Эффекты действия слабых магнитных полей на биологические объекты.
Перед тем, как рассматривать вопросы биологической активности слабых электромагнитных полей, необходимо определиться в том, как следует понимать термин
«слабые». Необходимо отметить, что в электромагнитной биологии четкого критерия «слабого» или «сильного» электромагнитного воздействия не существует в силу высокой
Чувствительности и нелинейности ответа живого организма на то или иное электромагнитное воздействие. Тем не менее, «слабыми» часто называют такие воздействия, которые не приводят к нагреву биологических тканей. Более точный критерий, который позволяет
Называть такие воздействия слабыми, — это величина энергии воздействия, которая по своему уровню не должна быть больше энергии, приходящейся на единицу степени свободы
Теплового движения простых молекул. Однако по отношению к низкочастотным магнитным полям применяют другие критерии «слабости». Очень часто «слабыми» называют такие низкочастотные магнитные поля, амплитуда которых ниже установленных предельно допустимых уровней для жилых и офисных помещений, в данном случае это диапазон ниже 100 микротесла. Для сравнения можно привести такие данные: средняя напряженность (индукция) постоянного магнитного поля Земли составляет приблизительно 50 микротесла, а амплитуда его медленных вариаций может достигать до 1 микротесла; уровень электромагнитного фона, создаваемого электротехническими устройствами в обычных помещениях, в которых проводятся эксперименты, находится в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен нанотесла; уровень электромагнитного фона на частотах Мартынюк В. С., Темурьянц Н. А., Владимирский Б. М. Шумановского резонанса для электрической компоненты составляет десятые доли милливольта на метр, а для магнитной компоненты – доли-единицы нанотесла; реакции живых организмов экспериментально обнаружены для магнитных полей начиная с единиц пикотесла (Qin C. Et el, 2005).
К настоящему времени в области исследования биологического действия слабых МП накоплен огромный экспериментальный материал, свидетельствующий о высокой чувствительности живых систем к их воздействию. Существенный прогресс в понимании процессов, лежащих в основе механизмов биологического действия слабых МП, а также в принципах формирования биологически активных полей, произошел в середине 80х годов и был связан, прежде всего, с работами А. Либова с соавт.(1985-1996). В этих работах впервые было ясно показано, что эффекты действия слабых комбинированных постоянного и переменного низкочастотного МП наблюдаются преимущественно при определенных, теоретически предсказуемых значениях частот переменной компоненты поля, соответствующих, но крайней мере формально, циклотронным частотам ряда ионов, прежде всего Са2+, К+ и Mg2+. Один из основных эффектов действия слабого поля, зарегистрированный этими авторами, заключался в том, что воздействие низкочастотного (порядка десятков Гц) переменного МП на фоне слабого постоянного поля, сравнимого по величине с геомагнитным полем (десятки мкТл), проявляло себя в изменении концентрации ионов Са2+ во вне — и внутриклеточных средах. Действием этого механизма целый ряд авторов объясняет самые различные эффекты слабых МП в биосистемах: изменение подвижности диатомовых водорослей, изменение условно-рефлекторной деятельности животных, стимуляцию и подавление различных репарационных процессови др.,
Поскольку слабые низкочастотные электромагнитные поля (ЭМП) обладают высокой проникающей способностью, они являются идеальными носителями сигналов, синхронизующих биологические колебания – ритмы [208] по типу «захвата» частоты внешнего фактора.
Свидетельством синхронизации периодических изменений естественных ПеМП и показателей функционального состояния человека и животных служат многочисленные исследования. Например, в исследовании М. Л. Хачатурьян выявлено сходство ритмических структур геомагнитной активности и устойчивости к гипоксии, о чем свидетельствовало совпадение циркасептанных, циркасемисептанных, инфрадианных, циркадианных, ультрадианных ритмов устойчивости к гипоксии с аналогичной ритмикой геомагнитной активности.
Выяснено, что и искусственные ПеМП могут «навязывать» ритмику биологическим объектам. Так, в многочисленных исследованиях показано, что исчезновение датчика времени, вызванное электромагнитным экранированием, приводит к нарушению ритмики. Уже после однократных сеансов экранирования в кардиоритме отмечался сдвиг в сторону высокочастотного диапазона, а после четырех сеансов – с начальным смещением в высокочастотный диапазон и последующим (после 7-8 сеансов) в низкочастотную область.
