[ X ]

 

 

3. РЕЗОНАНС ШУМАНА И БИОСФЕРА: СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

 

3.1. Общая панорама

Появление и массовое внедрение в повседневную практику в конце 80-х - начале 90-х персональных компьютеров создало принципиально новые условия для исследований резонанса Шумана и его возможного влияния на живую природу. Цифровая обработка дала колоссальные возможности в части измерения и вычисления параметров сверхслабых электромагнитных сигналов в условиях помех, накопления и обработки статистического материала, а также в области корреляционного анализа. Как грибы по всему миру стали появляться станции мониторинга резонанса, а в солидных журналах - многочисленные публикации. Научный мир, связанный с этим природным феноменом, получил массу новых имен, дискуссий и диссертабельных тем. Процесс пошел (с), причем по нарастающей и неудержимо, порождая целое научное направление с его достижениями, проблематикой и побочными издержками.

Подталкиваемые научно-техническим прогрессом на более высокую ступень поднялись и исследования возможного влияния сверхслабых электромагнитных полей, в т.ч. полей резонанса Шуман, на живую природу. Принципиально базовая парадигма исследований не поменялась и предусматривала те же два методологических концепта, упоминавшиеся в первой главе (см. рис.1.3), т.е. исследования как в естественной, так и в искусственной электромагнитной среде. Однако если в экспериментах первой волны исследовался, в основном, уровень организма, в первую очередь поведенческий, то в экспериментах нового времени процесс познания пошел вглубь биологической материи - на системный, клеточный, молекулярный и даже на квантовый уровень.

 

3.2. Сердечно сосудистая система

Исследования Восточного Медицинского Центра (Токио, Япония)

Группа исследователей Восточного Медицинского Центра и Университета электросвязи (Токио, Япония) при участии Лаборатории Хронобиологии Университета Миннесоты (США) в начале 2000-х провела исследование возможных корреляций параметров резонанса Шумана с параметрами сердечно-сосудистой системы человека. Для исследований была сформирована группа испытуемых в количестве 30 мужчин и 26 женщин в возрасте от 24 до 73 лет (средний возраст 51 год), у которых осуществлялся мониторинг показателей сердечно-сосудистой системы. Исследования проводились на о.Хоккайдо недалеко от геофизической обсерватории Мошири, осуществляющей мониторинг резонанса Шумана.

На испытуемых закреплялся носимый регистратор TM-243, фиксирующий круглосуточно в течение 7 дней показатели артериального давления и сердечного ритма с периодом 30 минут в интервале с 7:00 до 22:00 и с периодом 60 минут в интервале с 22:00 до 7:00. Кроме того, испытуемые заполняли опросники, касающиеся их самочувствия.

Данные резонанса Шумана включали среднюю 30-секундную спектральную плотность горизонтальной магнитной компоненты в диапазоне 8±0,5 Гц с интервалом 1 мин. За время эксперимента с апреля по июль 2001 года среднее значение данного параметра составило 0,67±0,13 пТл/Гц1/2, а диапазон - от 0,3 пТл/Гц1/2 до 1,46 пТл/Гц1/2. По условной средней величине спектральной плотности дни подразделялись на дни нормальной и повышенной мощности резонанса. Для статистического анализа использовались программные пакеты SAS и SPSS. Оценивалась корреляция с данной характеристикой дней систолического (SBP), диастолического (DBP) и среднего (MAP) артериального давления, а также частоты пульса (HR) и двойного параметра (DP) - произведения частоты пульса на величину систолического артериального давления.

Статистическая обработка показала, что параметры артериального давления и пульса у большинства испытуемых (около 60%) не зависят от среднесуточной мощности первой гармоники резонанса Шумана. Примерно у 30% испытуемых SBP, DBP и MAP ниже в дни повышенной мощности, и у 3-4% ниже в дни пониженной мощности. Показатель DP в среднем примерно у 20% испытуемых ниже в дни повышенной мощности. При этом в группе испытуемых, чувствительных к категории дня, преобладали лица, имеющие проблемы со здоровьем. В целом по группе давление в нормальные дни оказалось на 2,9/1,9 мм выше соответственно для систолического и диастолического давления, а частота пульса выше на 0,6 удара в минуту.

