Пол Кристиан Лаутербур (6 мая 1929 г. – 27 марта 2007 г.) – американский химик , который разделил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 2003 года с Питером Мэнсфилдом за свою работу, которая сделала возможным развитие магнитно-резонансной томографии (МРТ). [1]
Лотербур был профессором в Университете Стоуни-Брук с 1963 по 1985 год, где он проводил исследования по разработке МРТ . [ 2] В 1985 году он стал профессором вместе со своей женой Джоан в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне на 22 года до своей смерти в Урбане . Он никогда не прекращал работать со студентами над исследованиями и занимал должность профессора химии, занимая должности в биоинженерии, биофизике, Медицинском колледже в Урбане-Шампейне и вычислительной биологии в Центре перспективных исследований. [3]
Лотербур был люксембургского происхождения. Родившийся и выросший в Сиднее, штат Огайо , Лотербур окончил среднюю школу Сиднея , где в его честь было открыто новое крыло химии, физики и биологии. Будучи подростком , он построил собственную лабораторию в подвале дома своих родителей. [4] Его школьный учитель химии понимал, что ему нравится экспериментировать самостоятельно, поэтому он разрешил ему проводить собственные эксперименты в конце класса. [4]
Когда в 1950-х годах его призвали в армию США , его начальство разрешило ему работать над ранним аппаратом ядерного магнитного резонанса (ЯМР); к моменту увольнения из армии он опубликовал четыре научные статьи. [4] Позже Пол стал атеистом . [5]
Лотербур получил степень бакалавра наук по химии в Технологическом институте Кейса, который сейчас является частью Университета Кейс Вестерн Резерв в Кливленде, штат Огайо , где он стал Братом отделения Альфа Дельта братства Фи Каппа Тау . Затем он пошел работать в лаборатории Института Меллона корпорации Dow Corning , с двухлетним перерывом для службы в Армейском химическом центре в Эджвуде, штат Мэриленд . Работая в Институте Меллона, он продолжил обучение в аспирантуре по химии в Университете Питтсбурга . Получив степень доктора философии в 1962 году, в следующем году Лотербур принял должность доцента в Университете Стоуни-Брук . В качестве приглашенного преподавателя химии в Стэнфордском университете в течение 1969–1970 учебного года он проводил исследования, связанные с ЯМР, с помощью местных предприятий Syntex и Varian Associates . Лотербур вернулся в Стоуни-Брук, где проработал до 1985 года, когда он перешел в Университет Иллинойса . [6]
Лотербур считает, что идея создания МРТ родилась в результате мозгового штурма, произошедшего однажды в ресторане Eat'n Park Big Boy в пригороде Питтсбурга . Первая модель МРТ была нарисована на салфетке, когда он был студентом и исследователем в Университете Питтсбурга и Институте промышленных исследований Меллона . [4] [7] [8] Дальнейшие исследования, которые привели к Нобелевской премии, были проведены в Университете Стоуни-Брук [9] в 1970-х годах.
Нобелевская премия по физике 1952 года, которая досталась Феликсу Блоху и Эдварду Перселлу , была присуждена за разработку ядерного магнитного резонанса (ЯМР), научного принципа, лежащего в основе МРТ. Однако в течение десятилетий магнитный резонанс использовался в основном для изучения химической структуры веществ. Только в 1970-х годах с разработками Лотербура и Мэнсфилда ЯМР можно было использовать для получения изображений тела.
Лаутербур использовал идею Роберта Габийярда (развитую в его докторской диссертации 1952 года) о введении градиентов в магнитное поле , что позволяет определить происхождение радиоволн, испускаемых ядрами объекта исследования. Эта пространственная информация позволяет создавать двумерные изображения. [4]
Пока Лотербур работал в Стоуни-Брук, лучший ЯМР-аппарат в кампусе принадлежал химическому факультету; ему приходилось посещать его ночью, чтобы использовать для экспериментов, и он осторожно менял настройки так, чтобы они возвращались к настройкам химиков, когда он уходил. [10] Оригинальный аппарат МРТ находится в здании химического факультета в кампусе Университета Стоуни-Брук в Стоуни-Брук, штат Нью-Йорк .
Некоторые из первых снимков, сделанных Лаутербуром, включали снимки моллюска диаметром 4 мм [11], которого его дочь собрала на пляже в проливе Лонг-Айленд , зеленого перца [4] и двух пробирок с тяжелой водой в стакане с обычной водой; ни одна другая техника визуализации, существовавшая в то время, не могла различить два разных вида воды. Это последнее достижение особенно важно, поскольку человеческое тело в основном состоит из воды. [10]
Когда Лотербур впервые представил свою статью со своими открытиями в Nature , статья была отклонена редакторами журнала. Лотербур настоял и попросил их пересмотреть ее, после чего она была опубликована и теперь признана классической статьей Nature . [12] Редакторы Nature указали, что фотографии, сопровождающие статью, были слишком размытыми, хотя это были первые изображения, показывающие разницу между тяжелой водой и обычной водой. [4] Лотербур сказал о первоначальном отклонении: «Вы можете написать всю историю науки за последние 50 лет в терминах статей, отклоненных Science или Nature ». [10]
Питер Мэнсфилд из Ноттингемского университета в Соединенном Королевстве продвинул первоначальную работу Лотербура еще на один шаг вперед, заменив медленный (и склонный к артефактам) метод проекции-реконструкции, используемый в оригинальной технике Лотербура, на метод, который использовал частотное и фазовое кодирование пространственными градиентами магнитного поля. Благодаря прецессии Лармора , математический метод, называемый преобразованием Фурье , затем мог быть использован для восстановления желаемого изображения, что значительно ускорило процесс визуализации. [10]
Лотербур безуспешно пытался подать патенты, связанные со своей работой, чтобы коммерциализировать открытие. [13] Государственный университет Нью-Йорка решил не заниматься патентованием, мотивируя это тем, что расходы в конечном итоге не окупятся. «Компания, которая отвечала за такие заявки, решила, что не будет возмещать расходы на получение патента. Это оказалось не очень хорошим решением», — сказал Лотербур в 2003 году. Он пытался заставить федеральное правительство заплатить за ранний прототип аппарата МРТ в течение многих лет в 1970-х годах, и этот процесс занял десятилетие. [14] Ноттингемский университет действительно подал патенты, которые позже сделали Мэнсфилд богатым. [14]
Лотербур был удостоен Нобелевской премии вместе с Мэнсфилдом осенью 2003 года. Разногласия возникли, когда Рэймонд Дамадьян разместил полностраничные объявления в The New York Times , The Washington Post и The Los Angeles Times под заголовком «Позорная несправедливость, которая должна быть исправлена», в которых говорилось, что Нобелевский комитет не включил его в число лауреатов премии вместе с Лотербуром и Мэнсфилдом за его раннюю работу по МРТ. Дамадьян утверждал, что он открыл МРТ, а двое ученых-лауреатов Нобелевской премии усовершенствовали его технологию.
The New York Times опубликовала редакционную статью, в которой говорилось, что, хотя ученые отдают должное Дамадьяну за ранний патент на технологию МРТ, Лотербур и Мэнсфилд расширили технику Германа Карра , чтобы производить сначала 2D, а затем 3D изображения МРТ. Редакционная статья считает это достойным Нобелевской премии, хотя в завещании Альфреда Нобеля четко указано, что премии не должны выдаваться исключительно на основе улучшения существующей технологии для коммерческого использования. Затем газета указывает на несколько случаев, когда предшествующие открытия были удостоены Нобелевской премии, а также на несколько заслуживающих этого случаев, когда она не была удостоена, например, Розалинд Франклин , Освальд Эвери , Роберт Габийяр . [15] [16]
Лотербур умер в возрасте 77 лет в марте 2007 года от болезни почек в своем доме в Урбане, штат Иллинойс . Канцлер Иллинойсского университета Ричард Герман сказал: «Влияние Пола ощущается во всем мире каждый день, каждый раз, когда МРТ спасает жизнь дочери или сына, матери или отца». [16]
