболее развитое на сегодняшний день приспособление — свободная рука (FreeHand) — создано американскими исследователями. Оно координирует электрическую стимуляцию парализованного предплечья и мышц руки, позволяя совершать необходимые для повседневной жизни движения. Эта система предназначена для людей, чьи руки, ноги и тело парализованы в основном вследствие повреждения позвоночника.

Сенсор, расположенный на груди, измеряет движения плеча, а монитор на запястье фиксирует его действие. Затем контрольный сигнал идет к имплантированным электродам через внутренний процессор, стимулируя мышцу к выполнению необходимого движения. Сейчас уже 65 человек используют систему FreeHand, благодаря ей они могут самостоятельно одеваться, чистить зубы, есть, пользоваться телефоном и компьютером.

Команда, разработавшая и внедрившая в жизнь ФЭС, тестирует также и протез нижней конечности, который поможет многим людям, страдающим параличом обеих ног, освободиться от инвалидного кресла. Пациенты, участвующие в этой экспериментальной программе, уже ждут своей очереди на получение второго имплантата, способного активизировать их мышцы для выполнения функций ходьбы.

В XVI веке французский хирург Амбруаз Паре основал научное протезирование, создав цельнометаллические, а иногда даже с движущимися частями руки. Позже такие цельные руки уступили место одинокому крюку или обтянутой кожей нефункционирующей руке. Деревянные ноги использовались гораздо раньше, возможно, еще во времена Римской империи.

Судя по романам писателей XIX века, ампутация была довольно обычным явлением по причине большого числа дорожно-транспортных аварий, а также после ранений в наполеоновских войнах. Те, кто выживал после операции (30 процентов, как правило, умирало), использовали так называемую пробковую ногу, иногда оснащенную специальными пружинами.