Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии  

На правах рукописи

Шаова Залина Асланбиевна

действие нейроакустических сигналов на физиоогические функции организма человека

03.03.01 Ц физиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Майкоп - 2011

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных ГОУ ВПО Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова

Научный руководитель:	доктор биологических наук, профессор  Пшикова Ольга Владимировна
Официальные оппоненты:	доктор биологических наук, профессор Жаворонкова Людмила Алексеевна
	кандидат биологических наук, Файзиев Рамазан Мусаевич
Ведущая организация:	Северо-Осетинский государственный университет им. К.Л. Хетагурова

Защита состоится л20 января 2012г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.001.07 в Адыгейском государственном университете по адресу: 385000, Республика Адыгея, г. Майкоп, ул. Пионерская, 260, конференц-зал научной библиотеки АГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Адыгейского государственного университета, с авторефератом на сайте ВАК и на сайте Адыгейского государственного университета www.adygnet.ru.

Автореферат разослан л   2011г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук, доцент
		Н.Н. Хасанова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Потоки информации биофизического, экзогенного и социального характера оказывают существенное влияние на функциональное состояние организма человека. Проблемами адаптации в этом направлении и изучением факторов, повреждающих здоровье, занимаются многие ученые (Н.Н Сиротинин и соавт., 1971; Н.А. Агаджанян, А.И. Елфимов, 1986; Гаркави и соавт., 1990; М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, 1997; М.Т. Шаов с соавт., 2002; В.А. Козлов и соавт., 2007;  В.Г. Зилов, 2007; Т.А. Воронина, 2007; М.А. Большаков, В.В. Ростов, 2008; А.В. Шаханова и соавт., 2008; М.Н. Жадин, 2008; Б.М. Суншева, 2010; Kovalenko, 1993; Kolchinskaya,1993 и др.). Несмотря на существующие многочисленные способы повышения функциональных резервов организма, продолжается поиск новых более адекватных и эффективных методов.

Все биосистемы, по мнению Ф.А. Мещерякова с соавт. (2003, 2007), имеют единую форму взаимодействия, базирующуюся на электромагнитных, звуковых и световых колебаниях по принципу резонанса. Управление системой осуществляется главным образом на основе информации. Обмен информацией в виде электромагнитных и электроакустических волн играет важную роль в жизни живых организмов (А.Е. Метелев с соавт., 2007).  Информация в виде электроакустических импульсов клеток и их отдельных структурных компонентов может быть одним из ведущих физико-химических факторов биологической эволюции (С.Э. Шноль, 1979). В связи с этим в последние годы развивается новое направление в физиологии - квантово-волновая физиология (М.Т. Шаов, 2002; М.Т Шаов, О.В. Пшикова, 2010), а также отрасль медицины - информационная медицина (В.С. Сокольский, 2001 и др.).

При этом весьма актуальной проблемой современной адаптационной и квантово-волновой физиологии является изучение информационной ценности электроакустических сигналов адаптированных к гипоксии нервных клеток и возможность управления функциональным состоянием организма моделями этих сигналов. Связано это с тем, что гипоксия (основной повреждающий фактор в условиях гор) является интегральной причиной снижения функциональных резервов организма и, как следствие, большинства тяжелых заболеваний человека. Именно гипоксия выступает информационной основой формирования механизмов адаптации вплоть до уровня РНК и ДНК (А. Зурдинов, 1995). В ответ на гипоксический стимул включаются механизмы адаптации и регуляции всех систем организма (А.З. Колчинская и др., 2003; С.A. Rickards, D.G. Newman, 2002). Разновидности гипоксических тренировок широко используются в медицинской практике (М.Т. Шаов, Х.М. Каскулов, О.В. Пшикова, 2002; Н.А. Геппе и соавт., 2002; Н.П. Недугова, 2002;  Б.Х. Хацуков, И.А. Шортанова, 2002; Ю.А. Попова, 2006; Е.А. Рыбникова и соавт., 2007; И.В. Зарубина, П.Д. Шабанов, 2004, 2007;  И.Н. Январева и соавт., 2008; Ю.Н. Королев и соавт., 2008 и др.)

Изменения, происходящие в клетках, особенно, в нейронах мозга, которые являются наиболее чувствительными к недостатку кислорода (А.Н. Хлуновский, А.А. Старченко, 1999), представляются наиболее интересными, поскольку изучение этих процессов позволит шире раскрыть механизмы управления адаптационными процессами, особенно в условиях гипоксии.

Цель работы: определить характер действия моделей акустических импульсов нервных клеток на физиологические функции организма.

Исходя из поставленной цели решались следующие задачи:

• выявить  действие моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов, адаптированных к гипоксии нейронов на динамику минутного объема дыхания (МОД) и  изменение концентрации углекислоты в артериальной крови;
• изучить динамику пульсового давления, периферического сопротивления сосудов и изменение  типа саморегуляции кровообращения под воздействием моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов адаптированного к импульсной гипоксии нейрона;
• определить изменение индекса функционального состояния организма под воздействием моделей нейроакустических сигналов;
• установить характер влияния используемых моделей нейроакустических сигналов на показатели биоэлектрической активности мозга.

Научная новизна. В работе впервые установлено, что:

- под влиянием испытанных моделей электроакустических низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов адаптированной к импульсной гипоксии нервной клетки происходит уменьшение минутного объема дыхания и  физиологическое возрастание уровня концентрации углекислоты в артериальной крови человека, что ведет к снятию спазма сосудов (наблюдавшегося до начала воздействия ЭАС);

- под воздействием моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов адаптированного к импульсной гипоксии нейрона снижаются флуктуации периферического сопротивления сосудов и пульсового давления, при этом высокочастотные аритмические сигналы снижают флуктуации в пределах сердечного типа регуляции кровообращения, а низкочастотные ритмические сигналы переводят  работу системы кровообращения на более экономичный сердечно-сосудистый тип саморегуляции;

- модели низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических электроакустических сигналов адаптированных к гипоксии нейронов повышают индекс физического состояния, что свидетельствует о возрастании уровня функционального состояния организма;

- под влиянием использованных моделей электроакустических сигналов адаптированной к импульсной гипоксии нервной клетки происходит снятие напряжения в работе головного мозга путем повышения амплитуды доминирующего альфа-ритма ЭЭГ, снижения появление тета-ритма и увеличения встречаемости дельта-ритма.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Под влиянием моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов адаптированных к гипоксии  нейронов происходит повышение концентрации углекислоты в артериальной крови путем действия на дыхательный центр и уменьшения минутного объема дыхания.

