автор лого - Климентий Левков Дом ученых и специалистов Реховота
(основан в июле 1991 года)
 
 
В Доме ученых и специалистов:
----------------
 
 
Архив
 
Дом ученых и специалистов Реховота
 
ПРОЕКТ "НАУЧНО И ПОНЯТНО"

Мы начинаем этот проект с научно-популярных статей д-ра Эдуарда Коркотяна, который прочитал для членов Дома учёных и специалистов ряд докладов, которые вызвали большой интерес. Он умеет доступно рассказывать о сложных научных проблемах, его доклады всегда привлекают слушателей, которые задают вопросы, обсуждают тему доклада и всегда просят пригласить именно этого лектора.
   Представим инициатора и автора ряда статей.
   Эдуард Коркотян родился в Армении в 1964 году. Закончил Ереванский Госуниверситет по специальности - иммунология. Затем учился в аспирантуре и работал в Институте физиологии им. Л. Орбели, в лаборатории Центральной нервной системы. В 1993 году защитил докторскую диссертацию на тему функциональной пластичности мозжечка. С 1993 года живёт в Израиле и работает в Институте им Вейцмана в Реховоте. По приглашению проф. Менахема Сегала в 2000 году возглавил отдел конфокальной микроскопии на Кафедре Нейрофизиологии этого Института. Является автором примерно сорока научных и методических статей в области нейрофизиологии, биохимии, биофизики, микроскопии и математического моделирования. Увлекается литературой и историей науки. В качестве автора научно-популярных статей выступает впервые. Пожелаем ему успехов.
   В предлагаемой читателям серии статей автор намерен рассмотреть всё, что связано с ультрафиолетовым излучением: его физическую природу, источники, излучения, его влияние на процессы эволюции, формирования человеческой кожи и её цвета. Мы обсудим положительные и отрицательные стороны загара, дыры в озоновом слое, особенности национальной географии, выработку витамина Д и фолиевой кислоты, роль ультрафиолета в развитии таких болезней как сезонная депрессия, псориаз, меланома и катаракта. А также многое другое.
   Следите за нашими выпусками из серии: "Не делаем секрета из ультрафиолета".

   Публикуем первую статью "УФ - незнакомец".

Юлия Систер    

12.11.2010

 

Не Делаем Секрета из Ультрафиолета:
цикл УФ рассказов


Эдуард Коркотян (Реховот)Эдуард Коркотян

Рассказ первый: УФ-незнакомец

Приходя утром в свою лабораторию по изучению мозга в Вейцмановском Институте, что на севере Реховота, я расчехляю ультрафиолетовую лазерную пушку и тщательно настраиваю, - как говорят оптики, юстирую - луч света, чтобы он попал точно в центр оптического поля. Пушка разряжается кратчайшей вспышкой света, практически незаметной для глаза. Лишь короткий глухой щелчок сопровождает её "залп". Всего он длится 4 наносекунды. Это очень мало: самолет, несущийся со скоростью 1,000 км/ч, пройдёт за это время расстояние всего в один микрометр или чуть больше. Такой путь разглядишь разве что в мощный микроскоп. За эту долю секунды свет пролетает по лабиринту фильтров, линз и зеркал, теряя по пути почти всю свою силу, ослабевая в миллион и более раз.

В самом начале работы с устройством, представитель компании-поставщика показал мне, на что способна пушка, если развернуть ее в полную силу. Мы заблокировали дверь, чтобы никто случайно не вошел в помещение, пропустив мигающее предупредительное табло, надели надежные защитные очки, нацелили "ствол" на плотную черную гардину, за которой угадывалась ламинированная панель шкафа, и отвернулись. Раздался знакомый щелчок. Мы сняли очки. В тяжелой, непроницаемой гардине виднелось аккуратное отверстие, как от крохотной пули. Слой ламината на дверце шкафа навечно запечатлел узкий обугленный след. Такова была сила мгновенной вспышки.

 

Людям далеким от боевых действий пока что нужна лишь малая часть этой силы, вот мы и ослабляем ее в полете. Ворвавшись в объектив специального микроскопа, наш луч фокусируется в крошечную точку под ним. А там - святая святых, живые нервные клетки, выращенные в лаборатории и образовавшие своего рода крохотный мозг на небольшом предметном стекле тринадцати миллиметров в диаметре. У этого "мозга" конечно же, нет глаз, ушей и других органов чувств. Нет у него и сознания с памятью в нашем обычном понимании этих слов. И всё-таки, это - тончайшая нервная сеть, выстроившая сама себя по законам, заложенным в геноме - наследственном коде ее клеток. И нам еще только предстоит выведать все её тайны.

Однако, давайте поговорим об этом в другой раз, а сейчас вернемся к нашему лучу. Зачем он? Какие дела могут быть у света с живой клеткой?

Оказывается, могут. Дело в том, что одной из трудноразрешимых задач, встающих при исследовании нервной системы, является умение тонко воздействовать на неё. Нервная клетка - ничто сама по себе. Чтобы работать, "думать", ей нужны многочисленные связи с другими клетками. Связей может быть несколько сот, а то и тысяч. Значит, пространственно они должны быть совсем крошечными, иначе как им всем поместиться вдоль узких отростков нейрона?

Несмотря на малые размеры, каждый из контактов устроен бесконечно сложно и до полного понимания этих микроскопических "шипиков и бутончиков" еще довольно далеко. Однако известно, что в узкую щель между "передающей" и "принимающей" сторонами выбрасывается мельчайшая капелька особого вещества - нейротрансмиттера. Он-то и передаёт сигнал от мембраны к мембране за время в тысячные, и даже миллионные доли секунды.

