Что физики увидели за экзотикой феноменов
...Мы только-только приступили к изучению самого интересного: как деликатно (подсознательно) активировать общеорганизменную регуляцию, чтобы она сама «заметила» нарушения и сама их нормализовала...
автор статьи
Годик Эдуард Эммануилович
Доктор физико-математических наук, профессор
Консультант по инновационным технологиям
Физические поля биологических обьектов
В начале 80-х прошлого века в относительно сытое («в отдельно взятой Москве») время завершающегося правления Брежнева люди стали больше заботиться о своём здоровье. В ответ на эту потребность появилось много целителей-экстрасенсов. Как известно, при социализме потребности удовлетворялись в порядке важности трудящегося для народа, т.е. первым по очереди был сам Брежнев, затем его ближайшие соратники...
По этой причине, когда стало известно, что в Тбилиси появилась восходящая звезда в этом деле Джуна Давиташвили, её пригласили в Москву, дали квартиру, устроили на работу в поликлинику Госплана... Более того, решили придать ей в поддержку Академию наук ... Академии было предложено организовать серьёзную Программу по исследованию «биополей» с участием Джуны. Так экстрасенсы (и «в народе») называли субстанцию, через которую они бесконтактно получают информацию о пациенте и через которую они лечат... В качестве головной организации выбрали наш Институт радиотехники и электроники. Когда зам. директора Института академик Ю.Гуляев предложил мне как физику-экспериментатору, занимавшемуся регистрацией слабых инфракрасных излучений, взяться за организацию и осуществление этой Программы, я вначале сильно сомневался... Уж очень отталкивающими выглядели эти квазинаучные термины: биополя, экстрасенсы и др. Но затем я осознал, что можно организовать профессиональное исследование феноменов, не привязываясь к «ахинее», которую вокруг них говорят «любители»... Я принял предложение Ю.Гуляева и не пожалел об этом потом...
Мы подошли к задаче как к исследованию возможности бесконтактного информационного обмена между людьми помимо известных органов чувств. Носителями физиологической информации в принципе могут быть физические поля и излучения организма. Мы так и назвали Программу «Физические поля и излучения организма человека». Её целью была регистрация и визуализация всех возможных физических полей и излучений организма, которые могут быть промодулированы на уровне физиологии, т.е. нести физиологическую информацию. Эта информация должна содержаться во временной динамике сигналов и их распределении в пространстве вокруг человека. Фактически при этом мы использовали подход (и принципы построения аппаратуры) одного из основных методов радиофизики - пассивного дистанционного зондирования. Этот метод в течение многих лет успешно применялся в нашем Институте для исследования Земли и Океана с летательных аппаратов под руководством академика В.А.Котельникова. Приступая к этой работе мы понимали, что независимо от исследования феноменов, аппаратура и методы регистрации собственных сигналов организма по всем возможным каналам (фактически «прослушивание» его «рабочего стука») - это основа для нового поколения абсолютно безвредной медицинской аппаратуры для диагностики организма.
Схематическое изображение Человека в «свете» его собственных физических полей и излучений показано на рис.1:
Так примерно выглядит Человек в «свете» собственных физических полей и излучений организма, возникающих и непреры
вно изменяющихся в процессе жизнедеятельности (это мой рисунок на основе физических оценок при планировании работы...): инфракрасное тепловое излучение (красный цвет) несёт информацию о функциональной динамике кровотока в кожных покровах, который обеспечивает терморегуляцию организма; радиотепловое (оранжевый) и акустотеповое (коричневый) излучения несут информацию о температуре и функциональной динамике метаболизма и кровотока во внутренних органах и мышцах; электрическое(синий) и магнитное(белый) поля генерируются биоэлектрическими источниками мозга, сердца, нервов, мышц; хемилюминесценция (зелёный) характеризует насыщение тканей кислородом и уровень антиоксидантов.
