1.2.2. Электрические и магнитные поля человека и их роль в биорезонансной терапии
Функционирование организма человека связано с возникновением в органах и тканях процессов возбуждения, сопровождающихся электрическими явлениями, которые, за исключением токов или потенциалов покоя, имеют колебательный характер. В связи с тем, что БРТ является методом лечения с использованием собственных электрических колебаний и электромагнитных полей человека, необходимо более подробно остановиться на их анализе.
Организм человека является источником биоэлектрических полей, что сопровождается формированием на поверхности тела сложной картины электрических потенциалов и внешних электрических и магнитных полей. Одновременно с регистрацией биоэлектрической активности возбудимых структур стали проводиться исследования электрического поля организма человека. Первая попытка зарегистрировать электрическое поле мозга человека и передать его другому человеку была предпринята в 1928 г. М. фон Ардене. В этих экспериментах над головой одного человека размещалась регистрирующая металлическая пластина, сигнал с которой через индуктивную или емкостную связь затем передавался на голову другого. Вероятно, с исторической точки зрения, эти исследования можно считать первыми попытками использования собственных электрических полей человека в медицинских целях.
Измеряемое вблизи человека электрическое поле обусловлено происходящими в организме биоэлектрическими процессами и содержит несколько компонент - постоянную и переменную. В результате многочисленных исследований показана принципиальная возможность регистрации с поверхности тела и на определенном расстоянии от него низкочастотных электрических потенциалов, отражающих функционирование органов и их систем. Таким образом, любая часть тела человека является источником электрических колебаний, несущих информацию о текущем состоянии организма.
Изучение магнитных полей человека, по сравнению с электрическими, значительно отставало из-за методических сложностей и низкой чувствительности регистрирующей аппаратуры. Только с появлением сверхчувствительного измерителя, работа которого основана на эффекте Джозефсона - сверхпроводящего квантового интерференционного датчика (СКВИД) - появилась возможность регистрации внешних магнитных полей человека. Первым было зарегистрировано магнитное поле сердца, несколько позднее - магнитное поле мозга, которые так же, как и электрические, являются информативным показателем в оценке состояния этих органов.
Таким образом, в настоящее время выделено два класса электрических сигналов, регистрируемых на поверхности тела человека и на расстоянии от него. Первый из них является результатом функционирования биоэлектрических «генераторов» организма и регистрируется контактным способом с использованием электродной методики. Второй вид может быть рассмотрен в качестве естественного продолжения вне организма человека полей первого класса. Все эти процессы являются результатом одновременной деятельности нескольких источников в организме человека, в том числе и тех, которые еще до конца не исследованы.
Электрические процессы в виде биоэлектрических потенциалов возбудимых органов и тканей регистрируются как электрокардиограмма (ЭКГ), электроэнцефалограмма (ЭЭГ), электромиограмма (ЭМГ) и т.п., которые хорошо изучены и нашли широкое применение в медицинской практике. Присущие организму человека магнитные поля регистрируются в качестве магнитокардиограммы (МКГ), магнитоэнцефалограммы (МЭГ), магнитомиограммы (ММГ) и т.п. Все эти электрические и магнитные поля, частотный диапазон которых лежит преимущественно в интервале от десятых долей герц до единиц килогерц, характеризуются низкой интенсивностью. Сравнительная характеристика собственных электрических и магнитных полей человека приведена в табл. 1.
Таблица 1
Основные низкочастотные электрические и магнитные поля человека.
Электрические поля Амплитуда, мкВ Магнитные поля Амплитуда, пкТл Полоса частот,Гц
Сердечная мышца
Электрокардиограмма 0,3-3000 Магнитокардиограмма 50 0,5-100
Электрокардиограмма плода 5-50 Магнитокардиограмма плода 1-10 0,5-100
Скелетные мышцы
Электромиограмма 1-500 Магнитомиограмма 10 0-2000
Головной мозг
Электроэнцефалограмма 1-300 Магнитоэнцефалограмма 1 0,5-30
Вызванные потенциалы 1-100 Вызванные магнитные поля 0,1 0-60
Исследование характера спектров биоэлектрических потенциалов дало возможность констатировать, что их интенсивность в наибольшей степени представлена в инфра- и низкочастотном диапазоне, и с увеличением частоты амплитуда спектральных составляющих уменьшается. Впоследствии весь комплекс внешних электрических полей стал рассматриваться как «электрический портрет» человека, отражающий его функциональное состояние в норме и при различных патологиях.
