Paul Christian Lauterbur (6. května 1929 Sidney – 27. března 2007 Urbana) byl americký chemik lucemburského původu, nositel Nobelovy ceny za fyziologii a lékařství za rok 2003, kterou získal spolu s Peterem Mansfieldem za vědecké pokroky, jež umožnily vytvoření zobrazovacích metod založených na magnetické rezonanci (MRI).

Na počátku své kariéry se Lauterbur při práci v lékařských laboratořích Armádního chemického centra zabýval využitím nukleární magnetické rezonance (NMR) ke studiu struktury chemických sloučenin. Pomocí magnetického pole se mu podařilo určit prostorové uspořádání v chemických sloučeninách. Svých objevů docílil, když působil v letech 1963 až 1985 jako profesor na Newyorské státní univerzitě ve Stony Brooku, kde pokračoval ve svém výzkumu NMR spektroskopie a zdokonaloval metody strukturální analýzy. Když zjistil, že technologii NMR lze využít k vytváření obrazů struktur uvnitř těla, vytvořil jednotné magnetické pole, které poskytuje jasné signály. MRI poskytuje detailní snímky vnitřních orgánů, což z ní činí cenný nástroj pro odhalování nádorových onemocnění, vnitřních zranění a defektů ve tkáních. Později se Lauterbur přesunul na Univerzitu Illinois v Urbana Champaign, kde zůstal až do smrti.

Mládí a studia Paul Lauterbur měl lucemburské předky. Narodil se a vyrůstal v Sidney v Ohiu. Otec byl inženýr a spolumajitel firmy vyrábějící stroje na výrobu chleba. Otec a teta, která učila na Ball State Teacher’s College (později Ball State University), podporovali mladého Lauterbura v zájmu o přírodní vědy. Vystudoval tamější střední školu Sidney High School. Jako teenager si v suterénu rodičovského domu vybudoval vlastní laboratoř. Jeho učitel chemie ve škole pochopil, že ho baví samostatné experimentování, a tak mu dovolil provádět vlastní pokusy v zadní části třídy.

Lauterbur získal bakalářský titul v oboru chemie na Case Institute of Technology, který je dnes součástí Case Western Reserve University v Clevelandu ve státě Ohio. Poté nastoupil do laboratoří Mellon Institute společnosti Dow Corning Corporation, s dvouletou přestávkou, během níž sloužil v Armádním chemickém centru v Edgewoodu v Marylandu. Když byl v 50. letech povolán do armády Spojených států, mohl díky svým znalostem o nukleární magnetické rezonanci zřídit a vést vůbec první armádní spektroskopickou laboratoř nukleární magnetické rezonance. Do doby, kdy armádu opustil, publikoval několik vědeckých článků.

Během svého působení v Mellon Institute absolvoval postgraduální studium chemie na Univerzitě v Pittsburghu, kde v roce 1962 získal titul PhD.

Profesní život Následující rok přijal místo na Newyorské státní univerzitě ve Stony Brooku. Jako hostující profesor chemie na Stanfordově univerzitě se v akademickém roce 1969–1970 věnoval výzkumu v oblasti NMR s pomocí místních firem Syntex a Varian Associates. Pak se vrátil na Stony Brook, kde působil až do roku 1985, kdy přešel na Illinoiskou univerzitu v Urbana-Champaign, kde působil po zbytek života. Společně s manželkou Joan Dawson zde založili Laboratoř biomedicínské magnetické rezonance. Na výzkumu spolupracoval s vysokoškolskými studenty a působil jako profesor chemie na lékařské fakultě v oborech bioinženýrství a biofyzika a v Centru pro pokročilá studia v oboru výpočetní biologie.

Je autorem nebo spoluautorem více než 300 vědeckých publikací, obdržel řadu čestných titulů a vyznamenáními, mimo jiné Národní medaili za vědu a cenu Alberta Laskera za klinický výzkum, byl členem Národní akademii věd.

