Книга: Мозг в электромагнитных полях

Заключение

Заключение

ЭМП являются фундаментальным фактором объективной действительности, и потому количество проблем, связанных с электромагнитной нейробиологией, может непрерывно возрастать. При разумном подходе к этой молодой отрасли знаний следует выделить основные направления исследований, которые определяются свойствами самих ЭМП или биообъектов, подвергающихся воздействию ЭМП.

Существующие ЭМП можно разделить на четыре разряда. Прежде всего нейрофизиологов должны интересовать естественные ЭМП, которые делятся на внешние (космического, геофизического или биологического происхождения) и внутренние, генерируемые различными структурными уровнями организма. Затем следуют искусственные ЭМП, которые в сравнении с геофизическими можно поделить на ослабленные и усиленные.

ЭМП любого происхождения являются сложным фактором среды, поддающимся расчленению на различные биотропные параметры. Необходимо выделять магнитную и электрическую составляющие, которые в чистом виде легко наблюдать в случае статических полей. Важную роль в биологическом эффекте играет интенсивность ЭМП.

Имеются сведения, что неоднородные ЭМП обладают более выраженным биологическим действием, чем однородные, а вертикальное направление силовых линий действует эффективнее горизонтального. Однако четкое количественное сопоставление биологического действия этих параметров ПМП еще не сделано. Экспозиция и локализация воздействия должны учитываться непременно. А при переходе к переменным ЭМП возникают дополнительные биотропные параметры в виде частоты, а также формы и длительности импульса.

Каждый экспериментатор должен знать, что когда он осуществляет очередное ЭМ-воздействие на выбранную им биологическую систему, то эта процедура происходит чаще всего не в экранированном от ЭМП пространстве.

Таблица 5. Типы электромагнитных воздействий на биологическую систему

Следовательно, одновременно избранная биологическая система может подвергаться воздействию ЭМП антропогенного, биогенного или космогенного происхождения. Кроме того, на исследуемой биосистеме могут сказываться прошлые ЭМП-воздействия, реализуемые через прямые или косвенные механизмы. Таким образом, формы существования материи — пространство и время, — преломляясь через электромагнитные условия, могут властно вмешиваться в конкретный эксперимент. Но эти обстоятельства чаще всего не учитываются экспериментатором (табл.).

Не всегда учитываются и всевозможные биотропные параметры исследуемого электромагнитного воздействия, хотя они могут варьировать в широких пределах.

Для примера можно рассмотреть диапазон магнитных полей (по интенсивности), применяемых в электромагнитной биологии (рис. 19).

Рис. 19. Диапазон магнитных полей, исследуемых в магнитобиологии и в биомагнетизме

Объяснения в тексте

Видно, что биология рассматривает около 14 порядков индукции магнитного поля. Важным для классификации является тот рубеж (а он, скорее всего, разный), где магнитобиология переходит в биомагнетизм. В этом диапазоне встречаются внешние (по происхождению) магнитные поля с внутренними, генерируемыми самим организмом. Одной из основных задач является выявление функциональной роли таких биомагнитных полей.

Следует отметить, что начальные реакции организма на ЭМП отличаются своей неспецифичностью. Излагая материал, мы часто указывали на неспецифичность действия полей УВЧ, СВЧ и ПМП. Похожее действие на НС оказывают электрические поля промышленной частоты высокой напряженности, импульсное поле низкой частоты, ЭМП звукового и радиочастотного диапазона и поле ВЧ. Сходное влияние на электрическую активность головного мозга и на выработанные условные рефлексы могут оказывать раздражители и неэлектромагнитной природы. Возможно, речь должна идти о неспецифической реакции ЦНС на слабый раздражитель. Защита организма от раздражений является, вероятно, не менее важной задачей, чем восприятие раздражений, и при действии слабого раздражителя любой природы.

Говоря о тормозном процессе, преимущественно возникающем при действии ЭМП, мы не хотим поднимать всю сложную и многогранную проблему торможения, известную по трудам Н. Е. Введенского и И. П. Павлова и описанную во многих современных сводках и обзорах. Важно, что ЭМП часто вызывают процесс торможения, и на этом принципе даже предлагалось практическое использование этого фактора в виде методики «радиосна». О сноподобном действии ЭМП мы говорили ранее.

При анализе глио-нейрональных отношений была отмечена важная роль таких продуктов обмена, как CO₂ и NH₃. Увеличение аммиака приводит к усилению процессов анаболизма, торможению и сонному состоянию, а увеличение количества углекислого газа — к усилению катаболизма, возбуждению и бодрому состоянию. В связи с этим интересно заметить, что воздействие ПМП 50 мТл на белых крыс сопровождается увеличением количества аммиака в головном мозгу. Таким образом, не только поведенческие и электрофизиологические данные свидетельствуют о возникновении процесса торможения в ЦНС, но и биохимические исследования приводят к такому же выводу.

