Влияние гипомагнитных условий на некоторые психофизиологические реакции человека

Саримов, Руслан Маратович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние гипомагнитных условий на некоторые психофизиологические реакции человека
ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние гипомагнитных условий на некоторые психофизиологические реакции человека"

На правах рукописи

Саримов Руслан Маратович

ВЛИЯНИЕ ГИПОМАГНИТНЫХ УСЛОВИЙ НА НЕКОТОРЫЕ ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ

ЧЕЛОВЕКА

03.00.01 - радиобиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

003486094

Москва, 2009

003486094

Работа выполнена в Учреждении Российской академии наук Институт общей физики им. A.M. Прохорова РАН (ИОФРАН).

Научный руководитель:

доктор физико-математических наук Бинги Владимир Николаевич

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Рубенович Александр Владимирович (Институт общей генетики РАН)

кандидат биологических наук

Ушаков Вадим Леонидович (Национальный

исследовательский ядерный университет "МИФИ")

Ведущая организация:

Институт когнитивных исследований при РНЦ "Курчатовский институт"

Защита состоится «24 декабря» 2009 г в 15 ч 30 мин на заседании диссертационного совета Д 501.001.65 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу 119899, г. Москва, ГСП-1, Ленинские горы, дом 1, Биологический факультет, аудитория 557

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.

Отзывы просим присылать по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, МГУ, Биологический факультет, Веселовой Т.В. Факс: (495) 939-11-15 Автореферат разослан » ноября 2009 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Т.В. Веселова

ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Более полувека считалось, что слабые электромагнитные поля (ЭМП), не вызывающие нагрева биологических тканей, т.е. нетепловые ЭМП, безопасны для человека. Однако за последние годы накопился большой массив данных, показывающий потенциальную опасность таких полей. Всемирная организация здравоохранения признала, что долговременное воздействие низкочастотного магнитного поля (НЧ МП) интенсивностью 300 нТл и более "обладает возможным канцерогенным эффектом по отношению к людям". Основанием явилось то, что 15 крупных эпидемиологических исследований [1АЛС, 2002] показали увеличение риска заболеваемости лейкозом у детей, подвергавшихся хроническому воздействию НЧ МП.

Помимо канцерогенной опасности, нетепловые ЭМП оказывают влияние на работу многих систем организма [Кудряшов, Рубин, 2008; Григорьев и др., 1997; Пресман, 1968]. Были обнаружены эффекты НЧ МП на сердечнососудистую [Бреус и др., 2008; Леднев и др., 2008], эндокринную [Дейег, 1993; Темурьянц и др., 2001], иммунную [Ьу1е е( а1, 1988] и нервную системы человека [Холодов, 1982; 1992]. Показано, что возможные неблагоприятные последствия от действия нетепловых НЧ МП для организма связаны с замедлением репарационных процессов в лимфоцитах [Беляев и др., 2005], активации белков теплового шока [Тока1оу е1 а!., 2004], с изменением ритмики нервных клеток [Агаджанян и др., 1992].

Особенно чувствительна к слабым ЭМП нервная система. У людей, длительное время подвергавшихся воздействию НЧ МП, наблюдались нейрологические расстройства [Уегказа1о е1 а1., 1997] и развитие некоторых нейродегенеративных болезней, например болезни Альцгеймера [ИдовН е1 а!., 2007].

При кратковременной экспозиции наблюдались изменения в когнитивных процессах. Имеются обзоры работ о влиянии НЧ МП на электрофизиологические и когнитивные процессы человека [Соок еI а!., 2002; 2006]. В большинстве работ наблюдали угнетение высшей нервной деятельности, которое выражалось в ухудшении кратковременной памяти и внимания [Ргеесе е/ а!., 1998; Тпште! е/ а!., 1998], в изменении скорости реакции [\\Тшт§1:оп е/ а/., 1996] и болевого порога [БЬирак е1 а1, 2004; Ииопе е! а!., 2004]. Отмечены изменения ритмов головного мозга, в основном альфа ритма [Соок е1 а/., 2004; ОЫопе е1 а1. 2005]. Однако в некоторых работах изменения в когнитивных процессах найдены не были [БеШег ег а!., 2004; Кшокаша еГ а!., 2003].

экспозиции порядка десятков минут, свойственной для МРТ сканирования. С другой стороны, существуют исследования, показывающие, что гораздо меньшие ПМП способны вызывать разнообразные биологические эффекты, потенциально вредные для здоровья [Бинги, 2002]. Экспозиция в поле с магнитной индукцией порядка геомагнитного поля (ГМП) и меньше также приводила к возникновению биологических эффектов [Beishcer, 1967; Подковкин, 1995; Thoss et al. 2003; 2007]. Кроме того флуктуации ГМП сами по себе вызывают биологические эффекты [Гурфинкель, 2000].

Противоречивость данных о влиянии слабых и сверхслабых МП на организмы обусловлена, в частности, невысокой воспроизводимостью этих эффектов. Причины невысокой воспроизводимости в магнитобиологических экспериментах остаются невыясненными. Предполагается, что не все физические факторы электромагнитной экспозиции, существенные для воспроизведения результатов, принимаются во внимание. Также мало внимания уделяется построению выборки для исследований, особенно это касается экспериментов с участием людей. Подбор биологических объектов важен, если принять во внимание гипотезу, что у части людей существует повышенная индивидуальная чувствительность к ЭМП. По многочисленным данным доля людей с повышенной чувствительностью к ЭМП составляет от 1.5 до 5% [Hillert et al., 2002, Schreier et al, 2006].

Биологические эффекты ПМП и НЧ МП в зависимости от напряженности МП можно условно разделить на три группы. Границы раздела связаны с естественным ГМП, величина которого для разных магнитных широт составляет 2468 мкТл. Эффекты относительно сильных ПМП с индукцией, на один-два порядка большей ГМП, хорошо воспроизводимы. Для НЧ МП с индукцией 110 мТл и более эффекты также надежно установлены: такие поля вызывают в тканях вихревые токи с плотностью более 1 мА/м2, что превышает плотность естественных биотоков. Слабые МП с индукцией порядка ГМП и меньше (1— 100 мкТл) особенно интересны с точки зрения влияния на здоровье людей. НЧ МП данного диапазона часто встречаются в повседневной жизни. Установлено, что ГМП используется многими мигрирующими животными и птицами. Известно, что нижняя граница индукции МП, которое могло бы вызывать биологические эффекты, имеет величину около 0.2 мкТл [Binhi and Chemavskii, 2005], Биологическое влияние еще меньших МП является на данный момент парадоксальным, поскольку предложенные механизмы не объясняют причины биологической рецепции таких полей.

Настоящая работа посвящена исследованию влияния компенсации ГМП, примерно в сто раз, до уровня меньше 0.4 мкТл, на когнитивные процессы человека, а также некоторым биологическим и физическим аспектам невоспроизво-

димости экспериментов с МП. Условия, которые возникают в результате такой компенсации ГМП, далее называются гипомагнитными условиями (ГМУ). Необходимость проведения исследований воздействий ГМУ на организмы обусловлена фундаментальной задачей — поиском механизмов биологических эффектов МП, а также возрастающей экологической нагрузкой. С каждым годом растет интенсивность фоновых ЭМП.

В 2006 году Всемирная организация здравоохранения отметила необходимость и далее проводить исследования влияния МП на когнитивную деятельность человека: "Рекомендуется продолжать исследования воздействия постоянных магнитных полей на когнитивную способность и поведение... Поскольку нет ясности, в каких направлениях необходимо проводить исследования, одним из возможных направлений может являться исследование воздействия магнитного поля на выполнение комплекса интеллектуальных задач, которые включают стандартные тесты на внимательность, время реагирования и запоминания..." [WHO Environmental health criteria. Static field, 2006]

Цель работы. Цель данной работы — изучение влияния гипомагнитных условий на некоторые психофизиологические процессы человека.

Задачи исследования:

1. Проверка гипотезы о влиянии гипомагнитных условий на когнитивные функции человека.

2. Разработка нескольких психофизиологических тестов, позволяющих всесторонне оценить когнитивную деятельность человека во время экспозиции ЭМП.

3. Разработка статистических методов, позволяющих определить индивидуальную чувствительность человека к воздействию ЭМП на основе данных нескольких тестов.

4. Проверка гипотезы о влиянии электростатического поля на формирование биологических эффектов ЭМП.

5. Проверка гипотезы о существовании физиологически выделенных групп, по-разному реагирующих на ГМУ.

Научная новизна. Впервые создана установка для реализации ГМУ, которая позволяет компенсировать постоянную и низкочастотную составляющие ГМП и электростатическое поле.

возраста, аллергологического статуса и самочувствия испытуемого. Установлено, что женщины в ГМУ проходили тесты хуже, чем мужчины.

Впервые построено распределение магнитных эффектов, — индивидуальных реакций на ГМУ, для группы из 40 испытуемых.

Впервые показано, что распределение магнитных эффектов близко к нормальному распределению со средней величиной, сдвинутой относительно нуля.

Впервые показано, что при усложнении когнитивных задач величина эффектов ГМУ возрастала.

Впервые предложены методы определения индивидуальной чувствительности к ГМУ на основе многомерного статистического анализа данных, полученных в когнитивных тестах.

Практическая ценность. Предложена автоматизированная, компьютерная методика для оценки чувствительности людей к воздействию постоянных и переменных ЭМП. Методика основана на тестировании когнитивных функций людей в контрольных и опытных условиях.

В исследовании выделены биологические факторы, которые имеют наибольшую значимость в формировании биологических эффектов ГМУ. Найдены оптимальные параметры когнитивных тестов (время предъявления заданий, сложность и т.д.), для которых в среднем магнитные эффекты максимальны.

На основе многомерных методов статистики — факторного (ФА) и дискри-минантного анализа (ДА) — предложены методы редукции многомерных данных о биологической эффективности ГМУ и выделения в них наиболее важных параметров. Данные методы могут иметь широкое применение для исследований биологических эффектов ЭМП.

Положения, выносимые па защиту:

• ГМУ угнетают когнитивную деятельность человека. Угнетение выражается в росте количества ошибок и замедлении времени выполнения тестовых заданий.

• На основании результатов около 58000 отдельных измерений получено распределение средних эффектов компенсации магнитного поля для 40 человек. Распределение близкое к нормальному целиком сдвинуто в сторону положительных значений со средней величиной 1.8%.

Апробация работы. Результаты работы были представлены на международной конференции "Биофизические аспекты онкологических заболеваний. Электромагнитные механизмы" (Прага, 2008); на Четвертом международном семинаре по исследованиям в области космической радиации и Семнадцатом ежегодном семинаре НАСА исследователей воздействия космической радиации на здо-

ровье (Москва - Санкт-Петербург, 2006); на международной конференции "Космическая погода: ее влияние на биологические объекты и человека" (Москва, 2005); на международной конференции "Детская лейкемия" (Лондон, 2004); на Научных сессиях МИФИ-2007 (Москва, 2007) и МИФИ-2009 (Москва, 2009),

Личное участие автора. Результаты исследований, послуживших основой для научных положений и выводов диссертации, получены при определяющем участии автора диссертации. Система подавления флуктуаций НЧ МП, программное обеспечение (когнитивные тесты и программа для АЦП платы), поиск и подбор испытуемых (более 60 человек на предварительной и 40 человек в заключительной стадии исследований), непосредственно эксперименты, статистический анализ и обработка данных — выполнены лично автором.