Как же сымитировать такой сигнал? Как обмануть клетку, заставить её подумать, будто это вовсе не мы, а нервные волокна послали ей весть? Тут-то и находится работа свету. Только сначала надо заглянуть в лабораторию к нашему коллеге - биохимику, который может сделать удивительную вещь: запаковать нужный нам нейротрансмиттер в химическую коробочку. Это похоже на чертика в табакерке. Только табакерка эта величиной со среднюю молекулу. Чертик сидит в ней, ничем не выдавая себя и оставаясь никому не видимым, в том числе и нашей клетке. К тому же молекул этих делается великое множество, и они плавают повсюду в питательном растворе, оставаясь совершенно неузнанными. Но это только до поры. Вспыхивает мощный луч, собирается на кратчайший миг в заранее выбранной точке и на этом пятачке молниеносным движением вскрывает сотни химических коробочек. Их чертики выскакивают наружу. Всё! - сигнал клетке послан. И вызван он рукой ученого, подчинён его задачам и воле. Так работает механизм лазерной фотохимической распаковки.

 

Что же это за особый свет? - спросите вы. Чем он отличается от того, что мы видим вокруг себя? В сущности, ничем. Просто свет этот ультрафиолетовый, невидимый глазу. Давайте освежим в памяти школьные знания. Дневной свет только кажется белым, однородным. На самом деле это смесь различных излучений и у каждого свой оттенок цвета. Природа света двояка. Он ведет себя то как поток частиц, то как волна. Представим себе неспокойную водную гладь. Волны на ней могут различаться по высоте, то есть по амплитуде. А еще они могут бежать чаще или реже. Частые волны сравнительно короче, уже, а медленные - шире. Отсюда - одна из важнейших характеристик волновых колебаний: длина их волны.

Обычно её определяют расстоянием между соседними гребнями. Длинные волны как бы солиднее, спокойнее. Они легко огибают препятствия; перекатываясь, проникают глубже и дальше. Зато, короткие и частые несут больше сокрушительной силы, разбиваясь в брызги о прибрежные камни. Именно о таких можно сказать: вода камень точит. Кстати, так же ведет себя и звук.

Как известно, звук - это волновые колебания воздуха. Коротковолновый звук воспринимается ухом как высокий. Он полон силы, давит на барабанные перепонки, зато и разносится недалеко, скоро затухает. Низкий же звук (басистый) не так "пронзителен", но его слышно издалека. Впрочем, наше ухо имеет ограниченную чувствительность с обеих сторон звукового спектра: оно не способно расслышать ни слишком коротких волн, (называемых ультразвуковыми) ни слишком длинных (из области инфразвука). Мы воспринимаем звуковые волны в диапазоне от считанных сантиметров до нескольких метров. Похожим образом воспринимается и свет, только длина его волн располагается в нанометровом диапазоне, составляя миллиардные доли метра. Кроме того, распространение света никак не связано с воздухом, да и вообще с какой-либо средой. Человеческий глаз видит лишь часть светового спектра: от сине-фиолетового, "быстрого", коротковолнового до красно-малинового, "медленного" и не такого энергичного. За пределами этих рамок остаётся и наш сегодняшний герой - ультрафиолет. Он "быстрее" и активнее фиолетового; волны его еще уже. Потому-то его и выбирают для тонкой фокусировки и тяжелой, энергичной работы. Тому способствует и лазерный монохромный источник света, потому что обеспечивает сверхточную настройку.

 

Теперь настало время раскрыть еще один секрет: ультрафиолет сам по себе тоже бывает разным. Самый близкий к видимому фиолетовому цвету называется ультрафиолет A (УФ-A). Его еще называют "черный свет", потому что иногда, при отражении от чего-нибудь, его можно слабо различить и тогда он действительно кажется почти черным, как темно-фиолетовые чернила шариковой ручки. Следующий, ультрафиолет среднего диапазона, называют УФ-B. Еще более коротковолновый диапазон обозначается как УФ-C. Эти обозначения очень понадобятся нам ниже - запомним их.

Существование ультрафиолета было сначала предсказано теоретически, а затем и открыто немецким ученым Иоганном Риттером более двухсот лет назад. Но его общая со светом природа была предложена лишь 40 лет спустя. Уже упоминалось, что более частым волнам проще налететь на препятствие в пути, и тогда они рассеиваются, исчезают. Свет солнца несёт в себе много УФ света от А до С и даже еще более короткого, который встретишь только в вакууме. Однако, к счастью, от столкновения с атмосферным озоном, уже в верхних её слоях, абсолютно весь УФ-С, а также большая часть УФ-В, попросту рассеивается, так и не дойдя до земли. К счастью - потому что именно такой свет был бы наиболее опасен для человека, да и вообще, губителен для всего живого. Но достигающая нас солнечная радиация содержит главным образом УФ-А и лишь небольшую добавку из УФ-В. Еще раз подчеркнем, что граница тут чисто условна, один спектр плавно переходит в другой.

С УФ-светом, его влиянием на здоровье человека и других живых существ, связано немало противоречивых мнений и суждений. Расскажем о них в следующих УФ рассказах их этой серии.

(Продолжение)

Copyright © 2010 Эдуард Коркотян    
ноябрь, 2010 г.    



Страница 1 из 4
  ГлавнаяДневник мероприятийПлан на текущий месяц    
copyright © rehes.org
Перепечатка информации возможна только при наличии согласия администратора и активной ссылки на источник! Мнение редакции не всегда совпадает с мнением автора.