исследования влияния резонанса Шумана на человека

Рис.3.1. Эксперимент Мицутаке и Ко.

Источник информации: G.Mitsutake, K.Otsuka,, M.Hayakawa, M.Sekiguchi, G.Cornelissen, F.Halberg. Does Schumann resonance affect our blood pressure?

Как видно, основная масса испытуемых оказалась нечувствительной к мощности первой гармоники. Величина же средних вариаций составила 2-3%, что является достаточно значимым показателем. Однако мониторинг других важных параметров - температуры воздуха, атмосферного давления, абсолютной величины и вариаций геомагнитного поля, параметров солнечной активности, общего электромагнитного фона и пр. не проводился, поэтому для суждения об истином источнике вариаций нет необходимой информации.

Авторы планировали провести дополнительные эксперименты с охватом более высоких мод резонанса и увеличением объема выборок, однако соответствующих публикаций не обнаружено.

Исследования Томского Государственного Университета

Томский Государственный Университет, геофизическая обсерватория которого ведет непрерывный комплексный мониторинг геофизической обстановки, включая параметры резонанса Шумана (см. Станция Томского Государственного Университета), имеет весь необходимый объем текущих данных для проведения исследований влияния на биосферу, в т.ч. на здоровье и самочувствие человека, комплекса факторов внешней среды, включая электромагнитную обстановку.

Наглядным примером такого рода исследований является одна из последних работ, в которой исследовалось влияние на параметры сердечной деятельности испытуемых комплекса физических факторов среды - локального геомагнитного поля, атмосферных параметров, инфразвуковых вариаций давления, а также параметров первых четырех мод резонанса Шумана. Исследования проводились с апреля по июнь 2009 года на группе из 44 человек в возрасте от 19 до 22 лет. В процессе эксперимента у испытуемых проводилась непрерывная регистрация электрокардиограммы с вычислением показателей mRR, SDNN и PNN50. Полученные временные зависимости показателей сердечно-сосудистой системы были сопоставлены с временными зависимостями указанных выше физических величин.

Наибольшая связь была обнаружена с восточной компонентой магнитного поля. Кроме того, было обнаружено хорошее соответствие между параметрами сердечной деятельности и метеопараметрами. Отмечена также корреляция с частотой первой моды резонанса Шумана (см. рис. 3.2).

исследования влияния резонанса Шумана на человека в Томском Университете

Рис.3.2. Корреляция параметров сердечной деятельности с магнитным полем и частотой резонанса Шумана в эксперименте Томского Государственного Университета (2009 год)

Источник информации: Д.А. Тужилкин. Особенности изменчивости показателей висцеральных функций в норме при воздействии комплекса физических факторов окружающей среды.

Как видно, параметры сердечной активности коррелируют с параметрами факторов среды, включая и резонанс Шумана. Однако вопрос о том, является ли такое воздействие комплексным, включая воздействие фактора резонанса Шумана, или же первичными являются, например, геомагнитное поле и/или метеорологические факторы, а резонанс Шуман выступает лишь в роли индикатора, в данном исследовании остается открытым.

 

3.3. Периферийная нервная система

Эксперименты Ирены Чосич, Цветковича, Лазуры и Коэна

В период с 1984 по 2005 г.г. специалистами по акупунктурной медицине проводились исследования резонансных характеристик акупунктурных меридианов человека и их возможных корреляций с ритмами мозга и частотами Шумана. Резонансные характеристики измерялись путем приложения к одной акупунктурной точке меридиана тестового сигнала постоянной амплитуды с частотой в диапазоне частот резонанса Шумана и измерения ответного сигнала в другой акупунктурной точке. Результаты приведены на графиках рис. 3.3. Для сравнения там же приведен спектр электроэнцефалограмм, полученных после воздействия на мозг слабым переменным магнитным полем.

исследования резонансных характеристик акупунктурных меридианов человека

Рис.3.3. Эксперименты Ирены Чосич, Цветковича, Лазуры и Коэна.

(величины сигналов указаны в относительных единицах)

Источник иллюстрации: I.Chosich, D.Cvetkovich, Q.Fang, E.Jovanov, H.Lazoura. Human Electrophysiological Signal Responses to ELF Schumann Resonance and Artificial Electromagnetic Fields.

