Zamonaviy ilm-fan yoʻnalishlari katta va keng koʻlamli ish boʻlib, unda butun dunyo boʻylab minglab laboratoriyalar oʻzlarining yuqori ixtisoslashgan sohalarini yanada kengroq bir doirada oʻrganmoqdalar. Bu atrofimizdagi dunyoni yaxshiroq tushunish uchun ilmiy meros va ko'p asrlik texnologik yutuqlarning mantiqiy kesishishidir.
Alohida e'tibor retinal neyron hisoblashdan tortib kosmik plazma fizikasiga qadar borgan sari o'ziga xos fanlarga qaratilishi kerak. Qaysi ilmiy sohalar mavjud va qaysilari eng dolzarb?
Biotibbiyot muhandisligi va biofizika
Bu g'alati tuyulishi mumkin, ammo tibbiyotdagi ayrim muammolarni faqat texnologiya yordamida hal qilish mumkin. Biotibbiyot muhandisligi - bu protein muhandisligi, o'lchash tizimlari va atomlar va butun organizmlarning yuqori aniqlikdagi optik tasvirlari kabi turli sohalarni qamrab oluvchi rivojlanayotgan fan. Bu istak uchunjismoniy bilimlarning hayot haqidagi fanlar bilan integratsiyalashuvi - inson salomatligidagi taraqqiyot.
Hozirgi tadqiqot sohalari
Tadqiqot sohalarini oʻz ichiga oladi, masalan:
- Biofotonika - hujayralar va to'qimalarni floresan bilan ko'rish usullarini ishlab chiqish. Optik usullar biologik molekulalarni o'rganish uchun ishlatiladi.
- Yurak-qon tomir tomografiyasi - yurak-qon tomir kasalliklarini aniqlash va miqdorini aniqlash usullarini ishlab chiqish.
- Murakkab biologik tizimlar - murakkab biologik tizimlarni tushunish uchun yangi vositalar va matematik modellarni ishlab chiqish.
- Makromolekulyar birikma. Makromolekulalar, shu jumladan ko'p komponentli komplekslar va molekulyar mashinalarni o'rganish.
- Immunokimyoviy diagnostika - kasalliklarni aniqlash uchun yangi texnologiyalarni yaratish, masalan, "laboratoriya tadqiqotlari".
- Invaziv bo'lmagan optik tasvirlash - to'qimalar va organlarni baholash va kuzatish uchun real vaqtda diagnostika usullarini ishlab chiqish.
Soʻnggi yutuqlar hujayralar va organizmlarning mikroskopik va makroskopik dunyosini oʻrganishga moʻljallangan bir qancha yuqori aniqlikdagi optik tasvirlash vositalarini ishlab chiqishni oʻz ichiga oladi.
Hujayra biologiyasi
Yana bir muhim va doimiy rivojlanib boruvchi ilmiy soha bu hujayra biologiyasi. Barcha tirik mavjudotlar strukturaviy va funktsional birliklardan iborat. Shunday qilib, uyaliTanqislik ko'plab kasalliklarda muhim rol o'ynaydi, hujayralarning anormal o'sishi natijasida kelib chiqqan saratondan tortib, asab to'qimalarining o'limidan kelib chiqadigan neyrodegenerativ kasalliklargacha. Bir nechta biologik tizimlarni qamrab oluvchi oltita asosiy soha mavjud:
- Apoptoz. Har bir sog'lom organizmda hujayralar apoptoz deb nomlanuvchi dasturlashtirilgan hujayra o'limining ehtiyotkorlik bilan tartibga solinadigan jarayoni orqali nobud bo'ladi. Bu nevrologiya, immunologiya, qarish va rivojlanish uchun asos bo'lgan ko'plab biologik tizimlar hamda saraton, autoimmun va degenerativ kasalliklar kabi patologiyalar uchun odatiy holdir.
- Hujayra sikli - ishlaydigan mini tuzilmalar hayotimiz davomida ehtiyotkorlik bilan boshqariladigan tarzda o'sishda va bo'linishda davom etadi. Ushbu tsiklni tartibga soluvchi molekulyar va hujayrali hodisalar normal o'sish regulyatsiyasi buzilgan ko'plab kasalliklar uchun juda muhimdir.
- Glikobiologiya. Glikanlar uglevodlarning biologik muhim sinfidir. Glikan bog‘lovchi oqsillar (lektinlar) o‘ziga xos strukturaviy glikanlar bilan bog‘lanadi va hujayralarni aniqlash, harakatchanlik va muayyan to‘qimalarga qaytish, signalizatsiya, differentsiatsiya, hujayra yopishishi, mikrob patogenezi va immunologik tan olinishida muhim rol o‘ynaydi.
- Mitoxondriya. "Quvvat uyi" qurilish bloklari sifatida tanilgan mitoxondriyalar diabetdan Parkinsongacha bo'lgan kasalliklarning oldini olish uchun omon qolish uchun foydalanishi kerak bo'lgan energiya hujayralarini ta'minlaydi.
- Mobillik - Miyadan kelib chiqadigan va o'z jarayonlarini orqa miya poydevorigacha cho'zuvchi mikroskopik nerv hujayrasi molekulalarni o'z hajmiga nisbatan juda katta masofalarga siljitishi kerak. Olimlar hujayralar va ularning ichki molekulalari va organellalari qanday harakat qilishini o‘rganish uchun turli usul va yondashuvlardan foydalanadilar.
- Oqsillarni tashish. Proteinlar yadroda hosil bo'ladi va keyin ular hujayra rollarini bajarish uchun to'g'ri joylashtirilishi kerak. Shunday qilib, oqsillarni tashish barcha hujayra tizimlari uchun markaziy o'rinni egallaydi va uning disfunktsiyasi mukovistsidozdan Altsgeymer kasalligigacha bo'lgan kasalliklar bilan bog'liq.
Hayotning hujayra asosi
Hayotning hujayra asosi biologiyaning zamonaviy davrida aniq ko'rinishi mumkin, ammo XIX asr boshlarida birinchi mikroskoplar paydo bo'lgunga qadar, bu faqat taxminiy masala bo'lishi mumkin edi. Odatiy inson hujayrasining o'lchami biz yalang'och ko'z bilan ko'radigan narsalardan taxminan besh baravar kichikdir. Shunday ekan, strukturaviy birliklarning, jumladan, hujayra patofiziologiyasining ichki jarayonlarini tushunishimizdagi taraqqiyot ushbu ilmiy sohaning ularni tasvirlash va o‘rganish uchun mavjud texnologiyalaridagi yutuqlar bilan birga boradi.
Xromosomalar biologiyasi
Genomika sohasidagi hozirgi hayajon bilan genlar DNKning qisqa qismlari va xromosomalar deb ataladigan ancha kattaroq tuzilmalarning bir qismi ekanligini unutish oson. Ikkinchisi gistonlar deb ataladigan oqsillarga o'ralgan DNKning xromatinli murakkab iplaridan iborat vaorganizmlarning rivojlanishi, ishlashi va sog‘lom bo‘lishini aniqlashda bir xil darajada muhim rol o‘ynashi ma’lum.
Epigenetika, so'zma-so'z "genetikadan yuqori" bu bizning DNK darajasida sodir bo'lishi mumkin bo'lganlardan tashqari genomdagi ekologik o'zgarishlarni o'rganadigan fan. Gen faolligidagi bu tebranishlar giston oqsillari kabi ularni o'rab turgan elementlarning modifikatsiyalarini yoki gen ekspressiyasini boshqaruvchi transkripsiya elementlarining modifikatsiyalarini o'z ichiga oladi. DNK o'zgarishlaridan farqli o'laroq, epigenetik tebranishlar odatda naslga xosdir.
Boshqacha aytganda, epigenetik oʻzgarishlar odatda ota-onadan bolaga oʻtmaydi. Ushbu nisbatan yangi tadqiqot yo'nalishi bizning normal rivojlanish va kasallik haqidagi tushunchamizni o'zgartirdi va hozirda keyingi avlod davolash taraqqiyotiga ta'sir ko'rsatmoqda. Turli sohalar oʻrganilmoqda, jumladan:
- Semizlik. Bizning genomimizdagi epigenetik o'zgarishlar uzoq vaqtdan beri yog 'birikishi kabi murakkab inson kasalliklarida rol o'ynashiga shubha qilingan. Yangi ilmiy yoʻnalish atrof-muhit omillari kasallikning rivojlanishiga qanday taʼsir qilishini oʻrganmoqda.
- Klinik sinovlar va dori ishlab chiqish. Epigenetik saraton terapiyasining turli xil o'smalardagi roli o'rganilmoqda, chunki ular standart kimyoterapiyadagi kabi saraton va oddiy qurilish bloklarini o'ldirishdan ko'ra g'ayritabiiy hujayralarni maqsad qilib, "qayta dasturlashi" mumkin.
- Sog'liqni saqlash. Rivojlanishning barcha bosqichlarida parhez va kimyoviy moddalarga ta'sir qilish ma'lum genlarni yoqish yoki o'chirishga olib keladigan epigenetik o'zgarishlarga olib kelishi mumkin. Olimlar bu elementlarning umumiy aholiga qanday salbiy ta’sir ko‘rsatishini o‘rganishmoqda.
- Xulq-atvor fani. Epigenetik o'zgarishlar ko'plab kasalliklar, jumladan, giyohvandlik va alkogolizm bilan bog'liq. Atrof-muhit omillari genomni qanday o'zgartirishini tushunish psixologik kasalliklarni davolashning yangi yo'llarini yoritishi mumkin.
Kvant biologiyasi
Fiziklar bunday kvant effektlari haqida yuz yildan ortiq vaqtdan beri bilishadi, zarralar bizning his-tuyg'ularimizni buzadi, bir joydan yo'qolib, boshqa joyda paydo bo'ladi yoki bir vaqtning o'zida ikkita joyda bo'ladi. Ammo bu ta'sirlar yashirin laboratoriya tajribalari bilan bog'liq emas. Olimlar kvant mexanikasi biologik jarayonlarga ham taalluqli bo‘lishi mumkinligiga tobora ko‘proq shubha qilmoqdalar.
Ehtimol, eng yaxshi misol fotosintez boʻlishi mumkin, bu ajoyib samarali tizim boʻlib, oʻsimliklar (va baʼzi bakteriyalar) quyosh nuri energiyasidan foydalanib oʻzlariga kerakli molekulalarni hosil qiladi. Ma'lum bo'lishicha, bu jarayon aslida "superpozitsiya" fenomeniga tayanishi mumkin, bu erda kichik energiya paketlari barcha mumkin bo'lgan yo'llarni o'rganadi va keyin eng samarali yo'lga joylashadi. Shuningdek, parrandalarning navigatsiyasi, DNK mutatsiyalari (kvant tunnellari orqali) va hatto bizning hid bilishimiz ham kvant effektlariga tayanishi mumkin.
Bu juda spekulyativ va bahsli maydon bo'lsa-da, kimAmaliyotchilar tadqiqot natijasida olingan ma'lumotlar yangi dori vositalari va biomimetika tizimlariga olib kelishi mumkin bo'lgan kunni kutishmoqda (biometriya - yangi materiallar va mashinalarni yaratish uchun biologik tizimlar va tuzilmalar qo'llaniladigan yana bir rivojlanayotgan fan sohasi).
Ijtimoiy va xulq-atvor fanlari
Molekulyar va hujayra darajasidan tashqari, xulq-atvor va ijtimoiy omillar kasallik va sog'likka qanday ta'sir qilishini tushunish kasallikni tushunish, davolash va oldini olish uchun juda muhimdir. Bunday fanlar bo'yicha tadqiqotlar keng ko'lamli fanlar va yondashuvlarni qamrab oluvchi ko'p qirrali katta sohadir.
Intraprofessional tahlil dasturi kontseptsiyasi murakkab va shoshilinch sog'liq muammolarini hal qilishda birgalikda ishlash uchun biotibbiyot, xulq-atvor va ijtimoiy fanlarni birlashtiradi. Asosiy e'tibor quyidagi usullar orqali xulq-atvor jarayonlari, biopsixologik va amaliy sohalarni o'rganadigan ilmiy yo'nalishlarni rivojlantirishga qaratilgan:
- Kasallik yoki jismoniy holatning xulq-atvor va ijtimoiy faoliyatga ta'siri bo'yicha tadqiqot.
- Kasallikning boshlanishi va kechishi bilan bogʻliq xatti-harakatlar omillarini aniqlash va tushunish.
- Davolash natijalarini oʻrganish.
- Salomatlikni mustahkamlash va kasalliklarning oldini olish boʻyicha tadqiqotlar.
- Sog'likka institutsional va tashkiliy ta'sirlar tahlili.
Ezometeorologiya
Ekzometeorologlar yoqadiekzo-okeanograflar va ekzogeologlar Yerdan boshqa sayyoralarda sodir bo'ladigan tabiiy jarayonlarni o'rganishga qiziqishadi. Endi astronomlar yaqin-atrofdagi jismlarning ichki ishlarini diqqat bilan ko‘rib chiqishlari mumkin bo‘lganligi sababli, ular atmosfera va ob-havo sharoitlarini tobora ko‘proq kuzatish imkoniyatiga ega bo‘lmoqdalar. Yupiter va Saturn o'zlarining ajoyib potentsial tizimlari bilan o'rganish uchun asosiy nomzodlardir.
Masalan, Marsda chang bo'ronlari muntazam bo'lib turadi. Ushbu ilmiy-texnik yo'nalishda ekzometeorologlar hatto bizning Quyosh tizimimizdan tashqaridagi sayyoralarni ham o'rganishadi. Qizig‘i shundaki, ular oxir-oqibat atmosferadagi organik belgilar yoki karbonat angidrid gazining yuqori darajasini aniqlash orqali ekzosayyorada yerdan tashqari hayot belgilarini topishlari mumkin - bu sanoat davri sivilizatsiyasining mumkin bo‘lgan belgilari.
Nutrigenomika
Nutrigenomika, shuningdek, oziq-ovqat genomikasi sifatida ham tanilgan, fanning ustuvor sohasi hisoblanadi. Bu oziq-ovqat va DNK reaktsiyasi o'rtasidagi murakkab o'zaro ta'sirni o'rganishdir. Darhaqiqat, oziq-ovqat inson salomatligiga katta ta'sir ko'rsatadi - va u tom ma'noda molekulyar darajada boshlanadi. Bu sohada ishlaydigan olimlar irsiy oʻzgaruvchanlikning roli, ovqatlanish reaktsiyasi va ozuqa moddalarining tuzilmalarimizga taʼsir qilish usullarini tushunishga intilmoqda.
Nutrigenomika har ikki yoʻnalishda ham ishlaydi - genlarimiz bizning dietamizga ta'sir qiladi va aksincha. Ushbu ilmiy faoliyat sohasining asosiy maqsadi shaxsiylashtirilgan ovqatlanishni yaratish - nimani taqqoslashdir. Biz nima yeymiz, o'zimizning noyob genetik konstitutsiyamiz bilan.
Kognitiv iqtisodiyot
Iqtisodiyot odatda chuqur bilimga taalluqli emas, lekin bu soha an'anaviy tadqiqot fanlari bilan integratsiyalashganligi sababli o'zgarishi mumkin. Xulq-atvor iqtisodiyoti bilan adashtirmaslik kerak (bizning ish qilish uslubimizni - biz nima qilamiz - iqtisodiy qarorlar qabul qilish kontekstida o'rganish), kognitiv iqtisod bizning fikrimiz haqida. Hudud haqida blog yurituvchi Li Kolduell buni quyidagicha ta'riflaydi:
"Kognitiv iqtisod (yoki moliya) … inson bu tanlovni amalga oshirayotganda uning ongida nima sodir bo'lishini ko'rib chiqadi. Qaror qabul qilishning ichki tuzilishi nimadan iborat, axborot ongga qanday kiradi va u qanday qayta ishlanadi va keyin, oxir-oqibat, bu jarayonlarning barchasi bizning xatti-harakatlarimizda qanday namoyon bo'ladi?"
Boshqa ma'noda, kognitiv iqtisod bu fizika bo'lib, uning xulq-atvor iqtisodiyoti muhandislikdir. Shu maqsadda ushbu sohada ishlaydigan olimlar o'z tahlillarini quyi darajada boshlaydilar va keng ko'lamli iqtisodiy xatti-harakatlar modelini ishlab chiqish uchun inson qarorlarini qabul qilishning asosiy mikropatternlarini shakllantiradilar. Bunga yordam berish uchun kognitiv iqtisodchilar intizom va hisoblash iqtisodiyotining tegishli sohalarini, shuningdek, ratsionallik va qarorlar nazariyasidagi ilmiy va texnologik tadqiqotlarning asosiy yo'nalishlarini ko'rib chiqadilar.