2. Испытанные модели электроакустических сигналов адаптированного к импульсной гипоксии нейрона уменьшают флуктуации пульсового давления и периферического сопротивления сосудов, при этом действие модели высокочастотных аритмических сигналов направлено на снижение флуктуаций в пределах сердечного типа регуляции, а действие модели низкочастотных ритмических сигналов адаптированного к импульсной гипоксии нейрона переводит работу системы кровообращения на сердечно-сосудистый тип саморегуляции, являющийся наиболее экономичным.

3. Использование моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических электроакустических сигналов адаптированных к гипоксии нейронов повышает индекс физического состояния и, следовательно,  уровень функционального состояния организма.

4. Модели низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических акустических сигналов адаптированных к гипоксии нейронов повышают амплитуду доминирующего альфа-ритма, снижают появление на ЭЭГ тета-ритма и увеличивают встречаемость дельта-ритма. 

Теоретическая значимость работы. Результаты работы расширяют представления о положительном влиянии электроакустических сигналов адаптированных к гипоксии нервных клеток на функциональное состояние организма, подтверждают информационно-энергетическую теорию взаимодействий нервного, вегетативного и поведенческого компонентов регуляции, а также предположение о дистанционном управлении физиологическими функциями организма; углубляют знания в области нейроинформационных механизмов управления функциями организма. Данные проведённых экспериментов могут способствовать дальнейшему поиску новых эффективных режимов работы нейронов с целью совершенствования регуляторно-адаптивных механизмов.

Практическая значимость работы. Исследованные электроакустические модели нейрона - Нейротон-1 и Нейротон-2, моделирующих низкочастотные ритмические и высокочастотные аритмические сигналы, адаптированных к импульсной гипоксии нейронов, имеют большое практическое значение в клинической практике для повышения регуляторно-адаптивного статуса организма. Данные об изменениях ритмов электроэнцефалограммы во время воздействия моделей ЭАС пополняют знания в области практической физиологии о возможности применения нейроакустических сигналов для оптимизации процессов адаптации с целью профилактики последствий негативного влияния факторов окружающей среды на организм. В клинической практике эти режимы могут применяться также для профилактики, лечения и реабилитации при сердечно-сосудистых заболеваниях, при гипоксических состояниях головного мозга. В курортологии - как разновидность физиотерапевтических процедур. В системе физической культуры и спорта - для повышения функциональных резервов организма спортсменов.

Данные, полученные в ходе исследования, могут быть использованы в системе подготовки специалистов биологического и медицинского профиля, внедрены в учебный процесс спортивных факультетов университетов и институтов физической культуры.

Внедрение результатов исследования в практику. Работа выполнена в рамках НИР кафедры физиологии человека и животных биологического факультета Кабардино-Балкарского государственного университета Кислородзависимые электро-физиологические механизмы адаптации нервных клеток к гипоксии (номер государственной регистрации 0120.0804737).

Результаты исследования применяются в учебном процессе при подготовке специалистов (специальность №020201.65) на биологическом факультете КБГУ. Полный набор учебно-методической документации разработан по новым курсам: Синергетика физиологических адаптаций и Нейрокибернетика.

Рассматриваемый в работе способ повышения уровня функционального состояния организма человека внедрен в практику  Республиканской больницы при ФКУ ИК-3 УФСИН России по КБР и МУЗ Городской клинической больницы №1 г. Нальчика Кабардино-Балкарской республики.

Апробация и публикация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены на VII-ой Всеармейской научно-практической конференции Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных, где получила высокую оценку оргкомитета конференции (Санкт - Петербург, 12 - 13 марта, 2009); III Международной научно-практической конференции Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины (Ростов-на-Дону, 1 - 4 октября, 2009), по итогам которой работа награждена дипломом 1-ой степени; выставках инновационных проектов молодых ученых (Нальчик, 8 февраля, 2010; 9 февраля, 2011); Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Перспектива - 2010 (Нальчик, 2010); Форуме молодых ученых Юга России (Нальчик, 2010);  XXI Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Калуга, 2010), II-ой международной научно-практической конференции Молодые ученые в решении актуальных проблем науки (Владикавказ, 2011), научно-практической конференции  Природа. Общество. Человек (Владикавказ, 2011), а также на кафедральных и факультетских научных семинарах (2007-2011).

Публикации по теме диссертации. По теме диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК РФ для публикации результатов исследований на соискание ученой степени доктора и кандидата наук.

Объем и структура диссертации. Работа состоит из введения, обзора литературы, организации и методов исследования, двух экспериментальных глав, общего заключения и выводов, списка литературы и приложения. Работа иллюстрирована 21 рисунками и изложена на 134 страницах машинописного текста. Список литературы содержит 271 источников (206 отечественных и 65 иностранных авторов).

ОРГАНИЗАЦИЯ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение влияния моделей функционирования нейрона, адаптированного к импульсной гипоксии проводилось на практически здоровых студентах - добровольцах обоего пола в возрасте 19-23 лет по 50 человек для каждого исследования. Всего обследовано 200 человек. Обследуемые в течение 10 дней по 5 минут в день подвергались действию моделей ЭАС Нейротон-1 и Нейротон-2, модулирующих низкочастотные ритмические и высокочастотные аритмические сигналы,  воспроизводящих параметры импульсной электрической активности нейронов, адаптированных к импульсной гипоксии. Показатели снимались  в следующей последовательности: до исследования (фон), в течение 10 дней воздействий моделей ЭАС и 14 дней в период последействия, а также спустя 141 и 170 дней после первых трех серий исследований для снятия показателей МОД и СО2.

