จุดมุ่งหมายของการวิจัยทางชีวการแพทย์ส่วนใหญ่คือการค้นพบความรู้ใหม่ที่จะนำไปสู่การมีสุขภาพที่ดีขึ้น ที่สถาบันสุขภาพแห่งชาติ (NIH) ในสหรัฐอเมริกา เราดำเนินการนี้โดยสนับสนุนการวิจัยเกี่ยวกับการป้องกัน การตรวจหา การวินิจฉัย และการรักษาโรคและความพิการ ตั้งแต่ความผิดปกติทางพันธุกรรมที่หายากที่สุดไปจนถึงโรคไข้หวัด เช่นเดียวกับการวิจัยเกี่ยวกับหลักการพื้นฐาน ของชีววิทยา
ในบทความนี้
ฉันต้องการพูดถึงความเชื่อของฉันที่ว่า เราจะทำสงครามกับโรคได้อย่างมีประสิทธิภาพก็ต่อเมื่อชุมชนวิทยาศาสตร์ควบคุมพลังของสาขาวิชาต่างๆ ไม่ใช่แค่ชีววิทยาและการแพทย์เท่านั้น สาขาวิชาที่เกี่ยวข้องเหล่านี้มีตั้งแต่คณิตศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และวิทยาการคอมพิวเตอร์ ไปจนถึงสังคมวิทยา
มานุษยวิทยา และพฤติกรรมศาสตร์ แต่น้ำหนักของหลักฐานทางประวัติศาสตร์และโอกาสสำหรับอนาคตทำให้ฟิสิกส์และเคมีโดดเด่นที่สุดในบรรดาสาขาวิชาเหล่านี้ ฟิสิกส์และชีววิทยาฉันจะหารือเกี่ยวกับผลกระทบของฟิสิกส์ต่อวิทยาศาสตร์การแพทย์จากสามมุมมอง ประการแรก ร่างกายมนุษย์และส่วนประกอบ
เป็นวัตถุทางกายภาพที่สามารถดู วัด และเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่คล้ายกับสิ่งที่นักฟิสิกส์อาจทำกับวัตถุทางกายภาพใดๆ ประการที่สอง ฉันจะเตือนคุณถึงช่วงที่สำคัญอย่างยิ่งยวดในประวัติศาสตร์ของชีววิทยา ซึ่งนักฟิสิกส์ได้เปลี่ยนแปลงการศึกษาสิ่งมีชีวิตด้วยการช่วยค้นพบหลักการ
ของการถ่ายทอดทางพันธุกรรม ประการที่สาม ฉันจะอธิบายปัญหาร่วมสมัยบางอย่างในวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ที่ฉันเชื่อว่าเป็นความท้าทายสำหรับนักฟิสิกส์ทั้งเด็กและผู้ใหญ่ ฉันจะอธิบายถึงวิธีที่ NIH พยายามทำให้เส้นทางจากการฝึกอบรมอย่างเป็นทางการในสาขาฟิสิกส์ไปสู่บทบาท
เชิงสืบสวนสอบสวนในสาขาวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ ฉันเป็นเพียงนักวิจารณ์คนล่าสุดในสายยาวที่ได้แสดงประเด็นที่ค่อนข้างชัดเจนว่า เป็นเวลาอย่างน้อยหลายร้อยปีมาแล้วที่นักฟิสิกส์ – และโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลักการ วิธีการ และเครื่องจักรของพวกเขา ได้ให้ความกระจ่างเกี่ยวกับมุมมองของเรา
เกี่ยวกับ
ร่างกายมนุษย์และของ สิ่งมีชีวิตอื่นๆความคิดนี้กลับมาหาฉันตั้งแต่ยังเด็กเมื่อพ่อของฉัน ซึ่งเป็นอายุรแพทย์ที่มีสำนักงานเชื่อมต่อโดยตรงกับบ้านของเรา แสดงให้ฉันเห็นว่าการเอ็กซ์เรย์และการถ่ายภาพด้วยรังสีสามารถเปิดเผยกระดูกและปอดของสัตว์เลี้ยงของเราและผู้ป่วยของเขาได้อย่างไร
และช่วยให้ ทำการวินิจฉัยโรค เรินต์เกนและเอดิสันเป็นผู้บุกเบิกในด้านนี้ ความสำคัญของการใช้การค้นพบทางฟิสิกส์เพื่อรับรู้การทำงานทางชีวภาพนั้นสร้างความประทับใจให้กับฉันที่วิทยาลัยมากขึ้น เมื่อหนึ่งในโครงการอิสระโครงการแรกของฉันกำหนดให้ฉันพยายามอธิบายจุดสูงสุดและหุบเขาซ้ำๆ
