Юрий Холодов - Мозг в электромагнитных полях

Если, как предполагали раньше, кооперативная динамика связывания кальция на возбудимых мембранах определяет предельный цикл поведения, то субстратно-кальциевое равновесие будет колебаться с фиксированной частотой и амплитудой.

Таким образом, слабое нарушение любого параметра может легко разрушить электрохимическое равновесие. Однако имеющиеся результаты не могут указать на дипольный момент или на другую молекулярную чувствительность в таком узком частотном диапазоне. Существованием амплитудного окна для этих прямых взаимодействий внешних низкочастотных ЭП с тканью мозга можно объяснить описанные ранее поведенческие и нейрофизиологические изменения.

Спонтанные циркадные ритмы у человека и птиц, живущих в экранированных камерах, становились короче при наложении электрического поля 10 Гц прямоугольной волны с градиентом 2,5 В/м в воздухе. Оценки интервалов времени (5 с) у обезьян ускоряются на 10% при наличии 7 Гц, 10 В/м синусоидального электрического поля. Дальнейшие исследования расширили эти представления, показав максимальную чувствительность в области 7 Гц с прогрессивным увеличением порогов к 45 и 75 Гц.

При исследовании распределения РНК в рецепторе рака микрофотометрическим методом выявились изменения, особенно резко выраженные в зонах отхождения дендритов и аксона. К 30-й минуте действия ПМП в области отхождения дендритов наблюдается уменьшение плотности, а в области отхождения аксона, наоборот, увеличение плотности РНК. После снятия ПМП через 30 мин наступает некоторое восстановление исходной картины. Фотометрирование тела нейрона по поперечному диаметру выявило увеличение плотности РНК к 30-й мин действия ПМП в перинуклеарной области, сглаживающееся после прекращения действия ПМП.

Результаты этих опытов говорят о том, что реакции нервной ткани на ПМП могут иметь в основе изменения свойств генерации импульсов нейронами. Нарушение функциональной деятельности нейронов, по-видимому, является отражением изменения характера их внутриклеточного метаболизма, которое наблюдали в данном случае по показателям динамики РНК, имевшим место при действии ПМП.

Влияние на метаболизм НС других диапазонов ЭМП интенсивно исследуют харьковские гигиенисты под руководством Г. И. Евтушенко. Были отмечены изменения разных сторон обмена НС при воздействии ИМП и при воздействии поля УВЧ. В последнем случае нужно отметить большое количество обследованных животных (500 крыс), широкий набор биохимических методик, изучение раздельного воздействия электрической и магнитной компонент ЭМП, вариации в способах воздействия (однократный, многократный и хронический) и в его интенсивности. Интересно, что при воздействии ЭП наиболее чувствительным показателем оказалось содержание лактата в мозгу и крови, а для МП — содержание преформированного аммиака и повышение содержания амидного азота в белках мозга крыс. Эти результаты дают дополнительный материал для выяснения специфичности воздействия магнитных и электрических полей. В будущем желательно сопоставить эти оригинальные биохимические данные с результатами физиологических и морфологических исследований.

Можно надеяться, что именно на этом уровне изучения функций НС будет выявлена специфичность действия различных диапазонов ЭМП, как она начинает выявляться при изучении разных компонент ЭМП.

Поскольку показано, что внешние ЭМП изменяют состояние мозга, возникают вопросы, касающиеся роли внутренних мозговых низкочастотных ЭМП.

О биопотенциалах мозга написаны тысячи научных и популярных статей и книг за те полвека, что прошли со времени начала регистрации электроэнцефалограммы человека немецким физиологом Г. Бергером.

В те же годы советским академиком А. В. Леонтовичем была выдвинута гипотеза о нейроне как аппарате переменного тока. На основании нейрогистологических исследований он пришел к выводу, что у нейрона имеются катушки и емкости, иными словами все то, что надо для контура Томпсона, предназначенного для генерации ЭМП. Поэтому он решил, что передача информации с нейрона на нейрон может происходить двумя путями: химическим и электрическим.

Советские академики П. П. Лазарев и В. М. Бехтерев считали принципиально возможным зарегистрировать ЭМП биологического происхождения, а известный английский электрофизиолог. Е. Д. Эдриан скептически относился к этой идее.

Ученик А. В. Леонтовича Б. В. Краюхин сообщил в 1945 г., что ему удалось зарегистрировать магнитное поле возбужденного нерва лягушки с помощью специальной катушки. Но эти результаты не были подтверждены. Попытки намагнитить иглу, помещенную рядом с мышцей или нервом животного, не увенчались успехом.

Много копий поломано при обсуждении роли электрических полей в целостной деятельности мозга. Поскольку показано, что внешние электрические поля изменяют состояние мозга, возникают вопросы, касающиеся роли внутренних мозговых низкочастотных ЭМП.

Нелишне напомнить, что вся громадная сегодняшняя электротехника зародилась от биоэлектричества рыб и лягушек. За два века своего интенсивного развития электротехника успела позабыть свои истоки и черпает новые идеи для прогресса из собственного арсенала. В этой колыбели возникла и радиотехника. В наши дни мы наблюдаем обратный процесс: влияние радиотехнических идей на объяснение механизма самых разных биологических процессов.

В 40-х годах нашего века при использовании метода перерезок удалось получить факты, которые позволили выдвинуть теорию об электрическом (эфаптическом) взаимодействии нервных клеток коры больших полушарий головного мозга. Отмечается роль эфаптической передачи в деятельности рядом расположенных нервных волокон. Кроме того, эта проблема обсуждается и при изучении перехода нервного возбуждения на эффекторный орган, в частности на мышцу.

При изучении условий перехода на нейронально изолированную полоску коры головного мозга высокоамплитудных судорожных разрядов, вызванных отравлением стрихнином интактной части полушария, констатировали, что такой переход возможен, если генерируются биопотенциалы не ниже 500 мкВ.

Нужно отметить, что нейрофизиологи, изучающие эфаптическое распространение нервного возбуждения, обычно не обсуждают вопросы возможного моделирования такого распространения с помощью воздействия искусственных ЭМП. Эфаптическое воздействие для них значит прежде всего несинаптическое. На доказательстве различий в этих воздействиях они и сосредоточиваются, и о параметрах ЭМП, осуществляющих эфаптическое воздействие, мы имеем очень смутные представления.