Публикации. Результаты исследования отражены в 10 печатных работах, в том числе в 5 журналах из списка ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методики, изложения полученных результатов и их обсуждения, выводов и списка использованной литературы. Материал диссертации изложен на 142 машинописных страницах, включая 18 рисунков и 15 таблиц. Библиография содержит 186 наименований, из них 62 на русском и 124 на иностранных языках.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Факторы, которые учитывались при проведении исследований и статистической обработке дачных.

В ходе проведения исследований учитывались и контролировались следующие физические факторы в месте проведения исследований:

• Постоянные магнитные поля

• Электростатические поля

• Низкочастотные ЭМП

• Температура

• Давление

Биологические факторы, по которым проводился подбор испытуемых и (или) статистический анализ данных:

о Возраст

о Пол

о Аллергологический статус

о Самочувствие испытуемых на момент начала эксперимента

При тестировании также учитывались:

• Сложность заданий

• Порядок прохождения экспериментов

• Время экспозиции в ГМУ

В автореферате представлены данные только по тем факторам или параметрам, которые влияли на величину эффектов ГМУ.

Система экспозиции. Система экспозиции состояла из четырех кольцевых катушек диаметром 1 м с расстоянием между ними 0.5 м. Ослабление МП в экспериментах достигали путем создания ПМП равного и противоположно направленного локальному ГМП величиной около 44 мкТл. С помощью датчика, МП, расположенного параллельного оси системы, была реализована система компенсации постоянной составляющей МП, а также активной компенсация флуктуации в низкочастотном диапазоне до 10 Гц. Вариации МП внутри установки в ходе эксперимента не превышали ±0.4 мкТл вдоль вектора ГМП. Вариации по двум осям ортогональным ГМП также не превышали ±0.4-0.6 мкТл. МП в экспериментах контролировали с помощью измерителя магнитной индукции ТМИ-01 (ИОФ РАН) с точностью около 0.1 мкТл.

По поверхности системы была реализована камера Фарадея, ослабляющая внешнее ЭП приблизительно на два порядка. Внутри системы, две вертикально закрепленные сетки размером 60x60 см, расположенные на расстоянии 60 см друг от друга, с размером ячейки 1 см, позволяли создавать в районе головы испытуемого контролируемое ЭП. Во всех экспериментах, кроме предварительных, использовали горизонтальное ЭП величиной 100 В/м для моделирования естественных условий.

Проведение эксперимента. Интервал времени отдельного эксперимента с одним испытуемым, 1 ч. 17 мин., состоял из 7 равных подинтервалов по 11 мин., называемых здесь для удобства «сериями». В первой серии испытуемый адаптировался к тестам (11 минут). Затем, во 2 и 3 сериях, испытуемый выполнял тесты по-прежнему в неизмененных условиях для определения индивидуальных рефе-ренсных значений измеряемых величин (22 минуты). Наконец, в 4-7 сериях (44 минуты), испытуемый либо продолжал эксперимент в контрольных условиях, когда МП было примерно равно ГМП (41.5±0.4 мкТл), либо в ГМУ (0±0.4 мкТл). Полное или частичное отсутствие МП для организма ■— это фактически новый фактор окружающей среды, или воздействие, поэтому контрольные условия, т.е. отсутствие ГМУ, в период времени 4-7 серии далее будем называть мнимым воздействием (MB), или Sham, согласно англоязычной литературе.

Участники экспериментов1 были подобраны таким образом, чтобы можно было исследовать тендерную и возрастную зависимость эффектов ГМУ. Общая группа из 40 человек была разделена на 4 подгруппы по 10 человек: молодые мужчины, молодые женщины, пожилые мужчины и пожилые женщины со средним возрастом 24 года, 26 лет, 53 года и 49 лет, соответственно.

В эксперименте испытуемые проходили тесты, в которых измерялись параметры когнитивной деятельности. В каждой серии испытуемый поочередно выполнял четыре теста, в которых исследовались следующие когнитивные параметры: 1) скорость реакции, 2) время распознавания слов (тест на соответствие смысла слова и его цвета), 3) кратковременная память на цвет и 4) образное мышление человека (тест на идентификацию буквы). В каждом из тестов измеряли время ответа и количество ошибок. Компьютерные программы тестов были созданы в лаборатории в среде Delphi. Тесты 1 и 3 были разработаны самостоятельно, тесты 2 и 4 были модифицированы из известных когнитивных тестов, ранее предложенных Д. Струпом и Р. Шепардом.

Каждый испытуемый проходил тестирование дважды: в одном из экспериментов включались ГМУ, другой эксперимент проходил полностью в контрольных условиях или в условиях мнимого воздействия. Второе тестирование осуществлялось через 40-60 дней после первого. Порядок прохождения эксперимента в условиях MB или ГМУ определялся случайным образом. Испытуемый не знал, в каких условиях проходил тестирование — в условиях ГМУ или MB.

Перед каждым экспериментом испытуемые оценивали свое состояние по пятибалльной шкале и отвечали на вопрос, как часто у него наблюдается аллергическая реакция. У 27 человек аллергические реакции либо вообще не наблюдались, либо наблюдались крайне редко, раз в несколько лет. Данные испытуемые были отнесены к группе с аллергологическим статусом "-". У 11 человек аллергические реакции наблюдались несколько раз в течение одного года, а еще у двух человек — несколько раз в месяц. Две последние группы испытуемых отнесли к группе с аллергологическим статусом "+".

На предварительной стадии исследований помимо оптимизации системы экспозиции, когнитивных тестов и методики экспериментов ставилась задача исследования влияния электрического поля на когнитивные функции человека. На данном этапе работы приняло участие 44 испытуемых, которые были разделены на 4 группы по 11 человек (8 мужчин и 3 женщины) в каждой. Каждая группа проходила эксперименты в одном из четырех режимов экспозиции: MB (41.5 мкТл), ГМУ (<2мкТл), горизонтальное ЭП напряженностью 500 В/м, совместное

' Все участники дали добровольное «информированное согласие» на участие в экспериментах по протокол}', утвержденному комиссией по этике научных исследований ИОФ РАН.

воздействие ЭП (500 В/м) и ГМУ (2мкТл). Предварительные эксперименты проходили без системы компенсации магнитных флуктуаций в низкочастотной области. Статистическая обработка данных на данном этапе проведена с помощью дисперсионного анализа (ANOVA).

Нормирование результатов. Измеряемые величины во всех тестах, как в режиме MB, так и в режиме ГМУ, т.е. на интервале с четвертой по седьмую серию, нормировали для каждого испытуемого на его индивидуальные референс-ные значения, выявляемые на интервале со второй по третью серии. Индивидуальные референсные значения находили по формуле:

1 3 1 N" ^тп ~ 2 ДГ S ^ijmn '

где i — номер измерения, / — номер серии, т — номер измеряемого параметра в когнитивных тестах, п — порядковый номер испытуемого, — измерение в /-ом испытании j-ой серии т-ого параметра для п-ото испытуемого. Nm— число испытаний при измерении т-ого параметра в течение одной серии. Таким образом, ошибку в тесте на кратковременную цветовую память и времена ответов во всех тестах, нормировали следующим образом:

в — R / R'

ijmn ijmn тп

Количество ошибок в остальных тестах нормировали следующим образом:

р = 1 + 'V R — R'

jmn дг / j ijmn \nn

■""»i '

Здесь s¡j„,„и s¡,„„— нормированные значения измеряемых величин.

Для дисперсионного и дискриминантного анализа измеряемые величины усредняли для каждой серии следующим образом:

е. = <в>

jmn t jmn '

угловые скобки означают усреднение по индексам внутри скобок; здесь и далее индекс j (номер серии) принимает значения от четырех до семи.

В кластерном и факторном анализе в качестве оценочных параметров использовали индивидуальные эффекты испытуемых в ГМУ, определяемые следующим образом:

<e >z -<е. >°

Р _ J тп_j тп

тп с

< ej >„т

Здесь верхние индексы z и с показывают, в каких условиях, ГМУ или MB, соответственно, были измерены величины еут„ и получены значения средние внутри серий Sji„„ и их средние по сериям < £/ >тп .

Статистическая обработка результатов. Статистическая обработка результатов осуществлена несколькими методами. Для первичной оценки эффектов ГМУ отдельно для каждого измеряемого параметра использовали г-тест Стьюдента. Учет множественных сравнений проводился с помощью поправки Бонферрони и метода "False discovery rate" [Benjamini, 1995]. Нормальность распределения параметров проверяли с помощью критерия Колмогорова-Смирнова, однородность дисперсий — с помощью критерия Левена. Количество измерений для групп MB и ГМУ менялся от 160 до 7800 в зависимости от когнитивного параметра.

Оценку вкладов различных факторов в измеряемые величины производили с помощью многомерного дисперсионного анализ MANOVA (Multivariate analysis of variance).

Для выделения групп людей с разной чувствительностью к воздействию ГМУ использовали кластерный (КА), дискриминантный (ДА) и факторный (ФА) анализы. КА позволил выявить группы людей с приблизительно одинаковыми реакциями на ГМУ.

КА обычно используют, когда нет априорных гипотез относительно возможной структуры данных; он является объективным методом структуризации данных, хотя проверки статистической значимости в данном анализе нет. В качестве метода объединения использовался метод Варда [Ward, 1963] древовидной кластеризации.

В ДА использовали линейный дискриминант Фишера (Fisher Linear Discriminant). Этот метод позволял оценить вклад каждого измеряемого параметра в разделение групп MB и ГМУ, а также классифицировать испытуемых по их чувствительности к МП. Результатом ДА для каждой серии эксперимента и для каждого испытуемого были значения дискриминантных функций (ДФ) и коэффициентов кт\

D°, = Const+X*„,e;m , d;, = Const,

m m

где ,— значения ДФ для MB и ГМУ для каждой серии j для п-ого испы-

туемого, Const — постоянный коэффициент и к„,— коэффициент ДФ для каждого когнитивного параметра т. Для каждого испытуемого вычислены средние значений ДФ для MB и ГМУ. Эти значения ДФ были использованы для определения индекса индивидуальной чувствительности (ИИЧ-Д) к ГМУ согласно выражению:

Для сравнения ИИЧ-Д с индексами, полученными в ФА, индекс для каждого испытуемого нормировали на выборочное стандартное отклонение группы индексов дпя всех испытуемых:

Для составления альтернативного индекса индивидуальной чувствительности ИИЧ-Фв был использован ФА. В отличие от ИИЧ-Д, в котором результаты каждого эксперимента МВ и ГМУ учитывались отдельно, ИИЧ-Фв основан на разности эффектов ГМУ и МВ одного и того же испытуемого. Индекс, вычисленный с помощью ФА, основан на переходе от восьми когнитивных параметров к четырем факторам. Данные факторы построены на основе корреляционной матрицы эффектов и учитывают 70% дисперсии первоначальных данных.

Количество факторов было выбрано как среднее между критерием Кайзера, оставляющим три фактора (59% общей дисперсии) и критерием "каменистой осыпи", оставляющим пять факторов (80% общей дисперсии). Оставшиеся четыре фактора отражают более 70% дисперсии исходных параметров.

