Валерий Заико: из космоса - в физику живых систем

 























 

Приемная кампания «Физтех – 2013» имеет одну особенность: впервые идет набор на факультет биологической и медицинской физики. Факультет новый, но его основные «базы» существуют на Физтехе десятилетия. Например, кафедра физики живых систем, ей уже 48 лет. За это время ее базовыми институтами были и являются ведущие НИИ Российской академии наук, Российской академии медицинских наук и Минздрава России. Многие выпускники кафедры сделали блестящую карьеру в медицинской и других теоретических и прикладных областях живых систем и высоко оценивают перспективы выпускников Физтеха в современных стремительно развивающихся направлениях биомедицинской науки и технологии. Один из таких выпускников – Валерий Михайлович Заико.

Я хочу рассказать о кафедре физики живых систем МФТИ, пока тверда наша память и живы люди, ее создававшие. Физтех еще в 1965 году открыл эту кафедру, подобной которой не было нигде в мире. И только спустя 5 лет в университетах Америки и Европы стали открываться первые department of biomedical engineering. На кафедре физики живых систем я работаю уже 38 лет, 28 лет – являюсь заместителем заведующего кафедры. В физику живых систем и медицину пришел из аэрофизики и космонавтики, и могу с уверенностью сказать, что медицина и физика тесно взаимосвязаны.