В экспериментах X. М.Р. Дельгадо на изолированных рецепторах рака обнаружена синхронизация спонтанной импульсной активности с частотой воздействующего ПеМП (4; 8; 12 Гц, индукция 100 мТ). Для ПеМП частотой 16; 20; 24; 28 Гц эффекта синхронизации не наблюдалось.
Экранирование от магнитных полей у людей сопровождалось отклонением периодов ритмов двигательной активности и температуры тела от 24-х часов. Неблагоприятные последствия длительного экранирования, возможно, были связаны с изменением соотношений иррегулярных и периодических компонентов геомагнитного поля. Однако различия в ритмике изолированных и контрольных испытуемых исчезали, если в бункере включалось слабое (2,5 В/м) поле частотой 10 Гц.
В исследованиях на птицах было показано, что в условиях постоянной темноты (устранение фотопериодики) периоды ритма двигательной активности существенно отклоняются от 24-х часов. При циклическом воздействии слабым ЭМП с 24-хчасовым периодом на птиц, находившихся в условиях постоянной темноты, не отмечалось значительных изменений ритма двигательной активности.
Существующие данные дополняются исследованиями, проведенными на крысах и человеке в условиях космического полета. В механизмах такого влияния существенную роль играет трансформация естественной структуры датчиков времени, сопутствующая полету. Во всех наблюдениях выявлялось запаздывание суточного ритма температуры тела животных и испытуемых.
Как оказалось, характер влияния ПеМП на биологическую ритмику зависит от исходного состояния организма. Если ПеМП действует на животных, у которых имеет место десинхроноз любого генеза, наблюдается восстановление исходной временной организации системы. В пользу данного утверждения служат результаты исследования, в которых показано, что у крыс с моделированным гипокинетическим стрессом, сопровождающимся развитием десинхроноза, нормализация инфрадианной ритмики симпатоадреналовой системы (САС) наблюдалась уже после однократных воздействий ПеМП частотой 8 Гц. В дальнейшем были получены сходные данные при исследовании влияния ПеМП аналогичной частоты на эпифизэктомированных животных.
Изменение внутрисуточной и циркадианной ритмики процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), обмена тиоловых групп и липидов в головном мозге мышей, а также биохимических процессов в системе крови при воздействии слабого ПеМП в диапазоне частот 0,008-80 Гц индукцией 30 мкТл выявлено В. С. Мартынюком [125; 126]. В данных работах изменения ритмики зависели от частоты воздействующего поля.
Показано, что как возмущения ПеМП естественного происхождения, так и апериодические влияния искусственных слабых ПеМП изменяют ритмическую деятельность различных физиологических систем. Так, у бактерий (Photobacterium) при возрастании интенсивности геомагнитного поля обнаружено повышение синхронизации биолюминесценции, зависящее от амплитуды и длительности магнитных бурь. В фазе восстановления бури отмечалась амплитудно-импульсная модуляция светового сигнала бактерий с длительностью световых пакетов около 40 с и частотой следования 0,01 Гц.
Изменение ритмических процессов во время магнитных бурь обнаружено у представителей различных типов животных. Так, работа М. Lindauer и Н. Martin [314] свидетельствует о нарушении циркадианной ритмики у некоторых насекомых под влиянием магнитных бурь. Авторы полагают, что нарушение околосуточной периодики у пчел во время геомагнитных возмущений препятствует их возвращению в родной улей.
Нарушение временной организации локомоторной активности в дни магнитных бурь обнаружено и у рыб. В. В. Александровым было показано изменение спектра биоритмов локомоторной активности карпа (Cyprinidae, Carassuns avratus) при геомагнитном возмущении, проявляющееся в исчезновении периода длительностью » 60 минут. Следует отметить, что при воздействии данного фактора обнаруживались смещения фаз локомоторной активности исследуемого объекта. Данный автор выявил также нарушение временной организации зоопланктона пресноводных бассейнов при магнитных бурях. Так, в результате данного исследования было установлено, что во время геомагнитных возмущений происходило интенсивное вертикальное перемещение планктеров в более глубокие слои воды, а также наблюдалось увеличение их численности.