Как видно, измеренные в разные годы в разных экспериментах резонансные частоты меридианов не совпадают, при этом в двух экспериментах из трех они находятся в диапазоне между его первой и второй модами, и лишь в одном резонанс попадает в диапазон частот первой моды, при этом он весьма сильно размыт. Также в диапазон между частотами первой и второй модами попадают резонансы электроэнцефалограмм. Из этого авторы делают вывод об отсутствии корреляций между резонансными характеристиками нервной системы человека и шумановскими частотами.

Примечание. В работе и на схеме авторы ошибочно относят к частотам резонанса Шумана частоты 4 Гц и 5,8 Гц, являющиеся частотами резонанса Альфвена.

 

3.4. Головной мозг

Исследования Лаврентийского Университета (Канада).

М.Персингер и К.Сарока (Лаврентийский Университет, Канада) в течение нескольких лет набирали и обрабатывали статистические данные по электроэнцефалограммам головного мозга испытуемых, пытаясь найти в их спектрах отголоски резонанса Шумана. Результаты своих исследований они изложили в целой серии публикаций в период с 2014 по 2016 г.г.

В эксперименте участвовало 184 испытуемых (студенты в возрасте от 19 до 25 лет), на которых в период с 2009 по 2013 г.г. было сделано 237 замеров электроэнцефалограмм, снятых с помощью электроэнцефалографического усилителя Mitsar-201 и оцифрованных с помощью программы WinEEG v.2.8. Оцифрованные энцефалограммы подвергались цифровой обработке (фильтрация, вычисление спектральной плотности и определение параметров спектра) с помощью стандартных программных пакетов EEGLab, sLORETA, MATLAB и SPSS. База данных эксперимента в формате audioMatlab находится в открытом доступе по адресу https://figshare.com/articles/Raw_19_channel_EEG_Data/1601695.

Сигнал резонанса Шумана в реальном времени для оценки возможных корреляций с электроэнцефалограммами получался от двух источников - от рядом расположенного индуктивного датчика собственного изготовления и от станции мониторинга итальянского радиолюбителя IK1QFK с сайта www.vlf.it.

Спектры энцефалограмм, полученных для взаимно-перпедикулярных осей, приведены на рис. 3.4. Максимум спектральной плотности для продольной оси пришелся на 10,25 Гц, что соответствует среднестатистическим данным, а для поперечной оси - на 1,95 Гц. Разность же этих частот составляет 8.2 Гц, что весьма близко к частоте первой моды резонанса Шумана.

спектр энцефалограмм по осям в опытах Персингера и Сароки

Рис.3.4. Спектры энцефалограмм по осям в опытах Персингера и Сароки.

Источник иллюстрации: K.Saroka, D.Vares, M.Persinger. Similar Spectral Power Densities Within the Schumann Resonance and a Large Population of Quantitative Electroencephalographic Profiles: Supportive Evidence for Koenig and Pobachenko.

Учитывая последнее обстоятельство были проанализированы также интерференционные спектры и было обнаружено, что в разностном спектре энцефалограмм языковых извилин (lingual gyrus) правого и левого полушарий присутствуют гармоники с частотами 8, 13, 18, 22 и 26 Гц. Этот ряд оказались близким к ряду частот резонанса Шумана, хотя и не совпал с ним. Сходный результат был получен для передних поясных извилин (anterior cingulate), но с интервалом между пиками не 6, а 3 Гц (см. рис. 3.5).

интерференционные спектры энцефалограмм в опытах Персингера и Сароки

Рис.3.5. Интерференционные спектры энцефалограмм в опытах Персингера и Сароки.

Источник иллюстрации: K.Saroka, M.Persinger. Translational brain rhythmicity reflected in spatial resonance within the human cerebrum from interhemispheric discrepancies

Для классификации индивидуальных частотных характеристик для них были вычислены весовые функции, характеризующие степень близости спектра к заданному условному спектру резонанса Шумана по специальной условной формуле. В соответствии с данными весовыми функциями все записанные энцефалограммы были поделены на три группы - малого веса (19 треков), среднего веса (184 трека) и большого веса (14 треков), что тоже говорит о невысокой степени корреляции.