Сложившиеся в настоящее время представления свидетельствуют о важной роли внутренних электрических полей в процессах жизнедеятельности организма человека, что позволяет сделать вывод об их высокой информативности и возможности использования в целях диагностики и лечения. Помимо участия в авторегуляционных процессах в организме эти поля могут играть определенную роль в функционировании всех внутренних органов и систем. В первом приближении работу этого механизма можно представить в виде функциональных связей между отдельными органами и системами целостного организма, которые осуществляются за счет электрических и электромагнитных полей, несущих биологически важную информацию, обеспечивая тем самым по удачному определению В.Г. Зилова, - «информационный гомеостазис».
Именно поэтому собственные электрические колебания и используются в методе БРТ. В настоящее время единственными, по нашим сведениям, являются исследования Г. Климы с соавт., в которых впервые была предпринята попытка экспериментальным путем зарегистрировать собственные электрические колебания человека, как это происходит при БРТ. Дальнейший анализ роли собственных электрических колебаний в механизме лечебного действия БРТ становится невозможным без рассмотрения общих свойств биологических систем, к которым относится и организм человека.
Биологические системы - это открытые, динамически устойчивые, неравновесные системы, имеющие пространственную и временную организацию, направленную на самосохранение и самовоспроизведение. Организация биологических систем характеризуется определенным порядком в функциональном (энергетическом), структурном и информационном смысле. Биологические системы способны высокоэффективным образом поддерживать процессы жизнедеятельности благодаря гомеостазу. В классическом понимании гомеостаз - это относительное постоянство факторов внутренней среды, таких как, например, содержание сахара, газов и электролитов в крови, осмотическое и артериальное давление и т.п. Физиологическая концепция гомеостаза означает стремление системы поддерживать относительное постоянство внутренней среды при изменяющихся внешних условиях. Вся система гомеостаза, как было сформулировано Э. Бауэром, работает на поддержание устойчивого неравновесия организма с окружающей средой и против равновесия, т.е. все биологические системы являются неравновесными.
Процессы регуляции в организме функционируют с обратными связями (положительными или отрицательными), что совпадает с принципами теории автоматического регулирования в технике. При этом, единственная оговорка, которую следует сделать, заключается в том, что теория автоматического регулирования разработана главным образом для линейных систем, тогда как биологические относятся к динамическим нелинейным системам, что связано с особенностью их регуляции, которая определяет нелинейный характер ответной реакции при внешних воздействиях (рис. 6). Отличие биологических систем от технических систем автоматического регулирования заключается в том, что они способны изменять не только ответную реакцию при взаимодействии с окружающей средой, но и самоорганизовывать свою внутреннюю структуру таким образом, чтобы она в наибольшей степени соответствовала оптимальным условиям их существования. Процессы, происходящие во всех динамических нелинейных системах, как в физических, технических, химических, так и в биологических, изучает нелинейная динамика.
В системе с отрицательной обратной связью отклонения переменного состояния от стационарного значения сводятся к минимуму с помощью обратной связи. В системе с положительной обратной связью отклонения от стационарного состояния стремятся возрасти до некоторого значения. В функционирующих биологических системах обратная связь представляет собой комбинацию положительной и отрицательной обратной связи. В результате этого при приближении к своему стационарному значению в системе возникают колебания, отражающие некоторую неточность в поддержании параметров внутренней среды организма, что является биологически оправданным. В виде временной реакции эти колебания параметров представляют собой своеобразный механизм «самонастройки» и адаптации организма к изменяющимся условиям окружающей среды. Помимо этого, происходят множественные взаимодействия таких колебаний друг с другом, а также их влияние на другие физиологические процессы, вызывая тем самым изменения их ритма. Примером такого влияния может служить дыхательная аритмия, при которой ЧСС увеличивается во время вдоха и снижается во время выдоха. Таким образом, биологические системы не всегда стремятся приблизиться к стационарным состояниям, и они большей частью находятся в колебательном режиме.
