nature_wonder ([info]nature_wonder) wrote,
2012-02-13 10:33:00
  • Previous
  • Memorize
  • Share
  • Next
  • Music: Whitney Houston "My Love Is Your Love"

О твердой и зыбкой почве

Жизнь, конечно, полна неожиданностей. Однако моя готовность к ним, как кажется, распределена неравномерно.
Речь идет об операции, проделанной кардиохирургами из Texas Heart Institute. Они заменили сердце 55-летнего пациента, который находился на грани смерти от амилоидной дистрофии. Имплантировали ему механический насос. Особенность в том, что прибор обеспечивает непрерывный поток крови, по типу лопастной турбины, т.е. не генерирует пульса. Такое «сердце» не бьется, только еле слышно жужжит. Больной вышел из коматозного состояния и прожил пять недель, пока его почки и печень не отказали окончательно. После имплантации прощупать пульс у такого человека не получится, его попросту нет.




Ранее как-то сама собой сложилась картина, согласно которой любой организм пронизан всевозможными ритмами, пульсациями, циклами. В этом просматривается нечто фундаментальное, присущее живому. Система кровообращения позвоночных, вся их физиология естественным образом настроены на периодические сердечные сокращения. Миллионы лет эволюции оттачивали такую организацию, не предполагая появления искусственных турбинных имплантов. Но более тридцати телят, которым заменили сердца на механические моторы, прекрасно обходились без сокращений. И Крейг Льюис уже на следующий день после операции общался с докторами, принимал пищу. Удивление в данном случае вызывает не только сам факт адаптации к принципиально новому режиму работы, но и то, насколько легко она происходит.

Такие вещи всегда возвращают меня к одному и тому же вопросу: на какую часть своих представлений можно полагаться твердо? Как подчеркивал Уотсон в своих разговорах с Криком, правильная гипотеза не должна удовлетворять всем фактам, поскольку часть из них будет впоследствии опровергнута.

Хорошо известно, что работа нервной системы основана на прохождении электрических импульсов по отросткам нейронов. Механизм этого явления стал ясен еще в 1952 году, когда А.Ходжкин и Э. Хаксли предложили модель, описывающую процессы ионного транспорта через мембрану и прохождение импульса потенциала вдоль мембраны. За что и удостоились потом Нобелевской премии. Данное представление о функционировании нервных клеток выдержало испытание временем, прошло многочисленные проверки экспериментом и относится, безусловно, к той части знания, на которую всецело можно опираться. В самом деле, что тут можно возразить – десятки лет тысячи специалистов основывали свою работу именно на таком понимании, и у них, надо сказать, многое получилось.

Сообщение о «человеке без пульса» вызвало у меня сложную цепь ассоциаций, на конце которой возник датский биофизик Томас Хеймбург (Thomas Heimburg) из Института Нильса Бора. Этот человек давно утверждает, что, наблюдая электрические импульсы, мы видим эпифеномен - побочный продукт, а не механизм явления. Реальное действие нейрона основано не на электричестве, а на механических волнах, прокатывающихся по мембране. У него, разумеется, своя система фактов и рассуждений, в соответствии с которой мембранные белки не играют активной роли каналов (приписываемой им моделью потенциала действия). Иными словами, человек переворачивает картину там, где она переворачиваться не должна. К этому можно было отнестись как к анекдоту, однако совсем недавно Хеймбург получил приличный грант на исследования в рамках своей теории.
Мне его аргументы не кажутся сколько-нибудь убедительными. И думаю, что модель Ходжкина-Хаксли устоит. Но дело в другом. Бессердечный Крейг Льюис своими пятью неделями жизни делает почву более зыбкой. Приходится быть готовым к изменениям даже там, где их раньше не допускал.