ของคลื่นไฟฟ้าหัวใจของฉันเป็นบันทึกการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าในน้ำทะเลเค็ม ทะเลของร่างกายมนุษย์ความทรงจำส่วนตัวเพียงเล็กน้อยเหล่านี้เป็นเพียงตัวอย่างวิธีการทางฟิสิกส์หลายร้อยวิธีที่ใช้เพื่อดูร่างกายของสิ่งมีชีวิตโดยไม่รบกวนการผ่าทางกายวิภาคหรือเพื่อให้เห็นภาพส่วนประกอบเล็กๆ
ของสิ่งมีชีวิตการนำเสนอหัวข้อนี้อย่างเป็นระบบมากขึ้นเสนอ เป็นคำแนะนำให้สังเกตว่ามีกี่วิธีที่สามารถจัดประเภทเป็นเทคนิคที่ช่วยให้เราเห็นภาพภายในร่างกายมนุษย์ในระดับความละเอียดที่สูงขึ้นตามลำดับ หรือทำให้เราเห็นองค์ประกอบต่างๆ ของร่างกายที่เล็กลงๆ
วิธีการ
ของ “การถ่ายภาพมาโคร” รวมถึงรังสีเอกซ์แบบดั้งเดิม การสแกนด้วยเอกซเรย์คอมพิวเตอร์ อัลตราซาวนด์ การตรวจเอกซเรย์ปล่อยโพซิตรอน (PET) และการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) ผลกระทบของขั้นตอนเหล่านี้ต่อการปฏิบัติทางการแพทย์นั้นไม่มีข้อกังขาใดๆ และยังคงเติบโต
ต่อไปเมื่อมีวิธีการใหม่ๆ และการใช้งานใหม่ๆ ปรากฏขึ้น สองตัวอย่างล่าสุดแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่น่าตื่นเต้นสำหรับทั้งงานทางคลินิกและงานสืบสวน – การใช้ PET และ MRI ร่วมกันเพื่อให้ภาพสมองมนุษย์ในที่ทำงาน (รูปที่ 1) และการใช้ MRI เพื่อวิเคราะห์ลักษณะโครงสร้างและหน้าที่ของมนุษย์
หัวใจในสภาวะที่เป็นโรค“การถ่ายภาพระดับจุลภาค” เริ่มต้นจากการใช้หลักการทางแสงเพื่อสร้างกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสง แต่ได้พัฒนาไปสู่ระดับความละเอียดที่สูงขึ้นมากด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ผลึกรังสีเอกซ์ และเรโซแนนซ์แม่เหล็กนิวเคลียร์ บางครั้งวิธีการหลายชุดก็พิสูจน์ได้ว่า
มีความสำคัญ เช่น ในการใช้การผสมกันของโมเลกุล เคมีฟลูออโรโครม เลนส์คลื่น และวิทยาการคอมพิวเตอร์ใน “สเปกตรัมคาริโอไทป์” ขั้นตอนนี้ช่วยให้สามารถระบุโครโมโซมของมนุษย์ปกติทั้ง 23 คู่ได้อย่างรวดเร็ว และยังรวมถึงต้นกำเนิดของโครโมโซมที่รวมตัวกันใหม่ซึ่งมักจะปรากฏในเซลล์มะเร็ง
ความสำเร็จที่รอคอยมายาวนานในการใช้เทคนิค ซึ่งเป็นเทคนิคที่สืบทอดกันมายาวนาน เพื่อแก้ไขโครงสร้างของโปรตีนที่ฝังอยู่ในเยื่อชีวภาพได้เปลี่ยนการศึกษาเกี่ยวกับการทำงานของเซลล์และโรคเมื่อไม่นานมานี้ ฉันใช้ตัวอย่างที่สำคัญของความก้าวหน้านี้ ซึ่งเป็นการวิเคราะห์และเพื่อนร่วมงาน
ของโพแทสเซียมแชนเนลโปรตีน เพื่อทำความเข้าใจว่าแชนเนลสามารถมีประสิทธิภาพได้อย่างไรและยังเป็นเช่นนั้น เลือก เมื่อให้เหตุผลการลงทุนเพิ่มเติมในการวิจัยต่อสภาคองเกรสในปีนี้ แม้จะเป็นศูนย์กลางของการมีส่วนร่วมของฟิสิกส์ต่อชีววิทยาและการแพทย์แผนปัจจุบัน ฉันตระหนักถึงอันตราย
ที่การเน้นย้ำของฉันอาจถูกตีความว่าจำกัดและอาจถึงขั้นดูหมิ่น เพราะ (บางคนอาจกล่าวว่า) ฉันวาดภาพนักฟิสิกส์เป็นเพียงผู้พัฒนาเครื่องมือวัดที่ ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ชีวการแพทย์ทำงานที่สำคัญจริงๆ มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้ฉันอ่อนไหวต่อประเด็นนี้: ในคำอธิบายเกี่ยวกับบทบาทของฟิสิกส์
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