Большинство физиологических показателей принято измерять как функцию времени, и они регистрируются в виде незатухающих колебаний, которые охватывают очень широкий диапазон частот. Периоды колебаний, сопровождающих, например, процессы возбуждения в нейронах или нервных волокнах, измеряются секундами или их долями, тогда как на другом конце временной шкалы периоды могут составлять годы. Между ними расположены циркадные (околосуточные) ритмы, например, в биологических часах, и колебания в биохимических реакциях с периодами порядка минут. Несмотря на большой объем исследований по биологическим ритмам, не существует общей теории колебательных реакций. Но даже если бы такая теория и имелась, то она в любом случае была бы очень сложной и обладала ограниченной практической применимостью. Как теоретическое, так и экспериментальное моделирование реальных биологических осцилляторов - очень трудная и не всегда однозначно решаемая задача, причем в особенности - в применении к организму человека.
Сравнительно недавно получили признание представления о том, что многие нелинейные системы, причем не только физические и химические, но и биологические способны к хаотическому поведению. Под хаосом подразумеваются изменяемые во времени непредсказуемые, случайные процессы, которые по своей сложности сходны с таким классическим явлением, как броуновское движение молекул. В 1990-х гг. Э.Л. Гольдбергером было высказано предположение, что у здоровых индивидуумов динамика ритмов имеет хаотическую природу, тогда как болезнь связана с их периодическим поведением. Хорошо известно, например, что хаотичность сердечного ритма снижается или вообще пропадает при инфаркте миокарда, сердечной недостаточности, ожогах, массивной кровопотере, предельной физической нагрузке и т.п. Аналогичные закономерности прослеживаются и для других процессов, например, ЭЭГ здорового человека демонстрирует высокую степень хаотичности, но при возникновении приступа эпилепсии в биоэлектрической активности мозга происходит переход к практически периодическому процессу. Таким образом, существовавшая концепция о том, что в связи с болезнью или внешними возмущающими воздействиями организм человека не может поддерживать ритм неизменным, вследствие чего его частота постоянно изменяется, была существенно пересмотрена. Современные представления состоят в том, что хаотичность в ритмике многих биологических процессов есть показатель здоровья, тогда как их периодичность - свидетельство болезни.
Такой подход к динамике ритмов в организме человека позволяет принципиально по иному рассматривать существование «физиологических» и «патологических» колебаний в организме человека с позиций механизмов БРТ. Обработка электрических колебаний в аппарате БРТ происходит путем инвертирования сигналов в масштабе реального времени. Инвертирование (от лат. in vitro - переворачиваю, изменяю) при БРТ представляет собой изменение фазы сигнала по сравнению с исходным на 180°. Фаза является одной из главных характеристик колебательного процесса, определяющей его состояние в заданный момент времени. Сложение двух сигналов - входного (неинвертированного) и выходного (инвертированного) - проводит к их взаимной компенсации. Следует отметить, что для получения режима инверсии в различных аппаратах для БРТ используются неодинаковые технические решения. В режиме непрерывного инвертирования в масштабе реального времени такое положение может быть реализовано в случае относительного постоянства частоты и фазы регистрируемого (входного) сигнала, т.е. его периодичности. Возвращаясь к представлениям о периодичности в ритмике колебательных процессов, как свидетельстве болезни, можно полагать, что «патологическими» колебаниями в организме человека как раз и являются те, которые по своей форме близки к синусоидальным, характеризуются относительным постоянством частоты и амплитуды. Напротив, «физиологические» колебания отличаются непостоянством частоты, амплитуды, широким спектральным составом и имеют стохастический (от греч. stochasis - случайный, вероятностный) характер. Такие сигналы, как отметил Э. Гольдбергер, являются более «информационно богатыми», что, по всей видимости, и предопределило их использование в методе БРТ. В связи с этим, можно полагать, что Ф. Морель, обосновывая свое интуитивное предположение о «физиологических» колебаниях, имел в виду «гармоничные» организму человека сигналы, то есть те, которые находятся с ним в своеобразной гармонии, а не «гармонические», трактуемые как синусоидальные или близкие к ним по своей форме.