Для факторов были найдены факторные нагрузки /та, где а — номер фактора. Факторные нагрузки вычислены с использованием вращения варимакс. Взяв отношение полученных в ФА значений факторных нагрузок к собственным значениям Ха, были получены коэффициенты для расчета каждого фактора и вычислены значения факторов для каждого испытуемого:

Индекс индивидуальной чувствительности ИИЧ-Фв получен путем сложения факторов, каждый из которых умножен на дисперсию V,,, показывающую вклад данного фактора в общую дисперсию исходных параметров.

где — поправочный коэффициент, учитывающий различия в опыте прохождения тестов в ГМУ для первого и второго эксперимента. Коэффициент равнялся , для группы проходившей тесты в ГМУ во втором эксперименте и ¿>, для группы проходившей тесты в ГМУ в первом эксперименте:

<•/:>• - <а>')> г" =\{<А>а - <•/:>')

Для сравнения ИИЧ-Фв с индексом, полученным в ДА, индекс для каждого испытуемого нормировали на выборочное стандартное отклонение группы индексов для всех испытуемых:

У = . ^

Статистическая обработка данных и математический анализ осуществлен с использованием стандартных статистических компьютерных программ. В качестве погрешностей на графиках отложена стандартная ошибка среднего (стандартное отклонение оценки среднего).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В ходе предварительных экспериментов с участием 44 испытуемых выяснилось, что электростатическое поле напряженностью 500 В/м вызывает эффекты сопоставимые по величине с эффектами ГМУ, хотя направленность эффектов ЭП не всегда совпадала с эффектами ГМУ (Рис. 1). Так в тесте на идентификацию букв замедление времени ответа для ГМУ составило 4.4±1.6%, (р<0.01, /-тест), а для ЭП 6.3±1.5% (р<0.001, г-тест). Для да иного теста, также как и для других тестов, величина эффектов совместного воздействия ГМУ и ЭП была примерно равна сумме эффектов для данных воздействий по отдельности, эффект для ГМУ+ЭП составлял 11.5±1.6% (р«0.001, г-тест). Это может говорить о разной природе биологических мишеней для МП и ЭП.

При проведении магнитобиологических исследований уровню ЭП на месте экспозиции обычно не придают значения. Однако, теоретически, ЭП напряженностью в сотни вольт/метр могут приводить к эффектам того же порядка, что и эффекты слабых МП [ИпЫ, 2002]. Такие электрические поля встречаются в не-экранированных лабораторных помещениях и непредсказуемо меняют свою величину и направление в зависимости от электризации пластиковых покрытий и погоды. Поэтому в дальнейших экспериментах для устранения возможного неконтролируемого вклада ЭП в наблюдаемые магнитные эффекты использована камера Фарадея.

Эффекты гипомагнитных условий. В основной части исследований эксперименты проводились в двух режимах экспозиции, МВ и ГМУ. Испытуемые, выполнявшие тесты в ГМУ, показали результаты хуже, чем в условиях МВ.

Тест на определение времени простой двигательной

реакции (время ответа) _N-900_

Тест на идентификацию

букв (время ответа) N-900

Тест на кратковременную память о цвете (время ответа) N-3500

Тест на кратковременную память о цвете (ошибка) N-3500

Рис. 1 Средние эффекты для времени ответа в трех тестах и ошибки в тесте на кратковременную память о цвете. Усреднение производилось по отдельным измерениям в серии, по сериям и по испытуемым. Над столбцами показаны уровни значимости, полученные с помощью /ШОУА. Здесь и везде далее (*-£><0.05, **-р<0.01, ***-£><0.001). После названия тестов показаны объемы выборок для каждой группы.

ЕШ МВ (41.5 мкТл) Ш ГМУ (<2 мкТл) □ ЭП (500 В/м) ПО ГМУ+ЭП

1.05 ■ 1

0.95 0.9 0.85

Ухудшение выражалось в росте числа ошибок и увеличении времени ответа (Рис. 2). Для 5 из 8 измеряемых параметров эффекты были статистически значимыми (¿-тест). Наибольшие эффекты обнаружены в самом сложном, по мнению испытуемых, а также по количеству ошибочных ответов, тесте на идентификацию буквы (эффект для количества ошибок 5.1±1.6%, р<0.01, /-тест). Величина эффекта для данного теста сопоставима с 6-7% изменениями чувствительности глаза человека в гипомагнитных условиях полученных в работе [ТЪозб е1 а1. 2007]. Наименьшие эффекты получены в тесте на определение времени простой двигательной реакции (эффект для времени ответа 0.7±0.9%), а также в тесте на кратковременную цветовую память (эффект ошибки в определении цвета 0.1±1.3%). Средняя величина эффектов по всем тестам составила 1.8±0.4% (р<0.001, ¿-тест).

То, что в работе удалось продемонстрировать статистическую достоверность столь малых эффектов, что необычно для испытаний на группе всего из сорока человек, является следствием внушительной статистики, — число отдельных измерений составило около 58000. Это и определило возможность наблюдения 1-2% эффектов.

Поскольку в работе производилось более десятка независимых сравнений, то, для учета множественных сравнений, уровень значимости вводился с по-

Щ MB (41.5 мкТл) Ш ГМУ (<0.4 мкТл)

Тест на уест на уест на уест на

определение ^ соответствие кратковременную идентификацию времени простои смысла слова и память о цвете букв

двигательной его цвета

реакции

1.1 ■е-

-е-105

0.95

Рис. 2 Средние эффекты для времени ответа и ошибки в четырех тестах. Усреднение производилось по отдельным измерениям в серии, по сериям и по испытуемым. Над столбцами показаны уровни значимости, полученные с помощью i-теста. Под столбцами показаны объемы выборок для каждой группы.

правкой. Сравниваемые группы с уровнем значимости р<0.001 статистически значимо различались при использовании поправки Бонферрони, а для р<0.01 при использовании метода "False discovery rate".

Известна гипотеза о природе биологических эффектов МП, согласно которой первичная рецепция МП осуществляется магнитными наночастицами, образующимися в клетках организма [Kirschvink el. al., 1992]. Теоретически, нелинейная стохастическая динамика таких частиц обеспечивает чувствительность к вариациям МП порядка десятых долей мкТл [Binhi and Chemavskii, 2005].

Интересно сопоставить данные когнитивных тестов с концентрацией магнитных наночастиц и их конгломератов, в тех участках мозга, которые ответственны за выполнение задач в используемых психофизиологических тестах. В работе [Schultheiss-Grassi el al., 1999] показано, что содержание магнитах наночастиц в мозжечке в несколько раз меньше, чем в гиппокампе или коре головного мозга. Можно предположить, что и магнитные эффекты в тестах, вовлекающих функции мозжечка, будут меньше. Действительно, эффекты в тесте на скорость реакции были минимальны, по сравнению с эффектами в других тестах (Рис. 2).

Влияние пола и возраста испытуемых на эффекты гипомагнитпых условий. Поскольку в организме человека присутствуют магнитные наночастицы,

Табл. 1 Основные результаты многомерного дисперсионного анализа.

Выборки факторов F ^-уровень

ЭМ (МВ-ГМУ) 3.35 0.0012

ЭМ (МВ-ГМУ) * * Возраст (Молодые-Пожилые) 1.20 0.30

ЭМ (МВ-ГМУ) * * Пол (Мужчины-Женщины) 1.75 0.09

ЭМ (МВ-ГМУ) * * Возраст (Молодые-Пожилые) * * Пол (Мужчины-Женщины) 2.68 0.008

было интересно сопоставить группы людей, с максимальными эффектами МП, с группами людей, обладающих повышенным естественным содержанием таких наночастиц. Известны данные [Dobson, 2002], что концентрация таких частиц у мужчин значимо увеличивается с возрастом. У женщин такая корреляция с возрастом найдена не была. Оценка содержания магнитных наночастиц размером меньше 200 нм на данный момент возможна лишь post mortem, поэтому число таких измерений невелико. Если механизм магниторецепции связанный с магнитными наночастицами действительно имеет место, то по результатам когнитивных тестов для разных биологических групп можно сделать косвенную оценку содержания таких наночастиц.

Для оценки влияния факторов "Пол" и "Возраст" на величину эффектов ГМУ

1.05

fc ш

-8- 1.00 fr

х s

ф Ш

0.95

0.90

ЕМВ (41.5 мкТл) ШГМУ (<0.4 мкТл)

0.8%

2.8%*

1.8%*

1.6%*

Молодые мужчины Молодые женщины Пожилые мужчины Пожилые женщины

Рис. 3 Средние по всем тестам эффекты для групп, разделенных по полу и возрасту. Над столбцами показана разность эффектов для групп МВ и ГМУ и уровни значимости, полученные с помощью ¿-теста.

использован многомерный дисперсионный анализ (MANOVA). В Табл. 1 показаны основные результаты MANOVA. Группы эффектов MB и ГМУ статистически значимо различаются р=0.001. Разница средних значений для групп, разделенных факторами "ЭМ*Пол*Возраст" (ЭМ — электромагнитная экспозиция) значима (р<0.01). То есть с помощью MANOVA показано, что факторы "Пол" и "Возраст" валены для формирования биологических эффектов ГМУ.

На Рис. 3 представлены средние по всем тестам эффекты для групп испытуемых, разделенных по полу и возрасту. Наименьшие средние эффекты в ГМУ наблюдались у молодых мужчин, а наибольшие у молодых женщин. Если рассматривать отдельно эффекты для групп "Пол" и "Возраст", то средние по всем тестам эффекты у женщин были больше, чем у мужчин, соответственно 2.2±0.6% (р<0.001, г-тест) и 1.3±0.5% (р<0.05, i-тест). Средние для всех тестов эффекты для групп, разделенных только по возрасту, практически не различались: у молодых испытуемых эффект ГМУ равнялся 1.8±0.6% (р<0.01, i-тест), у пожилых — 1.7±0.6% (/?<0.01, тест).

Полученные в работе тендерные отличия схожи с данными эпидемиологических исследований людей "чувствительных" к ЭМП. В англоязычной литературе данный феномен носит название синдрома гиперчувствительности к электричеству (electromagnetic hypersensitivity syndrome, EHS). В таких исследованиях отмечено, что количество женщин с EHS больше чем мужчин с данным синдромом. В [Hillert et al., 2002] показано, что 1.5% из 10 тысяч опрошенных шведов проявили EHS, причем из них 62% составили женщины. Среди 2 тысяч опрошенных калифорнийцев количество гиперчувствительных составило 3.2%, причем количество женщин, 59%, также превысило количество мужчин [Levallois et al, 2002]. Похояше пропорции в группах с EHS были получены в германских [Schuz et al, 2006] и швейцарских [Schreier et al., 2006] исследованиях. Напротив, корреляция между частотой EHS и возрастом была найдена лишь в одной из представленных выше работ [Hillert et al, 2002].