Исследования последних лет свидетельствуют об изменениях временной организации физиологических систем млекопитающих под влиянием геомагнитных возмущений. Неудивительно, что геомагнитные возмущения отражаются на временных характеристиках деятельности ЦНС, так как ЦНС обладает наиболее высокой чувствительностью к ЭМП [75; 179; 213; 226; 227; 254]. Так, при электромагнитных возмущениях (магнитные бури, повышение частоты следования солнечных хромосферных вспышек), когда ритмика параметров внешней среды нарушается, заметно изменяются некоторые параметры ритмики сна [132; 343].
Оказалось, что магнитная буря оказывает влияние на показатели пространственной синхронизации электроэнцефалограммы (ЭЭГ). В день магнитной бури наблюдалось генерализованное понижение показателей пространственной синхронизации ЭЭГ человека, а на следующий день, наоборот, — генерализованное повышение
В опытах на животных получены интересные данные о влиянии гелиогеомагнитных возмущений на ритмику формирования условных рефлексов (УР). Установлено, что гелиогеомагнитные возмущения изменяют временную организацию условно-рефлекторной деятельности крыс, что проявляется в снижении амплитуд ритмов, смещении их акрофаз, появлении новых корреляционных связей между показателями высшей нервной деятельности.
Обнаружены изменения ритмической активности ССС под влиянием магнитных возмущений. Так, в исследованиях Т. К. Бреус и соавторов выявлены изменения вариабельности спектральных характеристик сердечного ритма у человека и животных, что было обусловлено усилением активности симпатического отдела вегетативной нервной системы.
Примером десинхронизирующего действия геомагнитного возмущения являются, и исследования по изучению ССС кроликов во время большой двойной магнитной бури в сентябре 1984 г. По мере приближения магнитной бури возрастала десинхронизация суточных колебаний показателей сократительной силы левого и правого желудочков сердца и артериального давления (АД). К началу магнитной бури число корреляционных связей между показателями деятельности ССС значительно уменьшалось. Интересно отметить, что магнитная буря привела также к угасанию амплитуды суточной ритмики гемодинамических показателей животных.
В клинических наблюдениях было обнаружено, что параметры суточной периодики в магнитовозмущенные дни у здоровых молодых людей и у лиц с сердечно-сосудистой патологией заметно различаются. Так, отмечено, что у здоровых людей по мере роста активности геомагнитного поля изменялся суточный ритм АД и число сердечных сокращений [70; 71; 158; 159; 160; 281]. Выявлено, что магнитные бури приводят к нарушению ритмов вегетативных показателей вплоть до развития вегетативных кризов В геовозмущенные дни было отмечено ослабление синхронизма между дыхательной и сердечно-сосудистой системами, а также между ССС и гастродуодендальными биоритмами
У больных с заболеваниями органов кровообращения при магнитных бурях происходили перестройки циркадианного ритма показателей гемодинамики, что, вероятно, является одной из причин увеличения смертности
Таким образом, апериодические изменения геомагнитной активности приводят к модификациям ритмики ряда физиологических систем организма человека и животных. Причем, у больных людей эти изменения выражены более ярко.
Накапливается все больше экспериментальных лабораторных данных о высокой чувствительности широкого класса биосистем к этим полям. Такие результаты получены в работах ряда авторов с использованием бактерий и клеточно-тканевых моделей. К. А. Чернощековым и А. В. Лепехиным [233] были получены данные, показывающие временные изменения свойств бактерий кишечной группы при воздействии ПеМП.
В работах А. В. Ли [109] и И. Г. Власовой [47] на клеточно-тканевой модели мозга (переживающих срезах мозжечка мышей) было показано, что ПеМП диапазона короткопериодических пульсаций (0,05; 0,1; 0,25; 5 Гц) с амплитудой 100 нТл способно не только плавно изменять параметры ритмической деятельности нейронов, но и переводить непрерывный тип активности в судорожный режим. Оказалось, что после прекращения действия ПеМП судороги продолжаются довольно длительное время.
Повышение уровня электрической активности, а в ряде случаев появление залповых импульсов, обнаруживалось при воздействии импульсным МП на изолированную брюшную нервную цепочку речного рака [168].