Является существенным то обстоятельство, что в наших экспериментах торможение часто возникало раньше, чем возбуждение. Оказывается, эта особенность реакции характеризует не только действие проникающих факторов. Видимо, это общий чрезвычайно важный принцип организации нервных процессов.

Следует заметить, что ЭМП не обязательно вызывает тормозное состояние. В опытах на лягушках было обнаружено, что на фоне повышенной чувствительности кожи лапки к кислоте МП ее снижает, а на фоне пониженной — повышает. Возникновение основных нервных процессов можно было получить даже одновременно. Венгерские исследователи у крыс регистрировали вызванный потенциал (ВП) в сензомоторной области коры больших полушарий в ответ на электрическое раздражение седалищного нерва. Пятиминутное воздействие ПМП индукцией 80 мТ приводило к уменьшению амплитуды ВП в области наилучшего его проявления. В окружающих областях наблюдали обратное явление — увеличение амплитуды ВП. Можно предполагать, что в области фокуса ВП было иное функциональное состояние НС, чем на периферии.

Таким образом, результат воздействия поля зависит от исходного функционального состояния ЦНС. Однако при обычных экспериментальных условиях мы чаще наблюдали тормозное действие ЭМП. Условные рефлексы и чувствительность к различным раздражителям при действии ЭМП чаще понижались, чем повышались. Только в опытах с записью двигательной активности мы видели преобладание возбудительного процесса при действии поля. Но при выработке условных рефлексов на МП у рыб тормозные рефлексы (условный тормоз) вырабатывались намного лучше, чем положительные, а при записи электрической активности коры головного мозга во время действия поля наблюдалось увеличение числа веретен и медленных волн, которые появляются также при сонном состоянии животного.

Скорее всего, в естественных условиях для животных пороговыми являются изменения напряженности ГМП, а то, что мы получили в экспериментах, может служить более или менее удачной моделью естественных процессов.

Оказалось, что препарат изолированного мозга, получаемый после перерезки на уровне среднего мозга, реагирует на ЭМП более часто, с меньшим латентным периодом и более интенсивно (иногда в ответ на воздействие возникали судорожные разряды), чем интактный мозг. ЭЭГ-реакция заключалась в увеличении числа медленных волн, веретен и судорожных разрядов.

Оставалось неясным, реагирует ли на ЭМП целостная структура переднего мозга или любой участок мозговой ткани. Для ответа на этот вопрос были проведены опыты на нейронально изолированной полоске коры больших полушарий мозга кролика.

ЭКоГ-реакция на МП чаще выражалась в увеличении электрической активности. Эта реакция характеризовалась малым латентным периодом в сравнении с интактным мозгом и препаратом изолированного мозга, хотя по степени прочности ЭКоГ-реакция полоски на ЭМП была близка к ЭЭГ-реакции интактного мозга. Реакция полоски на МП не зависела от места изоляции.

Записи импульсной активности нейронов в изолированной полоске коры подтвердили данные, полученные с помощью макроэлектродов, о существовании электрической активности нейронов в нейронально изолированных структурах и о большей реактивности полоски к МП в сравнении с целостным мозгом. Однако изолированный участок коры сохранял гуморальную связь с другими отделами головного мозга, которые также подвергались воздействию ПМП. Для изучения непосредственной реакции коры кроликам к кости над сенсомоторной областью прикрепляли стиракрилом на 2—40 сут миниатюрные постоянные магниты с индукцией МП у поверхности полюса до 20 мТл.

Оказалось, что ЭЭГ участка, находящегося вблизи от магнита, отличалась от ЭЭГ других участков преобладанием медленных высокоамплитудных колебаний. Таким образом, локальное и длительное воздействие МП может вызвать местные изменения в электрической активности коры больших полушарий.

Наибольшая реактивность на ЭМП свойственна коре больших полушарий и промежуточному мозгу. У тех животных, у которых кора не развита (рыбы), наиболее реактивным является промежуточный мозг (особенно гипоталамус).

Изучение реакций НС на воздействие микроволн ведется наиболее интенсивно. При этом воздействии и рефлекторный, и непосредственный путь влияния на ЦНС имеет место. Давний спор о существовании нетеплового воздействия микроволн снимается достаточно широким подходом к различным диапазонам ЭМП. Однако при использовании ЭМП в пределах СВЧ-диапазона этот спор еще не закончился. Наблюдаемое в 70-х годах увеличение числа публикаций по влиянию поля СВЧ на НС позволяет надеяться, что в предстоящие годы наши знания в этой области нейрофизиологии необычайно расширятся.

Условные рефлексы на ЭМП по прочности значительно уступали световым и звуковым условным рефлексам. Возможно, что естественные ЭМП являются теми сигналами, которые определяют многие ритмические процессы организма.

Таким образом, применение ЭМП в нейрофизиологических исследованиях может помочь не только решению актуальных практических задач, связанных с гигиенической оценкой этого фактора на различных производствах, с его терапевтическим действием, с его диагностической ценностью и т. д., но и развить теоретические вопросы нейрофизиологии.