Годфри Хаунсфилд: Деревенский мальчик, увидевший то, что внутри черепа

1 октября 1971 года в больнице Аткинсона Морли в Уимблдоне пациент с подозрением на поражение головного мозга был помещен внутрь аппарата, созданного человеком без медицинского образования и университетской диплома. Сканирование показало мозговую кисту. Это был первый раз в истории, когда кто-либо увидел внутренности живого человеческого мозга, не вскрывая череп, а человек, ответственный за это, провел свое детство, бросаясь со стогов сена на самодельном планере.

Саттон-он-Трент

Годфри Ньюболд Хаунсфилд (Godfrey Newbold Hounsfield) родился 28 августа 1919 года в Саттон-он-Тренте, графство Ноттингемшир, и был младшим из пяти детей на ферме своего отца. Позже он прямо заявлял, что именно ферма сформировала его. «Там было мало отвлекающих факторов, — писал он о деревенской жизни, — и никаких давлений с необходимостью участвовать в командной игре или ходить в кино». Вместо этого там были механизмы, пространство и никто за тобой не следил.

В возрасте от одиннадцати до восемнадцати лет он проводил частную исследовательскую программу необычайной опасности. «Я конструировал электрические записывающие устройства, — вспоминал он; — я проводил рискованные исследования принципов полета, запуская себя с вершин стогов сена на самодельном планере». Он экспериментировал с бочками из-под смолы, наполненными водой, для изучения реактивного движения и с ацетиленом в качестве топлива. В гимназии Магнуса в Ньюарк-он-Тренте, по его собственным словам, он был хорош в физике и математике и безразличен ко всему остальному.

Радар

Война дала ему настоящее образование. Он вступил в Королевские военно-воздушные силы в качестве добровольца-резервиста и стал инструктором по механике радаров, преподавая в Королевском колледже науки и в Рональской школе радаров, получив сертификат City and Guilds по радиосвязи и сертификат за заслуги за создание демонстрационного оборудования. Радар — это дисциплина выявления формы невидимого объекта по возвращающемуся сигналу; именно такой интеллектуальный шаг он повторит двадцать пять лет спустя в другой среде.

Вице-маршал авиации Кэссиди заметил его и обеспечил ему послевоенный грант. Он учился в Институте электротехники Фарадея в Лондоне, получив диплом, а не ученую степень. У него никогда не было степени.

EMI

Он присоединился к компании EMI в Хейсе, Мидлсекс, 10 октября 1949 года — сам он всегда ошибочно вспоминал этот год как 1951 — и сначала работал над радарами и системами управляемого оружия. В 1958 году он возглавил команду, которая разработала EMIDEC 1100, первый коммерчески доступный полнотранзисторный компьютер, созданный в Великобритании. Это важнее, чем кажется: человек, которому позже предстояло восстанавливать изображение по тысячам измерений, в тот момент был одним из немногих людей в Британии, которые искренне понимали как физику детектирования, так и архитектуру вычислений.

Проект тонкопленочного компьютера провалился. Вместо того чтобы уволить его, Центральная исследовательская лаборатория EMI предоставила ему свободу действий для поиска чего-то нового.

Прогулка

История происхождения — это сельская прогулка, и вопрос, который он задал себе во время нее, был почти по-детски простым: если вы не можете открыть коробку, можете ли вы выяснить, что внутри, снимая показания сквозь нее под множеством разных углов? По его собственным словам: «Именно во время изучения различных аспектов распознавания образов и их потенциала в 1967 году мне пришла в голову идея, которая в конечном итоге стала сканером EMI».

Осознание заключалось в том, что один рентгеновский снимок сплющивает трехмерное тело в тень, отбрасывая глубину. Но сотни рентгеновских измерений, сделанных по кругу, содержат в совокупности достаточно информации для восстановления поперечного среза — если у вас есть компьютер, способный решить получившуюся систему уравнений, что к 1967 году было почти достижимо.

Разработка была беспощадно практичной. Он построил прототипы сканеров головы и проверил их сначала на консервированной мозговой ткани, затем на свежем коровьем мозге, купленном в мясной лавке, а затем на себе. За этим последовало клиническое испытание с рентгенологом Джеймсом Амброузом в Аткинсон Морли, и 1 октября 1971 года это сработало.

К 1975 году он создал полноразмерный сканер тела. В течение десятилетия компьютерная томография перестроила вокруг себя диагностическую медицину.

Почему Годфри называют гением

Характерная способность — обратное рассуждение: привычка, выработанная радаром, рассматривать невидимое внутреннее пространство как решаемую проблему сигналов и выводов, а не как нечто, что нужно физически вскрывать. Ничто в подготовке Хаунсфилда не указывало на медицину. У него не было ни ученой степени, ни анатомических знаний. Что у него было, так это необычайная готовность задать элементарный вопрос публично, а затем годами отвечать на него с помощью паяльника и коровьего мозга из мясной лавки.

Институциональные вердикты недвусмысленны. Нобелевская премия по физиологии и медицине 1979 года досталась ему — человеку, который никогда не работал в больнице или биологической лаборатории, — за то, что до сих пор остается самым значимым диагностическим изобретением со времен самого рентгена. Единица рентгеновской плотности, используемая в каждом КТ-сканировании, выполняемом в любой точке мира, называется единицей Хаунсфилда.

Контраргумент очевиден. Нобелевская премия была разделена с Алланом Маклеодом Кормаком (Allan MacLeod Cormack), что является признанием самого комитета в том, что у идеи было больше одного отца; лежащая в основе математика восстановления объекта по его проекциям не была изобретением Хаунсфилда, и он на это не претендовал. Он также работал внутри хорошо финансируемой корпоративной исследовательской лаборатории с вычислительным отделом за спиной; образ одинокого кустаря очарователен, но неполн. Его гениальность носила интегративный и практический характер, а не теоретический: он осознал, что три отдельные вещи — физика рентгеновского излучения, математика проекций и дешевые цифровые вычисления — стали доступны одновременно, и именно он свел их в одной комнате.

Впоследствии

Он был избран членом Лондонского королевского общества в 1975 году, назначен командором ордена Британской империи (CBE) в 1976 году и возведен в рыцарское достоинство в 1981 году. Он оставался в EMI до выхода на пенсию в 1986 году, затем использовал свои деньги от Нобелевской премии для построения личной лаборатории и продолжал работать, в том числе над ранними проблемами магнитно-резонансной томографии. Он никогда не был женат. Он гулял по сельской местности, лазил по горам, катался на лыжах и самостоятельно научился играть на пианино. Коллеги находили его скромным до самоуничижения в отношении изобретения, которое с тех пор было использовано на миллиардах пациентов.

Он умер 12 августа 2004 года в Кингстон-апон-Темсе в возрасте восьмидесяти четырех лет. Каждая больница в развитом мире содержит по крайней мере один аппарат, который существует потому, что сын фермера из Ноттингемшира отправился на прогулку и задумался о том, что находится внутри коробки.