Следовательно, обзор существующих работ по данной проблеме показал, что искусственное ПеМП способно изменять ритмику in vitro. Существуют также многочисленные данные, демонстрирующие изменение ритмических процессов и in vivo. Оказалось, что при спектральном анализе ЭЭГ возможно обнаружение резонансных частот для каждой структуры мозга с точностью до миллигерц [319]. В частности, автором показано, что для гиппокампа такой частотой является 7,8 Гц. Эти данные подтверждаются результатами исследований и других авторов. Так, M. A. Persinger и соавторы [323] впервые обнаружили признаки усвоения подаваемого ритма ПеМП частотой 7 Гц гиппокампом макак резус. Изменение ритма ЭЭГ у крыс при воздействии ПеМП от 1 до 50 Гц выявлено и в других экспериментах [278].
Появление на ЭЭГ колебаний с частотой, близкой к частоте подаваемого поля для некоторых вариантов опытов, наблюдали также А. М. Волынский [49] и Е. А. Войтинский с соавторами [48]. В экспериментах данных авторов обнаружено усвоение ритма ретикулярной формацией мозга при использовании МП относительно высокой напряженности 0,07 нТл с частотой 4,5 Гц. Выяснено также, что ПеМП частотой 5-12 Гц вызывает появление медленных ритмов на ЭЭГ и увеличение их амплитуды [179; 226].
При воздействии ПеМП СНЧ (60 Гц, 1,5 мкТл с 08:00 до 20:00) в течение пяти дней отмечалось изменение суточного ритма порога болевой чувствительности у крыс [285].
Важную информацию о высших формах деятельности ЦНС на уровне целостного организма дает условно-рефлекторный метод [145]. Выявлены изменения мезоритмов условно-рефлекторной деятельности под влиянием слабых ПеМП частотой 8 Гц (индукция 1 мкТл), проявлявшиеся в перестройке фаз и амплитуд выделенных ритмов, формировании и реализации пищевого рефлекса у крыс [18].
Фазовый сдвиг циркадианного ритма двигательной активности крыс линии Вистар при воздействии однородным МП частотой 50 Гц индукцией 30 мкТл в течение 24-ех суток был зафиксирован в исследованиях O. Hiwaki [298].
Свидетельством реакции ССС системы организма при воздействии слабых ПеМП является изменение внутрисуточной ритмики содержания неорганических компонентов в миокарде (частота ПеМП 0,1 Гц; индукция 200 нТл) [109]. Чувствительность циркадианного ритма кровяного давления у здоровых молодых людей, проявляющаяся в изменении данного ритма, прослеживалось при восьмичасовой экспозиции полем частотой 16,7 Гц индукцией 0,2 мкТл [294].
Подводя итог, можно заключить, что в ответ на воздействие низкочастотными ПеМП на биологические ритмы организма вовлекаются различные физиологические системы: нервная, сердечно-сосудистая, а также система крови. При геомагнитных возмущениях наблюдается изменение временной организации ряда физиологических показателей, проявляющееся в перестройках амплитудно-фазовой структуры биоритмов. Данные изменения зависят от исходного состояния организма. Слабые естественные и искусственные магнитные поля способствуют стабилизации рассогласованных ультрадианных, циркадианных и инфрадианных ритмов многих физиологических показателей. Однако вопрос о конкретных механизмах их действия на биоритмологические процессы еще остается открытым.
Биологические эффекты КВЧ-излучения регистрируются при плотности потока мощности (ППМ) излучения значительно ниже 10 мВт/см2. Было показано (Девятков и др., 1991), что энергия квантов КВЧ-излучения, во-первых, меньше энергии теплового движения молекул, во-вторых, значительно меньше энергии водородных (самых слабых) связей в молекулах живых организмов. При такой низкой интенсивности излучения интегральный нагрев облучаемых объектов в эксперименте не превышает обычно 0,1оС (Хижняк, 1991; Бецкий, Девятков и др., 1996). Поэтому очевидно, что механизм биологического действия КВЧ-излучения не связан с повреждающим воздействием на живой организм, а ЭМИ КВЧ относится к «информационным», нетепловым воздействиям (Пресман, 1968). Низкая интенсивность ЭМИ КВЧ также позволяет отнести их к слабым и сверхслабым излучениям.