/


First ‘Heartless’ Man: You Don’t Really Need A Heart, Or A Pulse
A Shocking Idea: Nerves Might Run on Sound, Not Electricity
Физики опровергают общепринятое представление о природе нервного импульса
T. Heimburg (2010) The physics of nerves
Tags: biology, raw, видео, наука

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    switch
     
    Help
  • 97 comments
Previous
← Ctrl← Alt
  • 1
  • 2
Next
Ctrl →Alt →

[info]Alex Dubov

February 13 2012, 06:45:57 UTC 3 months ago

Интересно, когда Чарльз Парсонс продемонстрировал свою турбину, ему то же самое говорили? "Мы, дескать, привыкли, что паровые машины обязаны пыхтеть и пульсировать, а ты тут устои подрываешь?" :-)

В конечном итоге, кровеносная система ничем не отличается от водопровода, и совсем не важно, чем кровь качать, турбинкой или поршнем (как бы, машины "сердце-легкие" тоже устроены не так, как сердце, и пульса не дают). Как из этого можно делать хоть какие то выводы относительно функционирования нервной системы, для меня совершенная загадка.

[info]nature_wonder

February 13 2012, 08:41:26 UTC 3 months ago

"кровеносная система ничем не отличается от водопровода"

Я же говорю, все дело в представлениях. у кого какие. В зависимости от этого человек либо удивляется, либо нет.

[info]jaricleiv

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

Deleted comment

[info]eldhenn

February 13 2012, 06:49:39 UTC 3 months ago

Не вижу проблемы. Почему бы организму не работать с постоянным током крови? Его нельзя создать бионасосами, это другой вопрос. Что природа смогла, то сделала. Главное, чтобы круги кровообращения работали. А как они это будут делать...

[info]pingback_bot

February 13 2012, 06:50:49 UTC 3 months ago

Ворованное.

User [info]dgies referenced to your post from Ворованное. saying: [...] часть из них будет впоследствии опровергнута. http://nature-wonder.livejournal.com/207812.html [...]

[info]varsopko_alexey

February 13 2012, 07:02:12 UTC 3 months ago

Буквально на днях думал о том, что ни одна теория, каким бы гениальным не осознавал себя ее автор, не должна "закрывать" проблему, так как всегда могут открыться новые обстоятельства. Меня, правда, волнуют гуманитарные проблемы. Но если и в "точных" науках все не однозначно, то...
Спасибо.

[info]cobetbi

February 13 2012, 07:05:23 UTC 3 months ago

Я у вас всё время писал - ерунда все эти импульсы в нейронах. И тут как бы исходят не из "импульсности" кровеносной системы. Тут тупо исходят из математики + вычислительных машин. Просто вообще нет другой парадигмы объяснения преобразований информации, кроме как "импульсной". Но это, на мой взгляд, идиотизм. Мозг - не компьютер, не цифровая машина.

[info]cobetbi

February 13 2012, 07:08:17 UTC 3 months ago

Хотя, хрен его знает. То, что не цифровая - однозначно. А с "импульсностью" мне не всё понятно.

[info]markshat

February 13 2012, 07:13:18 UTC 3 months ago

это как в песне, где вместо сердца пламенный мотор, сказка так и не становится былью. ведь имплантация турбин вместо насосов еще не означает, что все сердца будут заменены на трубины. это ведь делается только в критической ситуации. зубные протезы не вставляются с самого детства, хотя в протезировании зубов продвинулись даже дальше, чем в имплантации сердечных турбин. т.е. жизнедеятельность так и будет продолжаться поддерживаться ритмами, пульсациями, циклами. и вставлять турбины можно будет только при условии, что в подавляющем большинстве случаев как нечто фундаментальное эти ритмы, пульсации и циклы будут иметь место. а значит, фундаментальное представление о свойствах, присущих живому, остаются на месте.

[info]_tsvetkov_

February 13 2012, 07:14:24 UTC 3 months ago

есть такое понятие как shear stress. и он, этот shear stress, регулирует экспрессию генов в эндотелиальных клетках. я слышал где-то краем уха про это.

вполне может быть, что при постоянном потоке происходит нечто очень кардинально неприятное.

