4) Ритмы головного мозга

Вернемся к популярной проблеме: могут ли частоты Шумановского резонанса определять колебания головного мозга? Выше мы убедились, что для альфа-ритма это маловероятно.

Головной мозг является местом максимального скопления нервных клеток в организме человека. Вследствие сложного строения мозга и разделения его на центры, ответственные за различные функции нервной регуляции, пути распространения сигналов нервного импульса сложны. Степень задействованности конкретных нервных центров изменяется во времени, а значит, и скорости распространения нервных импульсов варьируются в зависимости от места их генерации, сложности поставленной задачи (психической, умственной и физической нагрузки, состояния здоровья), а также от индивидуальных особенностей метаболизма. Именно поэтому диапазоны частот ритмов мозга достаточно широки (см. таб. 1 ).

Рассмотрим только самый простой случай: попробуем оценить собственные частоты мозга взрослого человека в состоянии, невозмущенном мыслительной активностью (скорость распространения сигнала - 1 м/с), исходя из максимальной характерной длины L, пробегаемой нервным импульсом в головном мозге. При поверхностной площади головного мозга 0.22-0.5 м² длина L меняется от 0.26м до 0.39м. Аналогично предыдущим вычислениям получаем интервал 2.5-3.8 Гц. Из таблицы 1 мы знаем, что это - диапазон значений дельта-ритма, действительно ассоциируемого с состоянием покоя. Вычисляя теперь возможные резонансные биоэффективные частоты внешней среды (для n =1,2,3), имеем 5-7.6Гц, 2.5-3.8Гц, 1.3-1.7Гц. Видим, что значения первой гармоники шумановского резонанса (7.8 1.5Гц) пересекаются с интервалом вычисленных биоэффективных частот 5-7.6Гц (n =1).

 

Таблица 5

Сопоставление вычисленных возможных резонансных для головного мозга человека частот внешней среды с частотами шумановского усиления электромагнитного шума и альфвеновского ионосферного резонатора. n - номера гармоник.

Вычисленные значения биоэффективных частот, Гц	Резонансные частоты ионосферного электромагнитного шума, Гц
5 - 7.6 (n =1)	7.8  1.5 (Шумановский, n =1)
2.5 - 3.8 (n =2)	3.5 1.25 (Альфвеновский, n =2)
1.3 - 1.7 (n =3)	1.75 1.25( Альфвеновский, n =1)

 

Интересно, что биоэффективные для мозга частоты 2.5-3.8Гц и 1.3-1.7Гц тоже оказались связанными с резонансами электромагнитного шума ионосферы, но не с шумановскими (см. таб.5). В 1985г. П.П.Беляевым и группой сотрудников НИРФИ ([21], [28]) была обнаружена резонансная структура спектра электромагнитного шума на частотах ниже первой гармоники ШР. Выяснилось, что альфвеновские волны в ионосфере формируют альфвеновский резонатор с частотой колебаний, зависящей от толщины ионосферы, величины напряженности магнитного поля Земли и концентрации частиц ионосферной плазмы. Приблизительное значение этой частоты - около 2Гц. В реальности первая резонансная частота альфвеновского резонатора меняется в пределах 0.5-3Гц в зависимости от состояния ионосферы, и амплитуда спектра электромагнитного шума имеет возрастания на гармониках . Например, в работе [28] приведен спектр с тремя четкими пиками левее пика ШР - 1.32Гц, 2,86Гц, 4,84Гц.

Из Таб. 5 видно, что вторая и третья вычисленные гармоники параметрического резонанса мозговых нервных структур действительно могут быть обусловлены первыми гармониками колебаний в альфвеновском ионосферном резонаторе. В пользу этого утверждения говорит тот факт, что усиление альфвеновского резонансного явления происходит в ночные часы, днем амплитуда спектральных возрастаний уменьшается до значений обычного шума. Дельта-ритм, как видно из таб.1, присущ состоянию сна. А ведь суточная ритмика человека предполагает сон именно ночью; и все животные с момента выхода на сушу спали ночью, поскольку градиент атмосферной температуры не позволял вести активный образ жизни после захода солнца - требовалось бы слишком много энергии на обогрев. Поэтому историческая "подстройка" под ритмы ионосферы, скорее всего, действительно имела место, но не подстройка альфа-ритма под частоты шумановского резонанса, а синхронизация дельта- и тэта-ритмов с частотами альфвеновского резонатора и первой гармоникой ШР.