Кроме сигналов собственных физических полей и излучений, информация о функционировании организма за его пределами может естественным образом поставляться и в результате параметрической модуляции внешних полей, в которых живет человек. Перераспределение парамагнитной крови в сердце в магнитном поле Земли может давать сигнал, больший чем само магнитное поле сердца. Кроме того, оптическое излучение (солнечное или искуственное,квази-солнечное) проникает достаточно глубоко в ткани организма и обратно рассеивается будучи промодулированным во времени ритмами кровотока и кровонаполнения тканей организма, а по спектру концентрацией и оксигенацией гемоглобина крови.
В рамках Программы мы должны были фактически провести пассивное дистанционное зондирование организма по всем указанным выше информативным каналам. Для того, чтобы осуществить такой глобальный общеорганизменный эксперимент мы собрали уникальную команду молодых талантливых учёных и аспирантов, главным образом из МФТИ. Она была разделена на несколько групп, так чтобы каждая группа занималась своим каналом. Это было необходимо, чтобы обеспечить достаточно высокий уровень эксперимента при регистрации очень слабых сигналов организма. В каждом канале использовалась своя специализированная аппаратура и методы. Кроме того, одна группа под руководством АлександраТараторина и Сергея Платонова разрабатывала базовые алгоритмы и програмное обеспечение для обработки динамических изображений во всех каналах.
В создании Центра в рекордно короткий срок неоценимую помощь оказал мне мой заместитель Алексей Лукин. Его умение без «крика» с человеческим пониманием работать с молодыми неординарными «физтехами» позволило направить значительную часть их энергии в конструктивное русло.
Прежде всего значимая информация о функционировании организма была получена в инфракрасном канале, где интенсивность несущей полосы частот была наиболее высокой: 10 милливатт/см² (около 100 Вт(!) со всей поверхности тела). Мы понимали, что наиболее ценная информация в этом канале не абсолютная величина интегральной интенсивности излучения как мера температуры поверхности тела, а её относительно небольшие изменения во времени и перераспределение по кожным покровам. Эти дифференциальные изменения интенсивности как раз и характеризуют временную и пространственную динамику кровотока в коже. Для регистрации такого дифференциального динамического «пейзажа» были разработаны алгоритмы и програмное обеспечение для дифференциального динамического картирования: последователльной кадр за кадром регистрации изменений интенсивности как спонтанных, так и в ответ на различную стимуляцию.
В результате, в 1982 году впервые было создано динамическое инфракрасное тепловидение, вместо несравненно менее информативного обычного, представляющего только статическое распределение температуры по поверхности тела. Инфракрасную группу возглавлял очень талантливый, к сожалению, рано ушедший физик Саша Петров. С помощью такого подхода в мы фактически увидели увлекательные «фильмы» в инфракрасном свете о жизнедеятельности организма, которые с достаточно высоким пространственным разрешением (лучше миллиметра) непрерывно в реальном времени «демонстрируются» на поверхности тела.
Наиболее выразительными были обнаженные части тела с активной терморегуляционной нагрузкой: лицо, руки, а также ступни (которые ещё сохранили память о «босоногом» прошлом).
Мы наблюдали распространение тепловых волн по поверхности кистей рук от кончиков пальцев и синхронные осцилляции температуры (интенсивности свечения) на обеих кистях с периодом в несколько минут (рис. 2).
В ответ на локальное болевое раздражение кисти руки по ней пробегали быстрые волны (в секундном масштабе времени). Даже задержка дыхания (также как и «затяжка» курильщика) вызывала заметную реакцию в виде снижения интенсивности инфракрасного свечения конечностей, отражающую уменьшение кровотока в них. Избирательно стимулируя различные внутренние органы: сердце, печень, почки, поджелудочную железу, мы увидели в инфракрасном свете, что реагирующие участки кожи специфичны для каждого органа (рис. 3).
Дифференциально контрастные в инфракрасном тепловом излучении проективные зоны различных органов на коже. Слева направо вверху и внизу: сердце, реакция на физическую нагрузку; печень, гюкозный тест; поджелудочная железа, фармакологический тест; почки, фармакологический тест.
Динамическое тепловидение позволяло регистрировать перераспределение кровотока в кожных покровах, вызванное не только физическим стимулами, но и ментальными: внушёнными испытуемому в процессе гипноза или даже при самовнушении (рис.4).
Динамический инфракрасный паттерн, отражающий волнообразный разогрев кистей рук при самовнушении: «мои руки становятся тёплыми».