[info]nature_wonder

February 13 2012, 07:25:34 UTC 3 months ago

А про Хеймбурга что думаешь?

[info]_tsvetkov_

3 months ago

  • Loading...

[info]smthng_strange

February 13 2012, 07:27:29 UTC 3 months ago

Кто-то помнится попытался исследовать сосудистую систему с позиций гидродинамики. И пришел к выводу, что при имеющейся разветвленной сети длиной многие тысячи километров сердце прокачать кровь попросту неспособно. Хотя тут мне множество врачей говорили, что в сосудах есть мускулатура, которая пульсирует в такт сердцу, прокачивая кровь. Непонятно, как вся эта мускулатура адаптируется к отсутствию ритма.

[info]8aetherous8

February 13 2012, 11:20:43 UTC 3 months ago

Непонятно, как вся эта мускулатура адаптируется к отсутствию ритма.

По-моему, она просто качает в своём ритме. Даже разминать ноги рекомендуют почаще именно из-за этого устройства...

Да и вообще, посудите - разве увеличение давления в сосудах до пиковых значений, а потом снова уменьшение (то есть эта самая волна пульсации от сердца) - это полезное явление? Ведь из-за него приходится иметь сосуды более прочными, чем если бы давление было всё время постоянным!

[info]smthng_strange

3 months ago

  • Loading...

[info]snysmymrik

3 months ago

  • Loading...

[info]smthng_strange

3 months ago

  • Loading...

[info]snysmymrik

3 months ago

  • Loading...

[info]smthng_strange

3 months ago

  • Loading...

[info]dims12

February 13 2012, 07:32:38 UTC 3 months ago

Немого не понял: почки и печень отказали из-за болезни или из-за того, что сердце не давало пульса?

[info]nature_wonder

February 13 2012, 07:34:23 UTC 3 months ago

Из-за болезни. Сердце как раз работало отлично.

[info]zlyuk

February 13 2012, 08:16:42 UTC 3 months ago

интересно, что у ivanov-petrov какое-то (долгое) время назад была бурная дискуссия по поводу сердца. он бился почти один против всех, объясняя, что нельзя рассматривать сердце как насос, даже метафорически. его, конечно, интересуют вопросы философии-методологии, т.е., как правильно думать о чём-то в рамках научного подхода, где подводные камни, где фарватер. но вот такой вариант ответа, там кажется не всплывал: давайте заменим сердце на насос и посмотрим, что получится.
это, конечно, не отменяет того факта, что кровообращение - не система насоса и труб, т.к. сосуды покрыты мышцами, кровь не везде жидкая, и т.п. но вот есть функция - гонять кровь по телу, а есть её конкретная реализация - сердце. и оказывается, что они не завязаны жёстко. так же как кость и функция поддержания каркаса. это тут самое любопытное, по-моему, - что такое разделение существует и даже в таких сложных вещах.
нейроны это конечно ещё глубжее. там даже с функцией не очень ясно пока.

[info]eldhenn

February 13 2012, 08:18:40 UTC 3 months ago

Вся жизнь в общем-то делится на "есть задача" и "есть реализация".

[info]zlyuk

3 months ago

  • Loading...

[info]smthng_strange

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]kosilova

February 13 2012, 08:42:23 UTC 3 months ago

Сердце дает большую электрическую наводку, которая может играть роль в различных механизмах регуляции. А может и не играть. По-моему, ЧСС как-то связана с ритмом дыхания, то есть именно ЭКГ воздествует на центр дыхания. Но, вероятно, эти влияния довольно тонкие. Мысль о жизни без пульса вызывает глубокое отвращение, но это, думаю, в основном дело привычки.