Одной из наиболее хорошо известных и наиболее часто используемых статистических характеристик временных последовательностей сигнала является спектр мощности, который позволяет представить сложную временную последовательность в виде наложенных друг на друга синусоидальных колебаний различной частоты. Спектры мощности были получены для многих электрофизиологических показателей, таких, например, как ЭКГ, ЭЭГ, ЭМГ и др. Типичный спектр мощности, например, для ЭКГ имеет один или несколько максимумов (пиков) которые соответствуют главным частотам, присутствующим в сигнале. В определенном смысле организм человека является системой, подчиненной ритму сердца, поскольку оно является источником самой мощной электрической активности по амплитуде генерируемых потенциалов, доходящих до 3 мВ. В дополнение к этим главным максимумам биоэлектрической активности могут существовать и другие источники, например, ЭМГ, амплитуда сигнала которой значительно меньше и не превышает 0,5 мВ. Аналогичные соотношения прослеживаются для МКГ, МЭГ и ММГ (табл. 1).
Однако в спектрах сигналов при меньших, чем у ЭКГ и ЭМГ амплитудах, мощность распределена по более широкой полосе частот и характеризуется большим числом пиков. Возникновение таких низкоамплитудных незатухающих сигналов обусловлено ансамблем из клеточных или тканевых осцилляторов или пейсмекеров с различной частотой, которые часто не остаются постоянными, и их изменение не имеет регулярного периодического характера. Поскольку такие ансамбли являются источником шумов, то как предсказать их поведение во времени, так и выделить для каждого из них индивидуальный ритм очень сложно. Для таких сигналов, которые по своим статистическим характеристикам являются шумами, характерны широкополосные спектры мощности, которые в большинстве случаев связаны с налагающимися друг на друга максимумами, для чего необходимо использование других, принципиально отличающихся методов анализа.
Шум, который в данном случае рассматривается как случайная флуктуация (от лат. fluctation - колебание, случайное отклонение от среднего значения), здесь используется в смысле прямо противоположном тому, в котором этот термин определяется в технике. Здесь важно отличать этот вид биологического шума, от помех, которые также являются апериодическими (негармоническими) и рассматриваются в технике как шумы. Основное различие заключается в том, что такой биологический шум содержит информацию, заложенную в небольших флуктуациях спектральных составляющих. Поскольку кодирование и передача информации в биологических системах осуществляется по частотному принципу, то электрические сигналы (биопотенциалы, электрические и электромагнитные поля) человека рассматриваются как шум, который является источником важной информации.
Сигналы любой природы представляют существенный интерес с точки зрения той полезной информации, которую они могут переносить. Подобного рода информация может содержаться в синусоидальных колебаниях в виде их амплитуды, частоты или фазы, тогда как шумоподобный сигнал со сложной (несинусоидальной) структурой способен переносить существенно больший объем информации. В первую очередь, это относится к белому шуму, который используется в анализе состояния физиологических систем. В связи с этим, следует вновь обратиться к ранее цитированной статье Г. Клима с соавт., в которой авторы, воспроизведя, по-возможности, условия БРТ путем регистрации электрических колебаний через ручные электроды, попытались выделить «электромагнитную биоинформацию» («Electromagnetische Bioinformation») в диапазоне частот 100 Гц - 100 кГц. Эксперименты проводились двойным слепым методом на трех здоровых, по данным анамнеза, добровольцах-испытуемых. Полученные результаты измерений и их спектральный анализ с использованием быстрого преобразования Фурье показал, что был зарегистрирован хорошо известный спектр ЭМГ. Вполне объяснимо, что в результате ограничения полосы регистрируемых частотой 100 Гц спектр ЭКГ сигнала обнаружить не удалось. Следует отметить, что никаких выводов о наличии или отсутствии «электромагнитной биоинформации» в регистрируемых сигналах при имитации метода БРТ сделано так и не было. Примечательно, что на биологические шумы, которые ясно прослеживаются на приведенных в статье спектрах зарегистрированных сигналов, внимания не обращалось.
Между тем, в методе БРТ, как представляется, биологические шумы играют важную роль, участвуя в индуцированных шумом переходах, стохастической синхронизации и стохастическом резонансе, что будет рассмотрено в следующем разделе.