Измерение минутного объема дыхания (МОД) осуществлялось с помощью капнометра. Затем по таблице зависимости МОД/СО2 определялась концентрация углекислоты в артериальной крови.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) определялась пульсоксиметром "ЭЛОКС-01". У всех участников аускультативным методом (Р.С. Орлов, А.Д. Ноздрачев, 2006) измерялось артериальное давление - систолическое и диастолическое (АДс и АДд) с целью определения пульсового давления (ПД). Определялись такие параметры как: общее периферическое сопротивление сосудов (ПСС), тип саморегуляции кровообращения (ТСК), индекс функционального состояния организма (ИФС). Пульсовое артериальное давление и периферическое сопротивление вычислялись согласно общепринятым формулам (В.А. Макаров, 2001). Тип саморегуляции кровообращения определялся по методике Н.И. Арчинина (цит. по С.В. Петров, 1996). Индекс функционального состояния вычислялся согласно методике Е.А. Пироговой (1989). Соматический статус оценивался с помощью таких показателей, как длина (см) и масса (кг) тела.

Исследование электрической активности головного мозга проводилось с помощью электроэнцефалографа "Мицар-201". При анализе электроэнцефалограмм (ЭЭГ) внимание было направлено на изучение волн ЭЭГ, их амплитуды и частоты.

Полученные данные подвергались статистической обработке: рассчитывался коэффициент достоверности Стьюдента (tд), различия считались достоверными при величине уровня значимости р<0,05 (Г.Ф. Лакин, 1990; Б.М. Владимирский, 1992).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Динамика показателей функционального состояния организма. Концентрация углекислоты в артериальной крови человека. Нейротон-1. Фоновое значение концентрации углекислоты в артериальной крови у исследуемой группы составляло 3,30,4% (рис. 1А), а в контрольной - 4,80,3%. В первый день исследования происходило снижение концентрации СО2 до 3,00,3% в исследуемой группе (р>0,05) и до 3,80,3% в контрольной (р<0,05). На 3-ий день исследования у участников контрольной группы содержание СО2 в артериальной крови вновь достигает фонового значения (4,80,3; р>0,05), а в исследуемой группе наблюдается тенденция к повышению по сравнению с фоном (4,00,3; р>0,05).  В последующие дни в исследуемой группе под воздействием модели ЭАС в режиме Нейротон-1 наблюдалось существенное достоверное возрастание значения исследуемого показателя по сравнению с фоном. К концу исследования значение концентрации углекислоты в артериальной крови составляло 5,20,2% (р<0,05). В контрольной группе также наблюдалась тенденция к увеличению концентрации СО2.

А	Б
В
Рис. 1.  Динамика концентрации СО2 под влиянием  моделей Нейротон-1 (А), Нейротон-2 (В) и без включения ЭАС (Б)

В связи с тем, что в обеих группах в начале воздействий произошли однонаправленные изменения, была проведена специальная серия исследований без включения электроакустических сигналов. При этом динамика концентрации углекислоты была следующей. Фоновое значение составляло 4,40,4%. В период исследования колебания этого показателя составляли 0,2-0,5% (рис. 1Б). В первом случае контрольная группа находилась на расстоянии 50 метров от источника ЭАС, и мы наблюдали значительные изменения концентрации углекислоты в артериальной крови, не наблюдавшиеся во второй серии исследований. Это означает, что ЭАС обладают свойством дальнодействия. Последующие серии исследований были проведены с учетом этого факта.

Нейротон-2. Фоновые значения концентрации углекислоты составляли 4,20,2% в исследуемой группы и 5,70,2% у контрольной (рис. 1В). Под влиянием модели высокочастотных аритмических сигналов у добровольцев исследуемой группы в первые дни воздействия происходило  возрастание концентрации СО2 в артериальной крови до 5,00,3% (р<0,05) в 1-ый день и стабилизация на 5,10,1% в 3-ий день. Затем в исследуемой группе наблюдались колебательные изменения исследуемого показателя, но в период последействия под влиянием модели высокочастотных аритмических сигналов происходило достоверное увеличение концентрации углекислоты в артериальной крови с 5-го дня последействия. Значение концентрации СО2 в артериальной крови в период последействия находилось в пределах 5,2 - 5,4%, и в 141-ый день последействия составляло 5,40,2% (р<0,05).

В контрольной группе на протяжении всего исследования наблюдалась тенденция к снижению концентрации углекислоты в артериальной крови.

Таким образом, под влиянием моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов адаптированных к импульсной гипоксии нейронов происходит увеличение концентрации СО2 (естественного вазодилататора) в артериальной крови и, следовательно, увеличивается степень кровоснабжения органов.

       Минутный объем дыхания. Нейротон-1. Исходные значения минутного объема дыхания в исследуемой и контрольной группах составляли 12,81,7 л/мин и 7,11,3 л/мин (рис. 2А) соответственно. Такая разница значений показателя МОД обусловлена тем, что регуляторно-адаптивные возможности (адаптационный потенциал) обследованных исследуемой группы были на низком уровне. Под влиянием ЭАС в режиме Нейротон-1 к 3-му и 5-му дням воздействия минутный объем дыхания в исследуемой группе снижался до 9,31,1 и 6,91,6 л/мин (р<0,05). В последующие дни  происходило достоверное уменьшение этого показателя и к 10-му дню воздействия ЭАС МОД составлял 6,60,9 л/мин (р<0,05). В условиях последействия эта тенденция в исследуемой группе сохранялась и в конце исследования на 170-ый день значение МОД составило 5,20,5 л/мин (р<0,05).

В контрольной группе наблюдались небольшие флуктуации, а значение минутного объема дыхания лежало в пределах 5,8 - 6,5 л/мин.

