פול לוטרבור

פול כריסטיאן לוטרבור (בשם מלא באנגלית: Paul Christian Lauterbur;‏ 6 במאי 1929 – 27 במרץ 2007) היה כימאי אמריקאי, שזכה יחד עם פיטר מנספילד בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה בשנת 2003 על עבודתם בפיתוח "דימות תהודה מגנטית" (MRI). לוטרבור נולד בשנת 1929 לאדוארד ג'וזף לוטרבור ולגטרוד וגנר. אביו היה מהנדס ושותף בניהול מפעל של ייצור מכונות להכנת לחם ואימו ניהלה את משק הבית. הוריו ממוצא לוקסמבורגי, הוא נולד וגדל בסידני, אוהיו ולו שלושה אחים: תומאס (שנפטר בגיל צעיר), אדוארד ג'וזף השני ומרגרט. לוטרבור ואחיו גודלו כקתולים. עוד מגיל צעיר, לוטרבור היה סקרן ואהב לקרוא ספרים בנושאים כמו: גאולוגיה, היסטוריה, ביולוגיה, כימיה. הוא אהב לחקור את העולם סביבו – דיג, ציד, חקר את החווה בה הוא גר בתור ילד, אסף דגימות מן הטבע, חקר בעלי חיים קטנים ומיד השיבם אל הטבע. היה טוב מאוד בשחמט, זכה בתחרות שחמט מקומית. לוטרבור סיים את לימודיו בתיכון סידני, שם כיום מחלקות הלימוד בתחומי הפיזיקה, כימיה וביולוגיה מוקדשות לזכרו. בתור נער, הוא בנה את המעבדה הראשונה שלו במרתף בבית הוריו. מורתו לכימיה בתיכון בו למד ראתה כי הוא נהנה מלימודים וניסויים עצמאיים, וכך נתנה לו רשות לעבוד על ניסויים משלו. כשהתגייס לצבא ארצות הברית בשנות ה-50, הממונים עליו אישרו לו לעבוד על פיתוח מכשיר תהודה מגנטית גרעינית – NMR, על עבודתו בתחום פרסם ארבעה מאמרים אקדמיים. מאוחר יותר, פול נהיה אתאיסט. לוטרבור קיבל את התואר הראשון שלו בכימיה בשנת 1951, למרות ניסיונות השכנוע של אביו לבחור במסלול הנדסה (אביו האמין שדרך מסלול זה יוכל להבטיח לעצמו עבודה מסודרת לעומת בחירה במדע), מהמוסד הטכנולוגי קייס (כיום מהווה חלק מאוניברסיטת קייס וסטרן ריזרב בקליבלנד, אוהיו). במהלך התואר שלו היה חבר באחוות פאי קאפה טאו, ובנוסף לכך, לקח קורסים נוספים באוניברסיטת פיטסבורג. את עבודת התזה שלו ביצע על רדיקלים חופשיים. לאחר סיום התואר החל לעבוד במעבדות במוסד למחקר תעשייתי ע"ש מלון עבור תאגיד שנקרא דואו קורנינג, במהלך התקופה הזו חזר לשירות הצבאי למשך שנתיים באג'ווד, מרילנד. במהלך עבודתו במעבדות לוטרבור השלים את לימודיו בכימיה באוניברסיטת פיטסבורג. בשנת 1962 השלים את הדוקטורט שלו ולאחר מכן החל לעבוד בתור מרצה באוניברסיטת סטוני ברוק. בנוסף לכך, כיהן כמרצה אורח באוניברסיטת סטנפורד בין השנים 1969–1970, במהלכן המשיך לחקור את מכשיר התהודה המגנטית הגרעינית שהחל לחקור בעת שירותו הצבאי, בתמיכה של עסקים מקומיים – ווריאן וסינטקס. לאחר מכן חזר לאוניברסיטת סטוני ברוק, שם עבד עד שנת 1985. לאחר מכן עבר לאוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין. במהלך כל שנותיו באקדמיה, פרסם כ-110 מאמרים אקדמיים. לוטרבור סיפר בעבר שהרעיון למכשיר ה־MRI הועלה לראשונה במהלך סיעור מוחות במסעדה פרברית בעיר פיטסבורג. הסקיצה הראשונה למכשיר שורטטה על גבי מפית במסעדה בעודו סטודנט וחוקר באוניברסיטת