Доклад: Физические поля в организме человека
В организме человека могут возникать и комбинированные излучения, например при взаимодействии электромагнитного излучения организма с его тепловым полем. Так, радиотепловое излучение дает информацию о динамике тепловых процессов внутренних органов и мозга. Это - слабое излучение с интенсивностью в дециметровом диапазоне около, однако в отличие от ИК-излучения глубина его поглощения в тканях порядка нескольких сантиметров и дает информацию из более глубоких частей организма. Физиологическая активность любого внутреннего органа сопровождается выделением тепла и притоком крови и отражается в увеличении яркости его радиотеплового свечения.
В диапазоне 0,15-0,20 ГГц возможна генерация акустоэлектрических волн в белково-липидных мембранах, которые могут сильно изменить биохимические процессы в клетке. Низкочастотные акустические сигналы несут информацию о колебательных процессах таких внутренних органов, как легкие и сердце (акустические фононы и ультразвук). В диапазоне частот 1 до 10 МГц обычно ткани прозрачны для акустических волн, но интенсивность таких волн мала () в полосе частот до 100 кГц. Длина волны в этом диапазоне около 1 мм, что в 10 раз меньше длины волны радиотеплового излучения.
Акустотепловое излучение в ультразвуковом (УЗ) диапазоне дает распределение температуры внутри тела с более высоким пространственным разрешением, чем радиотепловое, в связи со значительно меньшей длиной волны УЗ-излучения по сравнению с обычным ЭМИ. Радио- и акустотепловое излучение может быть использовано для исследования тепловой динамики внутренних органов.
Наблюдается также излучение в видимом диапазоне частот ЭМП, так называемая оптическая хемилюминесценция. Она дает информацию о насыщении тканей организма кислородом. Предполагается, что такого рода слабое свечение может дать представление об ауре человека. Разрешение такого излучения ~ 1000 фотонов с 1.
Перераспределение и перемещение электронов может происходить и в результате химических процессов индуцированного транспорта веществ, обменов молекулами, и других веществ через кожу, и это также несет информацию о состоянии организма и может быть зарегистрировано. Разработаны также баллистические методы регистраций ритмов сердца через соответствующую проводящую среду без непосредственного контакта с телом, как делается сейчас при съемке электрокардиограммы (ЭКГ).
У многих организмов имеются электромагнитные органы. Обычно электрические поля, возникающие вокруг тела любой рыбы, очень небольшие, но у некоторых рыб соответствующие органы могут генерировать электрические разряды большой мощности. Так, у скатов разность потенциалов может достигать 300 В, у электрических угрей - до 650 В. Насекомые используют акустические сигналы, животные - звуковые, разнообразные по частоте и мощности. Для лисицы, например, отмечено 36 разных звуковых сигналов [].
Таким образом, информацию о состоянии живого организма можно получить из пространственно-временного распределения сигналов от рассмотренных выше полей и излучений от биологических объектов, анализ которого позволяет проводить бесконтактную (неинвазивную) диагностику на ранних стадиях различных заболеваний. Особая ценность этих новых методов диагностики состоит в расширении возможностей изучения органов тела и мозга не в узком интервале частот видимого света, а в использовании частот, на которых эти органы «работают». Картирование и визуализация физических полей органов биологических объектов на их «собственных» частотах позволяет наблюдать физиологическую жизнь в процессе изменений во времени. Эти динамические методы, в отличие от статической классической томографии, которая дает морфологическую картину тела, могут быть использованы для ранней диагностики задолго до возникновения патологии.
