Текст книги "Шнобелевская премия. Самые нелепые изобретения и не только"

4.
Электричество против яда: польза (не) доказана, вред (не) очевиден

5 августа 1986 года в газете The New York Times вышла статья, рассказывающая о новом методе лечения укусов ядовитых змей. Журналист ссылался на научное исследование, опубликованное в престижнейшем медицинском журнале The Lancet, в котором авторы – Рональд Гудериан, Джеффри Уильямс и Чарльз Маккензи – предлагали использовать электрошокер в качестве «противоядия» от змеиных укусов.

Эта идея пришла в головы ученых после прочтения заметки, опубликованной в одной из газет штата Иллинойс. Там рассказывалось о фермере, страдавшем от аллергии на пчелиные укусы и придумавшем бороться с ней при помощи зарядов электрического тока: по его словам, после такого «лечения» последствия укуса были существенно меньше. Ученые решили не останавливаться на достигнутых фермером результатах и стали использовать разряды электрошокера (напряжение 20–25 кВ, мощность 4–5 Вт) для «лечения» змеиных укусов – двое из трех авторов статьи специализировались на тропических болезнях и работали в джунглях Амазонки (в частности, в Эквадоре). Там змеиные укусы не редкость, а путь до ближайшей больницы, где есть противоядие, может занять несколько часов.

Свои опыты ученые поставили на 34 людях, укушенных ядовитыми змеями. Семь человек отказались от электрошоковой терапии – в их случае последствия укусов были классическими (отек конечности, пузыри с серозной жидкостью, кровотечения, почечная недостаточность), а двоим потребовалась ампутация. Между тем, как говорится в The Lancet, у пациентов, получивших удары электрошокером спустя полчаса после укуса (4–5 разрядов продолжительностью 1–2 секунды с интервалами 5–10 секунд), никаких последствий отравления не наблюдалось: спустя 15 минут после «терапии» боль утихала, а спустя час люди уже уходили домой. Дальнейшее наблюдение за этими пациентами не выявило никаких осложнений. Что еще более удивительно, доктора испробовали новый метод на двух пациентах спустя два часа после укусов, когда у людей уже развился сильный отек и боль. Как говорится в отчете, после семи разрядов электрошокером и получасового ожидания боль спала, а через 12 часов отек начал уменьшаться. Спустя трое суток отек почти исчез (но у одного человека сохранился небольшой участок омертвевшей кожи вокруг места укуса, отмечают экспериментаторы).

Ядовитые зубы змей имеют бороздку или внутренний канал, по которым яд попадает в рану жертвы. Длина ядовитых зубов некоторых змей – например, габонской гадюки – может превышать четыре сантиметра.

Итак, каков же механизм действия этого волшебного средства? Предоставим слово авторам исследования: «Биологический механизм, лежащий в основе лечения, неясен. Возможно, оно оказывает местный эффект на близлежащие ткани, а может быть, электричество влияет непосредственно на яд. У яда короткий период полувыведения, и спазм сосудов от воздействия ударов тока может заставить его оставаться в одном месте достаточно долго, чтобы он потерял активность. Каким бы ни был механизм, эта процедура может применяться на практике, а впоследствии спасти много жизней», – пишут ученые. Впрочем, им надо отдать должное: в последующем за статьей интервью The New York Times доктор Джеффри Уильямс сам же опроверг все гипотезы. По его словам, удары электрошокера недостаточно мощны, чтобы спровоцировать достаточно сильный спазм сосудов для «задержки» яда в одном месте, а химический состав яда слишком сложен (там может быть более десятка компонентов), чтобы электричество могло каким-то образом его «обезвредить». Также врач добавил, что хочет до конца исследовать механизм действия электрошоковой терапии, определить точную «дозу» разрядов и выяснить, что же все-таки происходит с организмом человека при применении такого лечения.