На более длинных волнах ткани организма становятся более прозрачными, чем в инфракрасном диапазоне, но интенсивность теплового излучения очень сильно падает. В группе радиотеплового излучения под руководством Валерия Дементиенко (с ним и Сашей Петровым мы начинали создание нашего Центра на Старосадском) были разработаны высокочувствительные многоканальные радиометры дециметрового и сантиметрового диапазонов. Это дало возможность прямо наблюдать функциональную динамику метаболизма и кровотока в коре головного мозга: как спонтанную, так и в ответ на различные стимулы (зрительные, слуховые, моторные и др.). Например, на рис. 5 показаны контралатеральные реакции коры головного мозга на поочерёдное сжимание левой и правой кистей рук.
Радиотепловые реакции мозга на моторную стимуляцию: при упражнении кисти левой руки растёт яркость свечения в правом полушарии, что отражает рост метаболизма и кровотока.
При сжиманиях кисти правой руки радиотепловое свечение разгорается в левом полушарии.
Такое динамическое радиотепловое
картирование дало возможность наблюдать динамику температурного поля головного мозга (связанную с локальным метаболизмом и кровотоком) в процессе сна. При засыпании яркость теплового свечения падала, тепловые паттерны коры специфично изменялись в различные фазы сна, в некоторые периоды яркость свечения определённых областей мозга разгоралась до уровня бодрствования. Совсем другая картина наблюдалась в процессе гипнотического сна: левое полушарие остывало (как при нормальном засыпании), а правое наоборот разогревалось выше уровня бодрствования.
В миллиметровом диапазоне тепловое излучение поглощается водосодержащими тканями организма сильнее и выходит с меньшей глубины (на длине волны 8 мм эта глубина порядка миллиметра). Однако это излучение свободно проходит через одежду, бинты и др. Здесь талантливый инженер-физик Ильдар Валиев разработал не только высокочувствительную аппаратуру для дистанционного (с расстояния до одного метра) зондирования, но и оригинальное програмное обеспечение для динамического картирования. Несмотря на близкую глубину зондирования (кожные покровы) тепловые «пейзажи» в миллиметровом отличаются от инфракрасных, т.к. одежда термоизолирует поверхность тела: температурные контрасты проявляются с большей глубины. Так в ответ на приём нитроглицерина, например, наблюдалось значительное уменьшение яркости свечения в области проекции сердца. Такая абсолютно не воздействующая аппаратура может быть очень полезна для мониторинга заживления ран через повязки, особенно ожогов; при конструировании одежды и др.
Группа измерения электрических полей под руководством Рамиля Мусина обнаружила вокруг человека заметные электрические потенциалы, измеримые на расстояниях до нескольких метров. Эти поля оказались промодулированными физиологическими ритмами организма: ритмами сердца, дыхания, даже микротреммором мышц. Достаточно было приподнять кисть руки и электрометр регистрировал рост амплитуды сигнала и радикальное изменение спектра микротреммора: от шумоподобного до одной частоты в диапазоне 20-30 герц. Было показано, что источником этого электрического поля вокруг человека является трибоэлектрический заряд, накапливающийся на высокорезистивном роговом слое эпидермиса, покрывающем поверхность кожи. Вследствие этого любая физиологическая вибрация поверхности тела
вызывает вариации электрического потенциала вокруг человека. Владимир Мартынов сконструировал уникальную установку для динамического картирования физиологической
«сейсмичности» поверхности тела через одежду (с чувствительностью к смещениям менее
100мкм). Она позволяла различать болезни лёгких и органов обдоминальной полости по
специфическому контрасту сейсмичности поверхности тела в области их проекции (из-за спазма мышечного корсета над больным органом). С помощью этой установки можно было изучать динамические
паттерны различных видов дыхания, особенно при дыхательных упражнениях йогов (пранаяме). Пример
картирования такого дыхания показан на рисунке 6.
Пространственно-временное представление смещений поверхности торса при дыхании йога: слева внизу-мгновенный паттерн смещений (амплитуда представлена псевдоцветом)для момента времени,помеченного на графике;слева вверху и справа внизу пространственно - времеменные проекции смещений для линий поперёк и вдоль торса соответственно; временной график приведен для пиксела, соответствующего пересечению прямых на паттерне торса.