А		Б
Рис. 2.  Динамика минутного объема дыхания под влиянием  моделей Нейротон-1 (А) и Нейротон-2 (Б)

Нейротон-2. Фоновое значение МОД в исследуемой группе составляло 7,80,8 л/мин (рис. 2Б). Под влиянием модели высокочастотных аритмических сигналов в исследуемой группе происходило снижение МОД на протяжении всего исследования: в 1-ый и 3-ий дни МОД достоверно (р<0,05) уменьшался и составлял соответственно 5,60,6 и 5,40,3 л/мин; к 5-му и 7-му дню имел тенденцию к увеличению до 6,70,73 и 7,10,12 л/мин соответственно (р>0,05), снижался к 10-му  дню воздействия ЭАС - 6,50,9 л/мин (р>0,05). В последующие дни последействия наблюдалось достоверное снижение данного показателя (141 д/п - 4,90,3 л/мин; р<0,05).

В контрольной группе фоновое значение МОД составляло 4,50,2 л/мин. В ходе исследования этот показатель претерпевал следующие изменения: в 1-ый и 3-ий дни равен 4,30,3 и 4,30,4  л/мин (р>0,05); а на 5-ый, 7-ой и 10-ый дни  составляет 4,60,4 л/мин, 5,00,6 и 5,60,8 л/мин (р>0,05) соответственно. В условиях последействия также происходили фазово-колебательные изменения значений МОД и к концу исследования на 141 день последействия МОД  составлял 5,60,5 л/мин (р<0,05).

Применение режимов низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов, дает возможность уменьшить МОД и повысить коэффициент использования кислорода организмом, происходят физиологические и биохимические сдвиги во внешнем и тканевом дыхании, что способствует улучшению использования кислорода, входящего в МОД. При уменьшении минутного объема дыхания уменьшается вентиляция мертвого пространства. При этом улучшается вентиляция альвеол и условия газообмена между альвеолами и капиллярами.

Пульсовое давление. Нейротон-1. Фоновое значение пульсового давления в исследуемой группе приближалось к нижней границе нормы и составляло - 36,81,57 мм рт.ст. (рис. 3А). Под влиянием модели низкочастотных ритмических сигналов исследуемый показатель достоверно увеличивался в пределах нормы в течение всего периода исследования и в последний день исследований его значение составило 43,00,5 мм рт.ст. (р<0,05).

В контрольной группе фоновое значение пульсового давления составляло 42,04,7 мм рт.ст. На протяжении всего периода исследований показатели ПД в этой группе менялись в фазовом режиме, претерпевая большие колебания (от 38,01,5 до 45,01,3 мм рт.ст.), что связано с влиянием факторов окружающей среды.

Нейротон-2. Фоновые значения пульсового давления в контрольной и исследуемой группах были практически равны и составляли 38,01,8 и 37,51,0 мм рт.ст. (рис. 3Б) соответственно. В 1-ый день значение ПД в испытуемой группе значительно не менялось (37,01,18 мм рт.ст.; р>0,05). К 3-му дню воздействия модели высокочастотных аритмических сигналов происходило достоверное возрастание данного показателя до 42,01,3 мм рт.ст. (р<0,05). На 5-ый день исследования ПД становилось равным фоновому значению, а на 7-ой и 10-ый дни опыта значение ПД в исследуемой группе снижалось и составляло 36,2 мм рт.ст. (р>0,05). К 3-му дню последействия значение ПД соответствовало фоновому. На 5-ый день последействия ПД в исследуемой группе возрастало и составляло 39,01,1 мм рт.ст. (р>0,05). На 7, 10-ый и 14 дни последействия ПД у участников исследуемой группы снижалось по сравнению с фоном и лежало в пределах 36,2 - 36,7 мм рт.ст.

В контрольной группе наблюдались флуктуации исследуемого показателя на протяжении всего исследования. В обеих группах (контрольной и исследуемой) происходили колебательные изменения ПД, но под воздействием ЭАС модели Нейротон-2 в исследуемой группе эти флуктуации были снижены.

А		Б
Рис. 3. Динамика пульсового давления под влиянием моделей Нейротон-1 (А) и Нейротон-2 (Б)

Модели низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов адаптированных к гипоксии нейронов нормализуют пульсовое давление, снижают флуктуации ПД, что подтверждает данные о снижении прыжков артериального давления под влиянием испытанных режимов (Д.А. Хашхожева, 2008).

Периферического сопротивления сосудов. Нейротон-1. Периферическое сопротивление сосудов у добровольцев испытуемой группы в начале исследования составляло 1510,539,0 динс/см3 (рис. 4А). Это значение ПСС говорит о повышенном артериальном давлении. Под влиянием модели ЭАС в режиме Нейротон-1 в исследуемой группе в первый же день ПСС становилось равным 1360,833,9 динс/см3 (р<0,05).  На протяжении всего исследования наблюдалась стабилизация периферического сопротивления в пределах нормы. Так во время воздействия ЭАС фиксировались следующие изменения значения ПСС: 3 д/в - 1259,028,7 (р<0,05); 5 д/в - 1450,631,7 (р>0,05); 7 д/в - 1383,630,1 (р<0,05); 10 д/в - 1406,727,8 динс/см3 (р<0,05). После завершения сеансов воздействия, в период последействия картина остается той же. Изменения значения ПСС у исследуемой группы в эти дни были достоверны (р<0,05) по сравнению с фоном и составляли: 3 д/п - 1407,829,9; 5д/п - 1393,1630,0; 7 д/п - 1393,627,3; 10 д/п - 1364,028,2; 14 д/п - 1404,529,5 динс/см3.