Биологически активные и рецепторные точки являются теми пропускными пунктами, где происходит обмен информацией в нужном направлении. Не имея возможности останавливаться более подробно на этих интересных методах в нашем общем курсе, мы лишь отметим, что наличие в живом организме реальных физических полей и возможность их измерения снимают мистичность представлений о сенсорных и экстрасенсорных способностях некоторых людей, которые в состоянии воспринимать и даже изменять локальные искажения этих физических полей. Сам механизм пока, конечно, не ясен до конца. Но ясно, что для этого необходимо создать условия для согласованного «считывания» информации и управления амплитудой, фазой и частотой излучений организма. Заметим, что, получая информацию через сенсорные каналы, человек остается на уровне неосознанных восприятий []. Действительно, мы довольно часто, не осознавая, какую именно информацию получили, говорим себе - «не знаю в чем дело, но чувствую, что это так (или не так!)». Может быть, организм сам нам подсказывает и мы эту информацию извлекаем из подкорки? Или, попадая действительно в первый раз в какую-то ситуацию или место, мы начинаем ощущать, что это с тобой уже было или ты был в этом месте. Не проявляется ли здесь наше индивидуальное «я» из коллективного бессознательного? Дальнейшую информацию о физическом понимании полей и излучений, связанных с объектами живой природы. можно получить в обширной литературе [].
Механизм взаимодействия излучений человека и окружающей среды и возможности медицинской диагностики и лечения
Из тех, что мир прошли в вдоль и поперек,
Из тех, кого Творец на поиски обрек,
Нашел ли хоть один хоть что-нибудь такое,
Чего не знали мы и что пошло нам впрок?
Омар Хайям
Ощущения - это обман наших чувств.
Р. Декарт
Внешние электромагнитные излучения, воздействующие на живые организмы, можно разделить на излучение, приходящее на Землю из Космоса, излучение антропогенного характера и излучение биологического происхождения из живых организмов. Основным источником ЭМИ на Земле является Солнце. Большая часть этого излучения приходится на видимую часть спектра ЭМИ, однако и в других диапазонах солнечное излучение оказывает сильное воздействие на биосферу в целом и на деятельность живых организмов. Солнечное излучение поступает на Землю через ионосферу и атмосферу. При этом поверхность Земли заряжена отрицательно, а атмосфера - положительно.
Ионосфера представляет собой газоплазменную оболочку и вместе с земной корой образует волноводную структуру, с помощью которой образуются единые электромагнитные условия для биосферы Земли в пределах больших областей (до 1000 км) в широком диапазоне частот излучения Солнца. Имеется три основных спектральных окна, прозрачных для ЭМИ: низкочастотное - до 5 Гц, радиочастотное - длина волны 0,8- 30 м, оптическое - диапазон видимого света от 1000 до 290 нм, а также ИК- и УФ-излучения. ЭМИ с такими параметрами может проникать также из дальнего и ближнего Космоса. Напряженность электростатического поля у поверхности Земли составляет 100 В/м.
Любопытно, что суточный максимум напряженности достигается на всей Земле в одно и то же время - в 19 часов по Лондонскому времени. Во время вспышки на Солнце образуется сгусток плазмы, который через 40-50 ч достигает орбиты Земли, возмущая ионосферу, и возникают магнитные бури, которые в высоких широтах Земли мы наблюдаем в виде красивого магнитного полярного сияния. Процессы, происходящие в атмосфере и литосфере Земли, также могут давать ЭМИ. Так, центры циклонов излучают ЭМВ с частотой 2 Гц, а землетрясения создают низкочастотные колебания (0,01-10 Гц) магнитных полей.
Электрические и магнитные поля, электромагнитные излучения различных частот, акустические поля, а также химическое взаимодействие между живыми организмами (простым примером такого взаимодействия может служить собака, которая по запаху может определить, что ее боятся), которое условно можно назвать химическим полем, действуют на живые организмы и используются ими в процессе жизнедеятельности. Так, магнитные поля находят применение для ориентации птиц при перелетах; ультразвуковыми излучениями пользуются летучие мыши, киты и дельфины.
Среди внешних физических полей, оказывающих заметное влияние на живые организмы, можно также выделить геомагнитные пульсации и инфразвуковые волны []. Геомагнитные пульсации возникают в процессе взаимодействия магнитного поля Земли с потоками солнечной плазмы. Эти пульсации вызывают появление переменного электрического поля на уровне Земли. Амплитуды электрического поля геомагнитных пульсаций (около 50-60 В/м) сравнимы со средним значением градиента потенциала атмосферного электрического поля. Частоты пульсаций (0,005-5 Гц) оказались резонансными по отношению к характерным частотам биологических объектов, поэтому геомагнитные пульсации оказываются существенными для здоровья людей.