Фундаментальные исследования тепло- и массопереноса в тканях организма, проведенные группой Мусина, позволили связать величину трибозаряда на поверхности кожи с темпом неощутимой перспирации (обеспечивающей отвод тепла из организма) и локальным метаболизмом в подлежащих тканях. Рост метаболизма в некоторой области тела приводит к увеличению темпа неощутимой перспирации над ней, падению сопротивления рогового слоя на этом участке кожи из-за повышения концентрации воды в нём и в результате уменьшению трибозаряда на нём, а следовательн и электрического потенциала около этого участка. Таким образом, распределение электрического поля около тела человека связано с распределением локального метаболизма внутри него. На основе этих работ Мусиным впоследствии был создан уникальный неинвазивный (без взятия крови) измеритель уровня глюкозы в крови.
Наиболее прозрачное «окно», через которое можно наблюдать в собственном «свете» функционирование организма, это магнитное поле. Через него «хорошо видно» мозг, сердце, мышцы, нервы и др. Но генерируемые биоэлектрической активностью магнитные сигналы организма очень слабы (в миллионы раз ниже уровня магнитного поля Земли, не говоря уж об электромагнитном фоне в городе). Наша магнитная группа, руководимая Андреем Матлашовым и Юрией Журавлёвым, преодолела при создании аппаратуры самые большие трудности. Были разработаны свои оригинальные магнитные SQUID сенсоры, электроника, фибергласовые
криостаты, система электронной компенсации электромагнитного фона, магнитоэкранированная комната. В результате были созданы высокочувствительные многоканальные магнитометры (теперь они продаются по
всему миру), которые позволили картировать биоэлектрическую динамику работы сердца, вызванные сенсорной стимуляцией реакции мозга и др.
Магнитные карты сердца над торсом в момент R пика на магнитокардиограмме: слева - в норме; справа - при патологии: видно появление дополнительного дипольного источника в сердце.
Магнитоплетизмограмма, связанная с параметрической модуляцией внешнего однородного магнитного поля (поля Земли) при перераспределении парамагнитной крови в сердце: слева показана магнитоплетизмограмма в сравнении с магнитокардиограммой; справа: параметрическая магнитная карта, характеризующая выброс крови из левого желудочка.
Временная последовательность магнитных карт, характеризущих перераспределение крови в
сердце в процессе сердечного цикла.
При магнитном картировании мозга у пациентов с нарушенным слухом вместе с хорошим нейрофизиологом Владимиром Трушем мы обнаружили, что в дополнение к слабому отклику на звуковую стимуляцию в слуховой коре наблюдается заметная реакция в другой области коры. Этот дополнительный сигнал вёл себя необычно: он нарастал, когда интенсивность звука
уменьшалась (Рис.9). Потом мы поняли, что это сигнал, ответственный за уровень внимания. Он играет очень важную роль и в норме при восприятии мозгом сенсорных сигналов. Он особенно велик, когда восприятие в основной сенсорной зоне нарушено, сигнал слаб и восприятие идёт при максимальной концентрации внимания.
Магнитные ответы мозга на слуховую стимуляцию: вверху отклик в слуховой коре пациента с нормальным слухом (горизонтальный магнитный диполь, соответствующий вертикалльно направленному току в слуховой коре);внизу слуховой отклик в коре пациента с нарушенным слухом: в дополнение к слабому нормальному горизонтальному диполю(внизу) наблюдается сильно выраженный вертикальный диполь, отражающий повышенный уровень внимания при восприятии.
Оптическая группа под руководством опытного экспериментатора Юрия Полякова разработала чувствительную аппаратуру для динамического картирования кровонаполнения и метаболизма мозга и тела (мышц, молочной железы и др.). Достаточно было задержать дыхание, чтобы видеть значительное уменьшение кровонаполнения и уменьшение оксигенации крови. Спектры обратного рассеянного излучения позволяли выделить изменения метаболизма в ткани.