Была также исследована возможная корреляции энцефалограмм и резонанса Шумана во временнОй области (в реальном времени). Было установлено, что 1-2 раза в минуту на интервале до 300 мс имеет место высокая степень гармонической синхронизации сигналов одновременно в диапазонах 7-8, 13-14 и 19-20 Гц (см. рис.3.6). 300 мс соответсвуют примерно 2,5 периодам первой гармоники, что на интервале в 60 секунд составляет всего 0,5% и вряд ли может свидетельствовать о высокой степени корреляции по частоте. Кроме того, из спектрограмм видно, что гармоническая синхронизация имеет место и на частотах, не относящихся к резонансу Шумана, что может свидетельствовать не о синхронизации, а о случайном кратковременном совпадении переменных частот.

гармоническая синхронизация сигнало ЭЭГ и резонанса Шумана в опытах Персингера и Сароки

Рис.3.6. Гармоническая синхронизация сигналов ЭЭГ и резонанса Шумана в опытах Персингера и Сароки.

Источник иллюстрации: K.Saroka, D.Vares, M.Persinger. Similar Spectral Power Densities Within the Schumann Resonance and a Large Population of Quantitative Electroencephalographic Profiles: Supportive Evidence for Koenig and Pobachenko.

Авторы описанного исследования делают вывод о том, что полученные ими результаты подтверждают наличие связи между биоритмами мозга и резонансами Шумана. Однако по представленным в их публикациях материалам видно, что если какая-то корреляция и есть, то она носит ограниченный характер и для ее обнаружения требуются определенные искусственные методологические приемы. Кроме того, как известно, наличие корреляций не означает наличия связи. По этим причинам делать выводы о доказанном воздействии электромагнитных колебаниий резонанса Шумана на ритмы мозга человека оснований нет.

Исследования Томского Государственного Университета

Кроме описанных выше (см. п.3.2) исследований возможного влияния резонанса Шумана на сердечно-сосудистую систему человека в Томском Государственном Университете ведутся интенсивные исследования возможного влияния шумановских резонансов на активность головного мозга. В одном из экспериментов исследовалась суточная динамика усредненных значений электроэнцефалограмм в диапазоне альфа-ритмов. Установлено сходство данной динамики с динамикой амплитуды первой моды резонанса Шумана (см. рис. 3.7).

суточная динамика усредненныйх значений ЭЭГ и амплитуды первой моды резонанса Шумана

Рис.3.7. Суточная динамика усредненных значений ЭЭГ (слева) и амплитуды первой моды резонанса Шумана (справа)

Источник иллюстрации: С.В. Побаченко, У.А. Жигунова. Закономерности динамики параметров электрической активности мозга человека по данным круглосуточного мониторинга.

Как видно, сходство заключается в наличии двух максимумов - утреннего и вечернего. Однако время вечерних максимумов сдвинуто на несколько часов. Аналогичные графики, по утверждению авторов, были получены как для других показателей ЭЭГ, так и для других сезонов, при этом также присутствовали фазовые сдвиги между максимумами. Вычисленные показатели корреляции также показали наличие взаимосвязи. Тем не менее, по этим данным навряд ли можно делать выводы о наличии влияния амплитуды резонанса Шумана на ЭЭГ, т.к. при измерениях не была учтена масса других факторов, некоторые из которых, как например, напряженность атмосферного электрического поля, достоверно влияют на ЭЭГ. Наличие же различных для максимумов фазовых сдвигов может вообще свидетельствовать об общей причине вариаций ЭЭГ и амплитуды резонанса Шумана, а не о наличии искомого влияния. И т.д.

В другом исследовании проводился комплексный анализ корреляций параметров ЭЭГ с параметрами спектра электромагнитного фона в диапазоне 0,01 Гц - 30 мГц, в т.ч. в поддиапазоне 6 - 16 Гц, включающем частоты первой и второй моды резонанса Шумана. Электрическая активность мозга регистрировалась с помощью электроэнцефалографа Нейроскоп-408А, а для регистрации спектра электромагнитной обстановки была создана компьютерная вычислительная сеть, работающая в реальном времени. Дополнительно фиксировались показатели солнечной и геомагнитной активности (поток рентегновского излучения и Ap индекс возмущенности геомагнитного поля), предоставляемые он-лайн ресурсами Института Прикладной Геофизики и NOAA. Было проведено 15 серий измерений на одном испытуемом. Анализ проводился с помощью стандартных программных средств корреляционного анализа спектров.

