Ритмы мозга.

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 чёткий образец всех упорядоченных проявлений – паттернов электрической активности мозга.

Основные ритмы головного мозга человека: а — дельта-ритм (1—3 кол/с); б — тета-ритм (4—7 кол/с); в — альфа-ритм (9— 13 кол/с); г — бета-ритм (14—30 кол/с)

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 :

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

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);

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.

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

Заметим, что альфа-волны наблюдаются лишь у человека.

Грей Уолтер 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, 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 врождённым и, вероятно, наследственным.

Характер альфа-ритма сугубо индивидуален. Исследования, проведенные Греем Уолтером, 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 расчёте, 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 предположил, что "чувствительность мозга к электрическим воздействиям могла бы обеспечить связь с некоторым началом, пронизывающим всё 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 ещё 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, по-видимому, 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.

                                                                        Ритмы Земли.

Хотя первые предположения о существовании верхних ионизированных электропроводящих слоёв атмосферы Земли были высказаны ещё 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 учёными, позволили уточнить свойства резонатора Земля-ионосфера и оценить суточные, сезонные и глобальные особенности электромагнитных колебаний на резонансных частотах.

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).

В спектре шумановских резонансов наблюдаются четко выраженные максимумы, соответствующие резонансным частотам, определяемым по формулам

f = (c/2p Rз) [n(n+1)]1/2,

где f - частота (в Гц), c - скорость света, Rз - радиус Земли, а n - порядковый номер резонанса. Однако из-за не идеальной проводимости "стенок" добротность резонатора Земля-ионосфера мала (порядка Q = 4-6), что вызывает сдвиг резонансных частот, определяемый выражением

f = fi (1-1/Q),

где fi - 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.

                                                                        Ритмы Земли.

Среднемесячные экспериментально наблюдаемые значения наиболее чётко 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 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 днём. 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.

Резонансные колебания в волноводе Земля-ионосфера наиболее отчетливо выражены вблизи возбудителей этих колебаний -- мировых очагов гроз (Африка, Южная Америка, Индонезия, Индия). Поэтому их интенсивность при измерениях на средних широтах выше, чем в приполярных регионах.

                                                   Электромагнитное поле Земли и живой мозг.

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:

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

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

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

Проводятся по меньшей мере три принципиально различных вида экспериментов:

    - на подопытный биообъект воздействуют искусственно создаваемым полем;

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

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

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.

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 днём 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, 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 мелькающего света, установленными перед открытыми или закрытыми глазами (т.наз. "фликер"); непосредственное воздействие на мозг интенсивного переменного электрического поля и т.д. Такие мощные внешние источники действительно действуют на мозг человека, вызывая неприятные ощущения.

Более того, 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.

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.

        Влияние инфразвука на мозг человека. Поведение человека под воздействием инфразвука.

Инфразвук -- колебания частотой ниже 20 Гц.

Подавляющее число современных людей не слышат акустические колебания частотой ниже 40 Гц.
Max-уровни низкочастотных акустических колебаний от промышленных и транспортных источников достигают 100-110 дБ.

"При уровне от 110 до 150 дБ и более, он может вызывать у людей неприятные субъективные ощущения и многочисленные реактивные изменения, к числу которых следует отнести изменения в центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной системах, вестибулярном анализаторе."

"Допустимыми уровнями звукового давления являются 105 дБ в октавных полосах 2, 4, 8, 16 Гц и 102 дБ в октавной полосе 31.5 Гц. "

"Во многих соборах и церквях есть столь длинные органные трубы, что они издают звук частотой менее 20 Гц"

"Инфразвук может вселить в человека такие чувства как тоска, панический страх, ощущение холода, беспокойство, дрожь в позвоночнике. "Люди, подвергшиеся воздействию инфразвука, испытывают примерно те же ощущения, что и при посещении мест, где происходили встречи с призраками."

"Попадая в резонанс с биоритмами человека, инфразвук особо высокой интенсивности может вызвать мгновенную смерть."

"Низкочастотные звуковые колебания могут быть причиной появления над океаном быстро возникающего и также быстро исчезающего густого ("как молоко") тумана".

"Некоторые объясняют феномен Бермудского треугольника именно инфразвуком, который генерируется большими волнами -- люди начинают сильно паниковать, становятся неуравновешенными (могут поубивать друг друга)"

Инфразвук может "сдвигать" частоты настройки внутренних органов.
"Инфразвуковые колебания частотой 8 - 13 Гц хорошо распространяются в воде и проявляются за 10 - 15 ч до шторма".

Резонансные частоты внутренних органов человека:

Частота, Гц___ Орган
20 - 30_______ Голова
19, 40 - 100___ Глаза
0.5 - 13______  Вестибулярный аппарат
4 - 6 (1 - 2 ?) __ Сердце
2 - 3_________ Желудок
2 - 4_________ Кишечник
4 - 8_________ Брюшная полость
6 - 8_________ Почки
2 - 5_________ Руки
6____________Позвоночник

При совпадении частот внутренних органов и инфразвука, соответствующие органы начинают вибрировать, что может сопровождается сильнейшими болевыми ощущениями.

Биоэффективность для человека частот 0,05 - 0,06, 0,1 - 0,3, 80 и 300 Гц объясняется резонансом кровеносной системы, а частот 0,02 - 0,2, 1 - 1,6, 20 Гц - резонансом сердца. Наборы биологически активных частот не совпадают у различных животных. Например, резонансные частоты сердца для человека дают 20 Гц, для лошади - 10 Гц, а для кролика и крыс - 45 Гц."

