Журнал Природа, 2005г. №9

Журнал Природа, 2005г. №9

Содержание
OCR
ГЕЛИОБИОЛОГИЯ

ледние годы, в частности Инс
титутом космических исследо
ваний РАН и работающей с ним
междисциплинарной группой
специалистов. Эти исследова
ния вернули гелиобиологии ут
раченный официальный статус.
В настоящее время существует
не только лаборатория динами
ки энергичных частиц и косми
ческой погоды в ИКИ РАН, зани
мающаяся гелиобиологией: при
ИКИ РАН работает секция Сове
та Российской академии наук по
проблеме
«Солнечноземные
связи. Солнце—Земля». Работы
проводятся совместно с инсти
тутами РАН (Институтом земно
го магнетизма, ионосферы и
распространения радиоволн,
Институтом медикобиологи
ческих проблем, Институт фи
зики Земли, Институтом теоре
тической и экспериментальной
биофизики), а также учрежде
ниями РАМН и Минздрава РФ:
Московской медицинской ака
демией им.И.М.Сеченова, Науч
ноисследовательским институ
том кардиологии им.А.Л.Мясни
кова и Государственным науч
ноисследовательским институ
том здоровья детей РАМН. Эти
исследования вошли также в
Программу фундаментальных
исследований Президиума РАН
«Фундаментальные науки — ме
дицине». В ИКИ РАН проводятся
ежемесячные научные сессии
секции по гелиобиологии и
продолжаются традиции ИТЭБ
РАН, основанные профессором
С.Э.Шнолем, проведить один раз
в два года международных семи
наров по этой проблеме.

Биологические
эффекты слабых
электромагнитных
полей
Напомним, что биологичес
кие объекты — это сложные от
крытые нелинейные системы,
в процессах самоорганизации
которых внешний шум может
играть активную роль. Посколь
ку ритмические колебания со
ставляют естественную характе
ПРИРОДА • №9 • 2005

ристику биологических объек
тов (на всех их уровнях — от
клеточного до популяционно
го), легко представить, что их
эндогенная (внутренняя) вре
менная структура складывалась
эволюционно под влиянием
внешних природных ритмичес
ких синхронизаторов.
Внешние сигналы естествен
ных электромагнитных полей
включают шум и слабую перио
дическую составляющую. Био
логические системы могут «за
хватывать» ритмы этих сигна
лов или сбиваться с собственно
го ритма под их влиянием при
определенных обстоятельствах.
Одним из физических механиз
мов воздействия слабых перио
дических сигналов на фоне шу
ма может быть стохастический
резонанс или стохастическая
фильтрация (рис.1).
Если интенсивность шума
высока, система не успевает
отследить слабый периодичес
кий сигнал. При низкой интен
сивности шума «созревание» ее
фазы происходит слишком дол
го. Возможно, поэтому не все
естественные или техногенные
электромагнитные поля могут
быть биотропными.
Еще в начале 90х годов мы
предположили, что к внешним
синхронизаторам биологичес
ких ритмов можно отнести ге
лиогеомагнитные ритмы, имею
щие разные периоды: собствен
ного вращения Солнца (около
28 дней), его гармоник (около
14, около 7, около 3.5 дней) и др.
[1]. Нам удалось показать, что
подобные ритмы характерны не
только для солнечной и геомаг
нитной активностей, но и для
всех биологических систем. Так,
наблюдая за биениями одной
или группы клеток сердечной
мышцы крысы, можно отчетли
во увидеть околополунедель
ные ритмы наряду с суточными
(рис.2).
Мы
изучали
временную
структуру основных функцио
нальных показателей у малень
ких детей с момента рождения
в течение 26 мес, фиксировали
частоту сердечных сокращений,

Рис.1. Отклик системы с двумя
устойчивыми состояниями
(+2 и –2 по оси ординат)
на периодический сигнал и шум.
На верхнем и нижнем графиках
четкой периодичности нет:
вверху — периодический сигнал
с периодом 1.5 с размыт, внизу —
система колеблется под влиянием
шума и не захватывает внешний
сигнал. В середине — система
совершает периодические
колебания с периодом 0.15 с.

систолическое и диастоличес
кое кровяное давление, ритм
дыхания (рис.3). В спектрах
первых четырех месяцев жизни
присутствует весь набор ритмов
с периодами, близкими к гелио
геомагнитным ритмам. Суточ
ный ритм начинает проявляться
только на пятом месяце наблю
дений и доминирует к годовало
му возрасту. В материнском ор
ганизме, как известно, суточный
ритм наиболее мощный. Такое
отличие говорит о том, что дол
гопериодические биологичес
кие ритмы встроены в эндоген
ную структуру организма под
влиянием гелиогеомагнитных
ритмов, в то время как суточный
ритм, индуцированный волно
вым излучением Солнца, поя
вился в онтогенезе.
В формировании эндоген
ной ритмики с периодами око
ло 28 дней могли играть важную
роль и другие факторы, напри
мер слабые гравитационные
«лунные» ритмы, имеющие та
кую же периодичность. Видимо,
они составили стабильные фо
55