Как лазер режет плоть

21.12.2007

Ученые из США выяснили, что лазер режет живую ткань разными способами. Лазерный скальпель в руках хирурга - уже не экзотика. Однако физики до сих пор не до конца понимают, как же он работает.

Ясность попытались внести ученые из университета Вандербильта (США) во главе с доцентом Шейн Хатсон. Приняв, что поскольку тело человека большей частью состоит из воды, они ставили опыты именно на этом веществе, а потом перешли к поиску отличий во взаимодействии лазерного луча с биологическими тканями.

Как оказалось, инфракрасный лазер фактически сжигает вещество, разрушая составляющие его молекулы. При этом он сплавляет ткани, закупоривая кровеносные сосуды, поэтому такой лазер применяют во время операций, связанных с большим кровотечением.

Совсем по-другому работают импульсные лазеры видимого и ультрафиолетового диапазонов: они возбуждают не молекулы, а отдельные электроны. Те порождают настоящие лавины заряда, образуя микрооблака плазмы. Взрываясь, эти облачка раздвигают молекулы ткани, повреждая их в меньшей степени. Не случайно именно такие лазеры применяют во время тонких операций на глазе или мозге.

За перенос электронов в клетке отвечает специальная молекула, NADH. Она легко поглощает фотоны в ближнем ультрафиолете, и освободившиеся в результате электроны инициируют возникновение облачка плазмы. Но живые ткани различаются по содержанию NADH. Например, в роговице глаза этого вещества нет, поэтому она ведет себя под лазерным скальпелем подобно водному гелю.

<< Назад: Компьютерный взгляд на искусство 22.12.2007

>> Вперед: Дисплей хирурга 19.12.2007

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Нейрокомпьютер Darwin Monkey имитирует мозг макаки 05.08.2025 Ученые КНР разработали нейрокомпьютер, имитирующий мозг макаки. Новый компьютер под названием Darwin Monkey был разработан в Государственной лаборатории нейромашинного интеллекта при Чжэцзянском университете в Китае. В основу проекта легла система из 960 нейроморфных чипов третьего поколения Darwin 3, разработанных совместно с исследовательским центром Zhejiang Lab. Каждый из этих чипов способен эмулировать более 2,35 миллиона импульсных нейронов и сотни миллионов синапсов, используя специализированные инструкции для вычислений, приближенных к работе настоящего мозга. Система включает 15 серверов, выполненных в форм-факторе блейд, что позволяет с высокой плотностью размещать нейроморфные модули. В совокупности Darwin Monkey может моделировать более двух миллиардов нейронов и свыше ста миллиардов синапсов, тем самым приближаясь по сложности к настоящему мозгу макаки. При этом энергопотребление системы составляет около двух киловатт, что делает ее достаточно экономичной для вычислительной платформы такого уровня. Компьютер способен не только на выполнение простых задач, но и на полноценную когнитивную деятельность. По сообщениям Global Times, он уже используется для запуска модели мозга под названием DeepSeek, которая позволяет осуществлять логические операции, генерировать контент и даже решать математические задачи. Программная среда, созданная специально для этой платформы, включает механизмы нейроморфного онлайн-обучения, вдохновленные естественным обучением мозга. Darwin Monkey не просто имитирует нейронную активность - он способен интегрировать функции зрения, слуха, речи и обучения в единую модель. Это приближает его к возможностям живого организма, а не просто вычислительной машине. Такой уровень функциональности становится возможен благодаря архитектурным решениям, которые воссоздают сложные нейронные связи и взаимодействия в цифровом виде. Разработка Darwin Monkey стала продолжением общемировой тенденции в области нейроморфных вычислений. Например, в 2024 году компания Intel представила свою систему Hala Point, поддерживающую 1,15 миллиарда нейронов. Она была развернута в рамках проекта Министерства энергетики США в Сандийских национальных лабораториях. Однако китайская разработка шагнула дальше - и по масштабам, и по глубине имитации нейронной деятельности. Примечательно, что нейрокомпьютер Darwin Monkey способен моделировать не только мозг макаки, но и нервные системы более простых животных, таких как рыбки данио-рерио, мыши и даже черви Caenorhabditis elegans. Это открывает широкие перспективы в области биологических и медицинских исследований, позволяя ученым создавать детализированные цифровые модели живых организмов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025