Колыбель разума

Земля –колыбель человечества, но нельзя же вечно жить в колыбели…

О некоторых возможных психо-физиологических последствиях дальних космических полетов человека)

Эти заметки являются первой попыткой автора сформулировать свои представления о связи альфа-ритма головного мозга человека с естественными резонансными электромагнитными колебаниями в полости Земля-ионосфера и о возможном влиянии этой жизненно важной для Homo sapiens взаимосвязи на последствия выхода человека за пределы ионосферы – в дальний космос.

К сожалению, изыскания по этой проблеме автор не возобновлял с 1975-80 гг., и лишь тогда же, в основном, им были собраны исходные материалы по соответствующей тематике, обобщенные в этих заметках. Поэтому сегодня некоторые из источников, приведенных в списке литературы, возможно, устарели.

В настоящее время мною ведется поиск новых публикаций по обсуждаемым здесь проблемам, в том числе – поиск материалов в сети Интернет.

Ученым, занимающимся космическими исследованиями и космонавтикой, крайне важно знать, насколько тесно связаны живые организмы с земными условиями существования, безопасен ли для них длительный и дальний отрыв от Земли, где протекает их многовековая эволюция.

А.Л. Чижевский еще в 1936 г. подчеркивал (см. [16]), что мы не можем изучать организм как нечто обособленное от космотеллурической среды (т.е. от всей внешней среды – от Земли до космоса), ибо живой организм не существует в отдельности, вне этой среды, и все его функции непрерывно связаны с нею. Каждый атом живой материи находится в постоянном, непрерывном соотношении с атомами окружающей среды – природы; каждый атом живого резонирует на соответствующие колебания атомов природы.

Как справедливо заметил Н.А. Агаджанян [1], живые организмы в течение многих миллионов лет живут в условиях ритмических изменений геофизических параметров среды. В процессе эволюционного развития у них выработались приспособления, которые помогают им наилучшим образом согласовываться с условиями внешней среды.

Ю.А. Холодов, характеризуя соответствующие вывода А.П. Дуброва [3], образно написал в [12], что физические поля Земли могут играть роль своеобразного дирижера, благодаря деятельности которого согласованно играет оркестр, называемый жизнью. Удаление дирижера не скажется на существовании музыкантов. Более того, некоторое время они смогут работать и без дирижера. Но затем неизбежно рассогласование. А если же работа дирижера резко изменяет свой характер, то согласованность игры оркестра нарушится еще скорее.

Земля – колыбель жизни, колыбель человечества, колыбель разума! И все, что здесь говорилось о роли ритмов этой колыбели для живых организмов, в первую очередь относится к Homo sapiens – человеку разумному.

Более полувека назад немецкий психиатр Ганс Бергер, изучая электрическую активность головного мозга человека, впервые обнаружил слабые колебания с частотой около 10 в секунду и назвал их альфа-волнами. Их размах, или амплитуда, составляет всего около 30 миллионных долей вольта. Таки образом был открыт альфа-ритм, наиболее четкий образец всех упорядоченных проявлений – паттернов электрической активности мозга.

Через 25 лет изучение этих еле заметных волн выросло в новый раздел науки, называемый электроэнцефалографией (ЭЭГ). Основными типами ритмов мозга, регистрируемыми на электроэнцефалограммах человека, являются (см., например, [10], [5]):

дельта-ритм (от 0.5 до 4 колебаний в секунду, амплитуда - 50-500 мкВ);

тэта-ритм (от 5 до 7 колебаний в секунду, амплитуда – 10-30 мкВ);

альфа-ритм

сигма-ритм – “веретена” (от 13 до 14 колебаний в секунду);

бета-ритм (от 15 до 35 колебаний в секунду, амплитуда – 5-30 мкВ);

гамма-ритм (от 35 до 100 колебаний в секунду, амплитуда – до 15 мкВ);

(от 8 до 13 колебаний в секунду, амплитуда – до 100 мкВ);

Добавим, что в 1968 г. американскому исследователю Д. Коэну удалось зафиксировать вокруг головы человека (бесконтактным методом – в отличие от ЭЭГ) слабые колебания магнитных полей, возникающих одновременно с колебаниями электрических биопотенциалов мозга. Он назвал полученную запись магнитоэнцефалогаммой (МЭГ). Колебания в магнитоэнцефалограмме по частоте совпадают с преобладающим ритмом электроэнцефалограммы – альфа-ритмом (см., например, [3], [14]).