Vývoj MRI První návrh MRI načrtl Lauterbur na ubrousek, když byl studentem a výzkumným pracovníkem na Univerzitě v Pittsburghu a v Mellonově institutu průmyslového výzkumu. Další výzkum, který vedl k získání Nobelovy ceny, prováděl na Newyorské státní univerzitě ve Stony Brooku v 70. letech 20. století.

Metoda MRI je založena na nukleární magnetické rezonanci. Po celá desetiletí se však používala hlavně ke studiu chemické struktury látek. Teprve v 70. letech 20. století bylo možné NMR využít k vytváření snímků lidského těla. Lauterbur objevil možnost vytvoření dvourozměrného obrazu pomocí zavedení gradientů v magnetickém poli. Analyzoval vlastnosti vyzařovaných rádiových vln a dokázal určit jejich původ. To umožnilo vytvářet 2D obrazy struktur, které nebylo možné vizualizovat jinými technikami.

Na podzim 1972 se pokusil pomocí své NMR techniky prozkoumat vzorek, který sestavil ze dvou zkumavek – jedna obsahovala běžnou vodu, druhá těžkou vodu. Na základě získaných dat dokázal vytvořit přesný průřezový obraz vzorku, žádná jiná zobrazovací technika, nedokázala v té době rozlišit mezi těmito dvěma druhy vody. První pokus o publikaci tohoto výzkumu nicméně nebyl úspěšný, Lauterbur do své práce proto doplnil krátkou pasáž, kde naznačil, že jelikož tělo je v podstatě systém trubiček a tkání zadržujících vodu, mohla by být tato metoda použita v medicíně ke zobrazování lidských tkání bez poškození pacienta. Článek s tímto dodatkem byl přijat a v roce 1973 publikován v časopise Nature pod názvem „Image Formation by Induced Local Interactions: Examples Employing Nuclear Magnetic Resonance“ (Tvorba obrazu indukovanými lokálními interakcemi: příklady využití jaderné magnetické rezonance). Redaktoři později zařadili tento článek mezi 21 nejvlivnějších článků publikovaných v Nature v daném století.

Peter Mansfield z Nottinghamské univerzity ve Velké Británii posunul Lauterburovu původní práci o krok dále a nahradil pomalou a k artefaktům náchylnou metodu projekce a rekonstrukce, kterou používala Lauterburova původní technika, metodou využívající frekvenční a fázové kódování pomocí prostorových gradientů magnetického pole.

Osobní život Lauterbur byl dvakrát ženatý, z prvního manželství, které skončilo rozvodem, měl syna a dceru. V roce 1984 si vzal americkou fyzioložku Joan Dawson a společně odešli na Illinoiskou univerzitu v Urbana-Champaign. Z druhého manželství měl dceru Elise.

Nobelova cena V roce 2003 obdržel Lauterbur společně s Mansfieldem za objevy, které umožnily vznik zobrazovacích metod založených na magnetické rezonanci Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství. Nobelův výbor ocenil Lauterburovu myšlenku využití gradientních polí pro tvorbu obrazu a Mansfieldovy matematické a technické postupy, které umožnily rychlé a praktické MRI zobrazování.

Ocenění vyvolalo diskusi ve vědecké komunitě, protože mezi laureáty nebyl Raymond Damadian, který se rovněž podílel na vývoji magnetické rezonance.

Reference

Externí odkazy

Kategorie:Nositelé Nobelovy ceny za fyziologii a lékařství Kategorie:Američtí nositelé Nobelovy ceny Kategorie:Američtí chemici Kategorie:Pedagogové na Newyorské státní univerzitě ve Stony Brooku Kategorie:Američtí vynálezci Kategorie:Američtí ateisté Kategorie:Členové Národní akademie věd USA Kategorie:Nositelé Národního vyznamenání za vědu Kategorie:Členové Německé akademie věd Leopoldina Kategorie:Držitelé čestných doktorátů Jagellonské univerzity Kategorie:Narození v roce 1929 Kategorie:Narození 6. května Kategorie:Narození v Ohiu Kategorie:Úmrtí v roce 2007 Kategorie:Úmrtí 27. března Kategorie:Úmrtí v Urbaně Kategorie:Muži