для выполнения простейших процедур, требующих элементарного навыка. Знаменательно, что на протяжении последних нескольких лет я ознакомился с шестью научными публикациями, описывающими различные -- и в ряде случаев весьма сложные -- виды аппаратуры для осуществления весьма несложной процедуры кормления крыс через введенную в желудок трубку. Между тем секрет весьма прост: нужно окунуть трубку в масло и, стараясь не напугать животное, вводить трубку таким образом, чтобы его голова не запрокидывалась. Такая манипуляция займет всего несколько секунд, то есть ровно столько же времени, сколько нужно для того, чтобы достать из ящика любое из рекомендованных приспособлений.
Естественные явления и модели заболеваний
Я буду использовать термин 'естественные' для обозначения ряда явлений, происходящих в природных условиях и одновременно склонных производить на нас впечатление единственной в своем роде формы реакции. К этой группе явлений принадлежат, к примеру, беременность, зимняя спячка, различные типы воспалений, анафилаксия, анафилактоидные реакции, стрессовый синдром и кальцифилаксия. В отличие от них сокращение мышцы, увеличение одной какой-либо клетки или изменение содержания в крови какого-то одного химического вещества являются примерами более элементарных компонентов жизненных реакций.
Разумеется, мы нуждаемся как в способах изучения естественного явления в целом, так и в способах определения его составных элементов, иначе говоря, нам нужны исследования как 'вширь', так и 'вглубь'. Эти две группы методик в равной степени оправданы. И потому нет оснований обвинять в поверхностности тех, кого интересуют естественные явления в целом, или в ограниченности тех, кто исследует детали. Нельзя ведь изучать иммунные реакции на молекулярном уровне, если еще не открыто само явление иммунитета. И все же только проникновение в глубь этого явления открывает перед нами возможность действительно, приблизиться к полному его пониманию. 'Глубинные' исследования распространены значительно шире, поскольку их можно планировать, в то время как открытие нового явления целиком строится на интуиции.
Одним из наиболее важных методов фундаментального медицинского исследования является экспериментальная модель заболевания. Помимо того что она относится к сложным естественным явлениям в нашем понимании смысла этого термина, она вдобавок имитирует спонтанно возникающую болезнь. Следовательно, эти модели являются идеальными объектами для проверки действия лекарств и для анализа механизмов возникновения заболеваний.
Экспериментальная медицина в целом развивается от чисто статического описания биологических структур (макроскопическая и микроскопическая анатомия, химический состав, физические характеристики) к изучению более сложных естественных явлений (воспаление, перерождение, рост или атрофия тканей и экспериментальные болезни). Более чем очевидно, что болезнь следует изучать на максимально полных моделях, хотя, разумеется ни одна модель не идентична оригиналу. Далеко не все факты, полученные на модели, остаются истинными, когда соответствующим заболеванием страдает человек, но в то же время модель имитирует самые существенные характеристики спонтанно возникающей болезни. Модель потому и есть модель, что она отличается от оригинала. Даже один и тот же возбудитель вызывает разные поражения у животных и у человека. Дефицит витамина С, недостаток инсулина или заражение туберкулезными бациллами по-разному проявляются у человека, крысы или морской свинки. Но из всех этих моделей заболевания извлекается информация, необходимая для лечения.
Насколько я помню, все экспериментальные модели заболеваний, разработанные мной и моими коллегами, подвергались критике за их несовершенство. А разве бывают совершенные модели? Нужно ли доказывать, что пересаженная опухоль -- не то же самое, что раковая опухоль человека, что артрит, инфаркт миокарда, нарушение кровообращения, почечное или кожное заболевание, тем или иным способом вызванное у животного, не являются точной копией соответствующих спонтанно возникающих заболеваний человека? Но тем не менее я утверждаю, что такие модели составляют самую основу экспериментальной медицины.
Существуют постепенные переходы от того, что мы назвали 'естественными явлениями', к тому, что вводится в качестве 'модели заболевания'. Последняя обычно представляет собой сложное сочетание первых. Самое худшее, в чем можно упрекнуть 'модель заболевания',-- это что она просто имитирует естественное явление, не являясь точной копией заболевания. Поэтому основная цель такого рода исследований -- максимально приблизиться к спонтанной болезни. В этом смысле даже такие естественные явления, как анафилаксия или воспаление, демонстрируют подобное приближение в большей степени, чем изменения изолированных морфологических или химических элементов в организме.