Влияние самочувствия испытуемого и его аллергологического статуса па эффекты гипомагнитпых условий. Перед каждым экспериментом выявляли субъективную оценку самочувствия и аллергологического статуса испытуемого. Испытуемый оценивал свое самочувствие по 5-ти бальной шкале. В 80-ти экспериментах 33 раза испытуемые оценили свое самочувствие на "5", 44 раза на "4" и три раза на "3". Оценка самочувствия, в целом, характеризует общее состояние здоровья испытуемого, поскольку 31 человек из 40 не меняли оценку в повторном эксперименте.

На Рис. 4. представлены средние по всем тестам эффекты для разных показателей "самочувствия" и "аллергологического статуса".

Рис. 4 Средние по всем тестам эффекты для групп, разделенных по показателям "Самочувствие" и "Аллергологический статус". Над столбцами показаны уровни значимости, полученные с помощью ¿-теста.

Из рисунка видно, что при отличном самочувствии и отсутствии у испытуемого аллергических проявлений, величины средних эффектов ГМУ значимо не отличались от значений МВ. Напротив, если испытуемый давал оценку хорошего или удовлетворительного самочувствия или положительного аллергологиче-ского статуса эффекты МВ и ГМУ были статистически значимо различны. Особенно сильные эффекты были у людей с положительным аллергологическим статусом, в среднем для всех тестов 4.3±0.8% (р<0.001, /-тест).

О корреляции между аллергенными проявлениями и чувствительностью к ЭМП сообщали в одной из недавних эпидемиологических работ (ЕШй еГ а!., 2007).

Влияние сложности предъявляемых заданий на величину эффектов гипо-магнитных условий в тесте на идентификацию буквы. Из Рис. 2 видно, что наибольшая величина эффекта ГМУ 5.1±1.7% была получена в тесте на идентификацию букв. По мнению самих испытуемых, данный тест оказался самым сложньм среди всех тестов. Количество ошибочных ответов в среднем в данном тесте составляло 21±1%. Для сравнения аналогичный показатель в тесте на соот-

Табл. 2 Количество ошибочных ответов и среднее время ответа в кон-

Измеряемые параметры "Б" "Г' »4»

Количество ошибочных ответов в контрольных сериях, % 22 24 34

Среднее время ответа в контрольных сериях, с 2.11 2.09 2.24

Рис. 5 Зависимость количества ошибок в тесте на идентификацию буквы от предъявляемых букв в условиях MB и МП. Усреднение производилось по отдельным измерениям в серии, по сериям и по испытуемым. Над столбцами показаны уровни значимости, полученные с помощью г-теста.

ветствие смысла слова и его цвета составил всего 8.2±0.6%.

Из представленных в тесте букв наиболее сложная для идентификации является буква "Ч". В контрольных сериях количество ошибок при идентификации данной буквы было в 1.5 раза больше, чем для букв "Б" и "F', а среднее время ответа на 150 мс больше (Табл. 2).

Для того, чтобы подтвердить предположение о том, что величина эффектов в ГМУ была больше для сложных тестов, построили зависимость величины эффектов ГМУ от предъявляемой буквы "Б", "Р' или "Ч" (Рис. 5).

Действительно, величина эффекта ГМУ для буквы "Ч" была максимальна и составляла 7.4±2.5% (р<0.01). Эффекты для буквы "Б" были почти в два раза меньше, а для "Г' не были значимыми, хотя количество ошибок в ГМУ также было больше.

Индивидуальная чувствительность к гипомагпитпым условиям.

Кластерный анализ (КА) был использован для выделения групп людей со сходной реакцией на ГМУ. Выяснилось, что с помощью древовидной кластеризации можно выделить три группы людей (Рис. 6). Средние по всем тестам эффекты ГМУ для кластеров 1, 2 и 3 соответственно равны -3.5±0.9%, 2.4±0.4% и 7.3±1.4%. Из рис. 6 видно, что девять человек вошли в первый кластер, пять в третий, а наибольшее количество человек, 27, вошло во второй кластер. Характерно, что для данной группы величина эффектов ГМУ для всех измеряемых параметров, составила от 1% до 6%.

Для анализа индивидуальной чувствительности испытуемого к ГМУ построено распределение средних по восьми измеряемым параметрам эффектов

to о:

fl) s

I к о

о л 0-

0.5

0.0

1 2 3

| I

ihrîir U Л ...........j- -,.........Г]

27 38 16 11 40 24 19 35 14 31 12 10 23 25 34 17 7 2 3 4 9 37 36 8 29 22 33 21 32 15 26 6 5 20 28 39 13 18 30 1

Номер испытуемого

Рис. 6 Расстояние связи между индивидуальными эффектами 40 испытуемых. Кластеризация производилось методом Варда. Использовалось евклидово расстояние.

ГМУ, Рис. 7. Для построения распределения использована функция оценки плотности (kernel density estimation):

1 1 I i тг — -r ^

d(x) = — > — exp

->-,--

где дг, — массив данных, п — количество элементов массива, и' — параметр детализации, или сглаживания, распределения. Распределение эффектов, в целом, имеет гауссов характер и не позволяет надежно выделить группы людей с разной чувствительностью к ГМУ (Рис. 7), хотя тенденция к существованию групп заметна.

Результаты КА и распределение средних эффектов свидетельствуют, что биологические эффекты ГМУ вообще сформированы вкладами всех испытуемых, а не какой либо отдельной группы, демонстрирующей особенно большие эффекты.

Глобальный средний .магнитный эффект, согласно распределению средних эффектов, составил 1.8% (Рис. 7). Можно было бы предположить, что этот средний эффект сформирован всего несколькими испытуемыми, случайно показавшими исключительно большой эффект. Однако это не так. Если исключить из

Эффекты ГМУ, %

Рис. 7 Функция оценки плотности средних эффектов ГМУ для 40 испытуемых (параметр сглаживания ш=0.3). Вертикальными линиями помечены: пунктир — положение нуля, полная линяя — среднее значение эффекта для 40 испытуемых.

анализа группу людей с максимальными эффектами, четыре человека со средними эффектами 7-12%, то статистическая значимость общего магнитного эффекта сохраняется, при величине эффекта 1.5%.

В экспериментах нередко возникали ситуации, когда при экспозиции в ГМУ испытуемый, совершая большее количество ошибок, чем в условиях МВ, одновременно выполнял тесты быстрее, поэтому средний по тестам эффект не очень удобный параметр для анализа индивидуальной чувствительности к ГМУ. Очевидно, что для индивидуального анализа, нужны более объективные критерии, чем средний по тестам эффект. Для решения данной задачи были использованы многомерные методы статистики и введены индексы индивидуальной чувствительности, которые, исходя из результатов когнитивных тестов, позволяли объективно оценить чувствительность каждого испытуемого к ГМУ.

Распределение индексов чувствительности (Рис. 8), в отличие от распределения средних эффектов (Рис. 7), асимметрично. Средние значения индексов ИИЧ-Д, ИИЧ-Фв составляют 0.52 и 0.33 соответственно. Небольшие пики в областях значений от двух и выше имеют как ИИЧ-Д, так и ИИЧ-Фв (на графике показаны стрелками). Каждый из пиков обусловлен большими (>1.8) значениями индексов пяти испытуемых для ИИЧ-Д и четырех испытуемых для ИИЧ-Фв, причем, только у одного из испытуемых одновременно значения всех индексов пре-

иич

Рис. 8 Функции оценки плотности индексов индивидуальной чувствительности для 40 испытуемых (параметр сглаживания w=0.3). Вертикальными линиями помечены: пунктир — положение нуля, тонкая линяя — среднее значение для ИИЧ-Д, толстая линяя — среднее значение для ИИЧ-Фв.

вышали 1.8. Четыре из восьми испытуемых выделенных в ДА и ФА совпали с испытуемыми, выделенными в КА (кластер №3). Это говорит о том, что результаты, полученные в ДА и ФА, а так же результаты кластеризации дополняют друг друга. Общее количество "гиперчувствительных" испытуемых, выделенных хотя бы в одном анализе, составило девять человек. Характерно, что в группе "гиперчувствительных" по сравнению со всеми испытуемыми больше женщин, 67% и 50% соответственно, и аллергиков — 67% и 33% соответственно.

Методы, которые можно использовать для поиска групп "гиперчувствительных" людей разнообразны. Результат кластеризации зависит от выбранного метода. Индекс ИИЧ-Фв получен в результате определенного выбора числа факторов, а также типа вращения. Кроме того, критерий Колмогорова-Смирнова не дал статистически значимого отклонения от нормальности для обоих индексов (р>0.2). Чтобы доказать отклонения от нормальности распределения на рис. 8 при том же характере распределения общее количество испытуемых должно быть более 150 для ИИЧ-Д и более 300 для ИИЧ-Ф. Поэтому существование такой группы испытуемых не может быть установлено достоверно на основании результатов данной работы: можно говорить лишь о том, что результаты не противоречат этой гипотезе.

ОБСУЖДЕНИЕ

Исследование не имеет аналогов в магнитобиологии как по количеству факторов (12), учитываемых при проведении экспериментов и анализе полученных результатов, так и по числу измерений (58000). Большое количество измерений для относительно небольшой группы в 40 испытуемых позволило надежно установить факт угнетения когнитивной деятельности при экспозиции в ГМУ, а также исследовать влияние некоторых биологических и физических факторов на величину магнитных эффектов.

Эффекты ГМУ зависят от многих факторов и поэтому трудно воспроизводимы. Сложно полностью воспроизвести физические условия в месте эксперимента. Группы испытуемых неизбежно отличаются при повторении исследований в разных лабораториях, трудно полностью воспроизвести методику и режимы проведения экспериментов. Поэтому важна оценка возможного разброса магнитных эффектов.

В исследовании получено распределение средних эффектов магнитных полей, из которого следует, что все распределение, по форме в целом симметричное относительно своего среднего, целиком сдвинуто в сторону более сильных магнитных эффектов. Это означает, что небольшой магнитный эффект сформирован всей массой испытуемых. Это важно, поскольку можно обстоятельно исследовать одного испытуемого и не найти магнитных эффектов. Даже в небольшой группе магнитные эффекты недостаточно воспроизводимы. Для статистической значимости вывода о существовании эффектов ГМУ, необходима группа людей размером более 30-40 человек.

ВЫВОДЫ

1. Компенсация ГМП до уровня менее 0.4 мкТл угнетает когнитивную деятельность человека. Угнетение выражается в росте количества ошибок и замедлении времени ответа в тестах. Общий средний магнитный эффект составляет величину 1.8±0.4%.

2. Впервые получено распределение средних эффектов компенсации магнитного поля, в группе из 40 человек. Распределение целиком сдвинуто в сторону положительных значений, означающих угнетение когнитивной деятельности.

3. Индивидуальные биологические эффекты ГМУ зависят от пола и возраста испытуемого.

4. Биологические эффекты ГМУ зависят от сложности задания. Максимальные эффекты наблюдались как в самом сложном тесте, тесте на идентификацию букв (рост количества ошибок 5.1±1.б%), так и для самой сложной буквы в данном тесте ("Ч", рост количества ошибок 7.4±2.5%).

СПИСОК РАБОТ ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Саримов P.M., Бинги В.Н. Применение методов многомерного статистического анализа для исследования индивидуальной чувствительности человека к нулевым магнитным полям. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. М., 2009, 1, с 20-31.

2. Саримов P.M., Бинги В.Н., Миляев В.А., Влияние компенсации геомагнитного поля на когнитивные процессы человека // Биофизика. 2008, 53(5), с.856-866.

