Szombaton a Budapesti Műszaki Egyetemen tartott előadást a tavaly decemberben megosztott fizikai Nobel-díjjal jutalmazott Krausz Ferenc. Az attoszekundumos fényimpulzusok generálására szolgáló módszer kidolgozásáért a legmagasabb tudományos elismeréssel díjazott szakember kutatója iránt hatalmas volt az érdeklődés, két előadótermet is megtöltött, ráadásul úgy, hogy az egyikben csak videón nézhették.
A Max Planck Kvantumoptikai Intézet, és a müncheni Lajos–Miksa Egyetem kutatója felmérve, hogy a többségében fiatalokból álló közönség nem feltétlen szakértője a témának, a terület komplett történelmén átvezette a hallgatókat: közérthetővé téve többek közt Erwin Schrödinger és Niels Bohr eredményeit is. A Simonyi Károly teremben a kutató felidézte, hogy a nyolcvanas években azon szerencsések egyike volt, akik még élvezhették a terem névadójának előadásait.
Miután 1985-ben egyszerre végezte el az ELTE elméleti fizika szakát, és a BME villamosmérnöki karát, az útja Bécsbe vezetett, ahova Arnold Schmidt akkori docens, későbbi professzor meghívására került. Az 1995-ös lézertudományokkal kapcsolatos doktori disszertációja már szorosan kapcsolódott ahhoz a területhez, amiért a Nobel-díjat kapta. Az áttörést jelentő egyes attoszekundumos impulzusok éppen 2001. szeptember 11-én látták meg a napvilágot.
Az attoszekundumos fizika viszonylag fiatal tudományág, amely előtt épp a lézertechnológia rohamos fejlődése nyitott utat. Ennek célja a minden eddiginél rövidebb fényimpulzusok létrehozása: egy attoszekundum a másodperc milliárdod részének a milliárdod része, vagyis 10-18-on másodperc. Csak viszonyításképp: egy töltény becsapódásának lefotózásához a másodperc milliomod részének megfelelő expozíciós időre van szükség, az elektronok mozgásának elcsípéséhez viszont ennél 10 milliárdszor gyorsabb kell.
Az atomok és a molekulák viselkedését meghatározó elektronok állapotváltozásai hihetetlenül nagy sebességgel, jellemzően néhány tized attoszekundum alatt zajlanak le. Ezen az időskálán figyelhetők meg tehát az elektronok viselkedése, és a fényimpulzusok biztosítják az elektronok mozgásának vizsgálatához, illetve irányításához szükséges eszközt. Bár gyakran hivatkoznak úgy Krauszra, mint az elektronok lesifotósa, a móri származású szakember jelezte, hogy valójában a tesztek során nem fotókat kapnak eredményként, hanem olyan adatokat, mint például az áteresztett fény intenzitását, ami alapján tudják mérni, hogy az elektron milyen állapotban volt a mérés során.
Úttörő projekt indult a kutatása nyomán
Krausz Ferenc elmondása szerint amikor 2001-ben a világon elsőként állított elő és mért meg attoszekundumos fényimpulzusokat, szinte rögtön felmerült benne a kérdés, hogy mit lehet kezdeni ezzel a felfedezéssel. 2004-ben aztán, amikor egy tőle független kutatócsoport bebizonyította, hogy le lehet tapogatni a fény rezgéseit attoszekundumos fényekkel, megfogalmazódott benne az ötlet, hogy ez az eredmény nemcsak a fizika területén lehet hasznosítható.
Világszerte évente több millió embert diagnosztizálnak valamilyen előrehaladott, négyes stádiumú daganattal, amely sok esetben már áttétes, a gyógyulásra tehát már nincs esély. A magyar államháztartás pedig évente több száz milliárd forintot bukik azon, hogy nyugdíjas éveik előtt, aktív időszakukban betegszenek meg, vagy halnak meg több ezren. A problémát egy fejlett megelőzési rendszerrel lehetne megoldani, ami azonban rendkívül költséges, és az emberek is leginkább csak akkor fordulnak orvoshoz, amikor már megtörtént a baj. A problémára tehát egy olyan megoldás kell, amire könnyen rá lehet venni a polgárokat, emellett pedig gyors és olcsó is: erre Krausz szerint csakis a vérdiagnosztika alkalmas.
A Molekuláris- Ujjlenyomat Kutató Központot (CMF) vezető fizikus szerint a megközelítésük lényege, hogy megpróbálnak olyan jelet kihozni a vérből, ami minden molekuláról képes információt adni. Mint mondta, a rezgő molekulák infravörös fényt bocsátanak ki, ezt pedig attoszekundumos méréstechnikával le lehet tapogatni, így a vér molekuláris összetételének változásait is le tudják követni, amely egy súlyosabb betegség korábbi diagnosztizálását segítheti elő.