степень корреляции между спектрами ЭЭГ и резонанса Шумана в зависимости от показателей космической погоды по данным эксперимента ТГУ

Рис.3.8. Степень корреляции между спектрами ЭЭГ и резонанса Шумана в зависимости от показателей космической погоды (по оси Х отложены номера серий замеров)

Источник иллюстрации: С.В. Побаченко. Сопряженность флуктуаций параметров фоновых унч – кнч электромагнитных полей с характеристиками мозгового электрогенеза человека при различных гелио-геофизических условиях.

На основании полученных данных автор делает вывод о существовании корреляций между естественным электромагнитным фоном в диапазоне 6 - 16 Гц, в который попадают первые две моды резонанса Шумана, и спектром ЭЭГ, а также о наличии зависимости уровня этих корреляций от факторов космической погоды - уровня солнечного гамма излучения и индекса Ap пульсаций геомагнитного поля. Однако сделать из полученных данных какие-либо выводы об истиных первоисточниках и механизмах такого влиянии не представляется возможным.

 

3.5. Прочие исследования

Для дополнения общей картины современных исследований дадим в кратком изложении обзор еще нескольких работ из разных областей.

 

Эксперимент Лаборатории нейрокибернетики НИЦ «АРКТИКА» ДВО РАН

Источник информации: А.И. Волков, А.Л. Максимов, Г.А. Шабанов, Ю.А. Лебедев, А.А. Рыбченко, В.И. Короченцев. Взаимодействие биосферных частот и ритмов головного мозга человека.

В данной работе описан эксперимент по измерению неких интегральных индексов сердечной деятельности испытуемых при облучении головного мозга электромагнитными колебаниями в окрестности частоты 7,8 гц с уровнем магнитной индукции 10-20 пТл. Указанные интегральные индексы измерялись с помощью аппарата Варикард-2. Авторы утверждают, что в эксперименте по окончании экспозиции электромагнитного поля были зафиксированы идентичные для всех испытуемых характерные изменения указанных индексов, при этом отмечался рост некоего индекса SI, в т.ч. для частот 7,8 Гц и ниже до существенно более высокого уровня, чем для более высоких частот. Авторы делают вывод о возможном наличии влияния частоты первой моды резонанса на общую активность организма, пытаясь увязать такое воздействие с ритмами утренней активной деятельности и вечернего отдыха, однако ошибочно полагая при этом, что изменение частоты резонанса синхронизировано с локальным временем, когда на самом деле имеет место синхронизация с глобальным временем (см. суточные вариации). Следует также отметить, что схема данного эксперимента более характерна для экспериментов первой волны.

 

Исследование влияния низкочастотных полей на обитателей водной среды

Источник информации: А.В. Муравейко, И.А. Степанюк, В.М. Муравейко, Н.С. Фролова. Эффекты влияния электромагнитных полей в области шумановских резонансов на активность гидробионтов.

В данной работе исследуется восприимчивость обитателей водной среды, в первую очередь рыб, к низкочастотным электромагнитным полям, возникающим над поверхностью акваторий при ухудшенийй погодных условий. Установлено, что частотная характеристика магниточувствительности испытанных гидробионтов имеет два максимума, один из которых находится в диапазоне 6-8 Гц, что близко к частоте первой моды резонанса Шумана. Уровень воспринимаемого электромагнитного сигнала при этом находится в диапазоне единиц и десятых долей наноТесла, что на 2-3 порядка выше уровня фонового сигнала резонанса Шумана, однако сам факт чувствительности живого организма к колебаниям на частоте первой моды резонанса представляет интерес для более глубоких исследований.

 

Исследование влияния низкочастотных полей на ткани головного мозга

B.Dotta, D.Vares, M.Persinger. Spectral Power Densities of the Fundamental Schumann Resonance Are Enhanced in Microtubule Preparations Exposed to Temporally Patterned Weak Magnetic Fields: Implications for Entanglement.