3. Бинги В.Н., Заруцкий А.А., Капранов С.В., Котельников С.Н., Миляев В.А., Саримов P.M. Метод исследования влияния "магнитного вакуума" на цветовую память человека. II Радиационная биология. Радиоэкология.

2005, 45(4), 451-456.

4. Бинги В.Н., Миляев В.А., Саримов P.M., Заруцкий А.А. Влияние электростатического и «нулевого» магнитного полей на психофизиологическое состояние человека. // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника.

2006, 8-9, с. 49-57.

5. Binhi V. N., Sarimov R. М. Zero magnetic field effect observed in human cognitive processes // Electromagnetic Biology and Medicine. 2009, 28, 310-315.

6. Саримов P.M., Бинги В.Н. Влияние нулевого магнитного и электростатического полей на психофизиологическое состояние человека // Тезисы докладов "Космическая погода: ее влияние на биологические объекты и человека". М„ 2005, с. 60-62

7. Малицкий А.Н., Саримов P.M., Бинги В.Н. Исследование некоторых психофизиологических характеристик человека в слабых электростатических и магнитных полях // Научная сессия МИФИ-2007, Том 5, с. 166-168

8. Саримов P.M., Влияние компенсации геомагнитного поля на когнитивные процессы человека. Роль биологических факторов в формировании эффектов такой компенсации. // Научная сессия МИФИ-2009, Том 5, с. 167170.

9. Binhi V.N., Kapranov S.V., Milyaev V.A., Sarimov R.M. Psychophysiological reactions in human to ELF magnetic fields // 26th Annual BEMS Meeting. Washington, USA, 2004, Abstract Book, p. 185-186.

10. Sarimov R.M., Binhi V.N. Effect of electrostatic and zero magnetic fields on psychophysiological state of humans // 4-th International Workshop on Space Radiation Research and 17-th Annual NASA Space Radiation Health Investigators' Workshop. Moscow- St.Petersburg, 2006, Book of Abstracts, p. 117-118.

Подписано к печати О,^-/. 09 Тираж Зжаз

Отпечатано в отделе оперативной печати физического факультета МГУ

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Саримов, Руслан Маратович

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В

ОБЛАСТИ ВЛИЯНИЯ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ И ГИПОМАГНИТНЫХ УСЛОВИЙ НА БИОЛОГИЧЕСКИЕ

ОБЪЕКТЫ.

1.1. Общие сведения из магнитобиологии.

1.2. Механизмы воздействия постоянных и низкочастотных электромагнитных полей на биологические объекты.

1.3. Биологические эффекты электрических полей.

1.4. Биологические эффекты магнитных полей.

1.5. Биологические эффекты гипомагнитныхусловий.

1.6. Влияние постоянных и низкочастотных магнитных полей на нервную систему животных и человека.

1.7. Некоторые аспекты невоспроизводимости магнитобиологических эффектов.

1.8. Выводы.

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Факторы и параметры, которые учитывались при проведении исследования и статистической обработке данных.

2.2. Система экспозиции ЭМП.

2.3. Методика проведения эксперимента.

2.4. Описание когнитивных тестов.

2.5. Нормирование результатов.

2.6. Статистическая обработка результатов.

2.7. Предварительные эксперименты.

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

3.1. Предварительные эксперименты. Влияние электростатических полей на выполнение когнитивных тестов.

3.2. Влияние гипомагнитных условий на выполнение когнитивных тестов.

3.3. Влияние различных факторов на эффекты гипомагнитных условий.

3.4. Анализ индивидуальной чувствительность к гипомагнитным условиям.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

4.1. Эффекты гипомагнитных условий для различных параметров 106 психофизиологического тестирования.

4.2. Эффекты гипомагнитных условий для различных групп исследуемых.

4.3. Индивидуальная чувствительность к гипомагнитным условиям.

4.4. Биологические эффекты электростатических полей.

4.5. Методы исследования эффектов гипомагнитных условий. . 114 ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние гипомагнитных условий на некоторые психофизиологические реакции человека"

Основные направления и актуальность исследований

Более полувека считалось, что слабые электромагнитные поля (ЭМП), не вызывающие нагрева биологических тканей, т.е. нетепловые ЭМП, безопасны для человека. Однако за последние годы накопился большой массив данных, показывающий потенциальную опасность таких полей. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) признала, что долговременное воздействие низкочастотного магнитного поля (НЧ МП) интенсивностью 300 нТл и более "обладает возможным канцерогенным эффектом по отношению к людям". Основанием явилось то, что 15 крупных эпидемиологических исследований [1] показали увеличение риска заболеваемости лейкозом у детей, подвергавшихся хроническому воздействию НЧ МП. Характерно, что данные уровни ЭМП много ниже предельно допустимых уровней, установленных СанПин [2].

Помимо канцерогенной опасности, нетепловые ЭМП оказывают влияние на работу многих систем организма [3-6]. Были обнаружены эффекты ЭМП на сердечнососудистую [7, 8], эндокринную, иммунную [9] и нервную системы человека [10, 11].

Особенно чувствительна к слабым ЭМП нервная система. У людей, длительное время подвергавшихся воздействию НЧ МП, наблюдались нейрологические расстройства [12] и развитие некоторых нейродегенеративных болезней, например болезни Альцгеймера [13].

19]. Отмечены изменения ритмов головного мозга, в основном альфа ритма [18-20]. Однако в некоторых работах изменения в когнитивных процессах найдены не были [21, 22].

Данные о влиянии постоянных магнитных полей (ПМП) на нервную систему человека также противоречивы. С одной стороны, принято считать, что ПМП в диапазоне до 8 Тл не влияют на здоровье при длительности экспозиции порядка десятков минут, свойственной для МРТ сканирования [23]. С другой стороны, существуют исследования, показывающие, что гораздо меньшие ПМП способны вызывать разнообразные биологические эффекты, потенциально вредные для здоровья [24]. Экспозиция в поле с магнитной индукцией порядка геомагнитного поля (ГМП) и меньше также приводила к возникновению биологических эффектов [25-28]. Кроме того флуктуации ГМП сами по себе вызывают биологические эффекты [29].

Противоречивость данных о влиянии слабых и сверхслабых МП на организм обусловлена, в частности, невысокой воспроизводимостью этих эффектов. Причины невысокой воспроизводимости в магнитобиологических экспериментах остаются невыясненными. Предполагается, что не все физические факторы электромагнитной экспозиции, существенные для воспроизведения результатов, принимаются во внимание. Также мало внимания уделяется построению выборки для исследований, особенно это касается экспериментов с участием людей. Подбор биологических объектов важен, если учесть гипотезу, что у части людей существует повышенная индивидуальная чувствительность к ЭМП. По многочисленным данным доля людей с повышенной чувствительностью к ЭМП составляет от 1.5 до 5% [3033].

Настоящая работа посвящена исследованию влияния компенсации ГМП примерно в сто раз, до уровня меньше 0.4 мкТл, на когнитивные процессы человека, а также некоторым биологическим и физическим аспектам невоспроизводимости экспериментов с МП. Условия, которые возникают в результате такой компенсации, далее называются гипомагнитными условиями (ГМУ). Необходимость проведения исследований воздействий ГМУ на биологические объекты обусловлена фундаментальной задачей — поиском механизмов биологических эффектов МП, а также возрастающей экологической нагрузкой. С каждым годом растет интенсивность фоновых ЭМП.

В 2006 году Всемирная организация здравоохранения отметила необходимость и далее проводить исследования влияния магнитных полей на когнитивную деятельность человека: "Рекомендуется продолжать исследования воздействия постоянных магнитных полей на когнитивную способность и поведение. Поскольку нет ясности, в каких направлениях необходимо проводить исследования, одним из возможных направлений может являться исследование воздействия магнитного поля на выполнение комплекса интеллектуальных задач, которые включают стандартные тесты на внимательность, время реагирования и запоминания." [34].

Цели и задачи исследований

Целью диссертации является изучение влияния гипомагнитных условий на некоторые психофизиологические процессы человека.

Основными задачами работы являются

1. Проверка гипотезы о влиянии гипомагнитных условий на когнитивные функции человека.

3. Разработка методов, позволяющих определить индивидуальную чувствительность человека к воздействию ЭМП на основе данных нескольких тестов.

4. Проверка гипотезы о влиянии электростатического поля на формирование биологических эффектов ЭМП.

5. Проверка гипотезы о существовании физиологически выделенных групп, по-разному реагирующих на ГМУ.

Научная новизна

Впервые создана установка для реализации ГМУ, которая позволяет компенсировать постоянную и низкочастотную составляющие ГМП и электростатическое поле.

Показано, что нахождение в ГМУ влияет на психофизиологические процессы человека. Влияние выражается в увеличении числа ошибок и времени ответа при выполнении когнитивных тестов, причем эффекты ГМУ зависят от пола, возраста, аллергологического статуса и самочувствия испытуемого. Установлено, что женщины в ГМУ проходили тесты хуже, чем мужчины.

Впервые показано, что при усложнении когнитивных задач величина эффектов ГМУ возрастала.

Практическая ценность работы

Предложена автоматизированная, компьютерная методика для оценки чувствительности людей к воздействию постоянных и переменных ЭМП. Методика основана на тестировании когнитивных функций людей в контрольных и опытных условиях.

На основе многомерных методов статистики — факторного (ФА) и дискриминантного анализа (ДА) — предложены методы редукции многомерных данных о биологической эффективности ГМУ и выделения в них наиболее важных параметров. Данные методы могут иметь широкое применение для исследований биологических эффектов ЭМП.

Положения, выносимые на защиту:

Апробация работы

Результаты работы были представлены на международной конференции "Биофизические аспекты онкологических заболеваний. Электромагнитные механизмы" (Прага, 2008), на Четвертом международном семинаре по исследованиям в области космической радиации и Семнадцатом ежегодном семинаре НАСА исследователей воздействия космической радиации на здоровье (Москва - Санкт-Петербург, 2006), на международной конференции "Космическая погода: ее влияние на биологические объекты и человека" (Москва, 2005), на международной конференции "Детская лейкемия" (Лондон, 2004), на Научных сессиях МИФИ-2007 (Москва, 2007) и МИФИ-2009 (Москва, 2009),

Личное участие автора.

Результаты исследований, послуживших основой для научных положений и выводов диссертации, получены при определяющем участии автора диссертации. Система подавления флуктуаций НЧ МП, программное обеспечение (когнитивные тесты и программа для АЦП платы), поиск и подбор испытуемых (более 60 человек на предварительной и 40 человек в заключительной стадии исследований), непосредственно эксперименты, статистический анализ и обработка данных — выполнены лично автором.

Публикации

Результаты исследования отражены в 10 печатных работах, в том числе в 5 журналах из списка ВАК.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания методики, изложения полученных результатов и их обсуждения, выводов и списка использованной литературы. Материал диссертации изложен на 142 машинописных страницах, включая 18 рисунков и 15 таблиц. Библиография содержит 186 наименований, из них 62 на русском и 124 на иностранных языках.

Заключение Диссертация по теме "Радиобиология", Саримов, Руслан Маратович

Основные результаты работы можно сформулировать следующим образом:

2. Впервые получено распределение средних эффектов компенсации магнитного поля по группе из 40 человек. Распределение целиком сдвинуто в сторону положительных значений, означающих угнетение когнитивной деятельности.