В медицину – из космоса
В 1963 году я поступил на аэромеханический факультет МФТИ. В те годы на Физтехе мы застали время стремительного развития авиации и космонавтики. После исторического полета в космос 12 апреля 1961 года Юрия Гагарина все бредили космонавтикой. На аэромехе тогда было очень много ребят, увлеченных авиацией и космонавтикой, конкурс – до десяти человек на место. На факультете меня распределили в 339 группу на базовую кафедру «Управление движением летательных аппаратов». Кафедра была создана на Физтехе в 1954 году на базе ОКБ-1 по инициативе Сергея Павловича Королева. Заведующим кафедры был назначен академик, действительный член Международной академии астронавтики, лауреат Ленинской премии и премии Демидовых, Герой Социалистического труда Б.В. Раушенбах. 
Борис Викторович Раушенбах, выдающийся учёный, один из пионеров освоения космоса, прекрасно образованный и высоко эрудированный человек, замечательный лектор, мой любимый и глубокоуважаемый учитель, наставник и научный руководитель. 
На третьем курсе мы уже совершенно осознанно пришли на эту базовую кафедру в Центральное конструкторское бюро экспериментального машиностроения (ЦКБЭМ) в Подлипки (нынешний г. Королев). 
В те годы в стране впервые была поставлена задача подготовки космонавтов-испытателей и космонавтов-исследователей, которые должны были входить в состав будущих экипажей пилотируемых космических кораблей. И в 1966 году среди специалистов ЦКБЭМ начался первый набор инженеров-испытателей – кандидатов в космонавты-испытатели и в космонавты-исследователи. 
Мы, студенты 339 группы, узнали об этом и решили пройти отборочную медицинскую комиссию. На базовой кафедре на нас посмотрели с удивлением. Заведующий кафедрой Борис Викторович Раушенбах обещал нам вернуться к этому разговору через год, втайне надеясь, что наше желание со временем пройдет. Через год я опять пришел к Борису Викторовичу, и он сказал: «Ну что ж, если твое решение серьезно обдумано, я попрошу командира нашей группы кандидатов в космонавты Сергея Николаевича Анохина направить тебя на государственную медицинскую комиссию». И с разрешения ректора Олега Михайловича Белоцерковского и проректора Ивана Федоровича Петрова меня откомандировали для прохождения медицинской комиссии в Институт медико-биологических проблем. Желающих пройти медицинский отбор в группу кандидатов в гражданские космонавты было большое количество из самых разных организаций. Медицинская комиссия занимала не менее 2-3 недель.
Помню, я прошел многочисленные медицинские обследования и оставалось провести еще исследования вестибулярного аппарата на специальном вращающемся кресле Барани, предложенном австрийским ученым Р. Барани для исследования функционального состояния вестибулярного аппарата – органа равновесия. При этом нужно было выдержать 15 минут вращений на кресле поочередно по одной минуте в правую и левую стороны с поворотами головы вперед-назад и вправо-влево. У неподготовленного человека к 2-3 минутам самочувствие ухудшается, кружится голова. У меня голова начинала кружиться уже на 3-4 минуте. А это нехорошо для кандидатов в космонавты, ведь в невесомости космонавт должен сохранять работоспособность в любом положении. Итак, испытания вестибулярного аппарата я не выдержал. С этим нерадостным известием пришел к О.М. Белоцерковскому и И.Ф. Петрову. И мы стали думать и искать, где можно, не афишируя, пройти тренировку моего вестибулярного аппарата. Выяснили, что в городе Ленинграде (ныне славный Санкт-Петербург) в Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова есть вестибулярная лаборатория на кафедре отоларингологии, которую возглавлял известный советский изобретатель, ученый, отоларинголог, профессор Константин Львович Хилов. Предложенные им качели Хилова, с площадкой, сохраняющей при раскачивании горизонтальное положение, как раз использовались для исследования и тренировки вестибулярного аппарата летчиков.
Иван Федорович Петров – генерал-лейтенант авиации – договорился с начальником Военно-медицинской академии о моих тренировках. И я был откомандирован в Ленинград. Поскольку Военно-медицинская академия – это лечебное учреждение, меня положили в палату с больными. Если больные ходили на обследования, лечение и процедуры, то я по несколько раз в день ходил на тренировки. Начинал с качелей Хилова, второй тренажер был кресло Барани. Когда я в первый раз проходил испытания, мне стало плохо. Я расстроился, говорю медикам, это, наверное, патология. А бывший заведующий кафедры отоларингологии, девяностолетний седой старичок профессор В.И. Воячек, генерал-лейтенант медицинской службы, Герой Социалистического труда, успокоил меня: «Сынок, это не патология, это наоборот здоровье. А вот мы попытаемся с помощью тренировок понизить чувствительность твоего вестибулярного аппарата». В вестибулярной лаборатории кафедры отоларингологии Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова я тренировался недолго. Не потому, что тренировки изматывающие в прямом смысле этого слова, а потому что обстановка была гнетущая: среди больных лежать нелегко. Константин Львович Хилов все понял и c благословлением отпустил меня, порекомендовав продолжить специальные тренировки в вестибулярной лаборатории Научно-исследовательского института авиационной медицины в Москве, профессионально занимающейся исследованиями и тренировками вестибулярного аппарата у летчиков, космонавтов и испытателей.
Тренировал мой вестибулярный аппарат Сергей Сергеевич Маркарян, автор оригинальных вестибулометрических стендов (в т.ч. вестибулярного стенда «Ротор», обеспечивающего вращение обследуемого в двух-трех плоскостях), которые используются для исследований в авиакосмической лабиринтологии и для обследования летчиков и космонавтов. 
Способ тренировки он предложил очень простой: при вращениях на вестибулярном стенде «Ротор» забыть о неприятных ощущениях, внушать себе, что все хорошо, и ждать, что через минуту будет еще лучше, и при этом обязательно отвлекаться и петь любимые песни. Как сейчас помню, меня вращают на кресле минуту в одну сторону, минуту – в другую, а я пою песни. Через три недели ежедневных тренировок я спокойно вращался в кресле до 30 минут и чувствовал себя превосходно. 
Довольный таким результатом, я прибыл на повторный медосмотр к тем же врачам, которые меня забраковали. После 15 минут вращений они были в недоумении, стали расспрашивать, где и как я тренировался. «Нигде, – говорю. – Я просто несколько месяцев тренировал вестибулярный аппарат, выполнял наклоны и вращения головы». Я действительно делал это ежедневно. 
На этот раз медкомиссия допустила меня к физическим тренировкам с группой инженеров-испытателей ЦКБЭМ – кандидатов в космонавты. Мы тренировались в спортивных залах, на специальных тренажерах и в бассейнах по два-три раза в неделю, прыгали на батуте и с вышек – в воду, выезжали на Черное море для подводного плавания с аквалангами и имитации невесомости. 
Впереди были тренировка на центрифуге, но сначала необходимо было сделать рентгеновские снимки всего тела. После рентгена выяснилось, что я без пяти минут инвалид: у меня разбиты позвонки поясничного отдела. В детстве я не раз падал в открытый бабушкин погреб, даже помню, как долго потом восстанавливался. 
У членов медицинской комиссии был шок: как человек при такой патологии до сих пор не инвалид? Собрали медицинский консилиум в Институте хирургии им. А.В. Вишневского. Главный хирург Министерства обороны СССР, генерал-полковник медицинской службы, академик АМН СССР А.А. Вишневский представил меня членам консилиума и предложил им догадаться о возможной патологии. По их просьбе я делал наклоны и изгибы туловища в разные стороны и доставал руками ноги. Медики были в замешательстве, никакой выраженной патологии они не увидели. А после того, как им показали рентгеновские снимки, повисла тишина… 
Заключение медицинского консилиума: не пригоден для дальнейших испытаний на центрифуге с перегрузками. Но медики решили все-таки не выносить окончательный вердикт, понаблюдать за мной в динамике и разрешили продолжить тренироваться. 
Прошел год, медкомиссия никакой отрицательной динамики не выявила, решила еще немого времени понаблюдать за мной. Но я уже понимал, что «смотрины» могут тянуться годами, но в отряд космонавтов мне все равно не попасть. Прошел еще год, я закончил Физтех, поступил в аспирантуру, ушел все в тот же Институт медико-биологических проблем, директором которого тогда был академик, генерал-лейтенант медицинской службы Олег Георгиевич Гозенко. Занимался разработкой и испытаниями бортовых систем мониторинга состояния космонавтов во время пилотируемых космических полетов, применяя знания и навыки, полученные на Физтехе. После двух лет тренировок я понял, что отсеивается очень много ребят. Очередной пятый по счету набор космонавтов в отряд НПО «Энергия» (ранее ЦКБЭМ) проводился в 1973–1978 годах. За пять лет государственную медицинскую комиссию в ИМБП успешно прошли только 13 человек, среди них выпускник Физтеха Александр Серебров. 
Сейчас, оглядываясь назад, я не жалею, что не полетел в космос. Человек может состояться в любом деле. Не все должны стать космонавтами, кому-то нужно быть полезным и на Земле.


