Научные работы
Научными специалистами МИКМ, удалось не только подтвердить факт существования сверх слабых излучений тканей и органов человеческого организма в мм. диапазоне, но и создать высоко чувствительные пассивные радиоприемные устройства, улавливающие эти излучения.
Новая информационная технология системной диагностики функциональной активности органов человека
Авшалумов А.Ш.*
Судаков К.В.**
Филаретов Г.Ф.*
* - Московский институт кибернетической медицины
** - ГУ «Научно-исследовательский институт нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН
[ 1-3, 5-14 ].
Информация – неотъемлемое свойство кибернетических систем. Как известно, еще Н. Винер отмечал, что «информация есть информация, а не материя и энергия». Наиболее отчетливо информационная составляющая проявляется в деятельности саморегулирующихся функциональных систем живых организмов [ 2, 3, 5 ], в которых постоянно циркулирует информация об их состоянии. Информация в живых организмах отражает взаимодействие молекул, клеток, тканей, органов и систем и в значительной степени определяется колебательными процессами, присущими молекулам и живым клеткам (в частности, их мембранам и отдельным структурам). Информационную нагрузку несут специальные информационные молекулы.
Как показали исследования [ 5, 6 ], межсистемные информационные связи в организме наиболее чувствительны к стрессовым нагрузкам и нарушаются в первую очередь без видимых изменений внутриклеточных молекулярных связей. Последние нарушаются лишь при далеко зашедших патологических процессах.
Рассматриваемая далее новая технология диагностики базируется на анализе информационной стороны функционирования и взаимодействия разных органов человека в нормальных условиях и при патологических изменениях. При этом авторы использовали классический системный подход, при котором система определяется как набор взаимосвязанных элементов. Представление об организме как саморегулирующейся системе дано, как известно И.П. Павловым, который писал: «Человек есть, конечно, система, как и всякая другая в природе, подчиняющаяся неизбежным для всей природы законам; но система в горизонте нашего современного научного видения единственная по высочайшему саморегулированию…, система в высочайшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая [ 5, 6 ].
Уже в 20-х годах XX столетия физики на основе работ В. Гейзенберга и Н. Бора пришли к заключению, что мир – не скопление отдельных объектов, а сеть отношений между различными частями единого целого. Вселенная и отдельные тела на Земле могут рассматриваться как сеть взаимосвязанных событий. Эти события осуществляются за счет постоянного обмена между отдельными составляющими (телами, объектами) веществом, энергией и информацией. В то же время с позиций теории функциональных систем, предложенной П.К. Анохиным, организм представляет собой слаженное взаимодействие функциональных систем молекулярного, клеточного, гомеостатического и поведенческого уровней [ 6 ]. При этом каждый отдельный орган, включенный в ту или иную функциональную систему, отражает по голографическому принципу состояние ее полезного для организма результата [ 7, 8, 9 ]. Вопрос, таким образом, заключается в том, чтобы объективизировать в организме информационное взаимодействие отдельных клеток и органов.
Теоретическое обоснование информационной технологии системной диагностики
В последнее время в практической медицине все большее внимание уделяется методам неинвазивной диагностики, отвечающим требованиям обеспечения полной безопасности обследования, его комфортности, оперативности, всесторонности при сохранении высокой достоверности количественных результатов. В связи с этим разработка и практическая апробация новых подходов к построению диагностической аппаратуры при оперативном анализе функционального состояния различных органов и систем человека представляется актуальной задачей. Это особенно важно с учетом современных тенденций в оценке состояния человека на основе системного подхода и теории функциональных систем [1 – 3].
Одно из перспективных направлений создания такого рода диагностической аппаратуры основано на идее использования информационных свойств сверхмаломощного радиоизлучения миллиметрового диапазона, излучаемого организмом человека или другими биообъектами. Такая информация может быть выделена с помощью соответствующих алгоритмов обработки исходного сигнала [4]. Очевидно, что, учитывая только физико-химические факторы, не всегда удается адекватно объяснить процессы, происходящие в организме человека. Наряду с физико-химическими процессами в тесном взаимодействии с ними в организме человека формируются, передаются, воспринимаются, сохраняются и анализируются информационные сигналы различной природы. При этом существенным становится вопрос о физических носителях соответствующих информационных сигналов, обеспечивающих эффективные процессы управления.
