Мозг в электромагнитных полях

При общей характеристике исследований по биологическому действию ЭМП следует отметить преобладание эмпирических подходов к решению сложных задач, которые требуют многодисциплинарного решения при коллективном участии многих специалистов. Иными словами, проблемы первичных механизмов биологического действия ЭМП должны решаться в первую очередь. Здесь необходимо учитывать, что ЭМП могут влиять не только прямо на биологические структуры, но и на окружающие их компоненты, и прежде всего на водные растворы [Классен, 1978]. Не перечисляя всех возможных первичных механизмов биологического действия ЭМП, нужно подчеркнуть, что, обладая проникающим действием, ЭМП могут служить удобным инструментом исследования фундаментальных свойств биосистем. Важно изучать не только первичные механизмы, но и способы реализации биологического действия ЭМП на разных уровнях организации биосистемы.

Конечную задачу электромагнитной биологии можно определить как изучение возможности управления деятельностью биологических систем разного уровня организации с помощью изменения параметров воздействующего ЭМП. Эта задача является кибернетической по своей сущности и потому требует точного знания параметров управляющего фактора (ЭМП) и параметров управляемой системы (биообъект). Последнее мы узнаем при учете достижений всего комплекса биологических наук, но оценку степени биотропности отдельных параметров ЭМП может дать только электромагнитная биология.

Широкие проблемы физиологического действия ЭМП, намеченные еще в начале этого века В. Я. Данилевским, в наше время могут быть разрешены благодаря успехам радиоэлектроники и вычислительной техники, а также благодаря совершенствованию методов биологического эксперимента.

Таким образом, практическая, как и теоретическая, актуальность изучения биологического действия ЭМП с каждым днем увеличивается. Предпринято много усилий для создания национальных программ в этой области исследований. За последние десятилетия электромагнитная биология прошла большой путь до признания за ней важной роли в системе биологических наук. Необходимо расширять исследования в этой перспективной области, повышать их методический уровень, чтобы глубже понять биологическое действие одного из важнейших факторов среды. Такое расширение неизбежно приводит к вовлечению новых объектов и методов в изучение биологического действия ЭМП.

Применение в последние годы сверхчувствительных магнитометров позволило обнаружить слабые ферромагнитные включения вначале у бактерий, потом у моллюсков, у пчел и у голубей. Появились сообщения, что такие включения можно обнаружить в головном мозгу дельфина. Поскольку поиски своеобразного «компаса» в различных биосистемах непрерывно расширяются, мысль о возможности биологического действия естественных МП становится привычной, а механизм этого действия ясным с физической точки зрения.

То обстоятельство, что некоторые бактерии синтезируют ферромагнитные включения, образуя новое для биологов внутриклеточное образование, «магнитосому», свидетельствует об экологической значимости ГМП.

В конце главы хочется отметить, что естественные ЭМП могут менять поведение различных представителей животного мира. Однако такие факты требовали экспериментальных подтверждений в строго контролируемых условиях. Кроме того, гигиенический и терапевтический подходы к оценке биологического действия ЭМП указывали на заинтересованность нервной и эндокринной систем в осуществлении реакций организма на ЭМП. Все это подчеркивает актуальность изучения поведения экспериментальных животных в различных ЭМП.

Глава 6. Электромагнитные поля меняют поведение

Отмечено многочисленными исследователями, что разные ЭМП могут менять двигательную активность (ДА) организма, изменять чувствительность к раздражителям, нарушать формирование условных рефлексов и угнетать память. Все эти выводы были получены в основном в экспериментах на животных, представляющих разные уровни эволюционного развития жизни на Земле.

Обзор сведений о влиянии ЭМП на поведение можно начать с описания результатов по изменению ДА. Метод актографии еще не получил широкого применения в исследованиях по электромагнитной биологии, но во многих публикациях отмечалось изменение этого очень общего параметра деятельности организма. Ограничиваясь анализом литературных данных, связанных с изучением ДА позвоночных животных (хотя и насекомые увеличивали свою активность во время магнитных бурь), мы должны указать, что чаще отмечали увеличение ДА при воздействии усиленных искусственных МП на рыб, на птиц и на млекопитающих, а также изменение ДА у млекопитающих при воздействии полей СВЧ. Чаще всего исследователи отмечали только сам факт изменения двигательной активности под влиянием ЭМП, иногда даже не измеряя инструментально этот параметр и не анализируя возможного физиологического механизма отмеченной реакции.