В данной работе иследовалось влияние электромагнитных полей диапазона резонанса Шумана на биофотоннную эмиссию тканей головного мозга мышей. Установлено, что облучание ткани электромагнитными колебаниями с частотами, близким к частоте первой моды резонанса, сдвигает максимум спектральной плотности биофотонного излучения, при этом максимальный сдвиг имеет место на частотах 7,74 и 7,87 Гц. Уровень магнитной индукции поля при этом превышал уровень фона резонанса Шумана на 5-6 порядков, однако сам факт чувствительности живой ткани на частоте первой моды представляет интерес для дальнейших исследований.

 

Исследование влияния резонанса Шумана на режим сна и бодрствования

K.Saroka, M.Persinger. Quantitative Shifts in the Second Harmonic (12-14 Hz) of the Schumann Resonance Are Commensurate with Estimations of the Sleeping Population: Implications of a Causal Relationship.

В указанной работе исследовались корреляции параметров мод резонанса Шумана с численностью населения, предположительно находящегося в режиме сна. Очевидная корреляция, по утверждению авторов, обнаружена с вариациями частоты второй моды 12-14 Гц, которые совпадают с частотами сонных веретен ЭЭГ второй стадии сна (сигма-ритм). Работа интересна тем, что может служить показательным примером псевдонаучного изыскания, опирающегося не на научные гипотезы, а на механистическую обработку неких числовых данных, что характерно для ряда работ Персингера. Более подробно данная работа, а также другие примеры подобного рода будут рассмотрены в отдельной главе, посвященной псевдонаучным исследованиям.

корреляции между частотой второй моды резонанса Шумана и предполагаемой численностью спящего населения в исследованиях Персингера и Сароки

Рис.3.9. Корреляция между частотой второй моды резонанса Шумана и предполагаемой численностью спящего населения, «обнаруженная» в исследовании Персингера и Сароки.

 

Общесистемные исследования

Neil Cherry. Schumann Resonances, a plausible biophysical mechanism for the human health effects of Solar/Geomagnetic Activity

В указанной работе Нэйла Черри (Neil Cherry), естествоиспытателя и метеоролога из Новой Зеландии, известного своими работами в области влияния электромагнитных полей и солнечной активности на человека, резонанс Шумана предлагается на роль посредника между факторами солнечной активности и живой природой. Автор пытается обосновать данную гипотезу, соотнося всю сумму известных фактов влияния солнечной активности на организм человека с суммой фактов ее влияния на параметры резонанса Шумана. Данная гипотеза является попыткой ревизии устоявшихся представлений, подтвержденных огромным числом исследований и наблюдений, согласно которым имеется прямая связь самочувствия и здоровья человека с параметрами геомагнитного поля, в первую очередь с магнитными бурями и микропульсациями, которые прямо зависят от солнечной активности. Именно геомагнитному полю современная наука отводит роль главного посредника между солнечной активностью и живой природой и попытки поставить данные представления под сомнение навряд ли следует считать конструктивными.

 

3.6. Краткое резюме

Проведенный краткий обзор современных исследований возможного влияния резонанса Шумана на живую природу показывает, что несмотря на большое количество работ в этой области и возможности, предоставляемые современными техническими и программными средствами, результаты исследований являются неоднозначными. Кроме того, качество ряда исследований и квалификация отдельных авторов в области технических аспектов резонанса Шумана оставляет желать лучшего, а некоторые исследования с полным основанием могут быть отнесены к псевдонаучным.

Такое положение отмечается и некоторыми аналитиками, исследующими проблематику влияния резонанса Шумана на биосферу на системном уровне. В качестве одной из причин неоднозначности результатов указывается многофакторность и многосвязность процессов воздействия окружающей среды на живую природу, что затрудняет выделение причинно-следственных связей. Другой причиной является широкий спектр возможных реакций живых организмов и биологических тканей и отстутствие общепризнанных работающих моделей взаимодействия слабых низкочастотных электромагнитных полей с живой материю на клеточном и молекулярном уровне. Последний аспект будет рассмотрен в следующей главе.

 

Продолжение следует. Следите за обновлениями!

 

* * *

 

 

поделиться ссылкой

 

Перепечатка без согласования с автором запрещена.
При цитировании обязательно указание автора, названия и активной ссылки на данную страницу
или ссылки на титульную страницу публикации.

 

наверх

 

 

Резонанс Шумана и биосфера: современные исследования

Опубликовано 26.04.17. Последнее изменение - нет.

© Janto 2017