На службі
Собака – як друг людини, а й вірний супутник наукового прогресу. «Футурист» розповість про собак, які змінили науковий світ найчастіше ціною власного життя.
Чому саме собаки?
Собаки – тварини, які добре піддаються дресируванні та фізіологічно дуже схожі на людей. За тисячоліття пліч-о-пліч з людиною, вони навчилися довіряти нам, виконувати складні та протяжні у часі команди. Наприклад, смирно лежати в апараті МРТ. Спокійно сидіти в капсулі космічного корабля та терпіти десятки датчиків на тілі. Терпіти біль після вивісекції. Поведінка дресованого собаки для людини передбачувана, вона майже не турбується, не буває агресивною при звичних навантаженнях. Саме тому собаки часто використовуються в наукових експериментах і «приклали лапу» до неймовірних відкриттів та здобутків науки.
Собака Ньютона
Для початку – курйоз. Не всі собаки дуже розумні. Трапляються і проколи. Улюблену болонкуІсаака Ньютона звалиДаймонд. 1692 року песик стрибнув на стіл господаря, коли того не було вдома. А купа рукописів на столі була. І палаюча свічка.
Коли пожежу загасили, Ісаак вигукнув: «Ох, Даймонде, Даймонде, тобі не зрозуміти, що ти накоїв»! На поновлення записів не в повному обсязі пішов майже рік.
Собаки Павлова
Звичайно, перший «науковий собака», який спадає на думку – цесобака Павлова.Іван Петрович Павлов став першим українським вченим, який отримав Нобелівську премію (1904 рік). Багато хто помилково вважає, що Павлов отримав «нобелівку» за розробку теорії рефлекторної саморегуляції: адже саме це відкриття заклало базиснауки про вищу нервову діяльність. Але ні, премію йому вручили за роботи у галузі фізіології травлення. Саме Павлов розібрався, як ми їмо і що при цьому відбувається з організмом. Його піддослідними були собаки - голодні волоцюги, що рясно тинялися вулицями Санкт-Петербурга.
Щоб зрозуміти, як працює травна система пса, Павлов займався вівісекцією. Після таких операцій у тілі собаки виявлялися по одній-дві фістули – спеціальних отворів із трубочками, якими стікали внутрішні секрети тварини: слина, шлунковий сік, жовч чи інші. Вивчаючи, як, у порядку та обсязі виробляються секрети, Павлов зробив ряд відкриттів у фізіології травлення. У ході таких експериментів Павлов і помітив, що слина у його підопічних починає вироблятися не в той момент, коли собака бачить м'ясо, а коли працівник-годувальник, заходячи, грюкає дверима. Це і навело Павлова на думку про умовні та безумовні рефлекси.
Кожен із собак Павлова мав прізвисько. Чотириногі отримували імена лише після того, як Іван Петрович розумів їх характер, виявляв особливості поведінки. У справі щодо гуманної вівісекції Павлов був першопрохідником: після закінчення експерименту він прагнув зберегти тваринам максимально комфортне життя, не вбивав їх без потреби. Але жертви собак заради науки давалися Павлову нелегко.
«Коли я приступаю до досвіду, – писав він, – пов'язаного наприкінці із загибеллю тварини, я відчуваю тяжке почуття жалю, що перериваю тріумфальне життя, що є катом живої істоти. Коли ріжу і руйную живу тварину, я глушу в собі їдкий закид, що грубою неосвіченою рукою ламаю невимовно художній механізм. Але це переношу на користь істини та користі людям».
Відкриттяінсуліну
На щастя, собаки теж хворіють на діабет, тому тяжкість відкриття інсуліну цілком лягла на їхні плечі (точніше, підшлункові залози). Досліди кінця 19 століття дали зрозуміти, що діабет безпосередньо пов'язаний із функціонуванням підшлункової залози. Довели вчені це просто: у собак із хірургічно віддаленою підшлунковою залозою починав зростати рівень глюкози в крові та сечі.
1900 року український вченийЛеонід Соболєв у дослідах на собаках виявив, що видаляти всю залозу необов'язково: на розвиток діабету впливає лише її частина – острівці Лангерганса. Саме в них виробляється інсулін, а якщо острівці травмуються і рівень інсуліну в крові падає, розвивається діабет. Зрозуміло, одразу виникла ідея вводити цей гормон ззовні, але всі спроби виявилися безуспішними: товчена собача печінка у боротьбі з діабетом не допомагала.