Теперь мы знаем, что альфа-волны и другие электрические и магнитные колебания в мозгу чрезвычайно наглядны, чрезвычайно индивидуальны, постоянны в своем проявлении и, что совершенно несомненно, связаны с умственной деятельностью.

Заметим, что альфа-волны наблюдаются лишь у человека.

Грей Уолтер [9],[10] и американский психолог Уоррен Мак-Каллок высказали достаточно обоснованную гипотезу о том, что альфа-ритм характеризует процесс внутреннего “сканирования” мысленных образов при сосредоточении внимания на какой-нибудь умственной проблеме. Наблюдается, например, любопытное совпадение между частотой альфа-волн и периодом инерции зрительного восприятия (примерно 0.1 секунды).

Когда мы закрываем глаза, наши альфа-ритмы усиливаются и приобретают характер длинных рядов синусоидальных колебаний. У большинства людей альфа-волны исчезают, когда они открывают глаза и перед ними возникает та или иная реальная картина. Это позволяет думать, утверждает Грей Уолтер [10], что альфа-ритм – это процесс сканирующих поисков паттерна, затухающий, когда паттерн найден.

Когда мы начинаем испытывать сонливость, на электроэнцефалограмме прежде всего наблюдается уменьшение интенсивности альфа-волн, свойственных состоянию бодрствования, и их постепенное замещение тэта-ритмами. У спокойно спящего человека доминируют медленные дельта-волны, хотя во время сна могут возникать несколько периодов появления быстрых колебаний – веретенообразных групп волн сигма-ритма с частотой около 14 циклов в секунду – спящий видит сны.

Здесь следует отметить то обстоятельство, что у большинства людей время сна и ослабления альфа-ритмов соответствует ночному времени суток. Грей Уолтер считает, что сон – это наследие далекого прошлого, когда при наступлении ночи человек испытывал потребность устраниться от активной деятельности. А медленные ритмы, в частности – дельта-волны, являются как бы “охранителями” мозга.

Колебания альфа-ритма и другие электромагнитные проявления мозговой деятельности отображают весьма сложные психо-физиологические процессы в живом мозгу.

Имеющиеся статистические и экспериментальные данные определенно свидетельствуют в пользу того, что характер альфа-ритма является врожденным и, вероятно, наследственным.

Характер альфа-ритма сугубо индивидуален. Исследования, проведенные Греем Уолтером [10], показали, что у большинства людей, имеющих четко выраженный альфа-ритм, преобладает способность к абстрактному мышлению. У незначительной группы испытуемых обнаруживается полное отсутствие альфа-ритмов даже при закрытых глазах. Эти люди свободно мыслят зрительными образами, однако испытывают трудности в решении проблем абстрактного характера.

Другая особенность – ограничение скорости, наложенное частотой альфа-ритмов (варьирующей у разных людей от 8 до 13 циклов в секунду) на быстроту наших сенсорных и психических реакций. Более быстрый ритм, как утверждает Грей Уолтер, гарантирует большую оперативность решений и действий.

Итак, альфа-ритм безусловно связан с формами мышления, с природой образов, возникающих в мыслящем мозгу. Механизм, действие которого мы обнаруживаем в расчете, предвидении и воображении, мозг человека должен был приобрести на очень ранних этапах человеческой истории. Позднее возникли процессы абстрактного мышления и контроля – то, что мы называем волей.

Действие этих механизмов сознательного контроля может быть зарегистрировано в виде электрических и магнитных вихрей, проносящихся через мозг человека как мимолетные узоры-паттерны, в первую очередь – как колебания альфа-ритмов. В мозгу других животных наиболее чувствительные приборы регистрируют лишь изолированные и нерегулярные элементы этих высших функций. Таким образом, механизмы мозга обнаруживают глубокое различие между человеком и даже человекообразной обезьяной.