פיטסבורג ובמוסד למחקר תעשייתי ע"ש מלון . המחקרים ההמשכיים שהובילו לזכייה בפרס נובל בוצעו באוניברסיטת ניו יורק בסטוני ברוק בשנות ה-70. פרס הנובל לרפואה בשנת 1952 הוענק לפליקס בלוך ואדוארד מילס פרסל על פיתוח מכשיר ה-NMR. עד אז תהודה מגנטית שימשה בעיקר למחקרים בתחום הכימיה ולזיהוי מבנים כימיים. רק בשנות ה-70, עם פיתוחים נוספים של לוטרבור ופיטר מנספילד של מכשיר ה-NMR, התאפשר פיתוח תמונות של יצורים חיים. לוטרבור השתממש ברעיונו של רוברט גבראילד שאיפשר הצגה של גרדיאנטים בשדה מגנטי, שאפשרה לקבוע את מקורם של גלי הרדיו הנפלטים מגרעין האובייקט הנבחן. בשנת 1971, חוקר מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס בשם לאון סריאן הגיע למעבדתו של לוטרבור בניסיונות לאשש במחקרו את השערתו של ריימונד דמדיאן, שטען כי מכשיר ה-NMR רגיש מספיק כדי להבדיל בין רקמה תקינה לסרטנית. ואכן, לוטרבור וסריאן גילו כי המכשיר מצליח להבדיל בין רקמת עכבר תקינה לבין רקמה סרטנית. הממצאים ריגשו מאוד את לוטרבור, שכן סיפר בראיון שכמדען, הרציונל שלו היה להגיע לבדיקה אבחנתית שאינה פולשנית. המידע המרחבי שהתקבל אפשר להפיק תמונות דו־ממדיות. למעשה האיור המקורי שלו מתייחס לתצוגה תלת־ממדית, ומבחינתו תצוגה דו־ממדית תמיד הייתה רק "תחנת ביניים" עד שתצוגה תלת־ממדית תהפוך לפרקטית במציאות. בזמן שלוטרבור ביצע את מחקרו בסטוני ברוק, מכשיר ה-NMR הטוב ביותר היה שייך למחלקת הכימיה, הוא נהג להשתמש בו בשעות הלילה המאוחרות ובזהירות רבה נהג להחזיר את ההגדרות של המכשיר חזרה להגדרות הראשוניות בעת סיום השימוש בו. ה-MRI הראשון נמצא עד היום במחלקה לכימיה באוניברסיטת ניו יורק בסטוני ברוק. חלק מהתמונות הראשונות שנלקחו על ידי לוטרבור כוללות צדפות שביתו אספה בחוף הים, פלפלים ירוקים ושתי מבחנות ובתוכן מים – אחת עם מים כבדים והשנייה עם מים רגילים. בזמנים ההם, לא הייתה שום טכניקה שאפשרה להבדיל בין השניים. דבר זה היווה הישג משמעותי מכיוון שגוף האדם מכיל ברובו מים. כאשר לוטרבור רצה לפרסם את גילויו במאמר ראשוני בכתב העת Nature, המאמר נדחה על ידי העורכים. לוטרבור התעקש וביקש מהם לקרוא את מאמרו בשנית, ולבסוף עורכי כתב העת פרסמו את המאמר. העורכים ציינו את העובדה שאף על פי שהתמונות הציגו לראשונה את ההבדל בין מים רגילים למים כבדים, הן היו מטושטשות במעט. תגובתו של לוטרבור לדחיית המאמר הייתה: " ניתן לכתוב את כל ההיסטוריה של המדע ב-50 השנים האחרונות במונחים שנדחו על ידי כתבי העת Nature או Science". המאמר פורסם בכתב העת בשנת 1973 בכותרת: "image foundation by induced local interactions: example employing nuclear magnetic resonance". לאחר מספר שנים, המאמר נכנס על ידי עורכי כתב העת Nature לאחד מ-20 המאמרים המשפיעים ביותר. פיטר מנספילד מאוניברסיטת נוטינגהאם בממלכה המאוחדת המשיך לפתח את עבודתו של לוטרבור, הוא החליף את השיטה האיטית והלא אמינה בשיטה שמשתמשת בקודים של מעברי צבע מרחביים בשדה מגנטי. בעזרת