[info]konevin

February 13 2012, 09:48:03 UTC 3 months ago

Да совершенно верно.Это система ритмов,задаваемая ритмом сердца.Все они взаимосвязаны-чаще дышишь-чаще сердцебиение и наоборот.Умер пациент так умер,но вот ритм сердца скорее важен для функционирования мозга а мозгом мы и отличаемся от животных.Эта система ритмов создана эволюцией для физических нагрузок,кто занимался бегом тот понимает проблему навязать собственный ритм соперникам.В не экстремальных ситуациях типа больного в кровати вполне можно обойтись без ритма,но ето частный случай жизни,вынужденное решение.
Повышение ритма сердца в норме меняет ВСЮ взаимосвязанную систему ритмов организма,сердце там типа дирижёра,под которого и который система ритмов существует в плавающем балансе.
Без гравитации в космосе человек живёт какое то время,но по возвращении на землю его реабилитируют,кальций уже начал покидать костную массу...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]konevin

3 months ago

  • Loading...

[info]kosilova

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]kosilova

3 months ago

  • Loading...

[info]konevin

3 months ago

  • Loading...

[info]kosilova

3 months ago

  • Loading...

[info]si14

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]si14

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]smthng_strange

3 months ago

  • Loading...

[info]kosilova

3 months ago

  • Loading...

[info]pingback_bot

February 13 2012, 08:49:31 UTC 3 months ago

самая фантастическая история

User [info]slovosfera referenced to your post from самая фантастическая история saying: [...] из читанных в последнее время http://nature-wonder.livejournal.com/207812.html [...]

[info]rabinovin

February 13 2012, 09:21:01 UTC 3 months ago

А кто-нибудь жил с "турбинным сердцем" дольше, чем пять недель?

[info]nature_wonder

February 13 2012, 09:30:00 UTC 3 months ago

Не могу сказать. Это же фактически был эксперимент. Человек умирал, и ясно было, что не спасти. Поэтому решили попробовать (с согласия родственников, разумеется). Там ситуация была такая: либо он умирает прямо сейчас, либо есть шанс подарить ему еще какое-то время жизни.
Так что имплант этот - опытный образец. Доведут до ума, поступит в клиники, тогда можно будет отслеживать статистику.

[info]rabinovin

3 months ago

  • Loading...

[info]smthng_strange

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]ovanes

2 months ago

  • Loading...

[info]smthng_strange

2 months ago

  • Loading...

[info]ovanes

2 months ago

  • Loading...

[info]polare_di_ross

February 13 2012, 09:46:36 UTC 3 months ago

разве сердце не генерирует электрический импульс во время сокращения?
не может же эта функция быть "лишней" в организме.

[info]stoshagownozad

February 13 2012, 12:15:17 UTC 3 months ago

вроде бы там наоборот... генерируется импульс, вследствие которого возникает сокращение мускулатуры. Во всяком случае, не далее как несколько недель назад я работала над статьей ,в которой сердечная деятельность разъяснялась именно как следствие распространения нервного импульса из синусового узла по мышце. Поэтому посторонние "наводки" на мышцу, которые возможны у людей с имплантированными в сердце электродами, могут привести к нарушению сердечной деятельности.

Похоже, что, по крайней мере, на кратких сроках организму не важно, сокращается ли сердце, или же давление создается насосом.
К сожалению, я не физиолог, и не очень представляю себе, как организм обходился без разницы давлений, создаваемых сердечными сокращениями, но, видимо, некоторый перепад же обеспечивался всей системой, иначе кровоОБРАЩЕНИЯ не будет, а будет только кровоСНАБЖЕНИЕ...

[info]snysmymrik

3 months ago

  • Loading...

[info]polare_di_ross

3 months ago

  • Loading...

[info]bioplant

February 13 2012, 11:06:54 UTC 3 months ago

Хороший, честный пост. Редко кто из учёных (про гуманитариев вообще молчу) способен резко корректировать свои взгляды.

[info]snysmymrik

February 13 2012, 12:54:03 UTC 3 months ago

Почему только учёных? Взгляды почти всем трудно корректировать.

[info]kosilova

3 months ago

  • Loading...