Грей Уолтер еще в 1953 г. [10] предположил, что “чувствительность мозга к электрическим воздействиям могла бы обеспечить связь с некоторым началом, пронизывающим все вокруг нас”!..

И тут же он отвергал такую возможность, указывая, что “известные нам электрические механизмы мозга и их свойства не дают оснований для поддержки подобных представлений. Величина генерируемых мозгом электрических потенциалов исключительно мала… И, что еще важнее, доминирующие частоты электрической активности мозга много ниже не только радиочастот, но даже частот звуковых колебаний. При частоте колебаний 10 в секунду – средней частоте альфа-ритмов … электромагнитный сигнал имел бы длину волны тридцать миллионов метров”. К сожалению, он тогда, повидимому, не знал о сверхнизкочастотных электромагнитных колебаниях, постоянно существующих в естественном резонаторе Земля-ионосфера, внутри которого находятся все живые существа в биосфере Земли. Здесь уместно заметить, что длина волны электромагнитных колебаний с частотой альфа-ритма весьма кстати оказывается близкой к длине окружности земного шара… Смысл и значение этой оценки станут ясными из следующего раздела.

Хотя первые предположения о существовании верхних ионизированных электропроводящих слоев атмосферы Земли были высказаны еще в конце прошлого века, прямые опыты, доказавшие существование ионосферы Земли, относятся к 1925 г. Отражение радиоволн различных диапазонов от ионосферы, окружающей Землю на высотах от 50-100 км, обеспечивает их распространение на большие расстояния, вплоть до кругосветных.

Исследуя электромагнитные поля в сферическом слое, ограниченном поверхностью Земли и нижней ионосферой, В.О. Шуман в 1952 г. сначала теоретически предсказал, а затем экспериментально подтвердил существование естественных резонансов в полости Земля-ионосфера. Предсказанные им резонансные частоты соответствуют так называемым “стоячим волнам” в тонком сферическом волноводе Земля-ионосфера, и длина волны для электромагнитных колебаний основного резонанса близка к длине окружности земного шара – вспомним оценку для альфа-ритма мозга человека, приведенную в предыдущем разделе. В дневные часы Шуманом и Кёнигом были зарегистрированы одиночные “цуги” колебаний амплитудой до 100 мкВ/м с частотой заполнения 9 Гц, обычно длившиеся 0.3-3 сек, реже до 30 сек.

Работы Шумана вызвали большой интерес. Открытые им резонансные явления часто стали называть его именем – “шумановские резонансы”. Дальнейшие теоретические изыскания и многочисленные измерения, предпринятые различными учеными, позволили уточнить свойства резонатора Земля-ионосфера и оценить суточные, сезонные и глобальные особенности электромагнитных колебаний на резонансных частотах. Обзор некоторых результатов этих исследований см., например, в [11].

По единодушному мнению большинства специалистов, причиной возбуждения электромагнитных колебаний на резонансных частотах, определяемых формой и размерами Земли, служат разряды атмосферного электричества – молнии, вызываемые всей совокупностью гроз на земном шаре (примерно 100 разрядов в секунду).

= (c/2p R_E) [n(n+1)]^1/2,

f

где f – частота (в Гц), c – скорость света, R_E – радиус Земли, а n – порядковый номер резонанса. Однако из-за неидеальной проводимости “стенок” добротность резонатора Земля-ионосфера мала (порядка Q = 4-6), что вызывает сдвиг резонансных частот, определяемый выражением = f_i (1-1/Q),

f

где f_i – частота в резонаторе с идеальными стенками.

Усредненные спектры шумановских резонансов, экспериментально зарегистрированные в Arrival Heights, Антарктика (AH), в Sondrestromfjord, Гренландия (SS), и в Стэнфорде, Калифорния, США (SU) за период с января по март 1990 г., показаны на рисунке.

Среднемесячные экспериментально наблюдаемые значения наиболее четко выраженных резонансных частот составляют примерно 8, 14, 20, 26, 32 Гц. На более высоких частотах резонансы становятся почти незаметными. Для основной – нижней, самой интенсивной спектральной линии возможны вариации резонансной частоты в пределах 7-11 Гц, но большей частью в течение суток разброс резонансных частот обычно лежит в пределах ± (0.1-0.2) Гц.