Интерес к биологическим эффектам низкоинтенсивных ЭМИ КВЧ определяется несколькими обстоятельствами. С одной стороны, это связано с жесткими требованиями экологического характера и необходимостью определения научно обоснованных безопасных норм для населения и технического персонала, работающего на установках, генерирующих ЭМИ КВЧ (Акоев, 1983). С другой стороны, ЭМИ КВЧ уже более 30 лет применяются в медицинской практике для лечения разнообразных заболеваний (Девятков и др., 1991; Афромеев и др., 1998; Ситько, 2001; Киричук и др., 2002), поэтому необходима разработка методических рекомендаций для наиболее эффективного использования этого терапевтического метода. Повышенный интерес к проблеме низкоинтенсивных воздействий в электромагнитобиологии в последнее время связан также с эффектом (парадоксом) сверхмалых доз (Бурлакова, 1994). Очевидно, проблема сверхмалых доз выходит далеко за рамки терапии лекарственными препаратами и имеет фундаментальное общебиологическое значение.
В результате многочисленных экспериментов с микроорганизмами было установлено, что живые объекты обладают повышенной чувствительностью к воздействию слабых электромагнитных полей в ММ-диа-пазоне длин волн. Пороговое значение плотности мощности в разных экспериментах менялось от единиц микроватт (мкВт) до единиц милливатт (мВт) на квадратней сантиметр облучаемой поверхности. В первых экспериментах использовалась простейшая форма электромагнитной волны в виде чисто синусоидального колебания, и лишь значительно позднее стали применять более сложные виды сигналов с различными видами амплитудной, импульсной и частотной модуляцией. Был обнаружен ряд важных биологических эффектов, которые оказались ключевыми для понимания механизмов взаимодействия ММ-волн с живыми системами и определили в значительной степени научную и практическую направленность всех работ в этом направлении. Перечислим наиболее существенные из биологических эффектов:
А) биологический эффект сильно зависит от частоты электромагнитного колебания и часто такая зависимость имеет вид острой резонансной кривой;
Б) на зависимости биологического эффекта от мощности электромагнитной волны часто наблюдается достаточно протяжённый участок (плато), в пределах которого эффект воздействия слабо зависит от мощности волны (такие особенности характерны для систем обработки цифровой информации (цифровых линий передач), когда срабатывание входного устройства происходит при превышении амплитуды входного сигнала порогового значения и некотором «запасе» значений сигнала по амплитуде (плато); по аналогии с такими устройствами исследователями был сделан принципиальный вывод том, что воздействие низкоинтенсивных ММ-волн на биологические объекты носит информационный характер, когда отсутствует нагрев облучаемого объекта, то есть эффект воздействия не является энергетическим (тепловым);
В) эффект воздействия носит кумулятивный, то есть накопительный характер;
Г) в опытах со сложно организованными биологическими объектами (экспериментальные животные, домашние и сельскохозяйственные животные, человек) было показано, что эффект воздействия зависит от области (места) облучения;
Д) воздействия носит пролонгированный характер; этот эффект был обнаружен, в частности, в опытах с микроводорослями, где было показано, что в последующих посевах сохраняется эффект, зарегистрированный в первом посеве; образно говоря, «внуки» помнят, что когда-то ММ-волнами облучали «дедушек и бабушек»;
Е) применительно к организмам любой сложности организации биологический эффект зависит от фазы развития;
Ж) чем больше физиологические показатели организма отличаются от нормы, тем больше биологический эффект от воздействия на него ММ-излучения;
З) если нарушаются какие-либо временные параметры физиологических процессов, то при воздействии ММ-волн наблюдается синхронизация этих процессов.
Помимо этих биологических эффектов, которые носят принципиальный характер и определили в будущем направленность всех без исключения научных и практических работ, был найден ряд других, не менее важных закономерностей, которые частично уже были упомянуты в предыдущих разделах. Однако для целостности восприятия этого материала имеет смысл ещё раз кратко повторить их и перечислить некоторые новые:
Основные биологические эффекты можно представить следующим образом:
• Сильное поглощение КВЧ-излученыя водой и водными растворами как органических, так и неорганических веществ. При поглощении излучения водой энергия волны преобразуется во вращательную, поступательную и либрационную степени свободы. Например, плоский слой воды толщиной в один миллиметр ослабляет ММ-излучение на 20 дБ при А = 8 мм и 40 дБ при Л = 2 мм. Этот факт имеет большое биологическое значение: достаточно напомнить, что все биологические организмы содержат большое количество воды. Например, кожа человека более чем на 65% состоит из воды. При облучении кожи всё излучение практически полностью поглощается в слое кожи толщиной 0,5… 1 мм.
