Второе заседание Российско-украинского семинара

30 марта 2007 года в читальном зале для научных сотрудников Научной библиотеки БелГУ состоялось второе заседание Российско-украинского постоянно-действующего семинара по продвинутым научным исследованиям и инновационным технологиям, на котором был заслушан доклад сотрудников Института голографии и ХНУ им. В.Н. Каразина Тишко Т.В., Титаря В.П. и Тишко Д.Н. «Методы цифровой голографической интерференционной микроскопии» (см. тезисы Tezise.doc и презентацию доклада Presentation.ppt).

Семинар вели доктор географических наук, зам. по инновационной деятельности проректора по научной работе БелГУ В.М. Московкин и доктор биологических наук, профессор кафедры анатомии и физиологии человека и животных БелГУ М.З. Федорова. Ниже дан обзор работы семинара.

Мировой приоритет харьковской школы голографической микроскопии и патовая ситуация в коммерциализации научных знаний

В первой части доклада, директор Института голографии Титарь Владимир Петрович, рассказал об истории зарождения голографии, общих принципах и методах голографической микроскопии и областях их приложения – от диагностики устойчивости объектов культурного наследия до детального изучения морфометрических характеристик эритроцитов. Изучение древних трудов и новейших взглядов на природу зрения, позволило сотрудникам Института голографии построить новую концепцию функционирования глаза и показать, что он является волновым голографическим объектом. В первой части доклада был убедительно показан мировой приоритет харьковской школы голографической микроскопии и отмечено, что многолетние (в течение 30 лет) исследования в Харькове активизировали такие исследования за рубежом, главным образом, в США и Швейцарии, где также сформировались мощные научные школы в этом направлении, и уже объявлено о планах создания голографического телевидения. Различия в методологическом инструментарии харьковской и зарубежных научных школ состоит в том, что в основе построенного в Харькове голографического микроскопа лежат оптические механизмы, а цифровой обработке отведена вспомогательная роль, а за рубежом – наоборот.

Из-за отсутствия в Украине, которой ещё долго суждено заниматься политическими «разборками», интереса к науке, похоже, что основные выгоды от реализации идей голографии, как это часто бывало раньше в других областях науки, получат развитые страны. У них имеется на порядок больше возможностей воплотить их в серийные приборы и установки, а мы будем в дальнейшем закупать их по баснословным ценам, как это сейчас имеет место в квантовой электронной микроскопии.

В.П. Титарь отметил, что в случае серийного производства харьковский голографический микроскоп, без компьютерной его части, будет стоить всего 2-3 тыс. долл. США.

Если государство не в состоянии поддерживать научные исследования и коммерциализацию их результатов, то оно должно хотя бы создавать условия для этого, например в виде налоговых скидок на промышленные НИОКР и инновационную деятельность, как это делается в развитых странах. Такая косвенная государственная поддержка привела к тому, что в США и Японии до 2/3 расходов на НИОКР приходится на предпринимательский сектор. К этому сейчас стремится и ЕС (к 2010 г. расходы на НИОКР должны составлять 3% ВВП и 2/3 из них должны приходиться на предпринимательский сектор). Во всех развитых странах наблюдается активное участие государства в проведении инновационной политики. В этой связи, следует с удовлетворением отметить, что Россия первая среди стран СНГ приступила к разработке законопроекта об инновационных налоговых льготах, в котором разработчики (Минфин России) особое внимание уделят идентификации инновационной деятельности, чтобы строго определить границы применения инновационных налоговых скидок.

Мы (БелГУ) являясь членами Национальной ассоциации по инновациям и развитию информационных технологий (НАИРИТ), будем лоббировать интересы всех наших украинских партнеров, чтобы привлечь внимание российского венчурного капитала к их уникальным разработкам. И это будет правильным решением, так как корни всех этих разработок лежат в недрах советского ВПК, и Россия как правопреемник СССР должна позаботиться о них для своей же пользы.

Во второй части доклада, руководитель сектора оптической голографии Института голографии Тишко Татьяна Васильевна, рассказала о возможностях метода голографической микроскопии в изучении морфологии эритроцитов крови человека и крыс. В первом случае интересные результаты были получены по изучению влияния на форму эритроцитов озона (внутривенные инъекции), а во втором – облучения гамма-радиацией (см. презентацию). Тишко Т.В. отметила, что идеальные двояковогнутые формы эритроцитов в обычном состоянии наблюдались только у одного человека (хирург, возраста 56 лет) и сразу после внутривенных инъекций озоно-кислородной смеси. Поэтому необходимы дальнейшие систематические исследования по изучению влияния озона на морфологию эритроцитов – важно определить продолжительность и интенсивность курса озонотерапии, которая приведет к устойчивой нормализации эритроцитов. Такие исследования планируются нами после создания на базе БелГУ Института озонотерапии и медицинского оборудования при поддержке одноименного харьковского института. Харьковские исследования позволяют высказать гипотезу о том, что у большинства населения Украины наблюдается аномальная форма эритроцитов. Если это так, то причиной этого, на наш взгляд, являются кардинальное ухудшение состояния окружающей среды, особенно, после Чернобыльской катастрофы и тотальная алко- и табакозависимость населения страны, приводящие к необратимым изменениям на генетическом уровне. Установка нескольких таких приборов в крупных медицинских клиниках позволила бы довольно быстро выявить различные неблагоприятные факторы, влияющие на морфологию эритроцитов крови человека.