А		Б
Рис. 4. Динамика периферического сопротивления сосудов под влиянием моделей Нейротон-1 (А) и Нейротон-2 (Б)

В контрольной группе фоновое значение ПСС составляло 1327,232,1 динс/см3 (находилось в пределах нормы). В 1-ый и 3-ий дни исследования происходило достоверное (р<0,05) возрастание периферического сопротивления по сравнению с фоном до 1654,328,6 и 1564,435,6 динс/см3 (рис. 4А), что является признаком повышения артериального давления. К 5, 7 и 10-му дням исследования ПСС в данной группе нормализовалось и стало равным 1122,529,9 (р<0,05), 1454,337,2 и 1428,228,7 динс/см3 (р<0,05) соответственно. На 3-ий день последействия ПСС снова достоверно увеличилось, достигнув 1684,931,1 динс/см3 (р<0,05). К 5-му д/п вернулось к нормативным показателям (1313,833,0; р<0,05); а на 7, 10 и 14 дни последействия ПСС вновь достоверно повысилось (р<0,05), составив 1502,636,3, 1519,030,1 и 1533,934,3 динс/см3 соответственно.

Нейротон-2. Фоновое значение ПСС в исследуемой группе было в пределах нормы и составляло 1393,530,0 динс/см3 (рис. 4Б). В течение всего периода исследования значение периферического сопротивления сосудов в этой группе претерпевало флуктуации, но находилось в пределах нормы.

В контрольной группе фоновое значение ПСС составляло 1296,925,2 динс/см3. В первый день исследования происходило резкое возрастание этого показателя до 1635,030,1 (р<0,05). В 3-й, 5-й и 7-й дни исследования значение ПСС в контрольной группе снизилось и находилось в пределах нормы (1268,327,1 (р>0,05); 1383,828,3 (р<0,05) и 1316,626,3 динс/см3 (р>0,05) соответственно). На 10-ый день исследования ПСС вновь достоверно возрастало до 1529,627,1 динс/см3(р<0,05). К 3-му дню последействия возрастание показателя продолжалось и ПСС составляло 1714,124,4 (р<0,05). На 5-й день последействия в контрольной группе происходило снижение уровня ПСС до нормы (1395,828,30; р<0,05) и эта тенденция сохранялась до 10-го дня последействия. Значение ПСС при этом составляют: 7 д/п - 1304,623,3 (р>0,05); 10 д/п - 1314,324,4 динс/см3(р>0,05). В последний день исследования периферическое сопротивление у участников контрольной группы вновь возрастало до 1629,325,3 динс/см3 (р<0,05). 

Полученные данные свидетельствуют о том, что под влиянием моделей ЭАС нейрона в режимах Нейротон-1 и Нейротон-2 происходит нормализация и стабилизация периферического сопротивления сосудов, что ведет к снятию спазма сосудов и усилению периферического кровотока.

Тип саморегуляции кровообращения. Нейротон-1. В исследуемой группе фоновое значение ТСК составляло 86,41,1 у.е. (рис. 5А), что соответствовало сердечному типу саморегуляции. В первый день воздействия модели ЭАС в режиме Нейротон-1 значение ТСК повышалось до 97,91,0 у.е. (р<0,05), тип саморегуляции менялся на сердечно-сосудистый. В 3-ий день воздействия ЭАС изменения ТСК у обследованных добровольцев были незначительны (97,70,9; р<0,05). На 5-ый день воздействия модели низкочастотных ритмических сигналов у исследуемой группы тип регуляции оставался смешанным, а значение ТСК снижалось до 91,11,0 у.е. (р<0,05). На 7-й и 10-й дни опыта тип саморегуляции не менялся, а значения показателя составляли 92,31,1 (р<0,05) и 91,80,9 у.е. (р<0,05) соответственно. Наблюдения, проведенные в исследуемой группе в период последействия, показали, что сердечно-сосудистый тип регуляции кровообращения сохраняется до конца исследования.

В контрольной группе фоновое значение показателя ТСК составляло 92,80,9 у.е. (рис. 5А), что говорило о сердечно-сосудистом типе саморегуляции кровообращения. В первый день исследования значение ТСК снижалось до 87,30,9 у.е. (р<0,05) и тип саморегуляции менялся на сердечный. В 3-ий и 5-й дни исследования также наблюдался сердечный тип регуляции, а значение ТСК продолжало достоверно (р<0,05)  снижаться и составляло 80,40,8 и 74,80,9 у.е. соответственно. На 7-ой день исследования саморегуляция приходила в равновесие (сердечно-сосудистый тип), значение ТСК составило при этом 91,31,0 у.е. (р<0,05). На 10-ый день ТСК снова смещалось в сторону сердечного типа саморегуляции, который  сохранялся до конца исследования.

Нейротон-2. В исследуемой группе фоновое значение ТСК составляло 80,71,2 у.е. (рис. 5Б), что соответствовало сердечному типу саморегуляции. В первый день воздействия модели ЭАС в режиме Нейротон-2 значение ТСК повышалось по сравнению с фоном до 86,20,9 у.е. (р<0,05); тип саморегуляции остался сердечным. На 3-ий, 5-й и 7-ой дни воздействия высокочастотных аритмических сигналов значение ТСК в данной группе добровольцев менялось достоверно (р<0,05) в пределах сердечного типа и составляло 83,00,9, 88,51,0 и 80,71,1 у.е. соответственно. На 10-й день воздействия ЭАС и 3 день последействия тип регуляции стал смешанным. В последующие дни исследования ТСК менялся в колебательном режиме, и при этом снова наблюдался сердечный тип регуляции.

В контрольной группе фоновое значение ТСК составляло 81,11,0 у.е. (рис. 5Б), что говорило о сердечном типе саморегуляции кровообращения. В первый день исследования значение ТСК снижалось до 71,961,1 у.е. (р<0,05), но тип саморегуляции не менялся. В 3-ий и 5-й дни исследования также наблюдался сердечный тип регуляции, а значение ТСК составляло 77,10,8 (р<0,05) и 74,60,9 у.е. (р<0,05) соответственно. Этот тип регуляции сохранялся до конца наблюдений.

А			Б
Рис. 5. Динамика типа саморегуляции кровообращения под влиянием моделей Нейротон-1 (А) и Нейротон-2 (Б)

Таким образом, модель низкочастотных ритмических импульсов снимает напряжение в работе системы кровообращения, переводя ее на сердечно-сосудистый тип саморегуляции, а модель высокочастотных аритмических сигналов снижает флуктуации в пределах сердечного типа регуляции кровообращения.