""Голос моря" - это инфразвуковые волны, возникающие над поверхностью моря при сильном ветре, в результате вихреобразования за гребнями волн". "Инфразвук с частотой 7 Гц смертелен для человека."

"Значительные психотронные эффекты сильнее всего выказываются на частоте 7 Гц, созвучной альфаритму природных колебаний мозга, причем любая умственная работа в этом случае делается невозможной, поскольку кажется, что голова вот-вот разорвется на мелкие кусочки."

"Инфрачастоты около 12 Гц при силе в 85-110 дБ, наводят приступы морской болезни и головокружение, а колебания частотой 15-18 Гц при той же интенсивности внушают чувства беспокойства, неуверенности и, наконец, панического страха".

"При достаточной интенсивности слуховое восприятие возникает и на частотах в единицы герц. В настоящее время область его излучения простирается вниз примерно до 0.001 Гц. Таким образом, диапазон инфразвуковых частот охватывает около 15 октав".

"Если ритм кратен полутора ударам в секунду и сопровождается мощным давлением инфразвуковых частот, то способен вызвать у человека экстаз. При ритме же равном двум ударам в секунду, и на тех же частотах, слушающий впадает в танцевальный транс, который сходен наркотическому".

"При воздействии на человека инфразвука с частотами, близкими к 6 Гц, могут отличаться друг от друга картины, создаваемые левым и правым глазом, начнет <ломаться> горизонт, возникнут проблемы с ориентацией в пространстве, придут необъяснимая тревога, страх. Подобные ощущения вызывают и пульсации света на частотах 4-8 Гц". "Инфразвук может действовать не только на зрение, но и на психику, а также шевелить волоски на коже, создавая ощущение холода".

"Инфразвук в атмосфере может быть как результатом сейсмических колебаний, так и активно влиять на них. В характере взаимообмена колебательной энергией между литосферой и атмосферой могут проявляться процессы подготовки крупных землетрясений."

"Инфразвуковые колебания "чувствительны" к изменениям сейсмической активности в радиусе до 2000км".

"Важным направлением исследования связи ИКА с процессами в геосферах является искусственное акустическое возмущение нижней атмосферы, и последующее наблюдение изменения различных геофизических полей. Для моделирования акустического возмущения использовались крупные наземные взрывы. Таким путем проводились исследования влияния наземных акустических возмущений на ионосферу. Получены убедительные факты, подтверждающие влияние наземных взрывов на ионосферную плазму."

"Короткое акустическое воздействие высокой интенсивности изменяет характер инфразвуковых колебаний в атмосфере на длительное время. Достигая ионосферных высот, инфразвуковые колебания воздействуют на ионосферные электрические токи и приводят к изменениям геомагнитного поля."

"Анализ спектров инфразвука за период 1997-2000гг. показал наличие частот с периодами характерными для солнечной активности 27 суток, 24 часа, 12 часов. Энергия инфразвука возрастает при падении солнечной активности".

"За 5-10 дней до крупных землетрясений существенно изменяется спектр инфразвуковых колебаний в атмосфере"
"Возможно, что посредством инфразвука осуществляется влияние солнечной активности на биосферу Земли."

(С сайта Львовского центра Института космических исследований).

                                                Характеристики шумановских резонансов.

После многочисленных исследований и перепроверок была точно определена частота резонанса Шумана — 7,83 Гц. Из-за волновых процессов плазмы внутри земли наиболее чётко наблюдаются пики на частотах примерно 8, 14, 20, 26, 32 Гц. Для основной, самой низкой частоты, возможны вариации в пределах 7-11 Гц, но большей частью в течение суток разброс резонансных частот обычно лежит в пределах ±(0,1-0,2) Гц. Спектральная плотность колебаний составляет 0,1 мВ/м и обычно длится 0,3-3 сек., реже — до 30 сек.

Интенсивности резонансных колебаний ( резонанс Шумана) и их частоты зависят:

    - от времени суток. Ночью амплитуда резонансных волн меньше в 5-10 раз, из-за уменьшения скорости расхода воды в океанском конвейере, уменьшение взаимных скоростей петель.

    - от времени года. В летние месяцы, с мая по август, в северном полушарии частоты резонансов повышаются; В южном - февраль-март.

    - от места нахождения на земном шаре. Волны Шумана наиболее отчётливо выражены вблизи мировых очагов гроз: Африка, Южная Америка, Индонезия, Индия (в местах однонаправленных петель расхода воды в океане). В приполярных регионах амплитудные пики на этих частотах уже не столь выражены (минимальная токовая составляющая вектора напряженности электрического поля Е). На полюсах максимален вектор напряженности магнитного поля Н, вектор Е минимален, на экваторе наоборот.

    - от солнечной активности. Во время магнитных бурь их интенсивность возрастает на 15%. Есть случаи возбуждения частот в 12500Гц, что соответствует движению ядра земли на глубине 3,6 км от центра ядра земли.

    - от скорости расхода воды в океанском конвейере.

    - фаз луны.

    - периодов солнечной активности (СА).

В.О. Ашкеназы (доцент кафедры информатики и методов оптимизации Тверского государственного университета, член-корреспондент Российской Академии космонавтики им. К.Э. Циолковского).

rusnauka.narod.ru

http://sosrff.tsu.ru/

Собрал: Виктор Альбертович.

http://www.razgovorium.ru/razdel24/tema502.html