بول لاوتربور

بول كريستيان لاوتربور (6 مايو 1929 - 27 مارس 2007) كان كيميائيًا أمريكيًا تقاسم جائزة نوبل في الطب أو علم وظائف الأعضاء عام 2003 مع بيتر مانسفيلد لعمله الذي جعل تطوير التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) ممكنًا. ^{[ 1 ] [ 2 ]}

كان لاوتربور أستاذًا في جامعة ستوني بروك من عام 1963 حتى عام 1985، حيث أجرى أبحاثه لتطوير التصوير بالرنين المغناطيسي . ^{[ 3 ]} في عام 1985، أصبح أستاذًا مع زوجته جوان داوسون في جامعة إلينوي في أوربانا-شامبين لمدة 22 عامًا حتى وفاته في أوربانا . أسس هو وداوسون مختبر الرنين المغناطيسي الطبي الحيوي (BMRL) هناك. ^{[ 4 ]} لم يتوقف عن العمل مع طلاب المرحلة الجامعية الأولى في مجال البحث، وشغل منصب أستاذ الكيمياء، بالإضافة إلى مناصب في الهندسة الحيوية، والفيزياء الحيوية، وكلية الطب في أوربانا-شامبين، وعلم الأحياء الحاسوبي في مركز الدراسات المتقدمة. ^{[ 5 ]}

كان لاوتربور من أصول لوكسمبورغية . وُلد ونشأ في سيدني، أوهايو ، وتخرج من مدرسة سيدني الثانوية ، حيث تم تخصيص جناح جديد للكيمياء والفيزياء والأحياء تكريمًا له. في سن المراهقة ، بنى مختبره الخاص في قبو منزل والديه. ^{[ 6 ]} أدرك مُدرّس الكيمياء في المدرسة استمتاعه بالتجارب بمفرده، فسمح له بإجراء تجاربه الخاصة في الجزء الخلفي من الفصل. ^{[ 6 ]}

عندما تم تجنيده في جيش الولايات المتحدة في خمسينيات القرن العشرين، سمح له رؤساؤه بالعمل على جهاز رنين مغناطيسي نووي (NMR) مبكر؛ وقد نشر أربع أوراق علمية قبل أن يترك الجيش. ^{[ 6 ]} أصبح بول ملحداً فيما بعد. ^{[ 7 ]}

حصل لاوتربور على بكالوريوس العلوم في الكيمياء من معهد كيس للتكنولوجيا، الذي أصبح الآن جزءًا من جامعة كيس ويسترن ريزيرف في كليفلاند، أوهايو، حيث انضم إلى أخوية ألفا دلتا التابعة لجمعية فاي كابا تاو . ثم عمل في مختبرات معهد ميلون التابع لشركة داو كورنينج ، مع انقطاع لمدة عامين للعمل في مركز الجيش الكيميائي في إيدجوود، ميريلاند . أثناء عمله في معهد ميلون، تابع دراساته العليا في الكيمياء بجامعة بيتسبرغ . بعد حصوله على الدكتوراه عام 1962، قبل لاوتربور في العام التالي منصب أستاذ مشارك في جامعة ستوني بروك . وخلال العام الدراسي 1969-1970، عمل كأستاذ زائر في الكيمياء بجامعة ستانفورد ، حيث أجرى أبحاثًا متعلقة بالرنين المغناطيسي النووي بمساعدة شركتي سينتكس وفاريان أسوشيتس المحليتين . عاد لاوتربور إلى ستوني بروك، واستمر هناك حتى عام 1985، حين انتقل إلى جامعة إلينوي . ^{[ 8 ]}

يعزو لاوتربور فكرة جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي إلى جلسة عصف ذهني في أحد مطاعم "إيتن بارك بيغ بوي" بضواحي بيتسبرغ ، حيث رُسم النموذج الأولي للجهاز على منديل ورقي أثناء دراسته وبحثه في جامعة بيتسبرغ ومعهد ميلون للأبحاث الصناعية . ^{[ 6 ] [ 9 ] [ 10 ]} أُجريت الأبحاث اللاحقة التي أدت إلى حصوله على جائزة نوبل في جامعة ستوني بروك ^{[ 11 ]} في سبعينيات القرن العشرين.

مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء عام 1952 لفيلكس بلوخ وإدوارد بورسيل ، وذلك لتطويرهما تقنية الرنين المغناطيسي النووي (NMR)، وهي المبدأ العلمي الذي يقوم عليه التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI). مع ذلك، ولعقود طويلة، اقتصر استخدام الرنين المغناطيسي بشكل أساسي على دراسة التركيب الكيميائي للمواد. ولم يُصبح بالإمكان استخدام تقنية الرنين المغناطيسي النووي لإنتاج صور للجسم إلا في سبعينيات القرن العشرين، بفضل تطويرات لاوتربور ومانسفيلد.