Базовые институты кафедры физики живых систем
В 1972 году после окончания аспирантуры я по рекомендации академика Б.В. Раушенбаха поступил на работу в Институт медико-биологических проблем, один из базовых институтов кафедры физики живых систем МФТИ. Институт медико-биологических проблем был создан в Советском Союзе в 1963 году как головное научное учреждение по проблемам космической биологии и медицине. Основными направлениями деятельности института были исследования в области космической биологии, физиологии и медицины; авиационной, спортивной, экстремальной, экологической, высокогорной и водолазной физиологии и медицины; гравитационной физиологии; биотехнологии; биомедицинской инженерии, психофизиологии; комплексных систем жизнеобеспечения человека; медико-биологического обеспечения безопасности космических полётов; психологии малых групп в условиях длительного пребывания в замкнутых , ограниченных пространствах и другие. В 1974 году на Физтехе защитил кандидатскую диссертацию по специальности механика жидкости, газов и плазмы.
В 1975 году по приглашению известного ученого и хирурга академика АН СССР и АМН СССР Валерия Ивановича Шумакова я перешел на работу в Институт трансплантации органов и тканей (в настоящее время ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России) заниматься искусственными органами. В эти годы в мире началось интенсивное развитие различных направлений биомедицинской инженерии и создание искусственных органов. В 1983 году мне в составе группы ученых и инженеров было присвоено звание лауреата Премии Совета Министров СССР за разработку, организацию серийного производства и внедрение в медицинскую практику медицинских полиграфов, мониторов и создание на их базе мониторно-компьютерных систем, предназначенных для обработки информации и контроля состояния пациентов во время сложных реконструктивных операциях на сердце, легких и сосудах.
«Базами» кафедры физики живых систем в то время было несколько институтов: Институт хирургии им. А.В. Вишневского, Институт медико-биологических проблем, Институт кардиологии, Институт трансплантологии и искусственных органов. Институт гематологии, Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина. Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевичаи другие институты Академии наук, Академии медицинских наук и Минздрава. С 1965 года по настоящее время кафедра физики живых систем выпускает высококвалифицированных специалистов в области живых систем, работающих в различных научных центрах и фирмах в нашей стране и за рубежом. 
В настоящее время на базовой кафедре – десятки институтов. Практически в каждом из них трудятся физтехи, которые выросли в медицинской профессии, стали кандидатами, докторами наук, академиками и сейчас нам намного проще отдавать студентов на эти «базы» – ребята попадают в физтеховскую среду.
На нашей кафедре, да и на Физтехе в целом, в первый «базовый» год старшекурсники самостоятельно выбирают научное направление, мы им ничего не навязываем. Вот пришли студенты и говорят, что хотят заниматься изучением мозга или проблемами долголетия. Хорошо, занимайтесь. Мы помогаем им установить контакты с соответствующими специалистами и институтами. В большинстве этих институтов работают специалисты с биологическим и медицинским образованием, а наши студенты должны, используя полученные физтеховские знания, корректно поставить научную задачу и предложить пути ее решения. Это должна быть курсовая работа. Если выясняется, что ни студент, ни руководитель за полгода не смогли грамотно сформулировать тему научной работы, мы предлагаем свои темы. 
Мы на кафедре стараемся корректировать и направлять ребят в те базовые институты и к тем руководителям, где есть уверенность, что студент напишет хорошую магистерскую работу и получит специализацию. Но поначалу, конечно же, даем им самим осмотреться в живых системах, чтобы потом не говорили, что у них была мечта, но ее не дали осуществить.