Но все мы знаем, куда может завести дорога, вымощенная благими намерениями. Выявить механизмы действия нового метода «лечения» докторам так и не удалось, однако это не помешало «терапии» получить в США довольно широкое распространение (конечно, благодарить за это стоит в первую очередь журналистов). Более того, в продажу поступили модифицированные электрошокеры, дающие нужный разряд, – к 1990 году в США было продано около 7 тысяч таких приборов. Применяли их, как правило, сами пострадавшие от укусов, и они-то еще заботились о себе, потому что большинство наносили удары тока подручными средствами. Среди последних был и один из лауреатов Шнобелевской премии по медицине 1994 года – Пациент Икс.

Пациент Икс (мужчина, 28 лет от роду) очень любил змей (в том числе ядовитых) и держал их в качестве домашних любимцев. Они кусали Пациента Икс 14 раз. Каждый раз он обращался к врачу и получал противоядие, на которое у него развилась аллергическая реакция – мужчина даже испытал анафилактический шок. А потом Пациент Икс купил городскую газету и прочел в ней о новом способе «лечения» ядовитых укусов. Мужчина поделился информацией со своим соседом, и они разработали план действий на случай, если кого-то из них ужалит змея. Разумеется, такой день наступил, и пятнадцатым в жизни Пациента Икс стал укус зеленого гремучника Crotalus viridis.

Змея ужалила хозяина в верхнюю губу, а не ногу или руку. Это его не остановило: мужчина присоединил к губе провод свечи зажигания своей машины и попросил соседа включить двигатель на 5 минут при скорости вращения вала 3 тысячи оборотов в минуту. Пациент Икс потерял сознание с первым же электрическим разрядом, врачи прибыли через 15 минут.

Мужчина сильно пострадал, но выжил благодаря соответствующему лечению, хотя у него и развилась сывороточная болезнь (реакция иммунной системы на чужеродные белки сыворотки), а для восстановления верхней губы потребовалась помощь пластического хирурга.

Яд змеи имеет органическое происхождение. Человек может развить толерантность к некоторым органическим ядам, принимая их в малых дозах и привыкая к ним. Это явление называется «митридатизм» – по имени правителя Понтийского царства Митридата VI, жившего во II–I вв. до н. э.

В этой истории радует только то, что Пациент Икс стал человеком, заставившим научную общественность наконец обратить внимание на последствия исследования, вышедшего в The Lancet. Врачи Ричард Дарт и Ричард Густафсон, разделившие с Пациентом Икс награду 1994 года, опубликовали научную статью, в которой писали о недоказанной эффективности метода электрошоковой терапии, а попросту говоря – о том, что удары тока могут быть весьма опасными.

Дарт и Густафсон обращали внимание читателей на то, что эксперименты по применению электрошокеров проводились и после 1986 года – беда в том, что ни один из них не доказал эффективность «лечения». А вот что электрошокеры точно вызывали – так это ожоги разной степени тяжести, а иногда и инфаркты миокарда. Еще врачи писали, что 9 апреля 1990 года (а сама статья вышла в июне 1991 года) американское Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) все-таки запретило использование электрошокеров в медицинских целях – и, очевидно, сделало это не просто так.

Статья Дарта и Густафсона ценна не просто потому, что врачи воззвали к здравому смыслу научного сообщества, журналистов и прочей публики, указав, казалось бы, на вполне очевидные вещи. Они обратили внимание на то, что противоядия применимы и в случае людей с сильной аллергической реакцией – как раз таких как Пациент Икс (кто знает, возможно, если бы не анафилактический шок, ему бы не пришло в голову поджигать себя электрическим током). Врачи привели аргументы в пользу того, что, если жизни человека угрожает реальная опасность от отравления ядом змеи, противоядие нужно применять, даже рискуя вызвать сильную аллергию – квалифицированные врачи смогут с ней справиться.