Несколько лет потребовалось, чтобы создать на мировом уровне все указанные выше каналы пассивного дистанционного зондирования обьекта номер 1 в этом мире - Организма Человека. По самому подходу такое радиофизическое зондирование является принципиально интегральным по отношению к обьекту, применительно к Человеку - общеорганизменным. Уже в каждом отдельном канале пространственно-временной «пейзаж» характеризует системные общеорганизменные параметры. Кросс-корреляция динамических изображений организма в каждом канале отражает организацию и состояние функциональных систем организма. Например, при стрессорной (болевой) стимуляции весь торс в инфракрасном и радиотепловом «свете» реагировал практически синхронно (пространственная длина коppeляции была порядка размера тела), в то время как в релаксированном состоянии длина корреляции составляла несколько сантиметров. По этой причине одним из основных методов анализа регистрируемых динамических изображений была их функциональная сегментация для выявления внутренней связности. Межканальная корреляция таких изображений организма характеризует связность функциональной динамики различных систем организма: биоэлектрической активности, кровотока, метаболизма и др. Обычно результаты дистанционного зондирования анализируют с учётом ранее накопленных модельных представлений об организации объекта. При исследовании человека мы физики не обладали таким знанием и естественно обратились к медикам. И тут мы увидели, что медицина «разобрала человека на части», подробно изучаются отдельные органы: мозг,сердце, лёгкие, мышцы и др. Организмом человека в целом системно никто серьёзно не занимается. В подборе медицинских партнёров нам очень сильно содействовал проректор по науке 1-го Мединститута Владимир Иванович Ильин, который участвовал в Проекте с самого начала. С его помощью нам повезло: мы встретили и перетянули в нашу комманду редкого общеорганизменного физиолога Владимира Васильевича Сучкова. Он нам очень сильно помог в постановке экспериментов и интерпретации результатов. Кроме того, мы взаимодействовали с лучшими медиками Москвы: кардиологами, пульмонологами, нейрофизиологами,психофизиологами, онкологами и др., которые были заинтересованы в верификации нашей самой современной аппаратуры.
С помощью разработанной аппаратуры мы проводили мониторинг физиологических реакций организма пациентов на воздействие Джуны. Обычно, через 1-2 минуты после начала процедуры наблюдался рост кровотока, преимущественно в области патологии. Напр., на рис.8 показана динамика восстановления кровотока в стопе больного облитерирующим эндартеритом (болезнь курильщика).
Динамика инфракрасных тепловых изображений стоп больного облитерирующим эндартеритом в процессе воздействия «экстрасенса». Видно,что в течение 10-20 минут нарушенный кровоток практически восстанавливалется.
При работе с пациентами с патологиями внутренних органов разогрев наблюдался в области кожных проекций этих органов (рис.3). Таким образом, сам факт физиологического отклика организма на бесконтактное и бессловесное воздействие «экстрасенса» был обьективно подтверждён. Но мы, физики, конечно, не могли судить о клинических аспектах такого лечения.
С учётом того, что Джуна была сильно занята лечением крайне важных (в том числе и для развития нашего Центра) «верхних» людей и могла приезжать на эксперименты 1-2 раза в неделю, в остальное время мы отрабатывали методики со «своим экстрасенсом» выпускником Физтеха физиком Юрием Харитоновым (он был моим ближайшим партнёром и заместителем по Центру).