נקיפת לרמור, טכניקה מתמטית שנקראת התמרת פורייה, שאפשרה את האצת תהליך הדימות. לוטרבור ניסה להגיש פטנטים שקשורים למחקרו, אך ללא הצלחה. אוניברסיטת סטוני ברוק החליטה לא להשקיע בפטנט מכיוון שלדעתה ההשקעה הכספית לא תשתלם להם. בראיון שנערך בשנת 2003, לוטרבור אמר כי "החברה החליטה לא להשקיע כסף בפטנט מכיוון שלדעתם ההשקעה לא תשתלם להם בעתיד, מה שהתברר בדיעבד כהחלטה לא כל כך טובה". הוא ניסה לשכנע את הממשלה במשך שנים להשקיע כסף בבניית מכשיר ה-MRI והתהליך נמשך כעשור. אוניברסיטת נוטינגהאם כן הגישה את המכשיר כפטנט, מה שיותר מאוחר הפך את פיטר מנספילד לאדם עשיר מאוד. מכונת ה-MRI הראשונה שהופיעה בבית החולים הייתה בתחילת שנות ה-80 ומאז הוספו באופן הדרגתי עוד מכונות. ה-MRI עוזר באופן משמעותי לבדיקות של המוח, חוט השדרה, ונחשב כמועיל יותר מצילום רנטגן ו-CT מסיבות שונות, לדוגמה מכיוון שזה לא חושף את המטופל לקרינה רבה כמו המכשירים האחרים שהוזכרו. כיום יש יותר מ-22,000 מכשירים ברחבי העולם, ומתבצעות כ-60 מיליון בדיקות מדי שנה. הבדיקה מסייעת באבחון מגוון רב של מחלות ומצילה חיים רבים, ונחשבת ליעילה יותר ביחס ל-CT או לאנגיוגרפיה הודות לרזולוציה הגבוהה שמתקבלת אשר מסייעת, כאמור, לעמוד על ההבדלים הדקים בין הרקמות השונות. לוטרבור זכה ביחד עם פיטר מנספילד בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה בשנת 2003. ההתנגדות הופיעה כאשר ריימונד דמדיאן פרסם מאמר שכותרתו הייתה "הטעות המבישה שחייבת תיקון" בניו יורק טיימס, בוושינגטון פוסט ובלוס אנג'לס טיימס. במאמר הוא טוען שוועדת פרס נובל לא כללה אותו בפרס לצידם של לוטרבור ומנספילד על עבודתו המוקדמת על מכשיר ה-MRI . דמדיאן טען שהוא זה שגילה את ה-MRI ולוטרבור ומנספילד רק "ליטשו" את עבודתו. הניו יורק טיימס פרסמו מאמר ובו כתבו שבעוד מדענים מייחסים לדמדיאן את הפטנט על ה-MRI, לוטרבור ומנספילד בכלל הרחיבו את הטכניקה של הרמן קאר במטרה ליצור את התמונות הדו והתלת ממדיות הראשונות. עורכי העיתון סברו שעבודתם מצדיקה קבלת פרס נובל אף על פי שעל פי אלפרד נובל הפרס לא יינתן רק על סמך שיפור ופיתוח רעיון קיים. העורכים ציינו עדויות לכך שבמספר מקרים כן הוענקו פרסים לפיתוח רעיון קיים כמו לרוזלינד פרנקלין, אוסוולד אברי ורוברט גבילרד. לוטרבור נישא לרוזמרי קפטו בשנת 1962. לזוג יש שני ילדים: דן ושרין. לאחר כעשור הזוג התגרש, ולוטרבור נישא מחדש לג'ואן דוסון. לזוג נולדה ילדה אחת: מרי אליס לוטרבור. לוטרבור מת ממחלת כליות בגיל 77 בשנת 2007 בביתו באורבנה, אילינוי. נשיא אוניברסיטת אילינוי באורבנה-שמפיין, ריצ'רד הרמן, ספד לו: "השפעתו של פול הורגשה בכל רחבי העולם בכל יום, בכל פעם שמכשיר ה-MRI מציל את חייהם של בת או בן, אמא או אבא". "לוטרבור היה סטודנט מבריק לתואר ראשון, אשר סירב לתת לעבודות החובה בתואר להפריע בדרך ההשכלה שלו" – מדבריו של פרופסור אירבין קריגר. "אנחנו לא יכולים להבין ביולוגיה אם אנו לא מסוגלים להבין כיצד זה