На конференции было заслушано около 1000 докладов в 80-ти секциях.

На секции биофизики и физики живых систем ФМБФ были представлены доклады, посвященные решению биологических задач самыми различными физико-математическими методами. Было заслушано десять докладов.

Все они оказались актуальными, но при распределении призовых мест предпочтение отдавалось уровню подготовки докладчика – умению презентовать свою работу и донести свои мысли до слушателей.

Лучшими были признаны работы Сергея Транькова, Светланы Узловой и Максима Никитина.

И вас посчитают

Первое место присуждено Сергею Транькову, студенту 2 курса ФОПФ. Его работа “Решение уравнения Мак-Кендрика–фон Ферстера для нестабильной возрастной структуры” посвящена фундаментальной проблеме моделирования численности населения.

Если известно возрастное распределение смертности и возрастное распределение рождаемости, мож- но определить, как будет изменяться численность населения. Это некое абстрактное население, но этот математический аппарат можно применить к любому реальному населению.

В рамках всей планеты расчеты делать очень сложно, будет значительная погрешность.

Это абстрактная модель, но она может быть применена для самых разных популяций. Сергей впервые применил метод Лапласа к решению уравнения Мак-Кендрика–фон Ферстера, которое представляет собой дифференциальную форму закона сохранения числа особей в непрерывной модели возрастной структуры популяции.

На его основе построены многочисленные модели, описывающие распределение особей по размерам, массам и другим параметрам.

Для этих моделей аналитически ранее был исследован только предельный случай стабильного распределения возрастной структуры. Аналитическое решение уравнения в общем виде позволит на основании экспериментальных данных сделать более адекватную оценку эволюции возрастной структуры.

Сергей получил общее аналитическое решение и применил его к некоторым частным случаям, где проще всего продемонстрировать, что это решение правильное. Новизна работы состоит в переносе достижений в какой-то одной области в смежную область, где она не использовалась раньше.

Доклад на крови

Второе место присуждено Светлане Узловой, аспирантке ФМБФ. Ее доклад “Акустические эффекты при свертывании крови в интенсивных потоках” был выполнен в Гематологическом научном центре РАН. Светлана изучала процесс свертывания крови, при котором может произойти инфаркт из-за образования тромбов. Нарушения в системе свертывания крови по статистике входят в тройку самых распространенных причин смертности.

До сих пор диагностическая аппаратура могла провести анализ крови примерно за 30–60 минут. В то время сам процесс развития инфаркта занимает считанные минуты.

Стремительность развивающегося процесса тромбообразования часто не оставляет шансов вовремя оказать больному адекватную медицинскую помощь. Понятно, что в этих условиях требуются более быстрые способы диагностики и противодействия наступления инфаркта.

Оказывается, что при сворачивании крови имеют место некоторые акустические эффекты, которых нет в нормальном состоянии. Если мы воздействуем на кровь ультразвуком и ловим отраженную звуковую волну, окажется, что для нормальной крови и крови, которая вот-вот свернется, эффекты будут разными. По анализу спектра этой отраженной волны можно определить, что вот-вот будет инфаркт и необходимо срочно ввести лекарства. Сейчас это идет только как диагностика, есть люди, которые перенесли несколько инфарктов, и их кровь показывает стабильную картину с данными шумами. У здоровых людей такого шума нет.

Благодаря выполненной работе, у специалистов по ультразвуковой диагностике в ГНЦ РАМН появилась возможность интерпретировать появление в кровотоке эхо-контраста у пациентов как раннюю фазу свертывания крови.

Полученные в данной работе результаты демонстрируют принципиальную возможность использования акустических методов для неинвазивной коагулографии.

Дальнейшая экспериментальная и клиническая исследовательская работа в выбранном направлении позволит определить границы применимости предлагаемого метода.

Путеводитель для лекарств

Третье место занял Максим Никитин, студент 3 курса ФМБФ.

Работа выполнялась международной группой ученых из Университета в Чикаго и Института общей физики РАН. Проведены достаточно большие исследования, и они будут продолжены.

Одной из проблем лечения разных болезней является то, что когда мы водим какое-то лекарство, оно воздействует не только на пораженный орган, но и на весь организм. Это особенно актуально при лечении рака химиотерапевтическими средствами. По сути, в организм вводится яд для того, чтобы убить раковые клетки. Ясно, что этот яд будет воздействовать не только на злокачественные клетки, но и на здоровые. Пациент может погибнуть либо от рака, либо от токсического действия лекарств. Сейчас задача врачей – подобрать такую дозу, чтобы вред пациенту был минимален. Лекарство должно атаковать только пораженные клетки и органы. В настоящее время применяется много разных методов, один из них – доставка лекарств с помощью магнитных наночастиц.

Например, посредством укола в кровь вводится множество этих частиц, в которых заключено лекарство, а потом создается локальное магнитное поле, и только в этом поле наночастицы с токсичным лекарством начинают раскрываться и лекарство оказывает действие только локально. Циркулируя, все лекарство будет постепенно приходить по кровеносным сосудам в этот орган.

Эта методика только начинает разрабатываться. В университете Чикаго разработали наночастицы, а в Институте общей физики РАН разработали прибор, который может их регистрировать.

Было показано, что российский прибор действительно может генерировать магнитное поле и концентрировать частицы именно в той области, которая задана.

По результатам заседаний этой секции наиболее зрелые научные работы рекомендованы к печати в сборнике трудов МФТИ.

Владислав ЯВОРСКИЙ

Выпуск №1(1771)-23.01.07.