Физика живых систем
«Физика живых систем» зародилась на ФОПФ, тогда деканом был Игорь Александрович Радкевич – энтузиаст, динамо-машина, до последних дней жизни генерировал хорошие идеи. Название кафедры придумал профессор Анатолий Деомидович Гладун, долгое время руководивший в МФТИ кафедрой общей физики. Сейчас словосочетание «физика живых систем» живет самостоятельной жизнью, став общеупотребимым. Параллельно биофизическую тематику развивал на «физхиме» профессор Ю.С. Лазуркин.
В 1982 году был создан факультет физико-химической биологии, на котором собрались все биомедицинские базовые кафедры МФТИ, в том числе и кафедра физики живых систем. ФФХБ возглавил Эдуард Михайлович Трухан, он стоял у истоков создания всего физтеховского направления, именуемого «физикой живых систем». 
В тяжелые для образования 1990-е годы было принято решение о слиянии ФФХБ с ФМХФ, и в 1997 году образовался факультет молекулярной и биологической физики (ФМБФ) во главе с деканом Иваном Николаевичем Грозновым, большим достижением которого по праву считается реализация идеи двойного образования – медицинско-физико-технического. 
Группа студентов МФТИ параллельно училась на Физтехе и во «втором меде» (ГБОУВПО Российском национальном исследовательском медицинском университете им. Н.И. Пирогова Минздрава России). В свое время мы заразили этой идеей Валерия Ивановича Шумакова, он ее активно продвигал. Но в 2008 году Валерия Ивановича не стало. Идею двойного образования довел до конца его ученик директор НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского, член-корр. РАМН Могели Шалвович Хубутия в разговоре с президентом Владимиром Владимировичем Путиным во время его визита в МФТИ 9 марта 2009 года.
В 2012 году факультет ФМБФ вновь разделился, и кафедра физики живых систем перешла на факультет биологической и медицинской физики (ФБМФ).