Следуя воззрениям школы академика Н.Д Девяткова, одним из таких носителей информации могут быть миллиметровые волны, вырабатываемые отдельными клетками организма человека в процессе их жизнедеятельности. С точки зрения физических свойств миллиметровые волны как носители информации обладают рядом уникальных свойств, а именно [ 4 ]:
- монохроматические излучения миллиметрового или КВЧ диапазона фактически не проходят сквозь земную атмосферу и в окружающей природе практически отсутствуют; это означает, что отсутствуют и внешние помехи для организации межклеточного информационного обмена даже при очень слабом уровне таких сигналов;
- высокая информационная ёмкость сигналов миллиметрового диапазона. Учитывая, что средний линейный размер живой клетки составляет величину порядка 10-5 м, для обеспечения необходимого разнообразия сигналов управления, длины возбуждаемых волн должны быть очень малыми по сравнению с указанным размером, и в этом смысле миллиметровые волны оказываются оптимальными;
- малые энергозатраты на формирование некоторого объёма информации в миллиметровом диапазоне, что весьма существенно для живых организмов.
С момента появления в 60-ые годы пионерских работ по биоэффектам миллиметровых волн появилось большое число различных публикаций, касающихся разных аспектов данной проблемы [ 15 ]. Однако в целом подавляющее большинство работ посвящено использованию маломощного КВЧ-излучения в лечебных и профилактических целях, когда антенна является излучающей, т.е. связано с задачей анализа внешнего воздействия излучения КВЧ-диапазона на биологические объекты. Исследования вопросов использования собственного излучения в КВЧ диапазоне отдельных клеток и клеточных конгломератов для целей диагностики практически не проводились.
Известно, что передача сигналов от клетки к клетке осуществляется через межклеточное пространство, причём сами эти сигналы имеют различную физическую природу и порождаются совокупностью взаимосвязанных физико-химических процессов. Одним их элементов сигнального пространства, сопровождающего жизнедеятельность организмов на клеточном уровне, являются электромагнитные поля (ЭМП), в том числе и КВЧ диапазона.
Согласно современным представлениям [ 4 ] механизм генерации электромагнитного поля в мм-диапазоне связан с колебаниями заряженных клеточных мембран, поддерживаемыми за счет энергии метаболизма, в результате чего клетки приобретают свойства электромеханических генераторов, своего рода «клеточных излучателей». Микроструктура клеточных мембран – совокупность мембран митохондрий – обеспечивает возникновение дипольной компоненты, причем процесс излучения оказывается тесно связанным с акустическими колебаниями мембран [ 5 ].
Установлено, что акустомеханическая мощность клеточного вибратора составляет величину порядка 10-14 Вт, а собственное ЭМП клетки, образующееся в результате акустомеханических колебаний заряженных клеточных мембран, являющихся диполями, имеет мощность порядка 10-23 Вт. Поля клеток в агрегациях взаимодействуют друг с другом в моделях клеточных осцилляторов, множество которых и порождает суммарное ЭМП от определенной агрегации, некоторой части органа или органа в целом.
Собственные ЭМП клеток являются стохастическими по своей природе и при отсутствии соответствующих информационных сигналов управления неупорядочены по частотам, фазам, направленности вектора излучения и поляризации. Однако априорная их неупорядоченность предполагает (учитывая общую антиэнтропийную тенденцию структурирования самоорганизующихся биосистем) появление при определенных условиях кооперативного излучения. Оно тем более вероятно, если учесть наличие управляющих сигналов, координирующих деятельность клеточных ассоциаций, тканей и органов как составных частей функциональных систем. В связи с этим можно говорить о явлении стохастического резонанса, существенно увеличивающего эквивалентную мощность излучения совокупности совместно функционирующих клеток. Именно это излучение доступно непосредственному измерению с помощью высокочувствительных приемников.
По мнению большинства исследователей исходное поле КВЧ-диапазона модулируется низкочастотными сигналами с частотными характеристиками, соответствующими динамике основных физиологических процессов и ритмам организма и его отдельных частей. Наличие такой модуляции (скорее всего частотной) подтверждается как с помощью специальных экспериментальных исследований, так и косвенно – наличием повышенной эффективности КВЧ-терапии с использованием модулированного воздействия [ 4 ].
Излучения мм-диапазона достаточно быстро затухают в тканях организма, имея ограниченный радиус распространения от источника излучения. Поскольку измерение излучения КВЧ-диапазона в целях оперативной диагностики возможно только с помощью приемников, реагирующих на поверхностные излучения тканей (с отдельных участков кожного покрова), вопрос о транспорте сигналов от внутренних органов к поверхности весьма существенен.
Читать дальше >>>
Об институте | События | Области интересов | Отделы | Научные работы | Справочные материалы | Изобретения и патенты | Конференции | Партнеры | Контакты |
117871, г. Москва ул. Миклухо-Маклая 16/10