• Нарушение закона аддитивности поглощения миллиметровых волн растворителем (водой) и растворёнными EeuiecmeaMU. В зависимости от конкретного типа раствора реальное поглощение может быть больше или меньше аддитивного; поглощение определяется характером межмолекулярного взаимодействия растворителя и растворённого вещества. Дефицит поглощения в водном растворе может свидетельствовать, например, о том, что часть молекул воды находится в связанном состоянии, что и приводит к уменьшению поглощения из-за потери молекулами воды вращательных степеней свободы.
Превышение поглощения над аддитивным может свидетельствовать о «разогреве» отдельных молекул или молекулярных групп за счёт появления дополнительных степеней свободы (в основном, вращательных).
• Синтез биологически-активных веществ некомпетентными клетками. Детальные исследования по этой проблеме изложены в [89]. Этот факт был подтверждён и в других работах, а косвенным подтверждением является полилечебный характер КВЧ-терапии, а также повышение неспецифической резистентности организма при лечебном воздействии ММ-волн низкой интенсивности.
• Изменение метаболизма микроорганизмов. Этот факт отмечается практически во всех экспериментальных исследованиях с микроорганизмами; ММ-волны активно влияют на процессы жизнедеятельности. В результате облучения микроорганизмы становятся продуцентами биологически активных веществ, что нашло применение, например, в различных биотехнологических процессах.
• Синтез АТФ в клетках зеленого листа. Впервые влияние излучения на синтез АТФ было зафиксировано в эксперименте на листьях комнатного растения Balsaminus [90], Как известно, АТФ является универсальным химическим источником энергии в живой клетке. Увеличение синтеза АТФ под действием ММ-волн имеет определяющее значение в жизнедеятельности организмов, что находит косвенное подтверждение в лечебной практике (нормализация процессов жизнедеятельности больного организма), а также в эксперименте (повышение синтеза биологически активных веществ).
• Повышение урожайности сельскохозяйственных культур (например, при предпосевной обработке семян). Первые наблюдения в этом направлении были
Зафиксированы, по-видимому, в работе [91]. Эксперименты проводились с различными комнатными растениями. В работе [92] приводятся данные о стимулирующем влиянии ММ-волн как на всхожесть семян популярных огородных культур, так и на их урожайность. В ряде работ аналогичные результаты получены и для других семян растений и деревьев.
• Изменение реологических свойств кровеносных: капилляров. Экспериментально обнаружен резонансный эффект поглощения ММ-волн в диэлектрических капиллярах, имитирующих капилляры в тканях организма. Эквивалентная добротность для резонансных пиков достигает очень высоких значений — порядка 103-104. Заметим, что такие значения добротности не так просто получить в металлических объёмных резонаторах в СВЧ- и КВЧ-диапазонах. Резонансное поглощение для воды и различных водных растворов сопровождается значительным уменьшением сил адгезии внутренней стенки капилляра и протекающей жидкости. Механизм этого феномена до сих пор остаётся невыясненным.
Этот «капиллярный» эффект может использоваться для объяснения известного медицинского факта — лечения облитерирующего эндартериита с помощью ММ-волн. В работе [93] этот эффект предлагается использовать для измерения высокочастотной мощности в прямоугольных волноводах.
• Возбуждение рецепторов ЦНС и биоэлектрический отклик в коре больших полушарий. Естественно возникает вопрос, каким образом информация из тонкого слоя кожи передаётся к внутренним органам. Участие центральной нервной системы (ЦНС) человека в реализации эффектов воздействия ММ-волн на организм обсуждается в [80]. Здесь показано, . что 80% здоровых испытуемых достоверно различают на уровне ощущения воздействие низкоинтенсивных ММ-волн (сенсорная индикация), при этом выявлена сенсорная асимметрия такого восприятия. Кроме того, обнаружено влияние ММ-излучения на пространственно-временную организацию биопотенциалов мозга при периферическом воздействии — развитие неспецифической реакции активации в коре головного мозга, т. е. повышение ее тонуса. В соответствии с этой работой рецепторами ЦНС, воспринимающими ММ-волны, являются болевые рецепторы (ноцицепторы) и механорецепторы. В реализации ММ-воздействия принимает участие, главным образом, неспецифическая соматосенсорная система, которая связана практически со всеми областями коры головного мозга.