В планах Института голографии создание «атласа крови» и написание совместной научной монографии с учёными Томского государственного медицинского университета.

После завершения семинара биологи БелГУ договорились с Институтом голографии о проведении, на инициативных началах, совместных исследований по морфологии лейкоцитов крови. К сожалению на нашем семинаре не присутствовали исследователи и аспиранты медицинского факультета БелГУ, но мы ведем подготовительную работу по организации совместных исследований между кафедрой гинекологии и акушерства БелГУ и Институтом голографии, в которых планируется изучение морфологии всего основного спектра клеток крови человека. Мы также договорились о необходимости размещения на онлайновой платформе Еврокомиссии «CORDIS» научного профиля Института голографии по изучению морфологии клеток крови в партнерстве с БелГУ, с целью поиска партнеров для участия в тендерах 7-ой Рамочной программы ЕС по исследованиям и разработкам.

В.М. Московкин,
фото Лидии Лазаревой

Изобретён новый способ исследования крови

30 марта в одном из читальных залов Научной библиотеки БелГУ прошёл Российско-украинcкий семинар по продвинутым научным исследованиям и инновационным технологиям. Семинар был посвящён методам цифровой голографической интерференционной микроскопии. Руководитель сектора оптической голографии харьковского Института голографии Татьяна Васильевна Тишко и генеральный директор Института Владимир Петрович Титарь представили исследование морфологии эритроцитов крови с использованием метода голографической интерференционной микроскопии.

Эритроцит (красное тело) крови здорового человека представляет собой двояковогнутый диск. Такая форма обеспечивает клетке наибольшую площадь (для переноса кислорода) и максимальную способность деформироваться без разрушения. Только двояковогнутый эритроцит способен просачиваться через микроскопические отверстия в стенках капилляров, обогащая ткани организма кислородом. Красные тела крови больного человека становятся плоскими и даже сферическими, почти круглыми, а такие клетки не могут деформироваться без разрушения. Подумайте сами, что легче согнуть – блин или апельсин? Апельсин не может согнуться, он может быть только раздавлен. То же самое происходит и со сферическими эритроцитами.

Рассмотрим пример. Ухо человека – единственный орган, где отсутствует прямое кровоснабжение. Кислород поступает в ткани, только благодаря проникновению через мембраны клеток. И для того, чтобы обогатить кислородом ухо, эритроцитам необходимо транспортировать достаточное количество кислорода. А теперь представьте, что эритроциты сферичны, а значит, площадь их поверхности невелика, следовательно, они переносят минимальное количество кислорода, да ещё миллионы таких эритроцитов при попытке пройти через стенки капилляров разрушаются. Сможет ли такая кровь полноценно снабдить орган живительными молекулами? Конечно, нет. В таком случае развивается заболевание - так называемая нейросенсорная тугоухость (нарушение слуха при целостности самого органа). Сферические эритроциты не могут обеспечить кислородом не только определённые органы, но и весь организм. Сферическая форма красных тел крови – прямой знак гипоксии, то есть недостаточного снабжения живых тканей кислородом.

Как узнать о состоянии живых эритроцитов? История исследования эритроцитов сравнительно велика, но единственный способ увидеть трёхмерное изображение этого тела – традиционная электронная микроскопия – предусматривает длительную подготовку образца крови, в том числе высушивание. Естественно, во время подготовки клетки крови погибают. И исследуются уже мёртвые образцы. Единственный способ исследования живых тел и получения их трёхмерного изображения (голограммы) на сегодняшний день – цифровая голографическая интерференционная микроскопия. Используя этот метод, можно получать трёхмерное изображение прозрачных микроскопических объектов в реальное время и измерять их параметры. Для исследования эритроцитов высчитывают коэффициент сферичности. Это величина, равная отношению толщины эритроцита в центре к толщине эритроцита на середине радиуса. Если коэффициент меньше единицы – это норма, но если он равен единице или даже больше, есть риск серьёзного заболевания.

Метод голографической интерференционной микроскопии используется впервые. Регулярные исследования в этой области позволят выявить закономерную зависимость коэффициента сферичности и других параметров от определённых заболеваний, что упростит медицинскую диагностику. Метод сравнительно недорогой, и если исследователям удастся привлечь капитал, можно уже налаживать производство аппаратов для проведения цифровой голографической интерференционной микроскопии и внедрять технологию в городские поликлиники для проведения экспресс-диагностики (анализ занимает около двух минут). Такой анализ крови может стать частью общего анализа, ведь образец крови можно взять обычным способом, например, из пальца.

Лидия Лазарева
(факультет журналистики)