По измерениям, проведенным авторами [4] летом 1963 г. в Таджикистане, для первых двух резонансных частот были получены следующие результаты:

- частота = 8.5 Гц, ширина полосы резонанса (на уровне 0.5) = 2.5 Гц;

- частота = 14.5 Гц, ширина полосы резонанса (на уровне 0.5) = 4.5 Гц.

Наибольшей интенсивности резонансные колебания в полости Земля-ионосфера достигают днем. На частоте около 8 Гц спектральная плотность колебаний составляет 0.1 мВ/м? Гц в магнитоспокойные дни и возрастает на 15% во время магнитных бурь. Ночью резонансные свойства слабее выражены, так как возрастает утечка низкочастотных электромагнитных волн сквозь ионосферу, в это время пониженную электронную концентрацию. Отношение послеполуденного максимума амплитуд к ночному минимуму составляет 5-10 раз.

По мнению Ю.А. Холодова [12], возникает мысль о неслучайном сходстве ритмов разума – альфа-ритмов мозга человека и ритмов Земли – низкочастотных пульсаций электромагнитного поля в слое Земля-ионосфера. Не исключено, что при формировании мозговой деятельности в процессе эволюции ритмы внешней среды привели к созданию внутренних ритмов.

Получается, что естественные электромагнитные поля явились необходимым условием зарождения жизни, а затем и разума на Земле. И их роль не ограничивается ролью акушера, помогающего лишь при родах…

Из гипотезы о роли геофизических полей и их ритмов как синхронизатора жизни и колыбели разума следуют, по крайней мере, три важных проблемы:

Имеются ли экспериментальные подтверждения реальной взаимосвязи альфа-ритма мозга человека с электромагнитными резонансными колебаниями в волноводе Земля-ионосфера?

Какова роль этих геофизических полей (резонансных колебаний) в эволюции живых организмов и становлении разума на Земле?

Надо ли человеку брать с собой соответствующие физические поля (или их “заменители”) при полетах в дальний космос?

В настоящее время (см. раздел “От автора”) автор располагает еще крайне скудной информацией по этим проблемам. Однако известны некоторые экспериментальные наб- людения, прямо или косвенно позволяющие хотя бы наметить пути их решения.

Исследования по биологическому действию электромагнитных полей искусственного или естественного происхождения обычно объединяются под названием “электромагнитная биология”. Число публикаций по этой междисциплинарной тематике с началом космической эры непрерывно растет, перевалив сейчас за предел 1000 сообщений в год [15].

Проводятся по меньшей мере три принципиально различных вида экспериментов [8]:

- на подопытный биообъект воздействуют искусственно создаваемым полем;

- изучаемый биообъект на некоторое время экранируется от внешних электромагнитных полей;

- непрерывно регистрируются некоторые показатели организма с одновременной фик- сацией изменений электромагнитного поля Земли.

К сожалению, если судить хотя бы по сведениям из сравнительно недавних обзорных публикаций [8], [15], систематические исследования по проблематике, затрагиваемой в данных заметках, почти не проводились (или освещены крайне скудно). Нас же здесь интересует достаточно узкая тематика, относящаяся к изучению взаимосвязи: шумановские резонансы - альфа-ритмы мозга человека - психо-физиологическое состояние человека.

Но, например, в большинстве экспериментов по активному воздействию искусственных электромагнитных полей на организм человека применялись частоты, не совпадающие с индивидуальной частотой альфа-ритма у подопытных лиц (как правило, электроэнцефалограммы при этих опытах не регистрировались). Почти во всех случаях исследования проводились при очень больших значениях напряженности электромагнитного поля, от десятых долей до сотен В/м, существенно превышающих естественные уровни колебаний альфа-ритма и шумановских резонансов.

Попытаемся обобщить и обсудить немногие уже известные данные по сформулированным ранее трем основным проблемам.

Проблема 1.