Индекс физического состояния. Нейротон-1. У добровольцев исследуемой группы фоновое значение ИФС составляло 0,620,03 у.е. (рис. 6А), что говорило о среднем уровне функционального состояния (УФС) организма. В 1-ый и 3-ий дни воздействия модели электроакустических сигналов в режиме Нейротон-1 значение исследуемого показателя увеличивалось по сравнению с фоном и составляло 0,660,04 и 0,650,03 у.е. (р>0,05) соответственно, но УФС остался средним. На 5-й и 7-й дни воздействия низкочастотных ритмических сигналов УФС не менялся. На 10-й день воздействия модели ЭАС, а также 3-ий и 5-ый дни последействия ИФС возрастал до 0,68 у.е. (р>0,05) и функциональное состояние становилось выше среднего. Этот уровень сохранялся до конца наблюдений.

В контрольной группе фоновое значение ИФС составляло 0,700,04 у.е. (рис. 6А), что свидетельствовало о уровне функционального состояния выше среднего. На протяжении всего исследования в этой группе ИФС менялся в колебательном режиме, имел тенденцию к снижению по сравнению с фоном.

Нейротон-2. Функциональное состояние испытуемой группы в начале исследования находилось на среднем уровне, а значение ИФС составляло 0,630,03 у.е. (рис. 6Б). Сразу после воздействия модели ЭАС в режиме Нейротон-2 в 1-ый день воздействия наблюдалось повышение ИФС до 0,700,05 у.е. (р>0,05) и функциональное состояние организма исследуемой группы становилось выше среднего. На 3-ий и 5-ый дни воздействия высокочастотных аритмических сигналов наблюдалось небольшое снижение данного показателя. В последующие дни УФС в исследуемой группе возрастал на 7-ой и 10-ый дни воздействия ЭАС, а также на 3, 5, 7-ой дни последействия и был равен 0,68 у.е. (р>0,05). Это говорит о том, что уровень функционального состояния был выше среднего. В 10-ый и 14-ый дни последействия УФС также выше среднего, а его значение составляло 0,690,04 у.е. (р>0,05).

В контрольной группе исходное функциональное состояние находилось на среднем уровне (0,550,02 у.е.). Несмотря на изменение значений ИФС в 1, 3, 5,  7-ой дни исследований (0,620,04, 0,550,07, 0,590,02, 0,610,04 у.е.; р>0,05), функциональное состояние организма находилось на среднем уровне. На 10-й день исследования и 3 день последействия УФС снижался и составлял 0,460,02 (р<0,05) и 0,510,05 у.е. (р>0,05) соответственно. Это говорило о том, что функциональное состояние участников контрольной группы было ниже среднего уровня. В 5, 7, 10 и 14-й дни последействия уровень функционирования организма стал вновь средним, а значения показателя ИФС составляли 0,610,06, 0,600,05, 0,590,03 и 0,610,04 у.е. (р>0,05) соответственно.

А		Б
Рис. 6. Динамика индекса функционального состояния под влиянием моделей Нейротон-1 (А) и Нейротон-2 (Б)

При определении уровня функционального состояния под влиянием моделей ЭАС адаптированных к гипоксии нейронов, низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов, наблюдалось повышение ИФС выше среднего и стабилизация данного показателя. Механизмом положительной динамики ИФС под влиянием испытуемых факторов являются процессы, сопровождающиеся снижением минутного объема дыхания и повышением содержания СО2 в крови.

Динамика показателей электрической активности головного мозга.

В фоновой ЭЭГ в лобных отведениях доминировал -ритм, который составлял 73,75% от общего числа наблюдаемых волн; также в исследованном участке наблюдались -ритм (21,25%), и -ритмы по 2,5% соответственно. При воздействии модели низкочастотных ритмических сигналов происходило небольшое снижение встречаемости -ритма (70%), -ритм увеличился до 10%, а и -ритмы снизились и составили 18,75 и 1,25% соответственно. Другая картина наблюдалась при воздействии на обследуемых модели высокочастотных аритмических сигналов. В этом случае происходило возрастание частоты встречаемости -ритма до 77,5%, снижение активности и -ритмов до 1,25 и 18,75 соответственно, а -ритм не менялся.

В височных отведениях фоновой ЭЭГ наблюдалось доминирование -ритма (72,5%),  и -ритмы составляли 12,5 и 15% соответственно (-ритм не отмечается). При воздействии модели низкочастотных ритмических сигналов встречаемость и -ритмов увеличилась до 77,5 и 15% соответственно, а -активность снизилась до 3,75%. Еще большее возрастание количества волн относящихся к -ритму происходило при воздействии модели высокочастотных аритмических сигналов (до 92,5%), а и -ритмы снизились до 2,5 и 5% соответственно.

В центральных отведениях фоновой ЭЭГ также доминировал -ритм (волны данного типа составляли 93,33%), и -ритмы на исследованных участках ЭЭГ не отмечались, а -ритм составлял 6,67%. При воздействии на участников исследования ЭАС в режиме Нейротон-1 происходило снижение активности доминирующего ритма (83,33%) за счет увеличения -ритма до 10% и появления -ритма (6,67% волн). Практически такая же картина наблюдалась при воздействии режимом Нейротон-2, но без появления -ритма: -ритм снижался до 86,7%, а -ритм возрастал до 13,33%.

В теменных отведениях в фоновой ЭЭГ доминировал -ритм (80% волн), также наблюдались (3,33%) и -ритмы (16,67%). При воздействии исследуемых режимов функционирования адаптированной нервной клетки в обоих случаях наблюдалось возрастание волн -ритма (при действии модели Нейротон-1 до 90%, Нейротон-2 - 86,67%); исчез -ритм, а -ритм снижался (под влиянием Нейротон-1 до 10%, Нейротон-2 - 13,33%).