Другим весьма специфичным фактором воздействия на живые организмы являются инфразвуковые волны. Существует красивая легенда о «летучих голландцах» - кораблях, бороздящих моря и океаны без экипажей, которые могли покинуть их под воздействием инфразвука. Автору пособия также довелось испытать не очень приятные физиологические ощущения от инфразвука при встрече атомохода «Ленин» с всплывающей атомной подводной лодкой в Северном Ледовитом океане. Естественными источниками возникновения инфразвука являются области формирования циклонов. извержения вулканов, сильные грозы, взрывы метеоров, поверхность моря во время шторма и т.д.
Инфразвук может возникать и в результате человеческой деятельности: ядерные и просто большие взрывы, движения ракет, самолетов, подводных лодок, как уже упоминалось. Инфразвуковые волны распространяются на тысячи километров [] как бы по своеобразному волноводу. Это поле инфразвуковых и, более широко, электромагнитных инфраволн постоянно присутствует на Земле и может сильно возрастать (в десятки раз) при геомагнитных возмущениях.
Можно с уверенностью считать, что вся биосфера Земли вовлечена в поля различных колебательных процессов и в процессе эволюции приспосабливалась к этим условиям. Биоритмы внутренних полей взаимодействуют с внешними ЭМП, в том числе и с инфраволнами. Частоты электрической активности сердца, мозга и других органов лежат в том же диапазоне, что и частоты инфраволн. Было установлено влияние электромагнитных инфраволн на кальциевый обмен в клетках, изменение проницаемости мембран и электрической активности мозга, слипание эритроцитов и изменение многих биохимических процессов.
Это дает возможность предположить, что наличие всех этих полей могло быть одним из необходимых условий возникновения жизни на Земле. Известный специалист по изучению воздействия ЭМП на живые организмы Ю.А. Холодов красиво обобщил эти представления: «Как в плазме крови сохранились «воспоминания» о жизни в океане, так и в режиме некоторых биоэлектрических процессов слышатся отзвуки того электромагнитного «океана», в присутствии и участии которого зарождалась жизнь» []. Являясь фактором, сопутствующим эволюции биосферы, эти поля служат связующим звеном между физическими процессами в Космосе и явлениями, которые возникают в биосфере в ответ на изменения физической среды.
Ионизирующим электромагнитным излучением будут являться потоки ионов и заряженных частиц, а также фотонное излучение, гамма- и рентгеновское излучение. Ионизирующими эти излучения называются потому, что, проходя через среду, они вызывают ее ионизацию. Корпускулярное излучение - это a- и b-излучение, протонное, нейтронное, потоки многозарядных ионов и продуктов ядерных реакций деления. Гамма-излучение возникает при изменении энергетического состояния атомных ядер или при аннигиляции частиц (например, электрона и позитрона). Рентгеновское излучение связано с тормозным (при уменьшении кинетической энергии заряженных частиц) и характеристическим излучением (при изменении энергетического состояния внутренних электронов атома).
Все источники ЭМИ и ионизирующих излучений в целом разделяются на естественные и искусственные. К естественным относятся космические излучения Солнца, других космических объектов, a, b, g-излучения многочисленных радионуклидов, рассеянных в породах Земли, воде, воздухе и входящих в состав живых организмов. Совокупность всех этих излучений считается естественным (природным) электромагнитным и радиационным фоном. К искусственным относятся различные техногенные устройства, создающие те или иные излучения (ядерные реакторы, ускорители, гамма-установки, в том числе для медицинских целей, ядерные взрывы, выбросы АЭС, установки промышленного производства и использования радиоактивных изотопов, бытовая техника - телевизоры, компьютеры, волновые печи, сотовые телефоны, ЛЭП, радиопередающие устройства с излучающими антеннами и многое другое, что человек придумал для удобства своей жизни).
Особую опасность представляет ионизирующее излучение, которое живой организм (по крайней мере, человеческий), в отличие от ЭМИ, не ощущает своими органами чувств, и поэтому сам организм не может предупредить себя об опасности. Неприятно для организма и то, что доза суммарного облучения обладает кумулятивным эффектом. Ионизирующее излучение вызывает в тканях, клетках и жидких средах организма образование химически активных свободных радикалов, обладающих большой окислительно-восстановительной способностью.