استخدم لاوتربور فكرة روبرت غابيلارد (التي طورها في أطروحته للدكتوراه عام 1952) والمتمثلة في إدخال تدرجات في المجال المغناطيسي ، مما يسمح بتحديد مصدر الموجات الراديوية المنبعثة من نوى الجسم المدروس. وتتيح هذه المعلومات المكانية إنتاج صور ثنائية الأبعاد. ^{[ 6 ]}

كان لبحث ريموند داماديان المنشور عام 1971 في مجلة ساينس ، والذي تناول فيه ملاحظته لاختلافات زمن الاسترخاء T1 _و T2 _في الأنسجة السرطانية ^{[ 12 ]} ، تأثيرٌ كبير، كما كتب لاوتربور عام 1986: "... لفت انتباه المجتمع الطبي لأول مرة تقرير داماديان ^{[ 12 ]} الذي أشار إلى أن بعض أورام الحيوانات تتميز بأوقات استرخاء طويلة بشكل ملحوظ لبروتونات الماء... تساءلتُ عما إذا كان من الممكن إيجاد طريقة ما لرسم خرائط لهذه الكميات داخل الجسم بطريقة غير جراحية." ^{[ 13 ]} وبدافع من تقرير داماديان حول الاستخدامات الطبية المحتملة للرنين المغناطيسي النووي، قام لاوتربور بتطوير تقنية هيرمان كار ^{[ 14 ]} لإنشاء صورة رنين مغناطيسي أحادية البعد، وذلك لتطوير طريقة لإنشاء أولى صور الرنين المغناطيسي، ثنائية وثلاثية الأبعاد، باستخدام التدرجات.

أثناء قيام لاوتربور بعمله في ستوني بروك، كان أفضل جهاز رنين مغناطيسي نووي في الحرم الجامعي تابعًا لقسم الكيمياء؛ وكان عليه زيارته ليلًا لاستخدامه في التجارب، وكان يُغيّر إعداداته بعناية ليعود إلى إعدادات الكيميائيين عند مغادرته. ^{[ 15 ]} يقع جهاز التصوير بالرنين المغناطيسي الأصلي في مبنى الكيمياء في حرم جامعة ستوني بروك في ستوني بروك، نيويورك .

تضمنت بعض الصور الأولى التي التقطها لاوتربور صورًا لمحارة قطرها 4 ملم ^{[ 16 ]} جمعتها ابنته من شاطئ لونغ آيلاند ساوند ، وفلفل أخضر ^{[ 6 ]} ، وأنبوبين اختبار من الماء الثقيل داخل كأس من الماء العادي؛ إذ لم تكن أي تقنية تصوير أخرى موجودة في ذلك الوقت قادرة على التمييز بين نوعين مختلفين من الماء. ويُعد هذا الإنجاز الأخير بالغ الأهمية، لأن جسم الإنسان يتكون في معظمه من الماء. ^{[ 15 ]}

عندما قدّم لاوتربور بحثه لأول مرة إلى مجلة Nature ، رُفض البحث من قِبل محرري المجلة. لكن لاوتربور أصرّ وطلب منهم إعادة مراجعته، فنُشر حينها، ويُعتبر الآن من كلاسيكيات أبحاث Nature . ^{[ 17 ]} أشار محررو Nature إلى أن الصور المصاحبة للبحث كانت ضبابية للغاية، على الرغم من أنها كانت أول صور تُظهر الفرق بين الماء الثقيل والماء العادي. ^{[ 6 ]} قال لاوتربور عن الرفض الأولي: "يمكن كتابة تاريخ العلم بأكمله في الخمسين عامًا الماضية من خلال الأبحاث التي رفضتها مجلتا Science أو Nature ." ^{[ 15 ]}

قام بيتر مانسفيلد من جامعة نوتنغهام في المملكة المتحدة بتطوير عمل لاوتربور الأولي خطوةً أخرى، حيث استبدل طريقة الإسقاط وإعادة البناء البطيئة (والتي تُسبب تشوهات) المستخدمة في تقنية لاوتربور الأصلية بطريقة تستخدم ترميز التردد والطور بواسطة التدرجات المكانية للمجال المغناطيسي. وبفضل ظاهرة لارمور ، أمكن استخدام تقنية رياضية تُسمى تحويل فورييه لاستعادة الصورة المطلوبة، مما أدى إلى تسريع عملية التصوير بشكل كبير. ^{[ 15 ]}

حاول لاوتربور دون جدوى تسجيل براءات اختراع متعلقة بعمله بهدف تسويق اكتشافه. ^{[ 18 ]} وقد اختارت جامعة ولاية نيويورك عدم السعي وراء براءات الاختراع، مبررة ذلك بأن التكلفة لن تكون مجدية في النهاية. وقال لاوتربور في عام 2003: "قررت الشركة المسؤولة عن هذه الطلبات عدم سداد تكلفة الحصول على براءة اختراع. واتضح أن هذا القرار لم يكن صائباً على الإطلاق". وقد سعى لسنوات في سبعينيات القرن الماضي إلى الحصول على تمويل من الحكومة الفيدرالية لإنتاج نموذج أولي لجهاز التصوير بالرنين المغناطيسي، واستغرقت هذه العملية عقداً من الزمن. ^{[ 19 ]} وقد سجلت جامعة نوتنغهام براءات اختراع ساهمت لاحقاً في إثراء مانسفيلد. ^{[ 19 ]}