Медицинское физтеховское образование
К идее двойного образования мы пришли не случайно. Очень многие физтехи оказались вовлечены в медицину и добились на этом поприще впечатляющих результатов. Многие из них являются профессорами на нашей кафедре и передают свой опыт следующим поколениям физтехов. И по их признанию, добиться более значимых результатов они не смогли из-за отсутствия медицинского образования. А поступать в мед с нуля и снова учиться шесть-семь лет – дело рискованное, за это время можно безвозвратно отстать от своих проектов. Хотя среди нас были и такие, кто заканчивал сначала физфак, а потом – мед. 
И задача была поставлена так, что незачем повторно учить в медицинском вузе то, что в несколько раз больше преподают на Физтехе. Физику, математику, языки – надо перезачесть, а учить только недостающие медицинские дисциплины. По этому поводу состоялось заседание Ученого совета МФТИ, было решено продвигать эту идею. Мы с Грозновым принялись искать медицинский вуз, который бы стал нашим партнером. И договорились со «Вторым медом». 
Надо сказать, что эту идею мы проталкивали и рекламировали в высоких кабинетах давно. Несколько раз по протекции уважаемого в верхах В.И. Шумакова вели переговоры на уровне Минобрнауки и Минздрава. Кто-то нам возражал: как может мед и Физтех взаимодействовать? Кто-то поддерживал: это прекрасная идея, это будет новая генерация врачей с фундаментальным техническим образованием! 
Дело сдвинулось с мертвой точки, когда был объявлен федеральный конкурс на присвоение российским вузам статуса Национально-исследовательского университета. Статус гарантировал особое государственное финансирование. Одно из условий получения статуса – наличие межвузовских связей. Так, у Физтеха и «Второго медицинского» появились дополнительные стимулы взаимодействия. И с 2010 года студенты МФТИ учились параллельно в двух сильнейших институтах с целью получить диплом бакалавра Национального исследовательского университета МФТИ и диплом лечащего врача Российского национального исследовательского медицинского университета имени Н. И. Пирогова. 
В медицине существует много задач, для решения которых одного медицинского образования недостаточно – требуется фундаментальное естественное научное образование, которое получают физтехи. Надо понимать, что наряду со специализированной медпомощью, есть еще высокотехнологичная медицинская помощь, связанная с разработкой и использованием высокотехнологичных медицинских изделий для диагностики, лечения и профилактики заболеваний. Это различные томографы, ангиографические комплексы, мониторно-компьютерные системы, медицинские аппараты и изделия, предназначенные для частичной и полной замены утраченных функций жизненно важных органов, и другие инновационные медицинские изделия. И, с одной стороны, нужны специалисты, умеющие профессионально и эффективно пользоваться высокотехнологичными медицинскими изделиями, а с другой стороны, способные их модернизировать, совершенствовать и разрабатывать новые. Чистые медики это не сделают. 
Например, выпускники нашей физтеховской кафедры физики живых систем Дима Давыдов и Алексей Егоров с коллегами создали компании «Альтоника» и «Альтомедика», являющиеся крупнейшими отечественными производителями электрокардиографов, мониторов и другой высокотехнологичной электронной медицинской техники. В Зеленограде у них современное производство медициной электроники. Многие российские медицинские учреждения и автомобили скорой медицинской помощи оснащены их кардиографами, мониторами и другой серийной импортозамещающей продукцией. 
Еще один выпускник нашей кафедры Игорь Саркисов создал Научно-производственное предприятие «Биотех-М», являющееся крупнейшим производителем медицинских аппаратов, предназначенных для эфферентной терапии (плазмафереза, гемосорбции и др.), детоксикации (очищения крови) и получения аутодонорской плазмы.
Физика живой природы издавна привлекала внимание широкого круга исследователей, не случайно именовавшихся ранее естествоиспытателями. Среди них много выдающихся ученых: Леонардо Да Винчи, Бернулли, Вольт, Эйлер, Пуазель, Ньютон, Релей, Гельмгольц, Максвелл, Шредингер и другие. Так, например, основоположник механики сплошных сред Леонард Эйлер впервые в 1775 году применил дифференциальное уравнение движения идеальной жидкости и уравнение неразрывности для описания движения крови в больших кровеносных сосудах в работе «Принципы определения потока крови через артерии». А физик Пуазель, изучая течение крови в капилляре, в 1840 году впервые опубликовал результаты исследований ламинарного течения жидкости и открыл общеизвестный закон Пуазеля.
Вся физика – это наблюдение за живой природой. Наступает следующий этап – физика должна отдавать природе что-то новое, физика должна лечить человека.

Записала Наталья Николаева,
фото из архива Валерия Заико

 

Из досье «За науку»:

Валерий Михайлович Заико – инженер-физик-исследователь по специальности «динамика полета и управления летательными аппаратами», в 1968 году досрочно окончил факультет аэрофизики и космических исследований, первый из физтехов в 1966–67 гг, проходивший медицинское обследование в ИМБП и подготовку в ЦКБЭМ в группе кандидатов в космонавты-испытатели и космонавты-исследователи. 
Сегодня Валерий Михайлович – кандидат физико-математических наук, доцент и заместитель заведующего кафедрой физики живых систем, заместитель директора БиоБизнесИнкубатора МФТИ по биомедицинской инженерии, один из идеологов физтеховского медицинского образования, заведующий отделом биомедицинской информатики и инженерии, руководитель Испытательного центра и Органа по сертификации медицинских изделий ФГБУ «Федеральный научный центр трансплантологии и искусственных органов имени академика В.И. Шумакова» Минздрава России, член Учёного совета Международного центра биокибернетики, лауреат Премии Совета Министров СССР.

12.08.2013
http://za-nauku.mipt.ru/index/Zaiko_Waleriy.html
Gregory Bubnov20 августа 2013
1310
 0.00