• Участие спинного мозга в восприятии воздействия миллиметровых волн. Многообещающим является подход, развиваемый в [94]. Здесь авторы пытаются соединить в единую концепцию ответ целостного организма на ММ-волны низкой интенсивности, а также ряд принципиальных элементов из теории распознавания образцов применительно к проблеме нейрокомпьютинга. Ключевыми являются понятия аутодиагностики (с этого, по мнению авторов, начинается процесс воздействия ММ-излучения на организм) и аутотерапии (когда организм сам начинает вырабатывать лекарственные вещества по данным аутодиагностики). В реализации этих функций активное участие принимают пластинчатые образования спинного мозга (пластины Рекседа), которые выполняют первичные функции по обработке и распознаванию информации о, воздействии внешнего стимула (ММ-волн). Таким образом осуществляется функция своеобразного нейрокомпьютера, подготавливающего специфическую информацию для: запуска в работу систем, регулирующих и поддерживающих гомеостаз в организме человека.
• Запоминание однократного действия излучения («память воды»). Впервые гипотеза о важной роли воды была высказана в 1979 г. в работе [95]. В последующих теоретических и экспериментальных исследованиях эта мысль получила дальнейшее развитие и, в частности, была обнаружена «память воды»,
Которая играет принципиальную роль в понимании биофизических механизмов взаимодействия ММ-волн с живыми объектами.
• Просветление воды и водных растворов при СПЕ-эффекте. Сенсационными являются результаты экспериментальных и теоретических исследований возможности существования «окон прозрачности» в воде и водосодержащих объектах на собственных резонансных частотах водных кластеров.
• Конвективное движение жидкости в объеме и тонких слоях. Под действием ММ-волн во внутри — и межклеточной жидкости может возникнуть сложное конвективное движение, что снимает ограничения диффузного движения жидкости вблизи клеток и, в свою очередь, приводит к более активному переносу веществ и электрических зарядов через мембраны. Модельные эксперименты подтверждают это утверждение. Конвекция хорошо фиксируется при плотностях мощности порядка 0,5-1 мВт. Результаты таких экспериментов приводятся в работе [29].
Хочется обратить внимание на то обстоятельство, что конвекция возможна не только в объёме жидкости, но и в тонких слоях толщиной менее 1 мм при пороговых значения падающей мощности порядка нескольких десятков микроватт [96].
• Гидратация белковых молекул под действием КВЧ-излучения.
Известно, что дегидратация белковых молекул приводит к изменению характера работы, переводя белок из функционально активного в функционально пассивное состояние [56]. Экспериментально было показано, что воздействие ММ-волн приводит к восстановлению числа гидратации. Основанием для такого утверждения явились незавершенные эксперименты Ю. И. Хургина. Эксперимент проводился с химотрипсином, который использовался в качестве катализатора в биохимической реакции. Каталитические возможности химотрипсина можно было регулировать, изменяя число гидратации. При уменьшении числа гидратации выход продуктов реакции, естественно, уменьшался. При облучении реакционного объёма ММ-волнами выход продуктов реакции увеличивался, что могло произойти только за счёт увеличения гидратации химотрипсина, обусловливающей повышенную ферментативную активность белка (увеличение числа гидратации за счёт преобразования энергии электромагнитной волны во вращательно-поступательную энергию молекул воды, приводящее к переводу комплекса белок-вода из функционально-пассивного в функционально-активное состояние).
• Микротепловой массаж. Экспериментально было показано, что при облучении кожного покрова миллиметровые волны на облучаемой поверхности распределяются неравномерно. Например, при облучении прямоугольным рупором аппарата «Явь-1» можно с помощью тепловизора зафиксировать на коже несколько тепловых экстремумов. В двух-трех максимумах перегрев может достигать нескольких градусов, хотя среднее значение прироста температуры относительно фона является несущественным. На теплограмме экстремумы имеют вид точек («тепловые иглы»), которые обладают способностью перемещаться по поверхности кожи при частотной или амплитудной модуляции несущего КВЧ-излучения. По мнению автора работы [97] при это может иметь место тепловой массаж рецепторов кожи по аналогии с обычной тепловой акупунктурой.