התחיל. אנחנו לא באמת יכולים להבין כימיה אם אנחנו לא מסוגלים לדמיין איך זה עיצב את הביולוגיה" "הייתי מאוד סקרן לגבי איך מולקולות מתחברות זו לזו, וזו הייתה נראית כמו דרך הרבה יותר ברורה להבנה של בעיות בכימיה מאשר כל דרך אחרת בזמנו" מדיה וקבצים בנושא פול לוטרבור בוויקישיתוף פול לוטרבור, באתר פרס נובל (באנגלית) פול לוטרבור, באתר dblp פול לוטרבור, באתר "Find a Grave" (באנגלית) פול לוטרבור, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003, NobelPrize.org (באנגלית) The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2003, NobelPrize.org (באנגלית) Adrian M. K. Thomas, Arpan K. Banerjee, Uwe Busch, Classic Papers in Modern Diagnostic Radiology, Springer Science & Business Media, 2004-11-23, ISBN 978-3-540-21927-9. (באנגלית) M. Joan Dawson, Paul Lauterbur and the Invention of MRI, MIT Press, 2013-08-23, ISBN 978-0-262-31672-9. (באנגלית) Edwin D. Becker, Paul Christian Lauterbur, Physics Today 60, 2007-07-01, עמ' 77–78 doi: 10.1063/1.2761815 Wade, Nicholas (2003-10-07). "American and Briton Win Nobel for Using Chemists' Test for M.R.I.'s". The New York Times (באנגלית אמריקאית). ISSN 0362-4331. נבדק ב-2020-08-22. P. Slavkovsky, R. Uhliar, The Nobel Prize in Physiology or Medicine in 2003 to Paul C. Lauterbur, Peter Mansfield for magnetic resonance imaging, Bratislavske Lekarske Listy 105, 2004, עמ' 245–249 P. C. Lauterbur, Image Formation by Induced Local Interactions: Examples Employing Nuclear Magnetic Resonance, Nature 242, 1973-03, עמ' 190–191 doi: 10.1038/242190a0 Paul Lauterbur - MagLab, nationalmaglab.org (באנגלית) Adrian M. K. Thomas, Arpan K. Banerjee, The History of Radiology, OUP Oxford, 2013-05-09, ISBN 978-0-19-166971-2. (באנגלית) Deutsch, Claudia H. (1997-07-12). "Patent Fights Aplenty for M.R.I. Pioneer". The New York Times (באנגלית אמריקאית). ISSN 0362-4331. נבדק ב-2020-08-26. {{{מחבר}}}, Paul Lauterbur and Sir Peter Mansfield for MRIIn our series Focusing on Nobel Prize winners that have contributed to cardiovascular medicine, Mark Nicholls looks at the work of two scientists recognized for their discoveries concerning magnetic resonance imaging (MRI), European Heart Journal 40, 2019-06-21, עמ' 1898–1899 doi: 10.1093/eurheartj/ehz397 K. V. R. Chary, Girjesh Govil, NMR in Biological Systems: From Molecules to Human, Springer Science & Business Media, 2008-04-08, ISBN 978-1-4020-6679-5. (באנגלית) Paul Dreizen, The Nobel prize for MRI: a wonderful discovery and a sad controversy, The Lancet 363, 2004-01-03, עמ' 78 doi: 10.1016/S0140-6736(03)15182-3 Paul Lauterbur | Chemistry, www.stonybrook.edu (באנגלית)