Нам нужно было понять, по какому же физическому каналу возможно воздействие руки «экстрасенса». Для этого, помимо измерения уровня генерируемых организмом сигналов, нужно было определить уровень его чувствительности к таким сигналам. Речь шла о неосознаваемом (подпороговом) восприятии, для чего критически важным был выбор физиологического параметра, наиболее чутко реагирующего на воздействие и метода его измерения. Здесь решающую роль сыграли исследования группы Р.Мусина. Было показано, что в качестве такого параметра можно использовать проводимость рогового слоя эпидермиса заметно растёт даже при небольшом повышении темпа неощутимой перспирации. Кожа как форпост организма «набита» разными рецепторами, в том числе и терморецепторами, которые замечают повышение температуры уже на несколько десятых градуса под действием внешнего излучения и дают сигнал системе терморегуляции на повышение темпа неощутимой перспирации через кожу. Для того, чтобы вызвать нагрев кожи на несколько десятых градуса достаточно очень небольшой интенсивности излучения в несколько сот микроватт на см². Если учесть,что интенсивность инфракрасного теплового излучения поверхности тела человека около 10 милливатт/см² (в десятки раз больше, чем чувствительность), то видно,что кожа одного человека на уровне физиологии может реагировать на поднесение даже пальца другого с расстояния несколько сантиметров. Таким образом, было показано, что физическим каналом для бесконтактного взаимодействия руки «экстрасенса» с телом пациента может быть инфракрасное тепловое излучение. Манипуляции «экстрасенса» могут воздействовать как бесконтактный тепловой массаж, причём с обратной связью, т.к. рука обладает не меньшей чувствительностью, чем тело пациента. Успех такого не осознаваемого сенсорного диалога определяется, как всегда, искусством манипуляции, формирующим «обращение» к коже пациента, и «пониманием» ответа. Конечно, такое в принципе возможно только подсознательно.
Когда мы сравнили измеренный порог чувствительности кожных рецепторов, запускающих собственные регуляторные системы организма, с интенсивностями воздействий в современной физиотерапии, то обнаружили, что они в 100-1000 раз превышают этот порог. Это значит, что физиотерапевтическое лечение идёт при сильной перегрузке (несмотря на активное противодействие) системы терморегуляции организма. Учитывая, что система терморегуляции не обособлена, а «завязана» на многие другие системы организма, такое лечение идёт на фоне возмущения общеорганизменной регуляции.
Наряду с исследованием экстрасенсов, с помощью разработанных методов пассивного динамического картирования мы изучали реакции организма на вербальную сенсорную стимуляцию в процессе гипноза. Это было потрясающе наблюдать реакции мозга и тела пациента в течение нескольких минут на внушаемые стимулы: тепло, холод, бег и др. Они были трудно отличимы от откликов на соответствующие реальные стимулы. Мы ещё раз убедились, насколько состояние организма формируется сенсорной неосознаваемой информацией. Эти эксперименты стали возможными, благодаря нашему взаимодействию с очень хорошим психофизиологом Владимиром Файвишевским.
Постепенно с накоплением опыта мы осознали, что организм чутко «прислушивается» и реагирует на «шепот» и негативно воспринимает сильные воздействия «крик». Слабые сигналы воспринимаются подсознательно, но активно с максимальным сигналом внимания (рис.7) как органами чувств, так и распределёнными по всей поверхности тела рецепторами кожи. Функционирование организма основано на огромных информационных потоках как от внутренних органов, мышц, кожных покровов (о внешних условиях), в центральную нервную систему, так и обратно. Кора головного мозга осознаёт лишь верхушку этого огромного информационного «айсберга». Функционирование организма подавляюще определяется «подводной» неосознавемой его частью. В связи с этим обиходное суждение, что, я «не чувствую» воздействия«экстрасенса», то его и нет, не правомерно. К сожалению, радикальное сильное воздействие («громкий крик»), необходимый в только в хирургии, доминирует практически во всей современной медицине, включая терапию. Хирург или радикальное лекарство действуют быстро. А слабые активирующие саморегуляцию воздействия требуют, как правило, больше времени, чем радикальное лечение. Во многих ситуациях такое лечение может исключить «хирургию» (включая в это и сильнодействующие лекарства). Но современный пациент не доверяет ему, т.к. не ощущает воздействия в процессе такого лечения... При успехе через несколько дней (или недель) он думает: «само прошло...». Но ведь как раз это и цель настоящего лечения: активировать саморегуляцию организма, чтобы он сам устранил нарушения.
То, что изложено выше небольшая часть того, что мы успели сделать. Основное время и труд ушли на создание аппаратурной базы для изучения неоощущаемых сенсорных воздействий. Мы только-только приступили к изучению самого интересного: как деликатно (подсознательно) активировать общеорганизменную регуляцию, чтобы она сама «заметила» нарушения и сама их нормализовала.
Изложенное выше только интрига. Дорога дальше хорошо видна. Главная проблема не научная, а организационная - как продолжить Проект в непростых для науки современных российских условиях?