Что объединяет астрономов, смотрящих в телескопы, и врачей, ищущих опухоль в тканях? Ответ — свет. Открытая лекция физика Татьяны Савельевой «Оптическая спектроскопия: от спектров звёзд к медицинской диагностике» состоялась 13 мая в Нижнем Новгороде в рамках федерального проекта «Энергия науки» сети Информационных центров по атомной энергии (ИЦАЭ).

Татьяна Савельева— кандидат физико-математических наук, доцент кафедры лазерных микро-, нано- и биотехнологий НИЯУ МИФИ, старший научный сотрудник Лаборатории лазерной биоспектроскопии Института общей физики РАН.

Лекция началась с увлекательного экскурса в историю науки. В 1665 году во время Великой чумы в Лондоне юный Исаак Ньютон, уехав из Тринити-колледжа в вынужденную изоляцию, провёл ряд экспериментов со светом, которые изменили науку навсегда. Он доказал, что белый свет состоит из множества цветов, и заложил основы спектроскопии. Спустя столетия этот метод позволил не только изучать состав звёзд, но и «заглядывать» внутрь человеческого тела, не причиняя ему вреда.

«Спектроскопия — это метод, с помощью которого учёные анализируют, как вещество взаимодействует со светом. Сначала она применялась для изучения звёзд: по спектральным линиям астрономы определяли химический состав светил. Но сегодня эта технология шагнула вглубь человеческого тела», — объяснила Татьяна Савельева.

Она рассказала, как свет становится мощным диагностическим инструментом. Современные медицинские лазеры позволяют направить свет вглубь ткани и по тому, как он рассеивается или поглощается, судить о её состоянии. Здоровые и больные участки отражают и поглощают свет по-разному — именно это и фиксирует спектроскопическая аппаратура.

«Каждая клетка, каждый орган оставляют свой „световой отпечаток“. Мы считываем эти сигналы и учимся интерпретировать их. Например, раковая ткань будет поглощать свет иначе, чем здоровая. Это значит, что мы можем обнаружить опухоль раньше, чем она станет видна на УЗИ или КТ», — подчеркнула спикер.

В отличие от рентгена или МРТ, оптические методы не требуют высоких доз излучения, не вызывают дискомфорта и могут применяться даже у новорождённых. С помощью спектроскопии уже сегодня можно диагностировать начало воспалительного процесса, онкологические изменения, диабет и даже проверить состояние мозга.

На лекции прозвучали примеры успешного применения спектроскопии в медицине: от диагностики кожных заболеваний до экспресс-анализа дыхания при заболеваниях лёгких. Один из самых перспективных направлений — флуоресцентная спектроскопия, где ткани подсвечиваются лазером, а их ответный «свет» анализируется.

«Мы движемся к тому, чтобы проводить диагностику прямо в момент операции, в реальном времени. Например, хирург может сразу узнать: граница опухоли пройдена или нет. Это спасает здоровье, а иногда — и жизнь», — рассказала Татьяна Савельева.

В завершение она затронула тему использования искусственного интеллекта, который уже сегодня помогает анализировать спектры, классифицировать типы тканей и даже прогнозировать исход операций. «Мы обучаем нейросети распознавать опухолевые спектры. Искусственный интеллект борется за настоящий — за здоровье человека, за его жизнь», — подчеркнула эксперт.

«Я уже не первый раз посещаю мероприятия в ИЦАЭ, но в этот раз меня особенно заинтересовала тема лекции. Современные разработки в медицине всегда вызывают у меня живой интерес. Лектор мастерски представила сложный материал, особенно увлекательно был подан исторический контекст. Было любопытно узнать о применении спектроскопии, а сравнение с МРТ позволило лучше понять особенности метода», — поделилась впечатлениями участница мероприятия Мария Какурина.

«Энергия науки» – проект, который знакомит жителей регионов с новейшими научными открытиями и идеями. Лучшие популяризаторы, учёные и научные журналисты из разных регионов страны рассказывают о самых передовых экспериментах и теориях, открытиях и гипотезах.