Начнем с того, что отметим близкое сходство основных характеристик ритмов разума – альфа-ритмов и ритмов колыбели разума – резонанса земного шара. Практически совпадают диапазоны частот альфа-ритмов (8-13 Гц) и основного шумановского резонанса (7-11 Гц). Приблизительно равны амплитуда “веретен” электрических колебаний альфа-ритма (около 30 микровольт) и амплитуда воздействующего на мозг электрического поля “цугов” основной резонансной частоты земного шара (0.1 мВ/м? Гц на частоте около 8 Гц при ширине полосы резонанса 2.5 Гц, что при поперечных размерах головного мозга человека в 10-15 см составляет около 25-40 микровольт). При этом альфа-ритмы усиливаются днем и исчезают ночью (во сне) так же как и колебания шумановских резонансов.

Норберт Винер со своими коллегами в 1958 г. исследовал тонкую структуру частотного спектра биотоков мозга, регистрируемых при электроэнцефалографии у бодрствующих людей, находившихся в покое, с закрытыми глазами. Он обнаружил, что в центре спектра альфа-ритма, имеющего частоту около 10 Гц, имеется очень узкая линия, поднимающаяся из углубления. Математические выкладки, приведенные в [2], показывают, что такой эффект может иметь место в нелинейной системе при взаимодействии близких частот двух источников колебаний (явление “затягивания” частот). Автор данных заметок полагает, что такими источниками, взаимодействующими в мозгу человека, могут быть альфа-волны мозга и колебания основной резонансной частоты волновода Земля-ионосфера.

Заметим, что эксперименты по воздействию на мозг человека внешних искусственных источников низкочастотных колебаний, близких к альфа-ритму, проводились многими исследователями: ритмическое зрительное раздражение мощными источниками мель- кающего света, установленными перед открытыми или закрытыми глазами (т.наз. “фликер”); непосредственное воздействие на мозг интенсивного переменного электрического поля

и т.д. (см., например, [10], [2]). Такие мощные внешние источники действительно действуют на мозг человека, вызывая неприятные ощущения.

Более того, как отмечается в [3], [11], [8], на близость основной резонансной частоты земного шара и альфа-ритма мозга человека в 1960 г. обратили внимание Кёниг и его сотрудники. Они сопоставляли время реакции человека на оптический сигнал в периоды, когда увеличивалась напряженность поля основной частоты резонатора Земля-ионосфера (8 Гц), и в периоды, когда отмечались нерегулярные колебания в диапазоне частот 2-6 Гц. Такие массовые исследования проводились ежедневно. Оказалось, что при увеличении напряженности поля основной частоты время реакции человека, составлявшее в среднем около 250 мс, достоверно уменьшается на 20 мс, а при наличии нерегулярных колебаний 2-6 Гц – увеличивается на 15 мс. Позже эти исследования были проверены и воспроизведены в США в 1968-71 гг. Полученные результаты с полной определенностью

подтверждают тесную взаимосвязь альфа-ритмов и шумановских резонансов.

Далее, как сообщалось в [1], ночью, особенно между 2 и 4 часами, у бодрствующих людей отмечается замедленность в действиях, увеличивается число ошибок при решении арифметических задач. Но мы уже отмечали, что именно в ночные часы существенно уменьшается напряженность поля шумановских резонансов и что процессы абстрактного

мышления, повидимому, связаны с альфа-ритмами мозга человека.

Проблема 2.

Наши знания о происхождении человека, о его расселении по планете, весьма фрагментарны. Однако можно уверенно предполагать, что единство человечества объясняется единством его происхождения. Единообразие Homo sapiens - “человека разумного”, как вида, объясняется, видимо, тем, что причины его происхождения были едиными. Думается, что этими причинами были крупные мутации.

Интересно в связи с этим высказывание И.И.Мечникова [6]: “Из суммы всех известных данных мы имеем право вывести, что человек представляет остановку развития человекообразной обезьяны более ранней эпохи. …Человек может быть рассматриваем как “необыкновенное дитя” человекообразных обезьян, дитя, родившееся с гораздо более развитым мозгом и умом, чем у его родителей…”.

