Горизонты научного поиска

Диалог физиков, медиков, физиологов
состоялся в ОИЯИ на выездном академическом заседании

В течение двух дней, 27 и 28 июня, в Дубне проходила выездная сессия бюро Отделения физиологии и фундаментальной медицины Российской академии наук. Помимо названного отделения РАН в ее проведении приняли участие Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, ГНЦ РФ Институт медико-биологических проблем РАН и Объединенный институт ядерных исследований.

Сессия проходила под председательством академиков РАН В.А.Матвеева, директора Объединенного института ядерных исследований, А.И.Григорьева, вице-президента Российской академии наук, и Ю.В.Наточина, академика-секретаря отделения физиологии и фундаментальной медицины РАН.

Биологические эксперименты на ускорителях заряженных частиц проводятся в ОИЯИ более полувека. По инициативе и при поддержке академиков А.В.Лебединского, В.В.Парина, О.Г.Газенко в ОИЯИ были развернуты широкомасштабные эксперименты по определению биологической эффективности протонов высоких энергий. Эти работы позволили обеспечить радиационную защиту экипажей первых космических кораблей.

В ходе выездной сессии отделения в Дубне обсуждались:

• вопросы действия тяжелых заряженных частиц высоких энергий на структуры и функции центральной нервной системы;
• закономерности и механизмы радиационного катарактогенеза, нарушения зрительной рецепции;
• вопросы прогнозирования опасности галактических тяжелых ядер при осуществлении межпланетных пилотируемых полетов.

О высоком уровне обсуждения заявленных тем свидетельствовал уже сам состав его участников, среди которых 6 действительных членов РАН и 8 членов-корреспондентов РАН, ведущие ученые из крупнейших российских научных центров - физики, биологи, физиологи, медики.

С докладом "Радиобиологические исследования на ускорителях ОИЯИ. Итоги и перспективы" в первый день работы сессии выступил директор Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ член-корреспондент РАН Е.А.Красавин. Участникам сессии были представлены также доклады о возможностях проведения фундаментальных и прикладных исследований на базовых установках Объединенного института - ускорительном комплексе Лаборатории физики высоких энергий и модернизированном реакторе ИБР-2 в Лаборатории нейтронной физики.

Прокомментировать итоги конференции редакция попросила директора Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ члена-корреспондента РАН Евгения Красавина:

- Выездная сессия бюро отделения РАН впервые проводится в нашем Институте. И то, что такое мероприятие связано с приездом большой делегации во главе с вице-президентом РАН академиком А.И.Григорьевым и академиком-секретарем Отделения физиологии и фундаментальной медицины РАН академиком Ю.В.Наточиным, свидетельствует об укреплении связей между ОИЯИ и Российской академией наук в области наук о жизни.

Взаимодействие РАН и нашего Института в области радиационной биологии имеет более чем пятидесятилетнюю историю, которая начиналась, когда на ускорителях заряженных частиц были предприняты первые радиобиологические эксперименты. Они были инициированы освоением околоземного космического пространства и необходимостью обеспечения радиационной безопасности человека в открытом космосе. При подготовке первых космических полетов животных и человека не было ясности в том, как будут вести себя живые организмы в условиях многокомпонентного радиационного воздействия, в том числе при действии протонов высоких энергий, генерируемых Солнцем и исходящих из глубин Галактики. Решить эту задачу стало возможным в наземных условиях, облучая биологические объекты на первом в Дубне ускорителе, генерирующем пучки протонов высоких энергий. В ОИЯИ были начаты многоплановые эксперименты по определению биологической эффективности протонов высоких энергий, которые обеспечили радиационную защиту космонавтов. Таким образом, Дубна внесла весомый вклад в освоение околоземного космического пространства.

35 лет назад в ОИЯИ был создан сектор биологических исследований, и главной задачей нового подразделения стала разработка центральной проблемы радиационной биологии - проблемы биологической эффективности ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками. Впервые было установлено, что различия в биологической эффективности излучений с разными физическими характеристиками определяются не только фактором физической природы, связанным с выделением энергии излучений в генетических структурах, но и способностью клеток к репарации повреждений ДНК. Решение данной проблемы создало теоретическую основу для использования ускоренных заряженных частиц в клинике лучевой терапии, совершенствования мер защиты персонала, работающего в смешанных полях ионизирующих излучений, экипажей космических кораблей в условиях длительных межпланетных полетов. Коллективом специалистов-радиобиологов ОИЯИ исследованы механизмы радиационного мутагенеза, индуцированного многозарядными ионами, разработаны молекулярные и математические модели летальных и мутагенных эффектов заряженных частиц высоких энергий. Изучено влияние микрораспределения энергии излучений в генетических структурах и процессов репарации ДНК на формирование генных и структурных мутаций.

Важным событием в укреплении связей между ОИЯИ и Российской академией наук было принятие Отделением биологических наук РАН в 2008 году постановления о научно-методическом руководстве Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ со стороны ОБН РАН. В настоящее время научно-методическое руководство лабораторией осуществляет Отделение физиологии и фундаментальной медицины РАН.

В Лаборатории радиационной биологии в течение многих лет успешно работает коллектив специалистов, решающий ряд важных фундаментальных и прикладных задач современной биологии. К их числу принадлежат и исследования в области радиационной физиологии. Они связаны с изучением закономерностей и механизмов радиационного катарактогенеза, нарушений зрительной рецепции. Важное направление работ, проводимых в ЛРБ, связано с исследованием действия тяжелых заряженных частиц высоких энергий на структуры и функции центральной нервной системы. Особую значимость эти исследования приобретают для прогнозирования радиационной опасности галактических тяжелых ядер при осуществлении межпланетных пилотируемых полетов.

В принятом по итогам работы постановлении бюро Отделения физиологии и фундаментальной медицины РАН отмечает высокий научный уровень проводимых в ОИЯИ радиобиологических исследований и уникальные возможности ядерно-физических установок ОИЯИ для изучения биологического действия ионизирующих излучений с разными физическими характеристиками. Бюро считает целесообразным развитие в ОИЯИ исследований в области радиационной физиологии (ответственный член-корреспондент РАН Е.А.Красавин).

Бюро Отделения физиологии и фундаментальной медицины РАН одобрило предложенную Лабораторией радиационной биологии ОИЯИ концентрацию усилий в изучении влияния тяжелых ионов высоких энергий на структуры и функции центральной нервной системы, зрительной рецепции. Эти исследования исключительно важны для оценки радиационного риска при реализации пилотируемых межпланетных полетов. Отмечены также высокая эффективность и целесообразность тесного сотрудничества и координации работ в этом направлении между Лабораторией радиационной биологии ОИЯИ, ГНЦ РФ Институтом медико-биологических проблем РАН, Институтом высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН и Институтом биохимической физики РАН.

Учитывая актуальность исследований, проводимых Лабораторией радиационной биологии ОИЯИ совместно с коллегами из институтов РАН, их высокую значимость для решения перспективных задач, связанных с разработкой и реализацией новых межпланетных пилотируемых полетов, бюро Отделения физиологии и фундаментальной медицины РАН считает необходимым просить руководство РАН обратиться в Роскосмос с предложением о подготовке совместных программ.

Слово - организаторам конференции

Приветствуя участников выездного заседания, академик В.А.Матвеев отметил чрезвычайно важное значение для развития науки в целом подобного "межвидового" общения представителей разных областей знания. Особенно для развития таких социально ориентированных направлений, как физиология и фундаментальная медицина, здравоохранение в целом. Сегодня, представляя результаты своей научной деятельности, многие институты физического профиля включают в свои отчеты исследования и разработки в области инновационной деятельности, имеющие прямое отношение к физиологии и фундаментальной медицине, здравоохранению. Таким образом, директор ОИЯИ выразил надежду, что наряду с множеством конференций, посвященных уже упомянутому "межвидовому" общению, эта встреча в Дубне поможет ведущим ученым-медикам, физиологам поближе познакомиться с тематикой ОИЯИ, а физикам Института - с работами и запросами коллег, объединенных в соответствующем отделении РАН.

Вице-президент РАН А.И.Григорьев: Дубна - удивительный город, славящийся своей творческой атмосферой, высочайшем уровнем науки и исключительным гостеприимством. Если мы говорим о развитии наук о жизни (life science), то имеем в виду, что методология познания в этой области в первую очередь определяется физикой, которая, с ее методами, ее инструментарием необходима для самого глубокого познания всего живого на Земле. И мне приятно отметить, что В.А.Матвеев особенно внимательно относится к развитию такого взаимодействия, содействуя как проведению мультидисциплинарных конференций по медицинским проблемам на базе Троицкого научного центра, так и внедрению физических методов в медицинской практике. Может быть, и Дубна станет такой площадкой, на которой науки о жизни получат свое дальнейшее развитие.

Когда-то давно меня пригласил в Дубну академик О.Г.Газенко, один из основателей Института медико-биологических проблем, который активно сотрудничал с физиками ОИЯИ, и мне тоже посчастливилось с вами работать. При активном участии ученых ОИЯИ был решен ряд важных проблем обеспечения пилотируемых космических полетов, разработаны концептуальные решения вопросов радиационной безопасности экипажей космических кораблей. И я надеюсь, что продолжение нашего сотрудничества не заставит себя ждать, и первое выездное заседание нашего бюро будет правильным началом нашего общего пути к решению целого ряда фундаментальных научных и клинических проблем, а союз будет успешным и долгим.

Академик Ю.В.Наточин: Мне вспоминаются здесь, в Дубне, строки, написанные Алексеем Сисакяном, - прекрасным физиком и тонким поэтом, который на своем посту директора Института активно содействовал укреплению союза физиков и радиобиологов: "Я написал все то, что смог, - я поделился не спеша тем, что увидела душа, что мне узрить дозволил Бог...".

Развитие физиологии, медицины без физики невозможно. Изучение всего живого требует понимания исходных условий его зарождения, законов, по которым оно развивается. И здесь мы всецело от вас, физиков, зависим. Физико-химические методы и подходы, получаемые с их помощью данные имеют первостепенное значение и не могут быть отделены от научного древа физиологии без ущерба для понимания природы процессов, происходящих в организме, понимания механизмов функций органов и систем, функций живых организмов, функций у человека как целого. Речь идет о том, что разгадка природы физиологических явлений невозможна без использования, наряду с классическими физиологическими подходами, методов биофизики и биохимии, молекулярной биологии и генетики, без данных об ультраструктурах, в которых сосредоточены протекающие в живом организме процессы. И в процессе наших общих дискуссий с физиками могут появиться общие подходы, например к решению проблем радиационной физиологии с точки зрения комплексного изучения организма как целого.

Материал подготовил Евгений МОЛЧАНОВ, фото Павла Колесова