حصل لاوتربور على جائزة نوبل مع مانسفيلد في خريف عام 2003. وأثير جدلٌ واسعٌ عندما نشر ريموند داماديان إعلاناتٍ على صفحاتٍ كاملةٍ في صحف نيويورك تايمز وواشنطن بوست ولوس أنجلوس تايمز بعنوان "الخطأ المخزي الذي يجب تصحيحه"، زاعمًا أن لجنة نوبل لم تُدرجه ضمن الفائزين بالجائزة إلى جانب لاوتربور ومانسفيلد عن عمله المبكر في مجال التصوير بالرنين المغناطيسي. وادّعى داماديان أنه هو من اكتشف التصوير بالرنين المغناطيسي، وأن العالمين الحائزين على جائزة نوبل قاما بتطوير تقنيته.

نشرت صحيفة نيويورك تايمز افتتاحيةً تُشير إلى أنه بينما يُنسب الفضل إلى داماديان في حصوله على براءة اختراع مبكرة في تقنية التصوير بالرنين المغناطيسي، فإن لاوتربور ومانسفيلد طوّرا تقنية هيرمان كار لإنتاج صور ثنائية الأبعاد ثم ثلاثية الأبعاد. وتعتبر الافتتاحية هذا العمل جديرًا بجائزة نوبل، على الرغم من أن وصية ألفريد نوبل تنص بوضوح على أن الجوائز لا تُمنح لمجرد تحسين تقنية موجودة للاستخدام التجاري. ثم تُشير الصحيفة إلى بعض الحالات التي مُنحت فيها اكتشافات رائدة جائزة نوبل، إلى جانب بعض الحالات المستحقة التي لم تُمنح فيها، مثل روزاليند فرانكلين ، وأوزوالد أفيري ، وروبرت غابيلارد . ^{[ 20 ] [ 21 ]}

توفي لاوتربور عن عمر يناهز 77 عامًا في مارس 2007 إثر إصابته بمرض في الكلى في منزله في أوربانا، إلينوي . وقال رئيس جامعة إلينوي ، ريتشارد هيرمان : "إن تأثير بول محسوس في جميع أنحاء العالم كل يوم، في كل مرة ينقذ فيها التصوير بالرنين المغناطيسي حياة ابنة أو ابن، أم أو أب". ^{[ 21 ]}

• جائزة ألبرت لاسكر للبحوث الطبية السريرية ، 1984
• جائزة كيتيرينج من مؤسسة أبحاث السرطان التابعة لشركة جنرال موتورز ، 1985
• جائزة مؤسسة غاردنر الدولية ، 1985
• جائزة هارفي ، 1986
• الميدالية الوطنية للعلوم ، 1987
• الميدالية الوطنية للتكنولوجيا ، 1988، (مع ريموند داماديان) ^{[ 18 ]}
• جائزة باور، معهد فرانكلين في فيلادلفيا، 1990 (أول من حصل عليها)
• جائزة كارنيجي ميلون ديكسون في العلوم عام 1993. ^{[ 5 ]}
• جائزة الأكاديمية الوطنية للعلوم للكيمياء في خدمة المجتمع ، 2001 ^{[ 22 ]}
• عضو مؤسس، قاعة مشاهير فاي كابا تاو في عام 2006.
• قاعة مشاهير المخترعين الوطنيين ، دفعة عام 2007
• تم تسمية الكويكب 255598 باولوتربور ، الذي اكتشفه الفلكي الهاوي الإيطالي سيلفانو كاسولي عام 2006، تكريماً له. ^{[ 23 ]} وقد نشر مركز الكواكب الصغيرة بيان التسمية الرسمي في 12 يناير 2017 ( MPC 103028 ). ^{[ 24 ]}

• الجدل حول جائزة نوبل
• لوكسمبورغ أمريكي

• داوسون، إم. جوان. بول لاوتربور واختراع التصوير بالرنين المغناطيسي، بوسطن: مطبعة معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، 2013. ISBN 9780262019217
• “بول سي. لوتربور – سيرة ذاتية”. جائزة نوبل. نوبل ميديا ​​​​AB.

• بول سي. لاوتربور، نشأة التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI)، سبتمبر 1971 (جميع الصفحات متاحة للتنزيل مجانًا بتنسيقات متنوعة من المجموعات الرقمية لمعهد تاريخ العلوم على digital.sciencehistory.org )
• بيان صحفي لجائزة نوبل لعام 2003
• مقال من كلية الطب بجامعة بيتسبرغ عن الخريج لاوتربور
• براءات اختراع بول سي. لاوتربور
• بول لاوتربور على موقع Find a Grave
• السيرة الذاتية للأكاديمية الوطنية للعلوم