Разработка экспериментов
Для начала нам следует вспомнить, что заранее обдуманным планом можно руководствоваться лишь при развитии какой-либо идеи. Подлинное открытие -- это бессознательно направляемый интуитивный процесс. Как писал А. Шильд, 'если результаты исследований можно заранее предсказать, то изучаемая проблема, судя по всему, ничтожна, а точнее, она почти не существует' [17]. Квалифицированная разработка какой-либо научной проблемы может вызвать возглас вроде: 'Неплохо сделано, не правда ли?' Но, столкнувшись с подлинным открытием, мы вряд ли отреагируем на него подобным образом. Скорее всего мы воскликнем: 'Да как это вас угораздило, как это вам в голову пришло?' Открытие ранее неизвестного явления ценится куда выше, чем развитие уже известного, поскольку тех, кто в состоянии обнаружить нечто совершенно новое, куда меньше, чем тех, кто способен использовать и развивать найденное за счет дополнительных изысканий вглубь.
Как только сделано новое открытие, сразу находятся толпы советчиков, которым прекрасно известно, как именно следует его применять. Однако в свое время никто не посоветовал Флемингу заняться открытием пенициллина, а Колумбу -- поисками Америки.
И все же методы разработки экспериментов имеют самое существенное значение, поскольку лишь считанное число открытий находит применение в своем изначальном виде. Большинство из них вскоре забываются, если только их составные элементы не были подвергнуты тщательному анализу в соответствии с хорошо продуманным планом.
Разработка эксперимента включает стратегию (общее направление, которому мы хотим следовать) и тактику (выполнение совершенно четко сформулированного плана исследования). Стратегия связана преимущественно с выбором такого предмета исследования, который мы считаем заслуживающим нашего внимания; выше этот вопрос подробно рассматривался с различных точек зрения. Поэтому здесь мы уделим основное внимание тактике, т. е. выполнению поддающейся планированию исследовательской темы.
Вопросы, которые будут обсуждаться на последующих страницах, так же как и последующий большой раздел 'Методы координации знаний', представляют, непосредственный интерес лишь для ученых и для тех, кто собирается ими стать. Тем не менее они весьма удобны для иллюстрации научного подхода к различным вопросам.
'РАЗДЕЛЯЙ И ВЛАСТВУЙ'
'Divide et regnes' --этот сформулированный Макиавелли политический принцип находит прекрасное применение и в тактике научного исследования, хотя чаще мы пользуемся лозунгом 'Меняй каждый раз что-нибудь одно'. Вне зависимости от того, что является предметом исследования, должен наличествовать только один переменный фактор, только одно различие между контрольной и экспериментальной группами. Даже в самом сложном эксперименте каждая подопытная группа должна сравниваться со своим 'двойником', от которого она отличается лишь в одном-единственном отношении, так же как в каждом простом уравнении может быть только одно неизвестное. Для этого необходимо тщательно проанализировать все наблюдения и определить основные составляющие их элементы. Неорганизованная и не структурированная надлежащим образом информация приводит лишь к путанице. Все наши материалы -- и наблюдения, и их интерпретация -- должны быть сначала подразделены на маленькие блоки, которыми можно оперировать по отдельности.
Правда, на начальных этапах иногда имеет смысл подвергнуть проверке целое, а потом уже заниматься частями. Например, перед экспериментальным воспроизведением заболевания посредством чистой бактериальной культуры можно попытаться воспроизвести передачу его с помощью зараженной ткани. Прежде чем выполнить биологические тесты с отдельными гормональными фракциями, взятыми из какой- либо железы, быть может, имеет смысл испытать всю необработанную массу железы и посмотреть, не обладает ли она активностью, заслуживающей более детального изучения. Если у цельного необработанного материала обнаруживается такая активность, то для идентификации его следует разделить на составные части.
ПРИНЦИП АНАЛОГИИ
Разработка экспериментов существенно зависит от нахождения аналогий между вновь наблюдаемыми фактами и предыдущим опытом. Процесс планирования экспериментов обычно включает четыре этапа.