A minták gyűjtésének 2015-ös kezdete óta zajlik. A kutatók a több ezer összegyűjtött minta és a 470 referencia alapján megállapították, hogy jelentős a különbség a rákos és a hagyományos minták között. Stádiumtól függően eltérő a hatékonysági érték: az egyes stádiumban ugyan még csak 60 százalék, a kettes már 80 körül, a harmadik pedig már efölött van. Arra is rájöttek, hogy a szórást jelentősen csökkenteni lehet, ha van egy alapérték, és csak az éves változásokat kell lekövetni. Így akár évi egy mintavételezéssel is több mint felére lehetne vágni az ingadozást, melynek eredményeként már az egyes stádiumban is 90 százalék fölé lehetne vinni a felismerési arányt.
A Health 4 Hungary program részeként 10 éven keresztül 15 ezer személy vérmintáit vizsgálják majd meg, és amennyiben kiderül, hogy a diagnosztikai eljárás hatásos, akár megelőzési program is lehet belőle. Az első komolyabb eredmények a jelenlegi kutatások kapcsán 2030-2032 tájékán várhatók Krausz szerint. Persze fontos hozzátenni, hogy minél nagyobb az adathalmaz, annál pontosabbak lesznek az eredmények, hosszútávon ugyanis egy betanított algoritmuson alapuló mesterséges intelligencia segíti majd a diagnosztizálást. Ennek érdekében amerikai és hongkongi terjeszkedés is előkészület alatt áll, az USA-ban például a Stanford Egyetemen fognak vért gyűjteni és vizsgálni.
Viszont ha a jelenlegi eljárás, vagyis az infravörös mérés elég, ez a kutató szerint személyenként 10-20 eurós áron levezényelhető, ami életképes megoldás lehet. Ez a módszer ráadásul nemcsak a négy leggyakoribb ráktípusok nyomainak felfedezésére képes a vérben, hanem többek közt a szív- és érrendszeri panaszok, valamint a cukorbetegség és a prediabétesz jeleit is észleli. A több ezer fős magyar mintaadói bázisból már most többeknek jelezték, hogy prediabétesz nyomaira bukkantak a mintáikban, ezért érdemes mielőbb életmódot váltaniuk, még a visszafordíthatatlan diabétesz kialakulása előtt.
„Elvesztegettünk tíz értékes évet”
Bár Krausz Ferenc egy korábbi interjújában azt mondta, hogy a nyolcvanas években azért döntött a Bécsbe való költözés mellett, mert idehaza nem lehetett világszinten kutatni, mára másképp látja a helyzetet. Véleménye szerint saját intézete, a CMF mellett a Wigner Intézetben is világszínvonalú kutatások zajlanak, és mint mondta, ezért is vállalta el a Kutatási Kiválósági Tanács elnöki posztját, amely kanadai mintára azt tűzte ki célul, hogy haza csábítsa a külföldön sikereket elért magyar kutatókat.
A hazai közéleti témákra, így az egyetemi modellváltásra reagálva jelezte, nincsenek pontos tapasztalatai, és bár hallja a negatív hangokat, azáltal hogy a CMF a nemzeti labor státuszból eredő létbizonytalanság után a többi egyetemhez hasonló közfinanszírozási szerződést kötött a magyar kormánnyal, sokkal jobban tud tervezni, és 2030-ig már most biztosított a finanszírozásuk.
A 24.hu kérdésére, hogy mikor lehet kiterjedt szűrőprogram a kutatásból, Krausz Ferenc elmondta, hogy ez egyelőre nem pénzügyi kérdés, a módszer ugyanis még nem tart ott, hogy bevezessék. „A labda mi térfelünkön pattog, a magyar kormány eddig mindent, és talán még annál is többet megtett a projektért” – mondta, majd úgy folytatta, hogy a 2030-32-ben esedékes eredményekkel kell majd meggyőzni a program kiterjesztéséről a döntéshozókat.
A súlyos dohányos, magas vérnyomású, magas koleszterinnel bíró emberek a legveszélyeztetebbek, így Krausz szerint több mint érvelhető, hogy erre a csoportra terjesszék ki a szűrést. Ehhez pedig meglesz a teljes infrastruktúra, ahonnan lépésről lépésre lehet tovább menni.
Hangsúlyozta: nem lehet elvárni, hogy egyből az egész országot leteszteljék, ugyanis még a magyarnál sokkal erősebb német egészségügyi rendszer sem tudja évek óta meglépni a kiterjedt CT-szűrési programot. Amennyiben a következő évtized elejére esedékes eredmények beigazolják, hogy több ráktípus, szív- és érrendszeri, valamint anyagcsere betegségek kimutatására is alkalmas a teszt, akkor sokkal könnyebb lesz a dolguk a jövőbeli tárgyalások során. Végül arról is megkérdezték Krausz Ferencet, hogy mit csinált volna másképp a kutatás során. A fizikus elmondta, hogy az egyetlen dolog, amit megbánt, hogy nem kezdtek el előbb foglalkozni ezzel a problémával.
Pont úgy el lehetett volna kezdeni 2005-ben, mint 2015-ben, mára pedig akár már eredményeink is lehetnének. Elvesztegettünk tíz értékes évet
– mondta a fizikus.
