Новый российский портативный томограф поможет раскрыть тайны самой большой в стране коллекции костных артефактов
В Кунсткамере собраны 300 тыс. костных останков, многие из которых относятся к эпохе верхнего палеолита. Исследование с помощью нового портативного томографа позволит ученым узнать, чем болели и от чего умерли люди в разные времена, выявить национальные особенности тех или иных народностей, выяснить другие антропологические и исторические данные. Раньше для этого требовались длительные лабораторные исследования с использованием дорогостоящих стационарных рентгеновских установок, которых единицы по всей стране. Теперь разгадать тайны костных артефактов станет проще и дешевле. Да и музейные экспонаты не пострадают.
Тайны древних людей
Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» и Кунсткамеры запускают совместное исследование коллекции древних черепов и других костных артефактов. Как сообщил «Известиям» заведующий отделом антропологии Кунсткамеры Валерий Хартанович, специалистам предстоит изучить внутреннюю структуру каждого из 300 тыс. объектов, хранящихся в музее.
— Изучение костных структур на томографе дает массу информации, которую невозможно получить, осматривая их визуально. Прежде всего появляется возможность понять, какие заболевания оставили свой след на костных структурах и зубах, — отметил эксперт. — В целом перед нами стоит масса задач, в том числе изучение изменения строения черепа в процессе онтогенеза (индивидуальное развитие организма в историческом контексте. — «Известия»).
Фото: kunstkamera.ru. Отдел антропологии является одним из старейших научных отделов музея, Памятный альбом, 1893 год
Самые ранние артефакты музея относятся к эпохе верхнего палеолита (от 40 до 10 тыс. лет назад), связанной с деятельностью человека современного типа — Homo sapiens. Таких материалов очень мало во всем мире, поэтому исследование имеет большую научную ценность. Экспонаты более позднего времени относятся к XVII–XVIII векам.
— У нас, например, есть костные останки, которые принадлежат первым строителям Санкт-Петербурга. Изучить причины их смерти и заболеваемости с помощью томографа — крайне интересная задача, никто это раньше не делал, — уточнил Валерий Хартанович.
Томограф для черепа
Специально для того, чтобы дать антропологам возможность изучить редчайшие артефакты, не вынося их за пределы Кунсткамеры, что может их разрушить, сотрудники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создали портативный передвижной томограф, который выдает изображение в высоком качестве. Как пояснил заведующий кафедрой электронных приборов и устройств ЛЭТИ Николай Потрахов, в основе технологии — использование микрофокусной трубки.
— Такая трубка позволяет настроить резкость, как в бинокле. Это дает возможность уменьшить размеры прибора, снимать с меньшего расстояния, снизить мощность излучения, уменьшить габариты и вес. И получить при этом качественную информацию, — сообщил ученый.
Главное отличие нового прибора от медицинского томографа заключается в том, что в медицинском человек лежит неподвижно, а система «источник–приемник» вращается вокруг него. В техническом томографе ученые закрепляют объект (в данном случае череп) и поворачивают его, а источник и приемник закреплены и неподвижны относительно друг друга.
Портативный томограф, созданный учеными СПбГЭТУ «ЛЭТИ». Фото: etu.ru
— Наш томограф выуживает из этих косточек много информации. По одной кости можно узнать, чем и в какой период болел человек. Если это женщина, то рожала она или нет. Если мужчина, то воевал ли он и каким оружием был убит, — рассказал Николай Потрахов. — Кроме того, мы легко определяем национальность человека. Для этого изучаем положение 14 точек на черепе. У представителей каждой конкретной национальности их расположение индивидуально.
Применение рентгеновского томографа для изучения древних окаменелостей и артефактов всегда было одним из самых актуальных и интересных направлений развития науки и техники, уверен руководитель инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политехнического университета (вуз — участник программы «5-100») Дмитрий Седнев.
— Рентгеновская томография чуть ли не единственный инструмент, который предоставляет возможность «заглянуть в историю», не прибегая к непосредственному физическому воздействию на артефакты. А значит, сохраняется их целостность, — пояснил он. — Ведь с помощью специального программного обеспечения выходные данные томографа обрабатываются таким образом, что полученный результат представляет собой точную трехмерную модель исследуемого объекта с очень высоким разрешением. Это позволяет визуально изучить просканированный объект, причем не только его поверхность, но и внутреннюю структуру.
Кстати, известны случаи, когда при помощи рентгена под известными картинами находили странные изображения, и только подробный рентген-анализ позволил установить, что иногда в целях экономии холстов художники рисовали картины поверх старых.
Один из черепов коллекции Кунсткамеры. Фото: collection.kunstkamera.ru
— В современное время фокус внимания в археологии и палеонтологии смещается. Ученые всё больше информации получают не по среднестатистическим находкам, а по каким-либо образцам, отличающимся от нормы. По ним можно узнать о патологиях, которые, к примеру, стали причиной смерти животного или древнего человека, — отметил сотрудник института биологии ТюмГУ (вуз — участник программы «5-100») Сергей Артеменко. — Если новый созданный томограф будет относительно дешевым, то можно будет сделать много интересных открытий, особенно с экспонатами такой редкой коллекции, как в Кунсткамере.
Исследование поддержано Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ) и рассчитано на 2019 и 2020 годы.
Автор Мария Недюк