3. Индивидуальные биологические эффекты ГМУ зависят от пола и возраста испытуемого.

4. Биологические эффекты ГМУ зависят от сложности задания. Максимальные эффекты наблюдались как в самом сложном тесте, тесте на идентификацию букв (рост количества ошибок 5.1±1.6%), так и для самой сложной буквы в данном тесте ("Ч", рост количества ошибок 7.4±2.5%).

Благодарности

В заключение считаю своим долгом выразить признательность Бинги Владимиру Николаевичу, под руководством которого выполнена данная работа. Благодарю сотрудников Института общей физики им. A.M. Прохорова РАН Миляева Валерия Александровича и Беляева Игоря Ярославовича за многочисленные обсуждения, ценные советы и замечания, а также коллег по совместной работе, которые всячески поддерживали данную работу: Дьяченко А.И., Степанова Е.В., Кузнецова А.И., Зырянова П.В.

Заключение

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Саримов, Руслан Маратович, Москва

1. СанПин2.2.4.1191-03, Электромагнитные поля в производственных условиях. 2003, М.: Минздрав России.

2. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А., Пальцев Ю.П., Степанов B.C., , Электромагнитное загрязнение окружающей среды и здоровьенаселения России. 1997, М.

3. Кудряшов Ю.Б., Перов Ю.Ф., Рубин А.Б., Радиационная биофизика: радиочастотные и микроволновые электромагнитные излучения. 2008, М.: Физматлит, 184 С.

4. Пресман А.С., Электромагнитные поля и живая природа. 1968, М.: Наука, 288 С.

5. Zhadin M.N., Review of Russian Literature on Biological Action of DC and Low-Frequency AC Magnetic Fields, Bioelectromagnetics, 2001, V. 22(1), P. 27-45.

6. Бреус Т.К., Баевский P.M., Фунтова И.И., Никулина Г.А., Алексеев Е.В., Черникова А.Г., Влияние возмущений геомагнитного поля на реакцию адаптивного стресса у космонавтов, Космические исследования, 2008, Т. 46(4), С. 378-383.

7. Леднев В.В., Белова Н.А., Ермаков A.M., Акимов Е.Б., Тоневицкий А.Г., Регуляция вариабельности сердечного ритма человека с помощью крайне слабых переменных магнитных полей, Биофизика, 2008, Т. 53, С. 648-654.

8. Lyle D.B., Ayotte R.D., Sheppard A.R., Adey W.R., Suppression of T-lymphocyte cytotoxicity following exposure to 60-Hz sinusoidal electric fields, Bioelectromagnetics, 1988, V. 9(3), P. 303-313.

9. Холодов Ю.А., Мозг в электромагнитных полях. 1982, М.: Наука.

10. Холодов Ю.А., Реакции нервной системы на электромагнитные поля. 1992, М.: Наука.

11. Verkasalo Р.К., Kaprio J., Varjonen J., Romanov K., Heikkil K., Koskenvuo M., Magnetic fields of transmission lines and depression, American Journal of Epidemiology, 1997, V. 146(12), P. 1037-1045.

12. Cook C.M., Thomas A.W., Prato F.S., Human electrophysiological and cognitive effects of exposure to ELF magnetic and ELF modulated RF and microwave fields: a review of recent studies, Bioelectromagnetics, 2002, V. 23(2), P. 144-57.

13. Trimmel M., Schweiger E., Effects of an ELF (50 Hz, 1 mT) electromagnetic field (EMF) on concentration in visual attention, perception and memory including effects of EMF sensitivity, Toxicology Letters, 1998, V. 96-97, P. 377-382.

14. Whittington C.J., Podd J.V., Rapley B.R., Acute effects of 50 Hz magnetic field exposure on human visual task and cardiovascular performance, Bioelectromagnetics, 1996, V. 17(2), P. 131-7.

15. Ghione S:, Seppia C.D., Mezzasalma L., Bonfiglio L., Effects of 50 Hz electromagnetic fields on electroencephalographic alpha activity, dental pain threshold and cardiovascular parameters in humans, Neurosci Lett, 2005, V. 382(1-2), P. 112-7.

16. Shupak N.M., Prato F.S., Thomas A.W., Human exposure to a specific pulsed magnetic field: Effects on thermal sensory and pain thresholds, Neuroscience Letters, 2004, V. 363(2), P. 157-162.

17. Cook C.M., Thomas A.W., Prato F.S., Resting EEG Is Affected by Exposure to a Pulsed ELF Magnetic Field, Bioelectromagnetics, 2004, V. 25(3), P. 196-203.

18. Delhez M., Legros J.J., Crasson M., No influence of 20 and 400 uT, 50 Hz magnetic field exposure on cognitive function in humans, Bioelectromagnetics, 2004, V. 25(8), P. 592-598.

19. Kurokawa Y., Nitta H., Imai H., Kabuto M., No influence of short-term exposure to 50-Hz magnetic fields on cognitive performance function in human, Int Arch Occup Environ Health, 2003, V. 76(6), P. 437-442.

20. Chakeres D.W., De Vocht F., Static magnetic field effects on human subjects related to magnetic resonance imaging systems, Prog Biophys Mol Biol, 2005, V. 87(2-3 SPEC. ISS.), P. 255-265.

21. Бинги B.H., Магнитобиология; эксперименты и модели. 2002, М: МИЛТА, 592 С.

22. Beischer D.E., Miller E.F., Knepton J.С., Exposure of man to low intesity magnetic fields in a coil system, 1967, V.(NASA Order R-39).

23. Thoss F., Bartsch В., The human visual threshold depends on direction and strength of a weak magnetic field, J Comp Physiol A Neuroethol Sens Neural Behav Physiol, 2003, V. 189(10), P. 777-9.

24. Thoss F., Bartsch В., The geomagnetic field influences the sensitivity of our eyes, Vision Res, 2007, V. 47(8), P. 1036-41.

25. Подковкин В.Г., Реакция систем гормонально-медиаторной регуляции на гипомагнитное поле на фоне воздействия ионизирующего излучения, Радиационная биология. Радиоэкология, 1995, Т. 35(6), С. 906-909.

26. Гурфинкель Ю.И., Воейков B.JL, Буравлева Е.В., Кондаков С.Э., Влияние геомагнитной активности на динамику седиментации красной крови больных ишемической болезнью сердца., Биомедицинская радиоэлектроника, 2000, Т. 4, С. 3-12.

27. Hillert L., Berglind N., Arnetz B.B., Bellander T., Prevalence of self-reported hypersensitivity to electric or magnetic fields in a population-based questionnaire survey, Scand J Work Environ Health, 2002, V. 28(1), P. 3341.

28. Levallois P., Neutra R., Lee G., Hristova L., Study of self-reported hypersensitivity to electromagnetic fields in California, Environmental Health Perspectives, 2002, V. 110 Suppl 4, P. 619-623.

29. Schreier N., Huss A., Roosli M., The prevalence of symptoms attributed to electromagnetic field exposure: a cross-sectional representative survey in Switzerland, Soz Praventivmed, 2006, V. 51(4), P. 202-9.

30. WHO, Environmental Health Criteria. Static Fields. 2006: WHO, 351 P.

31. Девятков H.Д., Влияние электромагнитного излучения миллиметрового диапазона длин волн на биологические объекты., УФН 1973, Т. 10(3), С. 453—454.

32. IEC, Demonstrating conformance in the low frequency range, 2009, V. 62311.

33. Бинги В.Н., Чернавский Д.С., Рубин А.Б., Фактор температуры и магнитный шум в условиях стохастического резонанса магнитосом Биофизика, 2006, Т. 51(2), С. 274-277.

34. Blakemore R., Magnetotactic bacteria, Science, 1975, V. 190(4212), P. 377379.

35. Kirschvink J. L., Kobayashi-Kirschvink A., Woodford B. J., Magnetite biomineralization in the human brain, Proc Natl Acad Sci USA, 1992, V. 89(16), P. 7683-7.

36. Grassi-Schultheiss P.P., Heller F., Dobson J., Analysis of magnetic material in the human heart, spleen and liver, BioMetals, 1997, V. 10(4), P. 351-355.

37. Schultheiss-Grassi P.P., Dobson J., Magnetic analysis of human brain tissue,

38. Biometals, 1999, V. 12(1), P. 67-72.

39. Бинги B.H., Чернавский Д.С., Стохастический резонанс магнитосом закрепленных в цитоскелете, Биофизика, 2005, Т. 50(4), С. 684-688.

40. Миляев В.А. Б.В.Н., О физической природе магнитобиологических эффектов Квантовая электроника, 2006, Т. 36(8), С. 691-701.

41. Binhi V.N., Rubin А.В., Magnetobiology: the kT paradox and possible solutions, Electromagn Biol Med, 2007, V. 26(1), P. 45-62.

42. Binhi V.N., Chernavskii D.S., Stochastic dynamics of magnetosomes in cytoskeleton, Europhysics Letters, 2005, V. 70(6), P. 850-856.

43. Бинги В.H., Стохастическая динамика магнитных наночастиц и механизм биологической ориентации в геомагнитном поле., Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2005, Т. 6, С. 23-27.

44. Walker M.M., Dennis Т.Е., Kirschvink J.L., The magnetic sense and its use in long-distance navigation by animals, Current Opinion in Neurobiology, 2002, V. 12(6), P. 735-744.

45. Wiltschko W., Munro U., Wiltschko R., Kirschvink J.L., Magnetite-based magnetoreception in birds: The effect of a biasing field and a pulse on migratory behavior, Journal of Experimental Biology, 2002, V. 205(19), P. 3031-3037.

46. Davila A.F., Fleissner G., Winklhofer M., Petersen N., A new model for a magnetoreceptor in homing pigeons based on interacting clusters of superparamagnetic magnetite, Physics and Chemistry of the Earth, 2003, V. 28(16-19), P. 647-652.

47. Hanzlik M., Heunemann C., Holtkamp-Rotzler E., Winklhofer M., Petersen N., Fleissner G., Superparamagnetic magnetite in the upper beak tissue of homing pigeons, BioMetals, 2000, V. 13(4), P. 325-331.

48. Бинги B.H., Савин A.B., Физические проблемы действия слабых магнитных полей на биологические системы, УФЫ 2003, Т. 173(3), С. 265-300.

49. Wiltschko R., Nohr D., Wiltschko W., Pigeons with a deficient sun compass use the magnetic compass, Science, 1981, V. 214(4518), P. 343-345.

50. Wiltschko W., Gesson M., Stapput K., Wiltschko R., Light-dependent magnetoreception in birds: Interaction of at least two different receptors, Naturwissenschaften, 2004, V. 91(3), P. 130-134.

51. Ritz Т., Thalau P., Phillips J.B., Wiltschko R., Wiltschko W., Resonance effects indicate a radical-pair mechanism for avian magnetic compass, Nature, 2004, V. 429(6988), P. 177-180.

52. Thoss F., Bartsch В., Fritzsche В., Tellschaft D., Thoss M., The magnetic field sensitivity of the human visual system shows resonance and compass characteristic, J Comp Physiol A., 2000, V. 186(10), P. 1007-10.

53. Ritz Т., Adem S., Schulten K., A model for photoreceptor-based magnetoreception in birds, Biophysical Journal, 2000, V. 78(2), P. 707-718.

54. Solov'yov I.A., Schulten K., Magnetoreception through cryptochrome may involve superoxide, Biophysical Journal, 2009, V. 96(12), P. 4804-4813.

55. Бучаченко А.Л., Сагдеев P.3., Салихов K.M., Магнитные и спиновые эффекты в химических реакциях. 1978, Новосибирск: Наука, Сибирское отделение.

56. McLauchlan К.A., Magnetokinetics, mechanistics and synthesis, Chemistry in Britain, 1989, V. 25(9), P. 895-898.

57. Wiltschko W., Wiltschko R., Magnetoreception in birds: Two receptors for two different tasks, Journal of Ornithology, 2007, V. 148(SUPPL. 1), P. 6167.

58. Jenrow К.А., Smith С.Н., Liboff A.R., Weak extremely-low-frequency magnetic fields and regeneration in the planarian Dugesia tigrina, Bioelectromagnetics, 1995, V. 16(2), P. 106-112.

59. Sarimov R., Markova E., Johansson F., Jenssen D., Belyaev I., Exposure to ELF magnetic field tuned to Zn inhibits growth of cancer cells, Bioelectromagnetics, 2005, V. 26(8), P. 631-638.

60. Дерюгина О.Н., Писаченко Т.М., Жадин М.Н., Комбинированное действие переменного и постоянного магнитных полей на поведение крыс в "открытом поле", Биофизика 1996, Т. 41(3), С. 762-764

61. Пирузян JI.A., Лазарев А.В., Кшуташвили Т.Ш., Ульянкин Н.И., Кузнецов А.И., Воздействие низкочастотного магнитного поля на натриевый ток миокардиальных клеток Доклады академии наук, 1984, Т. 274(4), С. 952.

62. Liboff A.R., Geomagnetic cyclotron resonance in living cells, Journal of Biological Physics, 1985, V. 13(4), P. 99-102.

63. Chiabrera A., Bianco В., Caratozzolo F., Giannetti G., Grattarola M., Viviani R., Electric and magnetic field effects on ligand binding to the cell membrane, Interactions between Electromagnetic Fields and Cells, 1985, V., P. 253-280.

64. Blanchard J.P., Blackman C.F., Clarification and application of an ion parametric resonance model for magnetic field interactions with biological systems, Bioelectromagnetics, 1994, V. 15(3), P. 217-238.

65. Леднев B.B., Биоэффекты слабых комбинированных постоянных и переменных магнитных полей Биофизика, 1996, Т. 41(1), С. 224-231.

66. Zhadin M.N., Fesenko Е.Е., Ionic cyclotron resonance in biomolecules, Biomedical science, 1990, V. 1(3), P. 245-250.

67. Adair R.K., Constraints on biological effects of weak extremely-low-frequency electromagnetic fields, Physical Review A, 1991, V. 43(2), P. 1039-1048.

68. Chapman C.E., Blondin J.P., Lapierre A.M., Nguyen D.H., Forget R., Plante M., Goulet D., Perception of local DC and AC electric fields in humans, Bioelectromagnetics, 2005, V. 26(5), P. 357-366.

69. Bailey W.H., Charry J.M., Behavioral monitoring of rats during exposure to air ions and DC electric fields. Vol. 7. 1986, P. 329-339.

70. Creim J.A., Lovely R.H., Weigel R.J., Forsythe W.C., Anderson L.E., Rats avoid exposure to HVdc electric fields: a dose response study, Bioelectromagnetics, 1993, V. 14(4), P. 341-352.

71. Creim J.A., Lovely R.H., Weigel R.J., Forsythe W.C., Anderson L.E., Failure to produce taste-aversion learning in rats exposed to static electric fields and air ions, Bioelectromagnetics, 1995, V. 16(5), P. 301-306.

72. Dolezalek H., Atmospheric electricity. In: Handbook of chemistry and physics. . 1979, Cleveland, OH: Chemical Rubber Publishing Co.

73. Stuchly M.A., Gandhi O.P., Inter-laboratory comparison of numerical dosimetry for human exposure to 60 Hz electric and magnetic fields, Bioelectromagnetics, 2000, V. 21(3), P. 167-174.

74. Dawson T.W., Caputa K., Stuchly M.A., High-resolution organ dosimetry for human exposure to low-frequency electric fields, IEEE Transactions on Power Delivery, 1998, V. 13(2), P. 366-373.

75. Рубин А.Б., Биофизика, учебник в 2 тт. 2004, М.: издательство Московского университета.

76. Эйди У.Р., Частотные и энергетические окна при воздействии слабых электромагнитных полей на живую ткань ТИИЭР, 1980, Т. 68(1), С. 140-147.

77. Shckorbatov Y.G., Shakhbazov V.G., Rudenko A.O., Modification of electrokinetic properties of nuclei in human buccal epithelial cells by electric fields, Bioelectromagnetics, 2001, V. 22(2), P. 106-111.

78. Blank M., Soo L., Lin H., Henderson A.S., Goodman R., Changes in transcription in HL-60 cells following exposure to alternating currents from electric fields, Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1992, V. 28(1-2), P. 301-309.

79. Cho M.R., Thatte H.S., Silvia M.T., Golan D.E., Transmembrane calcium influx induced by ac electric fields, FASEB Journal, 1999, V. 13(6), P. 677683.

80. Broers D., Kraepelin G., Lamprecht I., Schulz O., Mycotypha africana in low-level athermic ELF magnetic fields. Changes in growth parameters, Bioelectrochemistry and Bioenergetics, 1992, V. 27(3), P. 281-291.

81. Скайлс Д.Д., Геомагнитное поле, его природа, история и его значение для биологии, раздел в книге "Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое о биомагнетизме", 1989, М.: Мир, в 2-х т. Пер. с англ. / Под ред. Дж. Киршвинка, Д. Джонса, Б. Мак-Фаддена.

82. Schenck J.F., Dumoulin C.L., Redington R.W., Kressel H.Y., Elliott R.T., McDougall I.L., Human exposure to 4.0-tesla magnetic fields in a whole-body scanner, Medical Physics, 1992, V. 19(4), P. 1089-1098.

83. Baker R.R., Goal orientation by blindfolded humans after long-distance displacement: Possible involvement of a magnetic sense, Science, 1980, V. 210(4469), P. 555-557.

84. Бэкер P.P., Магниторецепция у человека и других приматов, раздел в книге "Биогенный магнетит и магниторецепция. Новое а биомагнетизме", 1989, М.: Мир, в 2-х т. Пер. с англ. / Под ред. Дж. Киршвинка, Д. Джонса, Б. Мак-Фаддена.

85. Carrubba S., Frilot С., Chesson A.L., Marino А.А., Nonlinear EEG activation evoked by low-strength low-frequency magnetic fields, Neuroscience Letters, 2007, V. 417(2), P. 212-216.i

86. Alexander H.S., Biomagnetics: The biological effects of magnetic fields, Am. J. Med. Electron., 1962, V. 1, P. 181-187.

87. Холодов Ю.А., Влияние электромагнитных и магнитных полей на центральную нервную систему. 1966, М.: Наука, 247 С.

88. Ye S.R., Yang J.W., Chen C.M., Effect of static magnetic fields on the amplitude of action potential in the lateral giant neuron of crayfish, International Journal of Radiation Biology, 2004, V. 80(10), P. 699-708.

89. Prina-Mello A., Farrell E., Prendergast P.J., Campbell V., Coey J.M.D., Influence of strong static magnetic fields on primary cortical neurons, Bioelectromagnetics, 2006, V. 27(1), P. 35-42.

90. Teodori L., Gohde W., Valente M.G., Tagliaferri F., Coletti D., Perniconi

91. B., Bergamaschi A., Cerella С., Ghibelli L., Static magnetic fields affect calcium fluxes and inhibit stress-induced apoptosis in human glioblastoma cells, Cytometry, 2002, V. 49(4), P. 143-149.

92. Fanelli C., Coppola S., Barone R., Colussi C., Gualandi G., Volpe P., Ghibelli L., Magnetic fields increase cell survival by inhibiting apoptosis via modulation of Ca2+ influx, FASEB Journal, 1999, V. 13(1), P. 95-102.

93. Темурянц H.A., Макеев В.Б., Малыгина В.И., Влияние слабых переменных магнитных полей крайне низких частот на инфрадиальную ритмику симпатоадреналовой системы крыс, Биофизика, 1992, Т. 37(4),1. C. 653-655.

94. Hungerer S., Augat Р., Buhren V., Electromagnetic procedure for impaired bone healing : EEEvidence relating to this additive method, Elektromagnetische Verfahren bei KnochcnhcilungssMCtorungen :

95. EEEvidenz dieser additiveTyn manahme, 2008, V. 10(SUPPL. 2), P. 219225.

96. Leucht Т., Effects of weak magnetic fields on background adaptation in Xenopus laevis, Naturwissenschaften, 1987, V. 74(4), P. 192-194.

97. Markov M., Muehsam D.J., Pilla A.A. Weak static magnetic field modulation of myosin phosphorylation in a cell-free preparation: Calcium dependence, in Abstract Book of the 3rd Int. Congress of the EBEA. 1996.

98. Blackman C.F., Benane S.G., Rabinowitz J.R., A role for the magnetic field in the radiation-induced efflux of calcium ions from brain tissue in vitro, Bioelectromagnetics, 1985, V. 6(4), P. 327-337.

99. Baureus Koch C.L.M., Sommarin M., Persson B.R.R., Salford L.G., Eberhardt J.L., Interaction between Weak Low Frequency Magnetic Fields and Cell Membranes, Bioelectromagnetics, 2003, V. 24(6), P. 395-402.

100. Ross S.M., Combined DC and ELF magnetic fields can alter cell proliferation, Bioelectromagnetics, 1990, V. 11(1), P. 27-36.

101. Панасенко О.О., Ким М.В., Б. Г.Н., Структура и свойства малых белков теплового шока, Успехи биологической химии,, 2003, Т. 43, С. 59—98.

102. Бабушкина И.В., Рунович А.А., Г.Б. Б., В.К. В., Курильская Т.Е., Пивоваров Ю.И., Бадуев Б.К., Сергеева А.С., Эндогенная защита миокарда: роль белков теплового шока в механизмах прекондиционирования Бюллетень ВСНЦ СО РАМН, 2006, Т. 5(51), С. 27-31.

103. Tokalov S.V., Gutzeit H.O., Weak electromagnetic fields (50 Hz) elicit a stress response in human cells, Environmental Research, 2004, V. 94(2), P. 145-151.

104. Агаджанян H.A., Власова И.Г., Влияние инфранизкочастотного магнитного поля на ритмику нервных клеток и их устойчивость к гипоксии, Биофизика, 1992, Т. 37(4), С. 681-689.

105. Шемьи-Заде А.Э., Трансформации импульсной солнечной активности в пертурбации радона и аэроионные поля планеты, Биофизика, 1992, Т. 37(4), С. 591-600.

106. Дубров А.П., Геомагнитное поле и жизнь. 1974, Л.: Гидрометеоиздат.

107. Материалы третьего симпозиума по космофизическим корреляциям в биологических и физико-химических процессах, Биофизика, 1995, Т. 40(4-5),

108. Материалы четвертого симпозиума по космофизическим корреляциям в биологических и физико-химических процессах, Биофизика, 1998, Т. 43(4),

109. Berk М., Dodd S., Henry М., Do ambient electromagnetic fields affect behaviour? A demonstration of the relationship between geomagnetic storm activity and suicide, Bioelectromagnetics, 2006, V. 27(2), P. 151-155.

110. Кулешова В.П., Пулинец C.A., Сазанова E.A., Харченко A.M., Биотропные эффекты геомагнитных бурь и их сезонные закономерности, Биофизика, 2001, Т. 46(5), С. 930-934.

111. Клейменова Н.Г., Козырева О.В., Бреус Т.К., Рапопорт С.И., Сезонные вариации инфарктов миокарда и возможное биотропное влияние короткопериодных пульсаций геомагнитного поля на сердечнососудистую систему, Биофизика, 2007, Т. 52(6), С. 1112-1119.

112. Мартынюк B.C., Связь динамики электрических характеристик организма человека с вариациями космической погоды, Геофизические процессы и биосфера, 2005, Т. 4(1/2), С. 53-61.

113. Palmer S.J., Rycroft M.J., Cermack М., Solar and geomagnetic activity, extremely low frequency magnetic and electric fields and human health at the Earth's surface, Surveys in Geophysics, 2006, V. 27(5), P. 557-595.

114. Любимов В.В., Рагульская М.В., Электромагнитные поля, их биотропность и нормы экологической безопасности, http://www.med2000.ru/art3 00/artikl3 03 .htm

115. Лушникова Е.Л. К.М.Т., Молодых О.П., Ащеулова Н.В., Тканевая и внутриклеточная реорганизация миокарда мышей при воздействии гипогеомагнитного поля, Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1977, V. 10, Р. 455-459.

116. Новиков В.В., Шейман И.М., Фесенко Е.Е., Влияние слабых и сверхслабых постоянных магнитных полей на интенсивность деления планарий Dugesia tigrina, Биофизика, 2007, Т. 52(5), С. 912-915.

117. Григорьев Ю.Г., Реакция организма в ослабленном геомагнитном поле (эффект магнитной депривации), Радиационная биология. Радиоэкология, 1995, Т. 35(1), С. 3-18.

118. Нахилъницкая Н., Магнитное поле и жизнедеятельность организмов, раздел в книге "Проблемы космической биологии", 1978, Москва, Р. 268 стр.

119. Копанев В.И., Шакула A.B., Влияние гипогеомагнитного поля на биологические объекты. 1985, Л.: Наука.

120. Leucht Т., Interaction of light and gravity reception with MFs in xenopus laevis, J. Exp. Biol., 1990, V. 148, P. 325-334.

121. Belyaev I.Y., Alipov Y.D., Harms-Ringdahl M., Effects of zero magnetic field on the conformation of chromatin in human cells, Biochimica et Biophysica Acta General Subjects, 1997, V. 1336(3), P. 465-473.

122. Веркин Б.И., Бондаренко С.И., Шеремет В.И., Дудаева А.А., Сафонова Т.С., Юрченко Г.Г., Влияние слабого магнитного поля на некоторые виды бактерий, Микробиология, 1976, Т. 6, С. 1067-1070.

123. Новиков С.М., Исследование действия ослабленного магнитного поля на функционирование нервной клетки. 2007, М.: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук.

124. Nikolskaya К.A., Yeshchenko O.V., Pratusevich V., The opioid system and magnetic field perception, Electromagnetic Biology and Medicine, 1999, V. 18(3), P. 277-290.

125. Del Seppia C., Ghione S., Luschi P., Ossenkopp K.P., Choleris E., Kavaliers M., Pain perception and electromagnetic fields, Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2007, V. 31(4), P. 619-642.

126. Del Seppia C., Luschi P., Ghione S., Crosio E., Choleris E., Papi F., Exposure to a hypogeomagnetic field or to oscillating magnetic fields similarly reduce stress-induced analgesia in C57 male mice, Life Sciences, 2000, V. 66(14), P. 1299-1306.

127. Рапопорт С.И., Малиновская Н.К., Эпифиз орган-мишень биотропного действия естественных магнитных бурь, Буковинский медичний вюник., 2006, Т. 4, С. 14-15.

128. Лукьянова С.Н., Феноменология и генез изменений в суммарной биоэлектрической активности головного мозга на электромагнитное излучение Радиационная биология. Радиоэкология, 2002, Т. 42(3), С. 308-314.

129. Preece A.W., Wesnes К.А., Iwi G.R., The effect of a 50 Hz magnetic field on cognitive function in humans, Int J Radiat Biol, 1998, V. 74(4), P. 46370.

130. Keetley V., Wood A., Sadafi H., Stough C., Neuropsychological sequelae of 50 Hz magnetic fields, International Journal of Radiation Biology, 2001, V. 77(6), P. 735-742.

131. Podd J., Abbott J., Kazantzis N., Rowland A., Brief exposure to a 50 Hz, 100 microT magnetic field: effects on reaction time, accuracy, and recognition memory, Bioelectromagnetics, 2002, V. 23(3), P. 189-95.

132. Koziak A.M., Desjardins D., Keenliside L.D., Thomas A.W., Prato F.S., Light alters nociceptive effects of magnetic field shielding, Bioelectromagnetics, 2006, V. 27(1), P. 10-15.

133. Ding G.R., Yaguchi H., Yoshida M., Miyakoshi J., Increase in X-ray-induced mutations by exposure to magnetic field (60 Hz, 5 mT) in NF-kappaB-inhibited cells., Biochemical and biophysical research communications, 2000, V. 276(1), P. 238-243.

134. Cadossi R., Bersani F., Cossarizza A., Zucchini P., Emilia G., Torelli G., Franceschi C., Lymphocytes and low-frequency electromagnetic fields, FASEB Journal, 1992, V. 6(9), P. 2667-2674.

135. Shcheglov Y.S., Alipov E.D., Belyaev I.Y., Cell-to-cell communication in response of E. coli cells at different phases of growth to low-intensity microwaves, Biochimica et Biophysica Acta General Subjects, 2002, V. 1572(1), P. 101-106.

136. Мартынюк B.C., Мартынкж С.Б., Влияние экологически значимого переменного магнитного поля на метаболические параметры в головном мозге животных, Биофизика, 2001, Т. 46(5), С. 910-914.

137. Dobson J., Investigation of age-related variations in biogenic magnetite levels in the human hippocampus, Exp Brain Res, 2002, V. 144(1), P. 122-6.

138. Graham C., Sastre A., Cook M.R., Gerkovich M.M., Nocturnal magnetic field exposure: gender-specific effects on heart rate variability and sleep, ClinNeurophysiol, 2000, V. 111(11), P. 1936-41.

139. Lyskov E., Kalezic N., Markov M., Mild K.H., Thunberg J., Johansson H., Low frequency therapeutic EMF differently influences experimental musclepain in female and male subjects, Bioelectromagnetics, 2005, V. 26(4), P. 299-304.

140. Eltiti S., Wallace D., Zougkou K., Russo R., Joseph S., Rasor P., Fox E., Development and evaluation of the electromagnetic hypersensitivity questionnaire, Bioelectromagnetics, 2007, V. 28(2), P. 137-51.

141. Levallois P., Hypersensitivity of human subjects to environmental electric and magnetic field exposure: a review of the literature, Environmental Health Perspectives, 2002, V. 110 Suppl 4, P. 613-618.

142. Rubin G.J., Das Munshi J., Wessely S., Electromagnetic hypersensitivity: a systematic review of provocation studies, Psychosom Med, 2005, V. 67(2), P. 224-32.

143. Schrottner J., Leitgeb N., Hillert L., Investigation of electric current perception thresholds of different EHS groups, Bioelectromagnetics, 2007, V. 28(3), P. 208-213.

144. Leitgeb N., Schrottner J., Electrosensibility and Electromagnetic Hypersensitivity, Bioelectromagnetics, 2003, V. 24(6), P. 387-394.

145. Stroop J.R., Studies of interference in serial verbal reactions., J. Exp. Psychol., 1935, V. 18, P. 643-662.

146. Kuffler S.W., Discharge patterns and functional organization of mammalian retina, J Neurophysiol, 1953, V. 16(1), P. 37-68.

147. Бинги В.H., Заруцкий А.А., Капранов C.B., Котельников С.Н., Миляев В.А., Саримов P.M., Метод исследования влияния "магнитноговакуума" на цветовую память человека., Радиационная биология. Радиоэкология, 2005, Т. 45(4), С. 451-456.

148. Shepard R.N., Cooper L.A., Mental images and their transformation. 1982, Cambridge: MIT Press.

149. Кендалл M. Дж., А. С., Теория распределений. 1966, Москва: "Наука", 588.

150. Светозаров В.В., Основы статистической обработки результатов измерений. 1983, Москва: МИФИ.

151. Benjamini Y., Hochberg Y., Controlling the false discovery rate: A practical and powerful approach to multiple testing, J. R. Stat. Soc. B, 1995, V. 57, P. 289-300.

152. Wand M.P., Jones M.C., Kernel smoothing. 1995, London.

153. Ward J.H., Hierarchical grouping to ptimize an objective function., Journal of the American Statistical Association, 1963, V. 58, P. 236.

154. StatSoft I., Electronic Statistics Textbook, http://www.statsoft.com/textbook/stchian.html

155. Lindman H.R., Analysis of variance in complex experimental design. 1974, San Francisco: W.H. Freeman & Co.

156. Kaiser H.F.', The application of electronic computers to factor analysis, Educational and Psychological Measurement, 1960, V. 20, P. 141-151.

157. Cattell R.B., The screen test for the number of factors, Multivariate Behavioral Research, 1966, V. 1, P. 629-637.

158. Sienkiewicz Z., Jones N., Bottomley A., Neurobehavioural effects of electromagnetic fields, Bioelectromagnetics, 2005, V. 26(SUPPL. 7),

159. Reiter R.J., Melatonin suppression by static and extremely low frequency electromagnetic fields: Relationship to the reported increased incidence of cancer, Reviews on Environmental Health, 1994, V. 10(3-4), P. 171-186.

160. Бинги В.Н., Миляев В.А., Саримов P.M., Заруцкий A.A., Влияние электростатического и «нулевого» магнитного полей на психофизиологическое состояние человека., Биомедицинские технологии и радиоэлектроника, 2006, Т. 8-9, С. 49-57.

161. Юрьев М.В., Никитин М.П., Бресенцов H.A., Никитин П.И., Неинвазивный метод количественной детекции магнитных наночастиц в живых организмах., Тезисы докладов 51-ой научной конференции МФТИ., 2008, Москва- Долгопрудный, С. 243-245.

162. Крылова В., Рублевые облигации: где живет ликвидность?, http ://bonds. fmam.ru/ comments/item 12B40/rqdate7D6070D/default, asp

Информация о работе

Саримов, Руслан Маратович
кандидата биологических наук
Москва, 2009
ВАК 03.00.01

Диссертация

Влияние гипомагнитных условий на некоторые психофизиологические реакции человека - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы