Внезапный инфаркт... Внезапный инсульт... Внезапная смерть на ходу... Все чаще в нашем напряженном быту косят эти напасти людей, еще за момент до этого не подозревавших, что их здоровье висит на тончайшем волоске, который внезапно обрывается. Впрочем, почему внезапно? Ни одна болезнь не обрушивается на человека сразу, вдру г. Каждая зарождается и определенное время зреет в организме, прежде чем заявит о себе. И если ее выявить в этот период, то легко и обезвредить. К этой цели и идут российские ученые. Правда, начался этот путь с решения совсем другой проблемы: "конфликта" между человеком и создаваемой им техникой. Человеческий фактор в аварии Проблема эта далеко не сегодняшнего дня. Еще лет тридцать назад беспристрастная статистика начала беспокоить общественность участившимся количеством совершенно необъяснимых аварий и катастроф на земле, в небесах и на море. Самолеты промахивались на посадочные полосы, выходили на недопустимые режимы полетов, теряя управление, или просто сталкивались в воздухе, пересекая границы разрешенных коридоров. Поезда проскакивали запрещающий сигнал светофора и врезались в другой состав. (Последняя такая катастрофа произошла у нас недавно, когда поезд из Великих Лук, миновав три красных сигнала, сокрушил последние вагоны товарняка). Корабли даже при ясной погоде сворачивали на опасный фарватер, обозначенный на лоцманских картах, а в тумане бывало таранили друг друга, несмотря на сирены, радары и прочие ухищрения техники безопасности. Об автомобилях и говорить нечего. Только на дорогах нашей страны ежегодно гибнет больше людей, чем за всю афганскую войну. И во множестве случаев техника была в полном порядке - ошибался человек. По научному определению - оператор, управляющий техническими устройствами. Наука достаточно быстро обозначила проблему: стремительное усложнение и самих технических устройств, и управления ими опережало возможности человека. Впервые это было четко сформулировано для операторов на электростанциях и в центрах управления энергетическими потоками. Отработав, как правило, половину смены, люди порой начинали делать совершенно нелепые, буквально детские ошибки. И сами не могли объяснить, как перевели генераторы на опасный режим работы или направили поток электроэнергии по другой ветке. Не должно было этого случиться, но - произошло. Так же как происходило в самолетах, поездах, кораблях. Сложность управления техникой, необходимость быть в постоянном напряжении заставляло организм сопротивляться некомфортным условиям, тратить лишние силы. А они ведь не беспредельны. Отсюда утомляемость, рассеивание внимания, часто сонливость, даже если человек хорошо выспался накануне - и рука делала не то движение, а глаза не замечали опасности. В системе "человек - машина" компоненты поменялись ролями: человек стал слабым звеном. И в нашу жизнь вошло явление, обозначенное тревожным термином "человеческий фактор". Отдельно следует сказать о сне за рулем автомобиля. Не в городах, конечно, а на загородных трассах. Первыми забили тревогу американцы. На них эта напасть обрушилась, как лавина с горы. Оно и понятно: гладкое, как шелковая лента, дорожное покрытие, допускающее бешеную скорость, мягкая, покачивающаяся подвеска, тихая убаюкивающая музыка из радиоприемника, да к тому же американские нормы не возбраняют принять на грудь энное количество алкоголя... Человек невольно расслабляется, начинает клевать носом. Пробуждение часто бывает ужасным. Короче говоря, три десятилетия назад "человеческий фактор" поставил насущную задачу: спасать человека от машины. Предупредить тот момент, когда организм оператора начинает неадекватно реагировать на окружающие условия, когда мозг регистрирует не ту картину, что передается ему по зрительным нервам, а искаженную, что всплывает, возможно, из глубин подсознания. И многие научные коллективы мира начали эту задачу решать - каждый по-своему. У нас эта работа началась в Институте кибернетики Украинской академии наук. Еще в 70-х годах директор института академик Глушков показывал мне добровольца-испытателя за действующим макетом пульта электровоза. К телу человека прикреплялись датчики, снимающие физиологические показания с разных частей организма - температуру, влажность и электросопротивляемость кожи, ряд других параметров. А поскольку компактных персональных компьютеров тогда еще не было, данные поступали в громоздкую ЭВМ, которая сопоставляла их с самочувствием человека и при неблагополучной ситуации подавала сигнал. Были получены интересные результаты, но на практическую реализацию эта работа не вышла. В самом деле, невозможно доверить пилотирование самолета летчику, облепленному датчиками и проводами: он станет совершать ошибки хотя бы из-за дискомфорта. Даже машинисты локомотивов нервничали на опытных испытаниях, хотя уж им-то бояться приземления было нечего. Тревога на невидимых волнах Необходим был принципиально новый путь решения этой задачи. Его сформулировал и возглавил исследования академик Юрий Гуляев, директор Института радиотехники и электроники РАН: снимать данные с организма комфортным безконтактным способом, причем данные не физиологические, а физические - электромагнитные волны, магнитные и другие поля. Ученым ИРЭ понадобилось двадцать лет, чтобы эту задачу решить, пройдя через несколько этапов, на каждом из которых рождались уникальные медицинские приборы. Можно с уверенностью утверждать: ни один передатчик, сконструированный человеком, не способен генерировать столько электромагнитных волн и физических полей, сколько человеческий организм. Тем более что мы далеко еще не знаем всего, что организм генерирует. Каждый наш орган, каждая ткань, более того - каждая клетка испускает поля или волны, складывающиеся в определенную картинку при определенном состоянии организма. Изменилось состояние - изменилась и картинка. А значит, по ней можно судить, как себя чувствует человек, что у него в порядке, а что нет. Правда, физические поля, которые человек генерирует вокруг себя, чрезвычайно слабые. Но потому-то и взялись в ИРЭ за эту работу, что здесь накоплен огромный опыт по созданию сверхчуткой приемной аппаратуры именно для слабых сигналов. - Одно из самых ярких достижений в медицине - томография, - рассказывает заместитель директора института, доктор физико-математических наук Юрий Обухов. - Томограф как бы сканирует тело по слоям, давая врачу возможность спланировать операцию или лечение. Но в основном томография дает морфологическую картину - структуру, геометрию органов. У живого и мертвого человека эта картина одинакова. А нам нужно определить развитие болезни, функционирование организма в динамике. Это и позволяют наши приборы, регистрирующие волны и поля, которые генерирует организм. По изменению картинки мы определяем, усиливается болезнь, остановилась в своем течении или пошла на убыль. - Проще всего нам было начать с электромагнитных излучений, - продолжает Юрий Владимирович. - Самое сильное электромагнитное излучение, которое испускает человек, - инфракрасное. Тепловое. И в медицине давно уже применяются тепловизоры и термографы - приборы, регистрирующие нагревание какого-либо участка тела. Мы тоже выпускаем такие приборы, конкурентоспособные с американскими и японскими. Но тепловизоры регистрируют излучения, строго говоря, только с поверхности кожи. Максимум на десяток микрон вглубь. Если же надо посмотреть глубже, приходится переходить на более длинноволновые диапазоны. Такой многоканальный радиотермограф у нас создан. С его помощью можно вести очень перспективные исследования. Так, совместно с Институтом нейрохирургии имени Бурденко мы разработали методику по определению эпилепсии. Человек делает несколько глубоких вдохов, и эпилептический участок в мозгу разогревается. А значит, врачам ясно, где и как надо лечить. Также с помощью этого прибора проводится радиоглюкозный тест при онкологической диагностике. Пациенту вводят глюкозу, и раковые клетки разогреваются больше чем нормальные. И это на самых ранних стадиях, когда другими методами обнаружить заболевание вряд ли возможно. Сейчас совместно с Институтом высшей нервной деятельности РАН мы ведем работу по исследованию изменений функций головного мозга у ликвидаторов чернобыльской аварии. Например, им дается арифметический тест: к такому-то числу прибавить другое, вычесть третье, разделить на четвертое. Прибор в это время регистрирует тепловую картинку в мозгу. У здоровых людей при таких вычислениях разогревается определенная часть мозга. У ликвидаторов картинки совершенно разные, будто вычислительные функции берут на себя различные участки мозга. Сегодня физика вторгается в медицину на гребне самых последних достижений научно-технического прогресса, вооружает древнюю отрасль человеческой деятельности новейшими высокими технологиями и уникальными приборами. А у уникальной аппаратуры и цена соответствующая. Нашим медицинским учреждениям купить ее трудно. Потому и существуют эти приборы всего в нескольких экземплярах. А то и в одном, как магнитный сверхпроводниковый кардиограф, созданный на основе исследований ИРЭ. Измеряя магнитное поле, он позволяет установить, как текут электрические токи в сердце, на что обычная кардиограмма неспособна. Уже пять лет этот прибор работает в одной из германских клиник, позволяя врачам регистрировать на ранних стадиях семь видов сердечных заболеваний. И при этом позволяет установить, как действуют на больного различные лекарства, а значит, выбрать наиболее эффективные. Немцы заказали разработку и изготовление этого прибора, немцы оплатили его очень высокую стоимость и увезли с собой. Спи, моя радость, усни. Но не за рулем Но вот для своей последней разработки, к которой ученые ИРЭ шли все эти годы, они прогнозируют самое широкое применение