1.3. Биофизические механизмы биорезонансной терапии
Биофизические механизмы лечебного действия БРТ неразрывно связаны с проблемой взаимодействия электромагнитных полей с биологическими объектами, в котором различают два типа - энергетическое (тепловое) и информационное (нетепловое).
Энергетическое действие является наиболее изученным первичным механизмом, при котором биологический эффект вызывает энергия электромагнитного поля, которая непосредственно поглощается и утилизируется в биологическом объекте. Величина ответной реакции в этом случае пропорциональна энергии поля и времени воздействия. Энергетический тип взаимодействий начинается с величин энергии полей порядка 10-1 Вт/м2, которая сопоставима с уровнем энергетического обмена организма животного или человека.
Информационное действие характеризуется тем, что биологический эффект вызывает не энергия электромагнитного поля, которая пренебрежимо мала, а его информационная значимость для данного объекта. При этом ответная реакция осуществляется за счет собственных энергетических ресурсов организма, а электромагнитное поле служит носителем биологически значимой информации. Информационное действие начинается с величины, являющейся минимальным порогом чувствительности для большинства биологических объектов, составляющая 10-12 Вт/м2.
Принципиальное отличие информационного действия от энергетического заключается в том, что энергетическое повышает внутреннюю энергию системы (организма), тогда как информационное влияет на процессы регуляции и управления в организме. Максимальный порог информационного действия электромагнитных полей находится в пределах от 10-2 до 10-1 Вт/м2, а оптимум - в области от 10-7 до 10-6 Вт/м2. Основные особенности информационного действия заключаются в том, что конечный результат не находится в однозначной зависимости от интенсивности воздействия. Энергетические взаимодействия наблюдаются на всех уровнях биологической организации - от организма до молекул, тогда как информационные проявляются преимущественно на уровне отдельных тканей, органов, систем органов и целого организма.
В информационном действии электромагнитных полей различают несколько видов, среди которых можно выделить два основных, которые наиболее вероятно участвуют в механизме БРТ: сигнальное и регулирующее.
Сигнальное действие происходит при тех величинах интенсивностей электромагнитных полей, которые сопоставимы с уровнем естественных источников, и воспринимается организмом как сигнал, несущий определенную информацию. Сигнальное действие электромагнитных полей характеризуется тем, что в ответных реакциях величина интенсивности воздействия после достижения порогового уровня далее не играет существенной роли, поскольку биологически значимым является только само наличие электромагнитного поля с определенными параметрами. В этом случае имеет место типичный эффект триггера, который состоит в переводе системы из одного состояния в другое при достижении определенного порога. Поскольку биологический эффект на первой стадии достигнут и реализован или реализуется, то в дальнейшем увеличении интенсивности электромагнитного поля как сигнала нет необходимости. Поступающая при сигнальном действии электромагнитного поля информация рассматривается здесь исключительно как пусковой механизм, причем ее дальнейшее использование организмом может реализовываться по различным путям - от рассеивания до накапливания (суммации) и сохранения в зависимости от биологической значимости.
Регулирующее действие наблюдается у биологических объектов различных уровней организации и характеризуется способностью изменять их функциональное состояние. Отличительная особенность регулирующего действия состоит в зависимости наличия самой ответной реакции, ее направленности (знака) и величины только от параметров действующего электромагнитного поля (вид модуляции, ее частота, поляризация) и отсутствии однозначной связи с интенсивностью. Регулирующим действием объясняются отмечаемые во многих исследованиях зависимость определенных биологических реакций от частоты модуляции электромагнитного поля. Этот тип информационного действия является достаточно ограниченным по величине ответных реакций на воздействие и может оказывать обратимое влияние на протекающие в организме процессы регуляции.
Для информационного механизма действия электромагнитных полей характерны очень малые величины энергии, которые рассматриваются как меньшие, чем тепловой шум. С понятием шум долгое время связывались представления как о помехе, способной ухудшить функционирование любой системы, однако последние исследования показывают, что присутствие шума может оказаться и полезным.
http://inmed.com.ua/library/gotovsky-br … mekhanizmy