Вперше синтезувати інсулін допомогли собаки. ФранцузЕжен Глей ввів у протоки підшлункової залози піддослідного собаки олію. Підшлункова залоза атрофувалася, але острівці Лангерганса виявилися живими і неушкодженими. Витяжка з цієї підшлункової залози вводилася собаці, хворій на цукровий діабет і та жила повноцінним собачим життям так довго, як проводилися ін'єкції.
Ізоляція мозку
Трансплантація органів
Ім'яВладимира Петровича Деміхова відомо небагатьом. А тим часом саме його можна назвати батьком світової трансплантології. Першу модель штучного серця Деміхов зробив у 1934 році на першому курсі біофака МДУ. Першу операцію із заміни справжнього серця на штучне вчений провів на собаці 1937 року. Пес прожив 2 години.
Довго собаки із пересадженими органами не жили. Але у 1962 році з'явивсярекордсмен, песГришка. Із двома серцями він прожив чотири з невеликим місяці. Гуляв би Гришка й далі, але на його шляху встав п'яний тесляр, який забрався до операційної у пошуках спирту. Гришка обрубав злодія, а той ударив собаку прямо в область пересадженого серця.
Космічні собаки
Експерименти з собаками в балістичних ракетах тривали, всього було здійснено шість таких запусків. Собак підбирали попарно, виходячи з фізичних даних (не важчий за 6 кілограм, не вище 35 сантиметрів у загривку) та індивідуальної психологічної сумісності, а потім спеціально навчали. В останній політ на балістичних ракетах мали вирушити собаки Непутевий і Рожок. Але в ніч перед стартомРіжок незрозумілим чином зник з клітини. Дослідники вирішили спіймати на вулиці собаку, що підходить за фізичними параметрами, і запустити з Непутєвим непідготовленого напарника. Такого пса вдалося знайти напрочуд швидко: його приманили м'ясом біля їдальні, обрили, прикріпили датчики і посадили в ракету.
Назвали пса ЗІБ, що означалоЗапасний зниклого Бобика. Але Корольов на доповіді розшифрував цю абревіатуру інакше: «Запасний дослідник без підготовки». Політ пройшов успішно. Радянська космонавтика могла переходити до наступного етапу: вивести живу істоту на земну орбіту.
Діагностика раку
Виявляється, собаки здатні відчувати онкологічні захворювання: це довели в 2010 році вчені з університету Кюсю (Японія), і в 2015 - з дослідницького центру Humanitas в Італії та США. Після навчання (за вірний «діагноз» собакам дають заохочення) пси здатні розпізнавати рак кишечника, сечового міхура, легень, яєчників,простати, молочних залоз та щитовидної залози з порівнянною точністю. Їхній результат на 8-100% збігається з результатами, отриманими із застосуванням сучасних діагностичних методик.
Використовувати собак для діагностики раку надто дорого та проблематично. Вчені сподіваються за допомогою собачого нюха зрозуміти, які саме запахи і в якій концентрації говорять про появу онкологічних захворювань, а потім сконструюватиме аналогічний діагностичний «електронний ніс».
Рідинне дихання
український Фонд перспективних досліджень почав випробовувати на собаках технологію рідинного дихання. Це означає, що легкі собаки заповнюють спеціальною насиченою киснем рідиною. Фактично собака дихає водою, а спеціальний апарат відводить вуглекислий газ та подає «газовану» рідину. На виході очікується спеціальний скафандр для підводників, льотчиків та космонавтів, загалом усіх, хто за обов'язком служби стикається з різкою зміною висоти та атмосферного тиску.
Поки що собаки можуть безпечно дихати рідиною понад 30 хвилин на глибині до 500 метрів.
Віталій Давидов, заступник гендиректора ФПІ, каже: «Всі собаки-випробувачі вижили і почуваються після «занурення» та тривалого рідинного дихання добре. Як правило, після випробувань співробітники лабораторії забирають собак собі чи віддають знайомим».
Генетика поведінки
Собаки давно живуть пліч-о-пліч з людиною і стали багато в чому на нас схожі. Собаки розуміють не тільки інтонацію, а й сенс слів, що відрізняють справжні слова від біліберди. Причому в цій діяльності у собак задіяні самі ділянки мозку, що й у людини. А це означає, що дослідження генетичної поведінки улюблених чотирилапих можна іноді екстраполювати і налюдини.