В фоновой ЭЭГ в затылочных отведениях также доминировал -ритм. На исследованном участке ЭЭГ волны этого типа составляли 76,67%. Встречаемость и -ритмов составляла 10 и 13,33% соответственно. При воздействии на организм обследуемых моделей ЭАС в режиме Нейротон-1 и Нейротон-2 происходили совершенно идентичные изменения: индекс -ритма возрастал до 90%, а -ритма снижался до 10%.

Таким образом, под влиянием модели ЭАС адаптированного к гипоксии нейрона в режиме Нейротон-1:  встречаемость -ритма немного снижалась - на 0,95% (рис. 7) по сравнению с фоном (77,62%), количество волн -ритма уменьшалось с 1,91% до 9,52%, а волны - (с 19,52% до 13,33%) и -ритмов (с 0,95% до 0,48%) снижались. А при действии модели ЭАС Нейротон-2 наблюдалось повышение частоты встречаемости и  -ритмов до 83% и 1,43 соответственно; снижение - и -ритмов до 0,95 % и 14,29%.

Фон	Нейротон-1	Нейротон-2
Рис. 7. Динамика  ритмов ЭЭГ под влиянием моделей ЭАС нейрона

Амплитуда волн ЭЭГ. В лобных отведениях амплитуда волн ЭЭГ возрастала с 65,590,04 мкВ до 82,520,05 мкВ (р<0,05) (рис. 8) при действии ЭАС в режиме Нейротон-1 и до 98,850,08 мкВ (р<0,05) при влиянии модели Нейротон-2. В височных отведениях среднее значение амплитуды составляло 49,200,02 мкВ. При действии режима Нейротон-1 ее значение увеличивалось до 64,850,03 мкВ (р<0,05), а под влиянием модели Нейротон-2 - 67,120,3 мкВ (р<0,05). В центральных отведениях среднее значение амплитуды волн фоновой ЭЭГ  составляло 39,430,02 мкВ, а при воздействии моделями ЭАС в режимах Нейротон-1 и Нейротон-2 возрастало до 58,470,05 (р<0,05) и 62,580,05 мкВ (р<0,05) соответственно. В теменных отведениях фоновое значение амплитуды волн ЭЭГ было 48,260,02 мкВ. Под влиянием моделей ЭАС ее значение повышалось до 61,020,02 мкВ (р<0,05) при действии режима низкочастотных ритмических сигналов и 70,990,04 мкВ (р<0,05)  под влиянием модели высокочастотных аритмических сигналов. Среднее значение амплитуды в затылочных отведениях в начале исследования соответствовало 78,800,02 мкВ. При воздействии на обследуемых модели ЭАС в режиме Нейротон-1 это значение возрастало до 88,450,03 мкВ (р<0,05), а в режиме Нейротон-2 до 90,780,03 мкВ (р<0,05).

В целом амплитуда волн ЭЭГ увеличилась с 56,260,02 мкВ до 71,100,04 мкВ (при действии низкочастотных ритмических сигналов) и 78,060,10 мкВ (при действии высокочастотных аритмических сигналов). Так, при действии исследуемых режимов ЭАС происходило повышение амплитуды волн ЭЭГ во всех отведениях, т.е. у испытуемых усилилась концентрация на подаваемый акустический сигнал.

Рис. 8. Динамика амплитуды волн ЭЭГ под влиянием моделей ЭАС нейрона

Частота ритмов ЭЭГ. В фоновой ЭЭГ в лобных отведениях среднее значение частоты ритмов составляло 8,450,003 Гц (рис. 9). Под влиянием модели низкочастотных ритмических сигналов адаптированных к импульсной гипоксии нервных клеток у обследованных происходило возрастание частоты доминирующего ритма до 9,430,003 Гц (р<0,05). А при воздействии моделью высокочастотных аритмических сигналов значение данного показателя практически не менялось (8,480,002 Гц; р<0,05).

В височных отведениях фоновой ЭЭГ среднее значение частоты доминирующего ритма соответствовало 10,600,003 Гц. При действии на участников исследования моделью Нейротон-1 этот показатель возрастал до 11,370,003 Гц (р<0,05), и снижался при действии модели Нейротон-2 до 9,520,002 Гц (р<0,05) по сравнению с фоном.

В центральных отведениях фоновое значение частоты составляло 9,530,002 Гц. Под влиянием модели ЭАС в режиме Нейротон-1 частота возрастала до 10,030,003 Гц (р<0,05); а при воздействии моделью Нейротон-2 незначительно снижалась и составляла 9,400,002 Гц (р<0,05).

Среднее значение частоты доминирующего ритма в теменных отведениях фоновой ЭЭГ составляло 9,160,003 Гц. При воздействии на обследуемых моделью низкочастотных ритмических сигналов происходило увеличение данного показателя до 9,860,002 Гц (р<0,05). При действии модели высокочастотных аритмических сигналов, частота доминирующего ритма практически не менялась по сравнению с фоном (9,140,001 Гц; р<0,05).

В затылочных отведениях фоновое значение частоты доминирующего ритма составляло 9,650,003 Гц (рис. 9). При действии на участников исследования моделью ЭАС в режиме Нейротон-1 среднее значение данного показателя возрастало и составляло 10,670,002 Гц (р<0,05). А при воздействии на них моделью Нейротон-2 происходило снижение частоты до 9,260,001 Гц (р<0,05).

Рис. 9. Динамика частоты ритмов ЭЭГ под влиянием моделей ЭАС нейрона

Таким образом, при воздействии модели Нейротон-1 происходило возрастание частоты доминирующего ритма с 9,480,002 Гц до 10,270,003 Гц, а при действии режима Нейротон-2 снижение до 9,160,002 Гц (по сравнению с фоном). Поскольку частота ЭАС модели Нейротон-1 близка не только к частоте альфа-ритма ЭЭГ, но и нижней границе шумановского резонанса, то можно говорить о том, что он активирует клеточный иммунитет и оказывает расслабляющее действие.