[info]stoshagownozad

February 13 2012, 12:17:41 UTC 3 months ago

а как он тогда объясняет воздействие химических препаратов на работу этих самых каналов?

я не настолько в теме, мне просто интересно. Я сама сейчас принимаю лекарство, у которого во влкадыше написано: работает, но мы не знаем как :)))) так что не исключено. Но вроде бы вот есть же средства, которые специально "конструировались" так, чтобы менять проницаемость каналов...

[info]nature_wonder

February 13 2012, 12:54:12 UTC 3 months ago

Препараты вызывают локальные перепады в эластичности мембраны (плавление липидов). Мы думаем, что вещество изменяет проницаемость каналов, а на самом деле полезная работа состоит в изменении их термодинамических свойств.

[info]krech

3 months ago

  • Loading...

[info]krech

3 months ago

  • Loading...

[info]snysmymrik

3 months ago

  • Loading...

[info]snysmymrik

February 13 2012, 12:58:43 UTC 3 months ago

Я вот только не понимаю, как тогда ингибироты ионных каналов влияют на нервы?

[info]nature_wonder

February 13 2012, 13:19:50 UTC 3 months ago

О, механизм анестезии - один из основных камней в фундаменте его теории.

[info]snysmymrik

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]grihanm

February 13 2012, 12:59:59 UTC 3 months ago

А как там с телятами? Растут, бегают? Есть наблюдаемые отклонения?

[info]nature_wonder

February 13 2012, 13:33:09 UTC 3 months ago

Подозреваю, что их уже усыпили. Хотя все может быть.. можно поинтересоваться непосредственно у хирургов.

[info]grihanm

3 months ago

  • Loading...

[info]snysmymrik

3 months ago

  • Loading...

[info]grihanm

3 months ago

  • Loading...

[info]spiritualape

February 13 2012, 14:45:33 UTC 3 months ago

Формально, ничего удивительного тут нет. Немедленной реакции ждать было бы странно, а вот отложенной, когда сосуды начнут болеть - наверное, можно. Но даже в этом случае - сокращения мышц возьмут на себя функции самомассажа...

[info]ibsorath

February 13 2012, 15:11:55 UTC 3 months ago

я тоже про это недавно писал (http://ibsorath.livejournal.com/211713.html) и интересовался, как там все эти обратные связи в организме будут себя чувствоваать... к какому-то выводу мы так и не пришли.

а вот например учащение пульса при волнении и так далее - каких тут можно ожидать сюрпризов, как думаете?

[info]jaricleiv

February 13 2012, 17:30:33 UTC 3 months ago

Кстати, интересный вопрос. Сердце же при нагрузках начинает быстрее работать, прокачивать кровь. А тут? Пациенту нельзя волноваться вообще? Или можно?

[info]ext_929898

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]justandrei

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]justandrei

February 13 2012, 21:37:34 UTC 3 months ago

1. Мне вот интересно, какое артериальное давление для такого человека считается нормальным? То, которое ближе к систолическому, диастолическому или среднему?

2. Ну а что пульс? Скачки давления всё равно сильно сглаживаются по пути к капиллярам. Попробуйте услышать пульс в пальцах - иногда можно, но сложно. При порезе кровь из капилляров и из вен вроде не пульсирует. Так что и при обычном сердце периферические сосуды не сильно чувствуют ритмичность потока.

[info]tannenbaum

February 14 2012, 05:52:35 UTC 3 months ago

Недавно пытала преподавателя-анестезиолога на курсах, который все ссылался на среднее давление (диастолическое плюс треть пульсового (разницы между сист и диаст)). Спрашивала, неужели собственно пульсовое давление не играет никакой физиологической роли, и организму все равно, 110/80 или скажем 130/70. Сказал, что единственная разница, которая ему известна - высокое пульсовое давление вредно в случае хрупких сосудов, аневризма аорты для примера. А вреда от низкого пульсового, сказал, не знает. Мне как-то не поверилось, но аргументов не нашлось.