В наших опытах, проведенных в начале 50-х годов, на 11 колюшках было дано 85 воздействий МП индукцией около 20 мТл. В 64% случаев отмечали увеличение ДА, которое превышало величину контрольных записей на 50—300%. Интенсивность и повторяемость реакций зависели от индивидуальных особенностей рыб [Холодов, 1966].

В то же время в опытах на 10 птицах из семейства воробьиных было дано 48 воздействий МП индукцией 0,07 мТл. В 68% случаев отмечали увеличение ДА, которое превышало величину контрольных записей на 100— 430%.

Позже Т. Рыскановым в опытах на 20 крысах было дано 257 воздействий МП разной индукции (2,20 и 200 мТл). Увеличение ДА наблюдали примерно в 70% случаев. Величина эффекта увеличивалась с увеличением индукции.

Рис. 8. Изменение двигательной активности под влиянием магнитного поля и поля СВЧ у рыб, птиц и млекопитающих

Ордината — частота реакций (%)

Хотя мы не ставили перед собой специальной цели сравнить магниточувствительность разных классов позвоночных животных, напрашивается предположение, что птицы наиболее чутко реагируют на МП (рис. 8). Такое предположение требует специальной проверки. Возможно, все классы позвоночных одинаково чувствительны к МП, поскольку имеются сообщения, что рыбы, птицы и млекопитающие реагируют увеличением ДА на изменения МП, близких по величине к колебаниям ГМП. Например, канадский исследователь М. Перзингер отметил увеличение ДА крыс во время магнитной бури 5—6 июля 1974 г.

В специальной серии экспериментов на крысах определяли пороговую индукцию искусственных ПМП при регистрации ДА. Как следует из результатов, пороговая индукция располагается в интервале 2—20 мТл. Увеличение индукции МП на порядок приводило к увеличению двигательной активности примерно в 2 раза, из чего следует заключить, что, хотя регистрируемая реакция зависит от индукции ПМП, эта зависимость не носит линейного характера.

Как и в опытах с рыбами, в данных экспериментах эффект зависел от индивидуальных особенностей животных. Следует учитывать и генетические особенности объектов, о чем свидетельствует сообщение американских исследователей Смита и Джастенсена. Кроме того, как мы уже не раз отмечали, среди биотропных параметров электромагнитных полей следует учитывать не только интенсивность, но также градиент, вектор, частоту, форму импульса и т. п.

Не следует забывать, что многие реакций организма носят фазный характер. Эта особенность в сложном взаимодействии ЭМП с биологическими системами наиболее ярко выявилась в экспериментах на птицах (волнистые попугайчики) при использовании микроволн с разной плотностью потока мощности (ППМ). Слабые ППМ вызывали увеличение ДА, средние мало влияли на ДА, а сильные — угнетали ее.

Предельная ППМ в экспериментах Ч. Асабаева (1000 мкВт/см²) вызывала значительное снижение (на 60%) ДА у всех исследуемых птиц. При таких же воздействиях полей СВЧ на кроликов наблюдали лишь небольшое увеличение ДА у некоторых животных. Следовательно, при использовании полей СВЧ, как и при воздействии МП, подтверждается предположение о большой чувствительности птиц к ЭМП. В литературе имеются сведения об угнетении ДА при очень сильных МП и при ослабленных МП. Л. А. Андрианова и Н. П. Смирнова при действии на мышей ПМП с индукцией 50 мТл отмечали увеличение ДА, а при повышении интенсивности до 100, 200 и 400 мТл — угнетение ДА. Уместно заметить, что в данном случае регистрировали ДА фотоэлектрическим методом, который отмечает только передвижения животного, а в опытах Т. Рысканова механо-электричеким методом отмечали даже дрожание животного, которое могло при этом совсем не перемещаться.