Заметим, что в организме человека свободные радикалы содержат активный кислород, стремятся присоединиться к белкам и способствуют нежелательным биохимическим изменениям. Они как бы «разъедают» сердце и другие жизненно важные органы, как ржавчина железо. Как выяснилось в исследованиях С. Таддеи с коллегами из Пизанского университета в Италии, аэробические упражнения уменьшают выработку свободных радикалов. Активный образ жизни и регулярные тренировки предотвращают «заржавление» организма.
В этом случае кровяные артерии часто расширяются и сужаются («тренируются»!). Внутренний слой клеток (эндотелий), устилающий артерии, начинает выделять больше оксида азота, который регулирует сокращение сосудов и делает их более гибкими и пластичными. Возможно, в связи с этим образование свободных радикалов под воздействием ионизирующего излучения происходит меньше именно у людей, тренированных на большие аэробические нагрузки.
Основное радиационное воздействие состоит в нарушении физической регенерации клеток и тканей, изменении функции регуляторных систем, изменении иммунной и генной систем живого организма. Заметим, что никакой другой вид излучения (тепловое, электромагнитное и т.д.), поглощенного живым организмом в том же количестве, не приводит к таким изменениям, какие вызывает ионизирующее излучение. А.Н. Павлов [] приводит расчет, согласно которому смертельная доза ионизирующего излучения для млекопитающих (500 рад) соответствует поглощенной энергии ~ 5 Дж/кг. Если эту энергию подвести к телу в виде тепла, то оно нагрелось бы едва ли на 0,001°С. Для сравнения - это тепловая энергия, заключенная в стакане горячего чая. Именно ионизация и возбуждение атомов и молекул среды обусловливают специфику действия ионизирующего излучения.
По вопросам воздействия ионизирующего излучения на живую и неживую природу за 50 лет (первый ядерный реактор был запущен Э. Ферми в 1942 г. под трибунами стадиона Чикагского университета в США) накоплен огромный фактический материал и опыт (к сожалению, и печальный) и имеется обширная литература, в том числе и справочники по нормам ионизирующего облучения. Укажем лишь небольшую часть из них для общего ознакомления [].
Что касается ЭМИ, то большинство физиологических расстройств организмов связано с воздействием этого излучения на процессы в объектах живой природы, поскольку клетки организмов в основном электрически поляризованы, а по нервным волокнам протекают биоэлектрические токи. Изменение параметров этих электрических процессов при изменении внешних полей и излучений и переводит биологические системы в новое качественное состояние. Среди всего спектра ЭМИ наибольший биологический эффект дают световой и радиоволновый диапазоны.
Учитывая наличие связи физиологических процессов в живом организме с формированием в нем динамических физических полей различной природы, создание общего биополя, естественно, следует ожидать взаимодействия, в том числе и резонансного, с внешними излучениями и полями. Наиболее взаимодействие внутренней и внешней среды организма проявляется для ЭМИ. Механизм образования и разрушения объемных электрических зарядов и биотоков обусловливает чувствительность живых организмов к амплитудно-спектральным изменениям ЭМИ.
Было установлено, что внешние ЭМП заметно влияют на нервную (особенно сильно в широком диапазоне частот слабых ЭМП) и кровеносную систему, на иммунитет, т.е. степень устойчивости функционирования организма, резко увеличивают время задержки реакции организма на любые внешние факторы. Чувствительностью к ЭМП обладают клетки и внутриклеточные элементы - мембраны, ядра и митохондрии, а также гипоталамус, который отвечает за регуляцию тонуса симпатической нервной системы, эмоциональной среды, формирование чувства голода, жажды, регуляцию сна []. Х. Дельгадо [] показал, что чувствительность в целом организма к слабым ЭМП является общебиологической закономерностью. Так, микроволновое излучение от ПК при работе от 2 до 6 ч в день (впрочем, как и бесконечное сидение перед домашним телевизором) вызывает в 55 раз чаще функциональные нарушения нервной системы, в 2 раза увеличивает сердечнососудистые заболевания, в 3 раза ухудшает состояние опорно-двигательного аппарата.