[info]fayras

February 14 2012, 21:24:31 UTC 3 months ago

ага, на продолжительность жизни как не странно не влияет

[info]tannenbaum

3 months ago

  • Loading...

[info]fayras

February 14 2012, 21:22:54 UTC 3 months ago

я лично в турбировании кровеносной системы невижу ничего сверхъестественного, и видимо кровеносная система данного пациента тоже как и тех телят на которых это было испытанно, а значит пульсация в первом приближении не играет существенной роли, хотя конечно кто знает чтотам будет через 10-20 лет.

По поводу Томаса Хеймбурга, так исследователей продвигающих сомнительные проекты самопиара ради вагон и тележка, а финансирование.. ну так у креационистов бюджет тоже не маленький.. ну или нанотехнологии в россии...

[info]ext_929898

February 16 2012, 12:30:47 UTC 3 months ago

Новость любопытная, но преподносится так как будто такое искусственное сердце было пересажено впервые. Это не так. Их уже больше 20 лет имплантируют. Очень разные модели, от тотальной замены сердца до ауксилярной,в виде, т.н. искусственного левого желудочка, с которым человек может вести каждодневную активность. Их имплантируют на несколько месяцев, обычно перед пересадкой сердца, когда собственное уже никакое. И взрослым и детям. Другое дело что полностью замещающие сердце протезы требуют подвода энергии,часто довольно массивны, больной может ходить, но за ним надо толкать тележку с контролирующим оборудование и батареями. А отказ этого оборудования приводит к мгновенной смерти. Тем более не полностью решены многие проблемы, например неизбежный гемолиз в протезе, непонятно что происходит с эндотелием сосудов при работе протеза,ведь постоянный ток крови совсем не физиологичен, да и искусственные насосы не могут обеспечить все в точь как натуральное сердце. Сейчас разрабатывается система где оба желудочка сердца получают турбину, а так как данная система требует лишь напоясного ношения батарей, больные с ней вполне комфортно себя чувствуют.
По поводу больного-тут вопрос этичности подобного вмешательства. Он был все равно обречен, амилоидоз-путь в никуда. Зачем было продлевать ему страдания? Если конечно во имя науки и медицины он не согласился заранее на вмешательство.

[info]nature_wonder

February 16 2012, 14:07:51 UTC 3 months ago

Насколько я понимаю, подписывали согласие родственники - сам он был уже не в состоянии что-либо отвечать. Им хотелось продлить ему жизнь, желание понятное. Интерес медиков тоже очевиден. По поводу этичности действительно возникают вопросы, но ведь можно посмотреть и так: если у врачей есть способ не дать человеку умереть, они обязаны им воспользоваться. По крайней мере, я бы учитывал этот довод.

Меня впечатляет именно то, что "постоянный ток крови совсем не физиологичен", но при этом "больные... вполне комфортно себя чувствуют".

[info]ext_929898

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]ext_929898

3 months ago

  • Loading...

[info]nature_wonder

3 months ago

  • Loading...

[info]ext_929898

3 months ago

  • Loading...

[info]ovanes

2 months ago

  • Loading...

[info]makrofag2

February 16 2012, 16:11:55 UTC 3 months ago

Дело не в реализации импульса. "Этот человек давно утверждает, что, наблюдая электрические импульсы, мы видим эпифеномен - побочный продукт, а не механизм явления. Реальное действие нейрона основано не на электричестве, а на механических волнах, прокатывающихся по мембране."
Мозг можно создать и на нейристорах.
http://www.scorcher.ru/neuro/neuro.php
Дело в том,что "Проект интеллектуальный нейрокомпьютер не может быть создан пока не будут реализованы механизмы личности."
Вот механизмы личности уже никакой сверхсветовой комп не потянет.
Previous
← Ctrl← Alt
  • 1
  • 2
Next
Ctrl →Alt →
Create an Account
Forgot your login or password?
Facebook Twitter More login options
English • Español • Deutsch • Русский…