в транспортных средствах. В каждом автомобиле, в каждом самолете, в каждом локомотиве. Речь идет об уникальном, не имеющем аналогов приборе, определяющем степень утомляемости человека, а значит, и степень нависшей над ним опасности заснуть во время движения. - Было замечено, что, когда человек реагирует на различные внешние воздействия - зрительные, акустические, обонятельные, у него возникает так называемый импульс сопротивления кожи, - рассказывает Юрий Обухов. - Правда, считалось, что вероятность определения состояния организма достаточно низка - не более 70-80%. Но в результате долгих исследований нам удалось так обрабатывать сигналы - эти импульсы сопротивления кожи, что вероятность, так сказать, пропуска события составляет десять в минус девятой степени за час. Эта вероятность настолько мала, что практически о ней можно и не думать. А потому нам и удалось создать прибор, который определяет уровень бодрствования машиниста. Я говорю о машинистах, потому что работа велась совместно с Министерством путей сообщения, оно финансировало. И этими приборами мы уже оснастили несколько сотен локомотивов. Оснащение идет и дальше по мере того, как МПС выделяет средства на новые партии приборов. Прибор состоит из двух частей. Первая - неширокий пластмассовый браслет на руке, с вмонтированными во внутреннюю часть датчиками, снимающими показания с кожи. Здесь же вмонтировано миниатюрное устройство, производящее первичную обработку полученной информации и передающее ее с помощью радиосигналов на миниатюрный основной блок. Здесь информация окончательно обрабатывается, и принимается решение: может ли человек и дальше управлять техникой или надо принимать меры безопасности. А поскольку съем сигналов идет непрерывно, то и контроль за состоянием человека не прерывается ни на ми г. И результаты высвечиваются на специальном дисплее, который расположен перед глазами машиниста. Так что он всегда видит по спокойным или тревожным огонькам, какой у него еще резерв бодрствования. Причем речь идет вовсе не о том, что человек на грани засыпания. Речь именно о пороге резерва, за которым следует обратить на себя внимание. И машинист должен сообщить прибору, что сигнал принял: нажать соответствующую кнопку. Если же он этого не сделает, завоет сирена. А в самом крайнем случае, если машинист и на это не отреагирует, поезд автоматически ударит по тормозам. - Сейчас нами сделаны опытные образцы такого же прибора для водителей тяжелых грузовых автомобилей, - говорит Юрий Обухов. - Пока они недешевы, стоят несколько тысяч долларов, поскольку интегральные схемы для них по заказу разработчиков изготавливает иностранная фирма. Но в продаже, мы надеемся, будут не очень дорогими. Вспомните элементарный закон экономики: чем партия товара больше, тем он дешевле. Мы делаем их для белорусских "МАЗов" по заказу завода, и в сравнении со стоимостью самой машины цена прибора будет вполне допустимой. Конечно, это несколько другие приборы, чем для машинистов, скажем, здесь в случае опасности нельзя ударить по тормозам: можно разбить машину. Но каким-то образом полную безопасность придется предусмотреть, учитывая склонность некоторых наших водителей садиться за руль после хорошего застолья, в результате которого их никакая сирена не разбудит. Самым реальным выходом, очевидно, будет то, что двигатель просто не заведется или заглохнет на ходу. Сейчас институт приступил к разработке подобных приборов для водителей легковых машин. Что ж, прогноз дальнейшего развития техники, ее неминуемого усложнения предрекает, что они обязательно понадобятся, станут такими же необходимыми, как сегодня ремни безопасности. Только здесь есть свои нюансы. Сложные проблемы точности обработки информации и миниатюризации конструкции ученых не пугают: уверены, что решат. Но вот доступная цена прибора... Однако здесь должен сыграть тот самый закон экономики. И когда наше постоянно бдящее ГИБДД обяжет нас покупать эти изделия, их поставят на массовый поток, благо свободных производственных мощностей в стране достаточно. Да и интегральные схемы будут не японские, а отечественные. Тогда ничего - раскошелимся. Жизнь - она дороже. Диагноз на ходу Но и это только очередной этап к достижению конечной цели. А цель ученых - создание прибора не только для водителей, машинистов, пилотов - для каждого человека. Прибора, постоянно контролирующего не только утомляемость, но и полное состояние нашего организма, в т. ч. и начало заболеваний, которые проявятся только через несколько лет, и посылающего данные на центральный компьютер, который при малейших признаках неблагополучия сигнализирует о необходимости принятия мер. Вообще-то такой прибор не новинка: его давным давно придумали фантасты и даже дружно указали дату его появления - ХХI век. Что ж, очень многое из того, что предрекали фантасты, уже сбылось. Да и до ХХI века осталось меньше года.