ВЫВОДЫ

1. Модели низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических акустических сигналов нейрона уменьшают минутный объем дыхания и нормализуют концентрацию углекислоты в артериальной крови, тем самым восстанавливая кровоснабжение органов и тканей организма. Действие модели высокочастотных аритмических сигналов нейрона приводит к данному эффекту значительно быстрее.

2. Действие моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов нейрона нормализуют пульсовое давление и периферическое сопротивление сосудов путем снижения флуктуаций этих показателей соответственно в 2 и 3 раза. Модель низкочастотных ритмических импульсов снимает напряжение системы кровообращения, переводя ее работу на сердечно-сосудистый тип саморегуляции, а модель высокочастотных аритмических сигналов снижает флуктуации в пределах сердечного типа регуляции кровообращения.

3. Использованные модели нейроакустических сигналов повышают индекс  физического состояния и соответственно уровень функционального состояния организма, при этом более эффективно действие модели низкочастотных ритмических сигналов нейрона.

4. Действие моделей низкочастотных ритмических и высокочастотных аритмических сигналов нейрона повышают амплитуду доминирующего альфа-ритма ЭЭГ, снижают появление тета-ритма и увеличивют встречаемость дельта-ритма, что говорит о возрастании уровня синхронизации в структурах мозга и снятии тревожного состояния. 

Список работ, опубликованных по теме диссертации

Работы, опубликованные в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Шаова, З.А. Изменение концентрации углекислого газа в крови человека под воздействием электроакустических сигналов нервных клеток / М.Т. Шаов, З.А. Шаова, О.В. Пшикова // Юг России: экология, развитие. - №1. - 2009. - С. 135- 140. (0,56 п/л., личный вклад 70%)

Работы, опубликованные в других изданиях

2. Шаова, З.А. Дистанционное управление уровнем СО2 в артериальной крови человека с помощью голоса нейрона / З.А. Шаова // Наука и устойчивое развитие: сб. ст. II Всерос. науч. конф. - Нальчик: Изд-во М. и В. Котляровых, 2008. - С. 206-210. (0,28 п/л., личный вклад 100%)
3. Шаова, З.А. Динамика концентрации углекислого газа и сатурации кислорода под влиянием нейроакустических сигналов / З.А. Шаова, О.В. Пшикова // Научные труды II съезда физиологов СНГ. - Кишинев, 2008. - С. 223. (0,06 п/л., личный вклад 70%)
4. Шаова, З.А. Влияние модулированных гипоксией нейроинформационных сигналов на СО2 и SаО2 в артериальной крови / М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, З.А. Шаова // Материалы VII-ой Всеармейрской научно-практической конференции Баротерапия в комплексном лечении и реабилитации раненых, больных и пораженных. - Санкт-Петербург, 2009. - С. 113. (0,06 п/л., личный вклад 70%)
5. Шаова, З.А. Управление концентрацией углекислоты в артериальной крови нейроимпритинг технологиями / З.А. Шаова // Актуальные проблемы биологии, нанотехнологий и медицины: Материалы III международной научно-практической конференции. - Ростов-на-Дону, 2009. - С. 224 - 225. (0,17 п/л., личный вклад 100%)
6. Шаова, З.А. Дистанционное управление минутным объемом дыхания и параметрами сердечно-сосудистой системы электроакустическими сигналами, модулированными импульсной гипоксией / М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, З.А. Шаова, А.А. Батырдогова // Биологическое разнообразие Кавказа: Материалы ХI международной научной  конференции. - Назрань, 2009. - С. 464 - 466. (0,28 п/л., личный вклад 70%)
7. Шаова, З.А. Управление физиологическими функциями организма нейроакустическими сигналами / З.А. Шаова // Перспектива-2010: Материалы Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. - Т.IV. - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т, 2010. - С. 65-69. (0,28 п/л., личный вклад 100%)
8. Шаова, З.А. Способ повышения резервов сердечно-сосудистой системы электроакустически-ми сигналами адаптированных к импульсной гипоксии нейронов / З.А. Шаова // Наука и устойчивое развитие: Сб. ст. IV Всероссийской научной конференции. - Нальчик: Издательство Принт Центр, 2010. - С. 236-238. (0,22 п/л., личный вклад 100%)
9. Шаова, З.А. Дистанционное управление здоровьем человека с помощью квантово-волновых физиологических технологий  (квантово-волновая физиология) / М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, З.А. Шаова // Успехи современного естествознания, 2010. - №5. - С. 21-28. (0,83 п/л., личный вклад 70 %)
10. Шаова, З.А. Повышение здоровья человека модулированными импульсной гипоксией сигналами нейрона / З.А. Шаова, М.Т. Шаов, О.В. Пшикова, Х.А. Курданов // XXI Съезд физиологического общества им. И.П. Павлова. Тезисы докладов. - М. - Калуга, 2010. - С. 685. (0,06 п/л., личный вклад 70%)
11. Шаова, З.А. Влияние нейроинформационных сигналов на работу головного мозга / З.А. Шаова // Молодые ученые в решении актуальных проблем науки: Материалы II-ой международной научно-практической конференции. - Владикавказ, 2011. (0,33 п/л., личный вклад 100%)
12.   Шаова, З.А. Нейроинформационные технологии как способ управления электрической активностью мозга человека / З. А. Шаова, О. В. Пшикова, М. Т. Шаов // Научно-практическая конференция, посвященная дню эколога Природа. Общество. Человек. - Владикавказ, 2011. - С. 69-73. (0,33 п/л., личный вклад 70 %)

Список сокращений

АДд - артериальное давление диастолическое

АДс - артериальное давление систолическое

ИФС - индекс функционального состояния

МОД - минутный объем дыхания

ПД - пульсовое давление

ПСС - периферическое сопротивление сосудов

ТСК - тип саморегуляции кровообращения

УФС - уровень функционального состояния

ЧСС - частота сердечных сокращений

ЭАС - электроакустические сигналы

ЭЭГ - электроэнцефалограмма

Шаова Залина Асланбиевна

действие нейроакустических сигналов на физиологические функции организма человека

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

   Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по биологии