С открытием останков наших древнейших предков – человекообезьян-австралопитеков в Южной Африке, а затем Homo habilis – “человека умелого” и его орудий труда в ущелье Олдувей и в районе оз. Рудольфа (экваториальная Восточная Африка), можно утверждать, что человек существует на Земле около 2-2.8 миллионов лет.

Хуже обстоит дело с данными об истории происхождения и эволюции земной ионосферы и электромагнитных колебаний на резонансных частотах земного шара. Косвенную информацию об этом можно почерпнуть из некоторых результатов изучения эволюции магнитного поля Земли. Исследования естественной постоянной намагниченности вулканических пород показали (см. [7]), что 2.5± 0.2 миллиона лет назад и 1.0± 0.05 миллиона лет назад происходили обращения магнитного поля Земли (то есть, смена северного и южного магнитных полюсов). Время “перевертывания” поля было, повидимому, сравнительно коротким, не более 100000 лет. Почти наверняка земное магнитное поле в процессе такого “перевертывания” было очень слабым. При этом возможно предположить, что атмосфера Земли, остававшейся без магнитной “защиты” в эти периоды, подвергалась жестоким атакам энергичных космических частиц, и это должно было оставить свой отпечаток на условиях, существовавших на Земле, на формировании земной ионосферы и, конечно на животном и растительном мире Земли. Здесь уместно напомнить, что родина человека - Африка – это один из мировых очагов гроз, где при возникновении волновода Земля-ионосфера должны были быть весьма интенсивными соответствующие низкочастотные резонансные электромагнитные

колебания.

Проблема 3.

Эта проблема является, по существу, основной. Именно она “подвигла” автора на поиски информации по тематике данных заметок. Для ее решения следовало бы сначала ответить на вопрос: опасно ли для человека длительное пребывание вне “убаюкивающего” воздействия на мозг естественных резонансных электромагнитных колебаний в полости Земля-ионосфера, синхронизирующих альфа-ритмы мозга?

Экспериментальных данных, известных автору, здесь весьма мало. Психо-физиологичес-кое состояние космонавтов на околоземных орбитах, то есть на удалениях в сотни кило- метров от поверхности Земли, не является показательным, ввиду “просачивания” низко-частотных электромагнитных колебаний сквозь ночную ионосферу.

Более характерными могли бы быть сведения о психо-физиологическом состоянии американских астронавтов при полетах на Луну. К сожалению, автор не располагает соответствующей информацией. Правда, в [13] сообщалось, что будущих астронавтов американский ученый Бейшер помещал на 5-10 дней в специальную камеру, экранирующую магнитные поля и детально исследовал их физиологическое состояние. Никаких серьезных отклонений не было обнаружено. Однако, субъективное ощущение сплошного света в этих условиях наступало при меньшей частоте световых мельканий, чем в нормальных условиях у того же человека. Этот результат хорошо согласуется с уже упоминавшимися результатами экспериментальных исследований Кёнига по изучению влияния изменений напряженности поля электромагнитных колебаний первого шумановского резонанса на время реакции человека на оптический сигнал.

Но вспомним приведенное в начале этих заметок образное сравнение физических полей Земли с дирижером, управляющим оркестром-жизнью… Что произойдет при значительно более длительном отсутствии резонансной “подпитки” мозга, например, при полете на Марс? Не приведет ли это к постепенному ослаблению альфа-ритмов и, как следствие, не только к нарушению нормальных зрительных реакций, но и к подавлению процессов абстрактного мышления у космонавтов?..

Возможно, любознательный автор стучится в уже открытую дверь, не располагая современными данными о характеристиках мыслительной деятельности человека в условиях дальнего космического полета (или при его эффективной имитации). Поэтому буду чрезвычайно признателен за любые отклики на эти заметки, тем более – за какую-либо содержательную информацию по затронутым здесь проблемам.

 источник: http://rusnauka.narod.ru/lib/author/Wenjamin_Aszke...

Меток нет
Запись: Колыбель разума
опубликована 12 января, 2011 в 21:05 и находится в Блоги |
Копирование разрешено ТОЛЬКО С АКТИВНОЙ ССЫЛКОЙ: