Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Восприятие человеком электромагнитных полей в зависимости от его индивидуальных особенностей

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Восприятие человеком электромагнитных полей в зависимости от его индивидуальных особенностей"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ

_ п п м ^ ' ' • ч ?

На правах рукописи

КОТРОВСКАЯ Татьяна Ивановна

ВОСПРИЯТИЕ ЧЕЛОВЕКОМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ЕГО ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ

03.ОС.13 - физиология человека и животных

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва - 1996

Работа выполнена в Институте высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Н.Н.Лебедева

я

доктор медицинских наук Ю.Л.Арзуманов, •доктор биологических наук С.Н.Лукьянова

Ведущая организация: кафедра физиологии высшей нервной деятельности МГУ

Защита состоится 7 февраля 1996 года в часов на заседании диссертационного совета Д 003.10.02 Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН по адресу: 117865, г.Москва, ул.Бутлерова, 5-а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН.

Автореферат разослан " " 1996 г.

Ученый секретарь спецсовета, д.б.н.

Н.Н.Лебедева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы . .

Одним из факторов среды, под влиянием которого проходило становление тизни на Земле, являются слабые электромагнитные поля (ЭМП), главным образом, инфраниэкочастотного (ИНЧ) диапазона. В процессе эволюции сформировалась высокая чувствительность живых организмов к таким ЭМП. По мнению ряда авторов ИНЧ ЭМП оказывают существенное; влияние на жизнедеятельность человека (Пресмзн, 1968; Темурьянц и др., 1992; СЬ1аЬгега 1994 >

Развитие цивилизации породило появление множества антропс генных факторов, в том числе, искусственных ЭКП (в основном в диапазоне промышленных и радиочастот), которые создают сильное "электромагнитное загрязнение" биосферы, внося свой вклад в ухудшение экол! .гической обстановки ' Плеханов, 1уС"*

Широкое промышленное использование ЭМП потребовало от специ алистов в области гигиены разработки норматинчв по предельно допустимым урорням при работе- с ЭМП самых ра^л^чн»/. характеристик Кроме того, в последние годы ЭМП все активнее применяются для лечения целого ряда заболевании, что привело к созданию нового раздела - электромагнитной (ЭМ) медицины (Демецкий и др., 1991; Жуков, Лазаревич. 1989; Плетнев. 1995; Послнвский. 1995; Вазг.-Гг . 1994).

ч

В этой связи изучение реакций организма человека на воздействие различных ОМП представляется весьма актуальной задачей.

Современные исследования свидетельствуют о том, что биологические эффекты ОМП определяются его биотропными параметрами (интенсивностью, частотой, формой сигнала, локализацией, экспозицией и пр.). Высказанное Н.Л:Ас1еу еще в 70-е годы предположение о существовании в электромагнитном спектре "амплитудно-частотных

окон", где биологические эффекты выражены значительнее, было подтверждено экспериментально (Ас1еу, 1980; Темурьянц, 1992; Плеханов, 1990; Лебедева, 1992).

Показано, что низкоинтенсивные ЭМП оказывают существенное действие на живые системы разных уровней организации, при этом влиянию подвергаются все органы и ткани, но наиболее чувствительной является нервная система. Ответные реакции организма человека преимущественно изучаются на субсенсорном уровне (Плеханов, 1986, Лысков, 1994, Сидякин, 1986; Волынский, 1984; Ьуэкоу, 1995 и др.). Хотя возможности сенсорного восприятия ЭМП отмечены еще в прошлом веке (Григорьев, 1881; Дюрвиль, 1913 и др.), неспецифические сенсорные реакции на различные ЭМП стали исследовать только в последние годы (Андреев и др. 1985, Баженова, 1992; Кори-невская и др.,1993; Лебедева, 1995; Stefanov, Statev, 1868). Этот метод позволяет определить биотропные параметры ЭМП и индивидуальные особенности сенсорных реакций человека.

Для оценки сенсорных реакций на воздействие ниэкоинтенсивных ЭМП в нашей работе были выбраны практически полярные частоты не-ионизирующей части'ЭМ-спектра - ИНЧ- и КВЧ-диапазоны. ЭМП ИНЧ-ди-апазона являются спектральными вариациями электромагнитного фона Земли, а КВЧ-волны, практически отсутствуют в биосфере, т.к., проходя из космического пространства, сильно поглощаются водными слоями атмосферы. В настоящее время в терапевтических приборах для электромагнитной терапии применяются определенные частоты этих диапазонов. При этом, было замечено, что эффективность лечения в значительной степени зависит от выбора параметров излучения для каждого пациента индивидуально (Гедымин и др., 1994; Дремучее, 1995; Зданович, Пославский, 1995).

Цель работы заключается в исследовании роли некоторых индивидуальных особенностей (психофизиологических и нейрофизиологических) человека в восприятии низкоинтенсивных электромагнитных полей инфранизкочастотного и крайневысокочастотного диапазонов.

Конкретные задачи исследования:

1. Исследовать качество сенсорной индикации человека низкоинтенсивных полей ИНЧ- и КВЧ-диапазона, используя показатели прочности реакции и уровня ложных тревог, латентного периода, модальности ощущений.

2. Выявить взаимосвязь латентного времени реакции испытуемых с качеством сенсорной индикации ЭМ-сигнала и физическими особенностями изучаемых диапазонов ЭМП.

3. Определить зависимость качества сенсорной индикации ЭМП от индивидуальных психофизиологических и нейрофизиологических особенностей организма испытуемых.

1. Восприятие человеком ЭМП на уровне ощущений коррелирует с его психофизиологическими и нейрофизиологическими особенностями.

2. Латентный период сенсорной индикации ЭМ-стимула определяется степенью эм-чувствительности человека и физическими характеристиками стимула.

Впервые показана взаимосвязь электромагнитной чувствительности человека с психофизиологическими и нейрофизиологическими особенностями организма человека.

Научно-практическая ценность работы

Полученные результаты имеют фундаментальное значение, т.к. расширяют представление о биологической значимости ЭМП, вносят

вклад в понимание механизмов взаимодействия ЭМП с организмом человека, расширяют методические возможности сенсорной физиологии.

Практическое значение полученных результатов состоит в том, что показаны особенности в восприятии ЭМП, определяющие индивидуальную ЭМ-чувствительность. Это необходимо учитывать при разработке гигиенических нормативов, а также при применении ИНЧ- и КВЧ ЭМП в медицинской практике.

Апробация работы

Основные положения диссертации доложены на междисциплинарном семинаре "Биологические системы и электромагнитные поля" <1994), на заседании научного медико-биологического общества КВЧ (1993, 1994) и на X Международном симпозиуме "Миллиметровые волны в медицине и биологии" (Москва, 1995).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 2 работы, 1 находится в печати.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Было выполнено 2 серии экспериментов (с ИНЧ- и КВЧ-воздействием) при участии 56 практически здоровых испытуемых в возрасте от 17 до 40 лет (19 мужчин и 37 женщин).

С каждым испытуемым проводили по 10 опытов, подавая ЭМП попеременно на правую и левую руку. В каждом опыте давали 20 предъявлений ЭМ-стимулов и пустых проб. Во время эксперимента испытуемый размещался в удобной для него позе в кресле с подголовником в звукоизолированной экранированной экспериментальной камере со сниженным уровнем освещенности.

При работе с генераторами ИНЧ-сигнала, стимул подавался на кисть руки испытуемого, которая располагалась в центре соленоида. КВЧ- стимул наносили на тыльную сторону кисти между первой и второй пястными костями (в области точки Хэ-Гу (614)).

В связи с тем, что в проводимых экспериментах принимали участие люди, для исследований использовали электромагнитные поля (ЭМП), создаваемые приборами для электромагнитной терапии ("Алимп", "Явь-1", "Шлем", "Луч-2"), имеющими сертификат Минздрава России.

Применяемые терапевтические аппараты создавали низкоинтенсивное (нетепловое) электромагнитное излучение. При ИНЧ-воздейс-твии интенсивности стимула составляли 1, 5, 30 мТл. Интенсивность

ЭМ-излучения КВЧ-аппаратов - 5 мВт/см2,

В течение серии экспериментов осуществлялась метрологическая поверка всех генераторов ЭМП.

Для оценки процесса восприятия человеком электромагнитных стимулов применяли психофизический метод, разработанный в лаборатории электромагнитной нейрофизиологии ИВНД и НФ РАН, - метод сенсорной индикации. Этот метод был предложен Ю.А.Холодовым в 1976 году и модифицирован Н.Н.Лебедевой (1992).

Экспериментальные исследования проводили на автоматизированной экспериментальной установке с учетом современных требований к психофизическому эксперименту, которая позволяла осуществлять слепой контроль при проведении и обработке результатов эксперимента, производить подачу ЭМ-стимулов и пустых проб с квазислучайным распределением и фиксировать латентное время ответа испытуемых .

Для оценки качества сенсорной индикации использовали следу-

ющие показатели:

- прочность реакции - ПрР (отношение числа правильно распознанных проб к общему числу ЭМ-сигналов);

- уровень ложных тревог - УрЛТ (отношение числа утвердительных ответов к общему числу пустых проб).

- величину латентного периода реакции испытуемого (Тлат) на ЭМ-сигнал и на пустую пробу (ложные тревоги);

- модальность возникающих ощущений.

При анализе Тлат. строили суммарные гистограммы распределения латентного времени истинных реакций и ложных тревог.

Достоверность различий выборок латентного времени реакции различных групп испытуемых оценивали с помощью непараметрического дисперсионного анализа, а показателей ПрР и УрЛТ для каждого человека во время каждой серии опытов - по критерию Манна-Уитни.

Для оценки влияния ЭМП на психофизиологические реакции применяли две методики. Первая - время простой двигательной реакции (БПДР) на свет и звук. ВПДР - устойчивая психофизиологическая реакция, дающая возможность оценить силу воздействующего фактора и тип нервной системы испытуемого (Бойко, 1964).

Чтобы предотвратить выработку рефлекса на время, звуковые и световые стимулы подавались автоматически с квазислучайным распределением времени предъявления от долей до 2-х секунд (Холодов, Лебедева, 1992).

Вторая психофизиологическая методика - определение критической частоты слияния мельканий (КЧСМ), эта методика позволяет исследовать не только работу зрительного анализатора, но и оценить функциональное состояние мозга, в том числе, межполушарную асимметрию (Казановская, 1994).

Для выявления индивидуальных особенностей биоэлектрической активности коры головного мозга испытуемых оценивали параметры альфа-ритма (мощность спектра и пространственную организацию), поскольку именно альфа-ритму отводится определяющая роль в механизмах организации мозговой деятельности и регуляции уровня кортикальной возбудимости (Хомская, 1972; Данилова, 1985; Русинов,

1987); кроме того, в ряде исследований (Лебедева, 1991, 1992; Суш

лимова, 1992) было показано, что этот ритм является наиболее реактивным из всех ритмов ЭЭГ при реакциях ЦНС на низкоинтенсивные ЭМП. Запись ЭЭГ проводили у каждого испытуемого перед началом опытов. Электроды располагали монополярно по международной схеме 10-20 % по четырем парным отведениям: фронтальным Fa-F-», центральным Сэ - С.4 , теменным Рэ- P<i и затылочным Oi - Оз с референтным объединенным ушным электродом. Регистрация ЭЭГ осуществлялась на энцефалографе EEG - 16 фирмы Медикор (постоянная времени 0,3 с и фильтр верхних частот - 30 Гц, усиление - 50 мкВ). Обработка ЭЭГ проводилась ка PC-"Amstrad" методом спектрально-корреляционного анализа с использованием быстрого преобразовгжия Фурье (пакет программ разработан в ИВНД и НФ РАН).

Понятие порога при восприятии ЭМП является неоднозначным из-за того, что реакция на ЭМП определяется различными биотропны-ми параметрами (частота, интенсивность, локализация, экспозиция, форма сигнала и т.д.) и при изменении любого из них изменяется и реакция на ЭМП. Таким образом, измерение порога чувствительности к ЭМП представляется технически весьма сложным. В связи с этим мы решили связать чувствительность к ЭМП с каким-либо другим порогом и выбрали порог к электротоку. Оценку порогов к электротоку и болевых электрических порогов проводили с помощью электростимуля-

тора (ЭСЛ-1) методом минимальных изменений восходящих и нисходящих рядов (Бардин, 1976).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ электромагнитной чувствительности по показателям прочности реакции "(ПрР) и уровня ложных тревог. (УрЛТ) выявил, что исследуемые показатели наблюдали в трех комбинационных вариантах, согласно которым испытуемых разделили на три группы.

В 1 группу вошли испытуемые (серия с ИНЧ-воздействием - 12 человек, с КВЧ - 15), достоверно (р<0,05) различавшие электромагнитные сигналы от пустых проб, при этом показатели прочности реакции в среднем составили 73-8Х, а показатели уровня ложных тревог - 32-52.

2 группа - это субъекты (ИНЧ - 14, КВЧ - 18 человек), не различавшие достоверно ЭМ-стимул от пустой пробы; значения показателей прочности реакции и уровня ложных тревог у них были близки между собой и составили соответственно 39-7Х и 33-72.

В 3-й группе испытуемые (ИНЧ - 11, КВЧ - 16 человек) имели высокие средние значения показателей прочности реакции (86±5Х), однако, из-за высокого уровня ложных тревог (72-8%) различение электромагнитного стимула от пустой пробы у них было недостоверно.

Характерная динамика показателей ПрР и УрЛТ для отдельных испытуемых всех трех групп представлена на рис.1.

Субъективные отчеты испытуемых свидетельствовали о различной модальности возникающих ощущений, которая обусловливалась как индивидуальными особенностями испытуемого, так и действующим ЭМП .

ш

1

ы

Л-п \\ ¡на \\

\\ \\' 1 '•

\\ л\ \\ \У В-.

ч м №

) / \ \ ч. >/1

номер опыта

Рис.1 Динамика показателей ПрР (светлые столбики) и УрЛТ (темные столбики) для исп. П. из 1 (А), исп. М. из 2 (Б) и исп. Н. из 3 (В) группы.

В среднем по отчетам всех испытуемых, независимо от того, к какой группе они относились, модальности ощущений распределились следующим образом:

- для ИНЧ-сигнала: покалывание - 48.5%, вибрация, прикосновение, давление - 34,7%, тепло-холод - 10,8%, прочие - 62.

- при КВЧ-воздействии: покалывание, боль, зуд, жжение -44,2%, давление, прикосновение, вибрация - 42,4%, тепло-холод -11%, прочие - 2,4%.

Одним из основных показателей при изучении восприятия тех или иных сигналов является латентное время реакции на предъявляемый стимул. В отличие от традиционно изучаемых в сенсорной физиологии стимулов, для которых латентности не превышают сотен миллисекунд, время реакции при распознавании изучаемого ЭМ-сигнала составляло десятки секунд.

На рис. 2 представлены гистограммы средних значений Тлат истинных реакций для испытуемых различных групп при сенсорной индикации ЭМП ИНЧ- и КВЧ-диапазонов. Из рисунка видно, что минимальное латентное время истинных реакций (как для ИНЧ-, так и для КВЧ-стимулов) наблюдалось у испытуемых, хорошо распознающих электромагнитное поле (1 группа). при этом Тлат испытуемых 2 и 3 групп достоверно не различались между собой. Именно в 1 группе были достоверны различия между средними значениями латентного времени при распознавании ИНЧ- и КВЧ-стимула (р<0,05). При проверке гипотезы о нормальности распределений Тлат, выявили, что нормальным являлось распределение только Тлат истинных реакций у испытуемых 1 группы (рис.3). Из рисунка видно, что для ИНЧ-стиму-ла Мо распределения Тлат истинных реакций равнялась 29,7 секунды, а для КВЧ-стимула - 43.9. Распределение совокупностей Тлат истин-

Рис.2 Средние значения Тлат истинных реакций для испытуемых 1, 2, и 3 групп при сенсорной индикации ЭМП ИНЧ (темные столбики) и КВЧ (светлые столбики) ** отличие (р<0.й?>) показателей 1 группы (серия

с ИНЧ-стимулами ) от данных 2 и 3, * - то же для КВЧ соответственно.

Число

случаев 200

150

100

50

.10

/

/

20 00 4(\

го 1>

00

60

г,с

Рис.3 Распределение латентного времени истинных реакций для испытуемых 1 группы при распознавании ЭМ-сигнала в ИНЧ- (сплошная

ных реакций у испытуемых 2 и 3 групп, а также Тлат ложных тревог у испытуемых всех трех групп нормальным не являлось. Достоверных различий между распределениями Тлат ложных тревог для 1, 2 и 3 групп испытуемых не выявлено.

Рассмотрение процесса обработки информации о стимуле как результата взаимодействия сенсорных и несенсорных переменных (А.М.Иваницкий и др., 1984) позволяет говорить о том, что осознание значимости стимула, отнесение его к определенному классу объектов происходит на заключительном (третьем) этапе восприятия с использованием сложного понятийного аппарата, включая речевую функцию. Реакции на базе третьего этапа восприятия имеют практически неограниченную латентность: ответ может последовать и спустя длительное время (А.М.Иваницкий и др., 1988).

Учитывая сказанное выше, длительные латентные периоды распознавания ЭМ-сигнала, полученные в экспериментах, можно объяснить содержанием перцептивного процесса.

С другой стороны, такие длительные латентности при распознавании ЭМ-сигнала можно рассматривать и с точки зрения неспецифичности изучаемого стимула, в смысле отсутствия специализированного рецепторного аппарата для его восприятия.

На современном этапе единой точки зрения на механизм восприятия ЭМП нет, поскольку проведение прямых нейрофизиологических экспериментов по исследованию вовлечения тех или иных рецепторов в процесс восприятия при работе с человеком затруднительно. Тем не менее, исходя из модальности возникающих ощущений, можно говорить о том,, что в рецепции ЭМ-стимула принимают участие преимущественно механо- и болевые рецепторы, что согласуется с предположениями, высказанными другими исследователями. Показано, что в

проводящих путях рефлекторной дуги, а такхе в подкорковом и корковом блоках анализаторов (Холодов, Лебедева, 1992) могут возникать временные задержки. Согласно одной из гипотез (Родштат, 1991), возбуждение чувствительного нервного волокна возникает от механической деформации коллагена ввиду их непосредственной сопряженности, в частности, в тельцах Руффини, которые обладают фоновой активностью. Далее через полисинаптические пути происходит возбуждение преганглионарных синаптических нейронов боковых рогов спинного мозга и возбуждение расположенных в вегетативных ганглиях МИФ-нейронов, которые выделяют в синаптические щели и сосудистое русло адреналин и норадреналин. Таким образом, в рефлекторную дугу включается гуморальное звено, создающее временные задержки.

Различные величины латентных периодов при восприятии ИНЧ- и КВЧ-стимула, вероятно, объясняются различной физической природой стимула, а, следовательно, различными механизмами передачи информации о ЭМ-сигнале в ЦНС. Известно, что волны ИНЧ-диапазона, не затухая, пронизывают все ткани организма человека (Пресман, 1974; Темурьянц, 1989; Плеханов, 1990), а КВЧ ЭМП практически полностью поглощаются в эпидермисе и верхних слоях дермы, не проникая глубже 300-500 мкм (Бецкий, 1995). Таким образом, КВЧ-стимулы взаимодействуют с рецепторами эпидермиса, некоторыми элементами венозной стенки (микроциркуляция с уровня 150 мкм от поверхности кожи), фибробластами, лейкоцитами, скоплениями тучных клеток в зонах биологически активных точек (Лукьянов с соавт., 1991;.Ильина, 1991), а в рецепции ИНЧ ЭМП могут участвовать как все указанные элементы, так и рецепторы дермы, мышц, глубоких сосудов и непосредственно нервные волокна (Кузнецов, 1994; Макеев, 1979; Плеханов, 1986; Темурьянц, 1982). Вероятно, при суммации большего чис-

ла сигналов от большого количества воспринимающих элементов при ИНЧ-, по сравнению с КВЧ-воздействием, происходит облегчение аф-ферентации и формирование ощущения; отнесение его к определенному классу объектов осуществляется быстрее.

ЭМ-стимулы, предъявляемые в опытах, были низкоинтенсивными, в связи с чем испытуемый оказывался в экспериментальной ситуации. когда требовалось выделении слабого сигнала из шума. В связи г наличием собственного шума в сенсорной системе у испытуемого мо гут возникать ответные реакции на пустые пробы.

Отмечается несколько источников ложных тревог. Одним из них является "предпусковая интеграция" - скрытое афферентно-эфферент-ное образование, возникающее в результате частичного афферентного синтеза и 'ждущее" определенного пускового сигнала. Ответ может появляться не только на действие своего стимула, но такде в ответ на посторонние раздражители или просто "срываться", ко "да каким-либо причинам предпусковая интеграция перестает удерживаться в скрытом виде, однако, данный физиологический механизм, обеспечивающий состояние селективного внимания, позволяет субъекту эффективно выделять слабый сигнал из шума (Анохин, 1968).

Другими источниками ложных тревог мо1ут быть специфические паттерны возбуждений, возникающие без действия внешнего условного раздражителя по механизму условного рефлекса на время, если интервалы подачи сигналов остаются достаточно постоянными. Кроме того, когда ответы о наличии, сигнала, как и ложные тревоги, не основываются на ощущениях, то испытуемые используют в опытах стратегию угадывания (Чуприкова, 1979).

При рассмотрении различных источников ложных тревог следует также учитывать индивидуальные характеристики испытуемых: лабиль-

ность нервной системы, характерологические особенности, уровень мотивации и пр.

Переходя к анализу особенностей испытуемых, определяемых с помощью психофизиологических методик, было показано, что достоверных различий между группами по показателю ВПДР в экспериментальных сериях по распознаванию ЭМ- стимулов ИНЧ- и КВЧ-диапазона получено не было, что хорошо согласуется с данными других авторов (Лысков и др., 1992; Лысков и др., 1993; РосШ et а1, 1995).

В то время как по- показателю КЧСМ получены достоверные различия для трех групп испытуемых при распознавании ЭМ-стимулов обоих изучаемых диапазонов.

Выявлено, что испытуемые, плохо распознающие как ИНЧ-, так и КВЧ ЭМП (2 группа), имели достоверно (р<0,05) сниженные (до 30%) по сравнению с 1 и 3 группами значения КЧСМср.

Критическая частота слияния мельканий (Казановская, 1994; Н1пс1тагсЬ, 1982) является информативным показателем для оценки функционального состояния центральной нервной системы в целом. Полученные достоверные различия по показателю КЧСМ для различных групп испытуемых как в фоне, так и при распознавании ЭМ- стимулов, позволяют говорить о разном функциональном состоянии центральной нервной системы у испытуемых различных групп, которое отражается на процессе восприятия электромагнитного стимула. А именно: испытуемые с высокими показателями КЧСМ принадлежат к 1 и 3 группам (с высокими уровнями ПрР), тогда как имеющие низкие показатели КЧСМ - ко 2 группе (с низкими значениями ПрР).

Анализ ЭЭГ показал, что биоэлектрическая активность всех испытуемых не выходила за пределы нормы. Оказалось, что у испытуемых 1 группы (хорошо распознающих ЭМП), альфа-ритм был выражен

преимущественно в задних областях полушарий неокортекса, у испытуемых 2 группы (не распознающих ЭМ-стимулы) - альфа-ритм "гипер-синхронизированный". У субъектов 3 группы ЭЭГ была "без альфа-ритма".

Спектры мощности ЭЭГ испытуемых 1 группы характеризовались максимальным пиком в альфа-диапазоне и усложнением рисунка спектра ЭЭГ в направлении от затылочных к лобным областям неокортекса. У субъектов 2 группы, при наличии альфа-пика в спектрах мощности с большей амплитудой, чем у 1 группы, рисунок спектра практически не меняется от затылочных областей к лобным. Спектры мощности ЭЭГ обследуемых третьей группы носят "шумовой", диффузный, рассеянный характер.

Средние значения мощности альфа-ритма в лобных, центральных, теменных и затылочных отведениях неокортекса у испытуемых трех групп (испытуемые из серии с ИНЧ-воздействием объединены с испытуемыми соответствующих групп из серии с КВЧ-воздействием) представлены на рис. 4. Можно видеть, что у испытуемых, плохо распознающих ЭМП (2 группа), средние значения мощности альфа-ритма достоверно выше, чем у субъектов других групп. Представители 1-й и 3-й групп достоверно (р<0,01) различаются по показателям мощности альфа-ритма в теменных и затылочных отведениях: хорошо распознающие ЭМП испытуемые 1 группы имеют более высокие значения указанного показателя.

Несмотря на то, что Функциональное значение альфа-ритма окончательно не установлено, большинство авторов отводит ему определяющую роль в механизмах организации мозговой деятельности (Ливанов, 1972; Жирмунская, Лосев, 1984; Русинов, 1987; Небыли-цин, 1990).

ОН 3 §гоир Е^З 1 §гоир I '. -' 2 §гоир

Рис. 4 Средние значения мощности альфа-ритма у испытуемых 1, 2 и 3 групп. По оси ординат - мощность альфа-ритма. По оси абцисс.- отведения ЭЭГ.

Было показано (Зимкина A.M., 1975), что наличие выраженного регулярного альфа-ритма в фоновой активности, сочетающегося с ь ленной диффузной активностью, является показателем хорошо в«г женной внутренней синхронизации. Отсутствие выраженных ритмо ЭЭГ свидетельствует о низкой стабильности процессов саморегуляции мозга, повышенной эмоциональной лабильности и неустойчивости .... дивидуума. У этих лиц, как правило, отмечается существенное пре обладание возбудительных процессов над тормозными. По всей в v мости, у испытуемых первой группы существует оптимальная сба," сированность возбудительных и тормозных процессов, у субъе! второй группы тормозные процессы преобладают, а у третьей - пр' наименьшей среди всех испытуемых выраженности альфа-ритма - п; ■ обладают возбудительные процессы.

Обсуждая результаты измерений электрических и бол< , электрических порогов для испытуемых всех трех групп, отобрази . их на рис.5. Из рисунка видно, что наиболее высокие болегг. электрические пороги свойственны испытуемым 2 группы (различив между 2 и 1 и между 2 и 3 группами достоверны с р< 0,05).

Как уже упоминалось ранее - измерение порога ЭМ-чувствитг ¿ь-ности - явление неоднозначное, т.к. порог зависит от нескольки; биотропных параметров ЭМ-сигнала (частоты, интенсивности, локализации, экспозиции, формы сигнала, направления магнитного вектора). Б связи с этим использовали в качестве сигнала для измерения порога чувствительности электрический ток, т.к. он с одной стороны, является неспецифическим стимулом для рецепторов, так же как и ЭМП, а с другой стороны - общеизвестно, что один из принципов работы нервной системы - проведение электрических импульсов по нервным волокнам. Согласно полученным данным наблюдается тенден-

7-е

120 100 -во -60 40 А

Б

Рис. 5 Средние значения начальных порогов к электротоку (А) и болевых порогов (Б) у испытуемых 1(1), 2 (2) и 3 (3) групп.

1 группа ^ группа

СППЗ згруппа

I

го

0

1

ция возрастания болевого порога к электротоку у испытуемых, плохо распознающих ЭМ-сигнал, по сравнению с хорошо распознающими испытуемыми, что согласуется с ноцицептивной теорией восприятия ЭМП (Холодов,1995; Kholodov, 1994). Кроме того, косвенным доказательством восприятия ЭМП ноцицепторами может служить набор модальностей ощущений испытуемых при ИНЧ-воздействии: покалывание - 48,5%, при КВЧ-воздействии: покалывание - 38,22, зуд, боль, жжение - 6%. Указанные модальности характерны для ноцицепторов (Шмидт, 1984). Известно, что существует два вида ноцицепторов: мономодальные, реагирующие на механические и термические болевые стимулы, и полимодальные, чувствительные ко всем видам болевых стимулов. Полимодальные ноцицепторы могут воспринимать низкоинтенсивный неспецифический ЭМ-стимул с учетом того, что болевые рецепторы, в отличие от других рецепторов, обладают свойством сенситизации, т.е. чувствительность ноцицепторов прогрессивно возрастает (до определенных пределов) при длительной их стимуляции (Лиманский, 1986).

Кроме того, при рассмотрении процессов восприятия необходимо учитывать индивидуальные психологические факторы, влияющие на степень чувствительности к ЭМ-стимулу. Следует вспомнить о так называемых "несенсорных" переменных (Иваницкий, 1984). Одним из таких факторов является мотивация. Экспериментально получено подтверждение о сдвигах порога под влиянием интереса испытуемого, его отношения к эксперименту и т.п. (Blackwell, 1953; Lukaszewski and Elliott, 1962). Способом создания дополнительной мотивации обычно служит денежное стимулирование и специальная инструкция или предварительная беседа с испытуемым (Бороздина, 1976). В наших экспериментах не создавалось дополнительной денежной мотивации ни в одной из групп испытуемых, тем не менее, предварительная

беседа и профессиональная специфика испытуемых могла оказывать влияние на их мотивацию . В этом свете можно говорить о том, что испытуемые первой группы пользуются оптимальным критерием принятия решения, который обеспечивает равную вероятность ложной тревоги и пропуска сигнала. При "либеральном" подходе к решению задачи (испытуемые третьей группы) повышается вероятность ложных тревог с одновременным увеличением правильных обнаружений. Испытуемые второй группы пользуются "строгим" или "осторожным" критерием, когда при уменьшении вероятности ложных тревог увеличивается вероятность пропуска сигнала (Бардин, 1976; Иваницкий, 1984).

Во время проведения опытов по восприятию тех или иных стимулов все испытуемые находятся в состоянии селективного внимания. Но только испытуемым хорошо с оптимальным уровнем предпусковой интеграции удается выбрать такую стратегию распознавания поля, ятобы отвечать на сигнал быстрее, нежели испытуемым других групп.

Плохое распознавание поля у испытуемых второй группы может быть результатом стратегии угадывания при желании минимизировать ошибку, может быть условной реакцией на время (о чем говорит самое длинное латентное время у испытуемых этой группы).

По поводу третьей группы можно высказать два предположения: первое - высокий уровень предпусковой интеграции, с одной стороны, обеспечивает высокую прочность реакции, но, с другой стороны, приводит к увеличению уровня внутренних шумов в сенсорной системе, вследствие чего возрастает количество ложных тревог. В результате - распознавание поля недостоверно. В пользу этой гипотезы говорит то, что контингент испытуемых состоял из студентов мединститута и сотрудников ИВНД и НФ РАН, у которых в силу профессиональной ориентации была высокая мотивированная заинтересован-

ность в чистоте эксперимента. Вторая гипотеза: испытуемые пользовались стратегией угадывания при желании максимизировать правильные ответы.

Таким образом, проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют о наличии связи чувствительности человека к ЭМП с его индивидуальными особенностями.

ВЫВОДЫ:

1. Восприятие человеком низкоинтенсивных (нетепловых) ЭМП ИНЧ- и КВЧ-диапазонов определяется его индивидуальными особенное -тями.

2. Испытуемые, по качеству сенсорной индикации разделились на три группы: 1 - достоверно (р<0,05) различающие стимул от пустой пробы , с высоким показателем прочности реакции - ПрРСР (73-8%) и низким уровнем ложных тревог - УрЛТер (32^5%), 2 - не различающие достоверно (р>0,1) стимул от пустой пробы, с низкой ПрРср (39-7%) и низким УрЛТер (33-7%); 3 - не различающие достоверно (р>0,1) стимул ОТ пустой пробы, С ВЫСОКОЙ ПрРср (86-5%) и высоким УрЛТер (72-8%).

3. Модальности ощущений свидетельствуют об участии в восприятии ЭМП кожного анализатора - ноцицепторов (48,5% и 44,2% для ИНЧ- и КВЧ- соответственно) и механорецепторов (для ИНЧ - 34,7% и для КВЧ - 42,4% от всех возникавших ощущений).

4. Величина латентного периода реакции зависит от качества сенсорной индикации ЭМП; самые низкие латентности истинных реакций наблюдались у испытуемых 1 группы. Латентности ложных тревог по группам не различались.

5. Величина латентного периода сенсорной реакции связана с физическими характеристиками изучаемых диапазонов ЭМП; для ИНЧ-

сигналов мода распределения составляет 29.7 с, для КВЧ - 43.9 с.

6. Выявлена зависимость между качеством сенсорной индикации и показателем критической частоты слияния мельканий. Самые низкие значения этого показателя наблюдали у плохо распознающих ЭМП испытуемых 2 группы, в то время как у испытуемых других групп эти показатели были высокими и между собой не различались.

7. Наблюдается зависимость между качеством сенсорной индикации и мощностью и пространственным распределением альфа-ритма. Наибольшая средняя мощность спектра альфа-ритма отмечаются у плохо распознающих ЭМП испытуемых 2 группы по всем исследуемым отведениям, наименьшая - у испытуемых 3 группы с высоким уровнем лож ных тревог. У хорошо распознающих ЭМП испытуемых 1 группы наибольшая представленность альфа-ритма отмечается в теменно-заты-лочных отведениях.

8. Качество сенсорной индикации связано с болевым порогом к току. У плохо распознающих ЭМП испытуемых 2 группы наблюдается самый высокий болевой порог. У испытуемых двух других групп эти показатели были достоверно ниже и не различались между собой.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Котровская Т.И. Сенсорные реакции человека при действии слабого электромагнитного стимула //Миллиметровые волны в биологии и медицине - 1994. - N 3. - С.32-38.

2. Котровская Т.И. Восприятие человеком низкоинтенсивных электромагнитных полей различных диапазонов //Сб.докл. 10 Росс.симп.с междунар.участ. "Миллиметровые волны, в медицине и биологии". 24-26 апреля 1995, Москва. - 1995. - С. 131-133.

3. Лебедева H.H., Котровская Т.И. Электромагнитная рецепция и индивидуальные особенности человека //Миллиметровые волны в биологии и медицине - 1996. - N 7. - в печати.