Версия для печати
Вернуться к списку

Ученый Евгений Хайдуков: Наука не может быть российской или американской

Как увидеть человека насквозь без рентгеновского аппарата? Можно ли заниматься нанотехнологиями и не быть жуликом? Есть ли способ с помощью света сделать жидкость твёрдой? Зачем китайцы вырастили человеческое ухо на мыши? Когда биороботы решат проблему нехватки энергии на планете? Нужно ли отпускать молодых учёных за границу? Обо всём этом главному редактору «Аргументов недели» Андрею УГЛАНОВУ рассказывает заведующий лабораторией лазерной биомедицины ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН кандидат физико-математических наук Евгений ХАЙДУКОВ.

Заглянуть во внутренний мир человека

– Здравствуйте, Евгений Валерьевич! Недавно вы получили премию президента, которая вручается молодым учёным за их научную деятельность. В одном из интервью вы говорили, что теперь у вас есть возможность видеть человека насквозь. Что вы имели в виду?

– В принципе человека насквозь уже давно можно видеть с использованием Х-лучей, или, как их принято называть в России, рентгеновского излучения. Наша же идея заключается в том, чтобы использовать обыкновенные фотоны из почти видимого диапазона спектра для того, чтобы можно было заглядывать вглубь биологических тканей.

– А зачем, если уже есть рентген?

– Количество съёмок в рентгеновском аппарате для конкретного человека имеет ограничение. Эту процедуру нельзя проходить часто, потому что эти лучи обладают довольно высокой энергией и способны ионизировать, в результате чего мы можем получить повреждение биотканей и развитие различного рода заболеваний. При этом свет оптического диапазона спектра мы видим постоянно, и эволюционно он нам не вредит. Разумеется, возник вопрос – а нельзя ли его использовать для того, чтобы посмотреть поглубже в человеческую ткань. Оказалось, что можно. Ни для кого не секрет, что свет ближнего инфракрасного диапазона находится прямо на границе видимого диапазона нашего глаза. Это, скажем так, чуть более красный свет, чем мы видим. И он способен довольно глубоко проникать в биоткани.

– Насколько глубоко?

– Порядка 4–5 сантиметров, это сильно зависит от типа биоткани. На этих особенностях низкоэнергетичных фотонов мы и пытаемся строить технологию, которая бы позволила нам заглянуть вглубь биоткани. Это не основная часть наших исследований, но именно с неё мы начинали свои исследования. В качестве излучателя мы используем лазер с определённой длиной волны, который испускает требуемый для нас диапазон спектра. Эта длина волны может глубоко проникнуть в биоткань, и если мы в эту биоткань помещаем особые нанокристаллы, то они способны переизлучить этот самый свет лазера на другой длине волны, которая нам нужна. Казалось бы, можно использовать инфракрасный свет для того, чтобы просветить, скажем, ладонь. А дальше что? Если у нас нет специального наномаркера, который промаркировал бы требуемую для нас область, то это действие абсолютно бесполезно. А когда наномаркеры способны переиспустить фотон, мы можем регистрировать это с использованием обычной камеры. И дальше на этом строится вся диагностика.

Чубайс нам денег не дал

– У меня при упоминании наночастиц в голове сразу возникает Чубайс, чья контора «Роснано» оказалась растратчиком 70 миллиардов рублей без каких-то результатов. В голове обычного человека слова «нано» и «жулик» стоят по соседству. Вы с Чубайсом связаны или у вас какие-то особые частицы?

– К Чубайсу и «Роснано» мы отношения не имеем. Ещё на заре создания этой госкорпорации мы пытались получить у них небольшое финансирование под наши разработки, но дело закончилось ничем.

– Как и у многих других, кто пытался сделать что-то реальное.

– Если говорить об источниках нашего финансирования, то основными грантодателями являются Российский фонд фундаментальных исследований (РФФИ) и Российский научный фонд (РНФ). На их гранты мы выстраивали работу. «Роснано», конечно, сильно скомпрометировала сам термин «нано», но он вполне научен. Если размер объекта меньше 100 нанометров, то его можно считать нанообъектом.

– Готовясь к интервью, я прочитал, что вы какой-то мыши сумели подсадить человеческое ухо. Как это может быть? Ведь ухо человека больше мыши. Как вы это сделали, а главное – зачем?

– Это сделали не мы, хотя и по нашей технологии. В 2018 году мы придумали, как инициировать процесс полимеризации в глубине биотканей с использованием апконвертирующих наночастиц (апконвертирующие наночастицы, обладающие уникальными оптическими свойствами, считаются перспективной платформой для создания опухолевых маркеров, обеспечивающих оптическую визуализацию тканей в режиме реального времени с высокой чувствительностью и контрастом, что позволяет использовать их для интраоперационной диагностики. – Прим. ред.). Идея заключается в том, что вы можете послать на эту наночастицу инфракрасный свет, а она, в свою очередь, довольно хитрым образом его преобразует в более жёсткий квант ультрафиолета. А квант ультрафиолета уже может запустить процесс полимеризации. Мы довольно долго боролись за то, чтобы опубликовать эту работу. Посылали её в американское химическое общество. Нам отказали под довольно интересным предлогом – сказали, что автор с такой фамилией, как у меня, только через другую букву, к ним уже обращался. Мы понимали, что идёт очень серьёзная конкуренция за то, кто первым продемонстрирует эту технологию. И для нас было принципиально важно закрепить приоритет.

– Можете популярно описать эту технологию?

– Представьте себе стакан с жидким полимером, у которого физические свойства близки к свойствам воды. Насыпаем туда соответствующую нанопыль, освещаем инфракрасным светом, и это запускает процесс полимеризации, и жидкость станет твёрдой.

– И ей можно придать нужную форму?

– Да, если я буду правильным образом сканировать лазерным излучением эту жидкость, то могу сформировать трёхмерный объект прямо внутри стакана. В итоге мы были вынуждены пойти на понижение рейтинга журнала, в котором опубликовали эту работу. Это журнал Scientific reports группы Nature. И каково было наше удивление, когда они нам вскоре прислали поздравительное письмо, что наша работа вошла в топ-100 лучших материалов в области материаловедения. А вскоре с нами связалась группа китайских специалистов из Сычуаньского медицинского университета. Именно они вырастили фрагмент человеческого уха на мышке. Они оказались в неловком положении, потому что получилось так, что приоритет за нами, но мы не успевали показать полимеризацию под слоем биоткани на практике. А они в практической области продвинулись дальше, но были вынуждены примерно четверть своей работы посвятить описанию нашей технологии. Китайские специалисты сделали практический шаг, немножко опередив нас, но с использованием нашей технологии, и вырастили уменьшенную копию человеческого уха, взяв жидкость, инжектировав её подкожно и запустив процесс полимеризации.

– Странная история. Обычно китайцы, если у кого-то что-то, пардон, тырят, то никогда не оправдываются. Китайцы меняются?

– Научный мир сейчас довольно открыт и прозрачен, и никто не хочет быть уличённым в воровстве и хищении научного знания.

Медузоподобные кристаллы

– Одним из известнейших героев комиксов является человек-муравей. Там учёный путём манипуляций с наночастицами уменьшает героя до размеров муравья. У вас, похоже, такие же цели?

– Наука всегда эволюционировала вслед за литературой. Но не за комиксами, а за научной фантастикой. Наша технология в каком-то смысле является наномашиной. То есть на основе неорганических нанокристаллов мы пытаемся строить природоподобные системы, которые, попадая в организм, могут управляться извне светом. А дальше уже наша задача – выбрать, какую основу заложить в эти самые наномашины, которые мы запустили в кровь. Например, эти наночастицы могут бороться с рядом заболеваний. Скажем, если мы смогли доставить их к опухолевой ткани, дальше нам остаётся просто сказать нашей наномашине – вы пришли куда нужно, теперь надо убить этих нехороших ребят. И они начинают крошить опухолевые клетки в капусту, повинуясь команде инфракрасного света. Мы уже проводим такие эксперименты с малыми животными.

Сегодня приходит понимание, что нужно отказываться от кремниевой технологии в вычислительной технике. Эти технологии неэнергоэффективны. Население планеты растёт и требует ресурсов. А какой самый важный ресурс? Энергия! Нужно разрабатывать энергоэффективные технологии. А живая природа гораздо более энергоэффективна, чем то, что мы сегодня делаем. То, что мы делаем, – это первый шаг к биороботам, которые будут выполнять функции и потреблять энергию, как это делают живые организмы, т.е. энергоэффективно.

Академическая свобода

– Общепринятое мнение, что российская наука в загоне, что молодые учёные уезжают в США или Китай, где у них масса возможностей, которых в России нет. Это так?

– В России для молодых учёных созданы довольно комфортные условия. Но есть опасения, что всё может измениться. Было принято решение модернизировать Российский фонд фундаментальных исследований. А ведь политика председателя совета РФФИ Владислава Яковлевича Панченко была направлена на активную поддержку молодёжи. Он первый догадался ввести систему стимулирования молодых учёных. Фактически человек после окончания университета, поступив в аспирантуру и задержавшись там на один год, то есть подтвердив свои талант и упорство, уже мог подать и получить свой первый грант. Да, он был небольшой, но этот грант ему позволял получить так называемую академическую свободу – свободу от руководства, свободу от профессора, который его контролирует. И он был свободен в принятии своих решений, потому что он персонально нёс ответственность за выполнение своего гранта. Этот этап быстро модернизировался в следующий раунд проектов. После успешного выполнения первого маленького гранта молодой учёный мог подать и получить более крупную сумму и уже сформировать свою молодёжную научную группу. Сегодня РНФ пытается заместить РФФИ, и это, на мой взгляд, пока получается не очень. Пошли некие пертурбации с финансированием, с поддержкой молодёжи. Но в целом, если говорить о людях до 35 лет, то у них всё в порядке.

– И всё же многие молодые учёные уезжают за границу. Вас туда звали?

– Да, конечно, более того, продолжают звать. Но мне кажется, на эту ситуацию нужно смотреть немножко шире. Когда я слышу словосочетание «российская наука» – это режет мне слух. Я считаю, что наука не может быть российской, китайской или американской. Наука – это нечто общее, что объединяет нации. И в этом смысле я не вижу ничего плохого, когда молодёжь едет за границу. У нас эта практика ещё со времён Ломоносова. Мы исторически ездили туда, набирались опыта, возвращались обратно и делали здесь замечательные вещи. Поэтому, мне кажется, напротив, нужно поддерживать желание молодёжи поехать туда поучиться. Ведь с большой долей вероятности человек там не останется, вернётся, потому что у него здесь родители, друзья, другие связующие вещи. Я бы открыл ворота и сказал – езжайте, товарищи, учитесь, стажируйтесь. Это пойдёт нам всем только на пользу. За границей существует так называемая академическая свобода, которой не хватает тут. Я понимаю, о чём я говорю, потому что я был на таких коротких стажировках, и на одной из них, например, за полтора месяца мы с супругой вдвоём сделали три замечательные работы. В России я бы на это потратил существенно большее время. И не потому, что здесь чего-то не хватает или кто-то мешает. Просто там всё гораздо быстрее. Люди там гораздо больше и быстрее коммуницируют между собой, что очень важно для науки. Потому что сегодняшняя наука не делается одним человеком, она делается группой лиц. А в России с коммуникацией, к сожалению, проблемы.