Этот случай – классический пример того, что даже публикация научной статьи в очень престижном журнале (таком как The Lancet) еще ничего не доказывает. Не стоит думать, что подобное исследование еще могло увидеть свет в лохматом 1986 году, но вот сейчас бдительные рецензенты и редакторы не допустят появления на страницах солидного издания непроверенной информации. Сегодня научное знание производится в объемах, невиданных ранее, ежедневно выходят тысячи статей, авторы каждой из которых что-то выяснили, проверили, доказали и обнаружили. И значительная (если не большая) часть результатов этих научных наблюдений и исследований невоспроизводима: это означает, что, если другая группа ученых проведет такой же эксперимент по такой же методике, результат получится иной. А во что превращаются все эти публикации, когда их начинают пересказывать журналисты, лучше даже не думать. Поэтому, если здравый смысл подсказывает вам не подключать к губе высоковольтный провод, а исследователи тропических болезней со страниц уважаемого издания советуют сделать это как можно скорее, – прислушайтесь к себе.

Вместе с Ричардом Дартом, Ричардом Густафсоном и Пациентом Икс лауреатами Шнобелевской премии 1994 года стали:

Биология: группа американских ученых за исследование распространенности запоров среди американских военнослужащих (в опросе приняли участие около 500 военных – участников иракской операции «Щит в пустыне»). Ученые пришли к выводу, что в полевых условиях проблемы с пищеварением настигают служащих чаще, чем дома.

Химия: техасский сенатор Боб Глазгоу за проведение через законодательное собрание штата закона, запрещающего продавать, покупать и обмениваться стеклянной лабораторной посудой (пробирки, колбы и прочее) – так он планировал бороться с производством наркотиков. Хотел как лучше, бывает.

Экономика: Хуан Пабло Давила, сотрудник чилийской государственной компании по производству меди. Он покупал и продавал фьючерсные контракты на минеральное сырье на Лондонской бирже металлов. Давила ошибся и несколько раз продал бумаги вместо того, чтобы их купить, и наоборот. Затем он попытался возместить убытки и продолжил торговлю. В итоге потери составили около 207 млн долларов – примерно 0,5 % ВВП Чили.

Энтомология: Роберт Лопес, ветеринар, «друг всех созданий, больших и малых». Он искал описанные в литературе случаи поражения человека ушным клещом кошек, Otodectes cynotis. Поиски не увенчались успехом, поэтому Лопес взял клещей из уха кошки и поместил в свое ухо, тщательно документируя процесс течения болезни. Повторил дважды – чтобы убедиться, что не ошибся.

Литература: Лафайет Рональд Хаббард, писатель-фантаст и основатель религиозно-мистического учения сайентологов, а также связанных с ним псевдонаучных идей и практик. Всего Хаббард написал около шести сотен произведений, а в формулировке Шнобелевского комитета фигурирует труд «Дианетика».

Математика: Южная баптистская церковь Алабамы за подсчет того, сколько жителей Алабамы и других штатов отправятся после смерти прямиком в ад. Формула, по которой вычисляется этот показатель, была основана на «опыте и интуиции» авторов. Стоит ли говорить, что все приверженцы Южной баптистской церкви, согласно расчетам, в ад не попадали.

Премия мира: Джон Хагелин за «доказательство» того, что 4 тысячи йогов с помощью медитации на 18 % сократили уровень преступности в Вашингтоне. Правда, сравнивали число преступлений с тем уровнем, который мог бы быть, согласно прогнозу самого Хагелина, если бы йоги не медитировали.

Психология: Ли Куан Ю, бывший премьер-министр Сингапура, за тридцатилетнее исследование влияния наказаний на граждан Сингапура за то, что они плевались, жевали жвачку и кормили голубей. Штрафы и запреты были введены для того, чтобы, по словам самого Ли Куан Ю, «превратить привычки людей третьего мира в привычки людей первого мира».

5.
От картины Пикассо к снимку опухоли: заменят ли голуби врачей

Какие ассоциации вызывает у вас словосочетание «картина Клода Моне»? Кто-то вспомнит определенное полотно художника, кто-то – нечто «усредненное», выполненное в стиле импрессионизма, возможно, в нежных пастельных тонах. А что насчет «картины Пабло Пикассо»? Картина в стиле кубизма, с крупными четко очерченными фигурами, возможно – с нагромождением геометрических форм. В любом случае, вряд ли мы перепутаем работы этих двух мастеров, если видели хотя бы по несколько примеров картин того и другого. Как показывают исследования лауреатов Шнобелевской премии 1995 года в номинации «Психология» Сигэру Ватанабэ, Дзюнко Сакамото и Масуми Вакита (Университет Кэйо, Япония), способностью к различению стилей живописи обладают не только люди, но и голуби.

Вы все правильно поняли: лауреаты получили награду за то, что научили группу голубей отличать полотна Моне от картин Пикассо. Целью эксперимента было проверить, способны ли птицы ухватить общие для картин каждого живописца паттерны изображения и обобщить визуальную информацию. Японские ученые были не первыми (и не последними – об этом чуть позже), кто изучал зрительное восприятие птиц в таком ключе. В 1964 году было доказано: голуби могут определять, есть ли на изображении человек, а в 1978 году – что они могут отличать симметричные фигуры от несимметричных.

В качестве подопытных японских исследователей выступили восемь самых обычных сизых голубей, которых мы привыкли видеть на улицах (авторы ответственно отмечают, что ранее птицы не принимали участия в таких экспериментах). Им демонстрировали картины: по десять работ Моне и Пикассо (например, «Терраса в Сент-Адрессе» и «Пруд с водяными лилиями» Моне, «Авиньонские девицы» и «Чаша с фруктами и гитара» Пикассо), а также работы других художников – Пьера Огюста Ренуара, Анри Матисса, Эжена Делакруа, Поля Сезанна и Жоржа Брака. Ученые хотели понять, смогут ли голуби впоследствии разделить картины на две группы: те, что похожи по стилю на Моне, и те, что напоминают Пикассо.

Сначала птиц учили нажимать клювом на кнопку. На втором этапе голубей разделили на две группы и начали показывать им картины Моне и Пикассо: если птицы первой группы клевали кнопку во время демонстрации работы импрессиониста, им давали еду. Вторая группа получала угощение при реакции на шедевры кубиста. В итоге голуби смогли выбирать «выгодные» им картины в 90 % случаев. Что ж, учитывая, что набор полотен был ограничен (по десять произведений каждого художника), можно предположить, что птицы просто механически запомнили нужные изображения, не уловив при этом различий в стиле.

Кстати, голуби обладают впечатляющей памятью – они могут запомнить около двух тысяч разных изображений.

Но дальше задача усложнялась: птицам показывали новые для них работы тех же художников – и они справились. Удалось голубям и верно определить стиль других живописцев: Матисс и Брак отправились в компанию к Пикассо, а Ренуар, Делакруа и Сезанн – к Моне. Но и это еще не все: когда ученые показывали подопытным черно-белые или размытые изображения, голуби все равно справлялись с задачей. Это значит, что птицы, подобно людям, смогли уловить основные черты, характерные для картин каждого стиля. (Правда, с одной задачей голуби все-таки не справились: они не смогли идентифицировать перевернутые вверх ногами картины Моне. В случае с Пикассо переворачивание не помешало – вот и спорь после этого про художественную ценность каждого стиля!). В общем, ученым в полной мере удалось продемонстрировать способность птиц к обобщению информации.

Сигэру Ватанабэ и его коллеги не остановились на достигнутом. В 2001 году они опубликовали еще одно исследование в журнале Animal Cognition: на этот раз подопытными выступили не только голуби, но и люди. Как и в прошлый раз, группу голубей научили различать картины Винсента Ван Гога и Марка Шагала – птицы справились с новыми для них работами, их черно-белыми и размытыми вариантами, и «прокололись» на более сложной задаче – мозаиках. Ученые разбивали каждую картину на квадраты, и каждый квадрат окрашивался в «средний» для него цвет – такая «пикселизация» шедевров мировой живописи.

Второй группой подопытных стали четверо студентов, которые выполняли те же задания, что и птицы. Люди показали себя не хуже голубей (ожидаемо), а с последним заданием тоже справились неважно (но в целом результат был выше, чем у пернатых, – хоть какое-то облегчение). Ватанабэ и его коллеги пришли к выводу, что зрительное восприятие людей и птиц чрезвычайно похоже.

Получается, эта Шнобелевская премия – не просто за забавный эксперимент по дрессировке птиц. Другие исследования по той же теме, проведенные за последние несколько десятилетий, показали, что голубей можно научить отличать разные буквы алфавита, верно идентифицировать предметы, принадлежащие к определенным категориям (кошки, цветы, машины и стулья), разбираться в том, имеет ли таблетка лекарства правильную или неправильную форму. Голуби успешно различают и запоминают не только размер и форму предмета, но и его цвет, текстуру, особенности строения. Ученые пока не могут понять, какие именно структуры головного мозга голубей и какие нейронные цепочки задействованы в столь сложных процессах, но одно биологи определить смогли: вовлеченные в распознавание визуальной информации структуры мозга у голубей работают так же, как и у нас с вами.

Учитывая все вводные данные, биологи предположили, что способности голубей могут быть использованы и при распознавании изображений, имеющих отношение к медицине. Группа американских исследователей под руководством Ричарда Левенсона (Медицинский центр Калифорнийского университета в Дэвисе) в 2015 году проверила эту гипотезу и пришла к выводу, что голуби могут составить достойную конкуренцию врачам-онкологам в диагностике заболевания. Статью опубликовали в журнале PLoS One.

Сигэру ватанабе работал не только с голубями, но и с яванскими воробьями: этих птиц он научилотличать музыку Людвига ван Бетховена от произведений арнольда Шенберга.

Исследователи использовали образцы гистологических исследований тканей груди; маммограммы, на которых были показаны здоровые ткани груди и ткани с отложениями солей кальция; а также снимки доброкачественных и злокачественных опухолей молочной железы. Все изображения брались из архивов медицинских центров, а перед экспериментами показывались врачам-онкологам, которые ставили диагноз, основываясь только на снимках.

Процедура обучения птиц была похожа на «уроки» Ватанабэ. Спустя три дня после начала тренировок на изображениях, полученных в результате гистологических обследований, точность «постановки диагноза» птицами не превышала 50 % – то есть обыкновенной случайности. Однако к 15-му дню обучения голуби определяли изображения с опухолями в 85 % случаев – как на знакомых, так и на новых для них снимках, а это значит, что птицы успешно обобщали полученную информацию. Со второй задачей – отбор маммограмм с отложениями солей кальция – птицы тоже справились успешно, правда, в этом случае точность работы со знакомыми снимками оказалась выше (84 % против 72 % в случае ранее не виденных изображений). Профессиональные врачи-онкологи продемонстрировали похожие результаты.

Последнее испытание, в ходе которого нужно было отличить доброкачественное образование от злокачественного, голуби провалили: хотя обучение длилось 80 дней (а не три-четыре недели, как остальные тренировки), точность постановки диагноза не превысила 44–50 %. Такой же результат можно получить подбрасыванием монетки.

Самым же поразительным достижением ученые называют то, что коллективную диагностику (когда одно и то же изображение гистологического обследования показывалось четырем птицам) голуби проводили с точностью 99 % – наравне с врачами и лучше компьютеров, которые выполняли ту же задачу.

Это исследование было не единственным, когда голуби работали с медицинскими снимками. Так, в 2020 году были опубликованы результаты «голубиной диагностики» гиперфузии миокарда левого желудочка сердца – несложно догадаться, что птицам вновь удалось научиться довольно точно отделять изображения здорового сердца от снимков с патологиями.

Впрочем, несмотря на все успехи наших крылатых братьев, не стоит думать, что в скором времени на плече каждого онколога будет сидеть сизый голубь. «Эти исследования серьезны и амбициозны, – говорит Альдо Бадано, врач и сотрудник Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов. – Тем не менее, как и люди, птицы ошибаются, если показать им изображения с измененными цветами или худшего качества. Как и люди, птицы могут ставить ложноположительный диагноз. И, конечно, птицы не принимают во внимание контекст – историю болезни, предыдущее лечение, – то есть то, что люди всегда учитывают. Так что здесь требуется еще очень много работы». Доктор Ричард Левенсон, руководитель исследования 2015 года, также скептичен насчет будущей медицинской карьеры голубей: «Я думаю, что в какой-то момент компьютеры все-таки покажут лучшие результаты», – говорит он.

Вместе с Сигэру Ватанабэ, Дзюнко Сакамото и Масуми Вакита лауреатами Шнобелевской премии 1995 года стали:

Химия: Биджан Пакзад за создание «ДНК-одеколона» и «ДНК-духов», которые не содержали ДНК и выпускались во флаконах в виде тройной спирали. (Настоящая ДНК имеет форму двойной спирали).

Стоматология: Роберт Бомонд за исследование «Предпочтения пациентов в использовании вощеной или невощеной зубной нити». В эксперименте приняли участие 100 пациентов, и оказалось, что 79 % предпочитают вощеную нить. Бомонд на церемонию не приехал, но прислал записанную речь, в которой было сказано: «Со Шнобелевской премией все же лучше, чем просто без Нобелевской».

Экономика: Ник Лисон и Роберт Ситрон за доказательство того, что каждый финансовый инструмент имеет свои ограничения. Первый был брокером в банке Barings, а второй – казначеем графства Ориндж, штат Калифорния. Вначале оба они показывали фантастические финансовые результаты, а в 1994–1995 годах их постиг крах: убытки Barings составили 1,4 млрд долларов, а графства Ориндж – 1,7 млрд долларов.

Литература: Дэвид Буш и Джеймс Старлинг за исследование «Посторонние тела в прямой кишке: описания случаев и всеобъемлющий обзор мировой литературы». Среди посторонних тел оказались, например, семь электроламп, два фонаря, точилка для ножей, замороженный хвостик поросенка, оловянная чашка, пивной стакан. «Коллекция» одного из пациентов включала в себя журнал, очки, ключик от чемодана и кисет для табака.

Медицина: Марчиа Бубель и Дэвид Шаннахоф-Хальса за исследование «Влияние вынужденного дыхания через одну ноздрю на когнитивные способности». Им удалось установить, что изменения в дыхании действительно влияют на умственную деятельность человека.

Диетология: Джон Мартинес за создание самого дорого в мире сорта кофе – копи-лувак. Секрет этого кофе заключается в том, что мусанги (похожие на куниц зверьки) поедают спелые плоды кофейного дерева, переваривают окружающую зерна мякоть и испражняются зернышками. Потом их собирают, моют и сушат. Желудочный сок мусангов расщепляет некоторые белки, придающие кофе горький вкус.

Психология: законодательный юань Тайваня (юань – это однопалатный парламент) за демонстрацию того, что взаимными пинками, ударами и подзатыльниками политики могут достичь большего, чем развязыванием войн против других стран. За несколько лет молодые и активные представители оппозиции вынудили своих престарелых оппонентов уйти на заслуженный отдых, устраивая с ними драки и нанося телесные повреждения прямо в ходе заседаний.

Физика: Доминик Жорже, Роджер Паркер и Эндрю Смит за публикацию «Исследование влияния содержания влаги на слипание хлопьев для завтрака». Оказалось, что при увеличении содержания воды с 12 % до 18 % происходят самые большие изменения в том, насколько сильно хлопья хрустят.

Здравоохранение: Марта Баккевиг и Рут Нильсен за исследование «Влияние мокрого нижнего белья на терморегуляторные функции и тепловой комфорт на морозе». Ученые выяснили, что мужчины в мокром нижнем белье на холоде чувствуют себя менее комфортно, чем мужчины в сухом нижнем белье.