ДАНИЛОВСКИХ М.Г., ВИННИК Л.И. ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НИСЛИ С БИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ

Ключевые слова: , ,


ДАНИЛОВСКИХ М.Г., ВИННИК Л.И. ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НИСЛИ С БИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ


Рубрика: Общая рубрика

Библиографическая ссылка на статью:
// Сельское, лесное и водное хозяйство. 2012. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://agro.snauka.ru/2012/05/261 (дата обращения: 20.11.2016).

Приведены экспериментальные результаты по взаимодействию низкоинтенсивного лазерного излучения с биологической системой на основе концепции биоэнергоинформационного взаимодействия электромагнитных полей с живым веществом.

 Введение

В процессе эволюции природные физические поля стали одним из главных факторов развития живой природы. Под влиянием естественных электромагнитных факторов среды в живом организме формировались тонкие механизмы регуляции обменных процессов и различных физиологических адаптации. Многочисленными исследованиями показано, что электромагнитные поля (ЭМП) оптического и радиодиапазона нетепловой интенсивности обладают значительными биотропными свойствами, а также информативностью, проницаемостью, дальнодействием и оказывают разнообразное влияние на живой организм (Крылов В.А. и др.; Холодов Ю.А.; Будаговский А.В.).

Фундаментальные работы в области исследований биологической роли ЭМП принадлежат отечественным и зарубежным ученым Вернадскому В.И., Вавилову С.И., Пресману А.С., Плеханову Г.Ф., Исмаилову Э.Ш., Давыдову Б.И. и др., Владимирову Ю.А., Бородину И.Ф., Девяткову Н.Д. и др., Инюшину В.М., Кузину A.M., Прищепу Л.Г., Шахову А.А., Орлову Б.Н., П. Тейяр де Шардену, Е. le Roy, Adey W.R., Schwan, Popp F.A., и другим.

Наибольший интерес вызывают ЭМП оптического и радиочастотного диапазонов, поскольку именно эти излучения в большей степени проникают через атмосферу Земли и оказывают разнообразное влияние на живой организм. По энергетике такие излучения относятся к сверхслабым, однако именно сверхслабые излучения родственны электромагнитным процессам, протекающим в живом организме (Пресман А.С., Исмаилов Э.Ш. и др., Афромеев В.И. и др., Мовчан Л.Н. и др., и др.).

Анализ опубликованных экспериментальных и клинических данных позволяет констатировать, что под влиянием нетепловых ЭМП оптического и радиочастотного диапазонов в биологических системах возникают выраженные изменения в сфере углеводного, энергетического, белкового, азотистого, нуклеинового и электролитного обменов, а также обнаруживаются сдвиги в системах регуляции метаболических процессов ― нервной, гуморальной и других реакций организма. Очевидно, что живые организмы в большей степени адаптировались к естественному электромагнитному фону Земли, в частности, к оптическому диапазону излучений. В процессе эволюции у них сформировались различные по организации механизмы восприятия света. По мнению исследователей, ЭМП инфракрасной и видимой области спектра оказывает информационное и энергетическое действие, синхронизирует систему биоритмов организма и согласует ее параметры с изменениями окружающей среды, обеспечивая физиологическую адаптацию. (Девятков Н.Д., Бецкий О.В., Голант М.Б.; Попов В.Г. и др.; Давыдов Б.И. и др.; Маринов Б.С. и др.; Темурьянц Н.А. и др.; Инюшин В.М.; Кузин A.M.; Прищеп Л.Г.; Шахов А.А.; и др.).

 Информационные характеристики биосистем

Развиваемые в настоящее время концепции взаимодействия ЭМП с биосистемой предполагают нетепловой, то есть биоинформационный уровень внешнего излучения.

Биосистема является самоорганизующейся системой, в которой проявляется взаимосвязь информации, энтропии и энергии в процессах, управляющих жизнедеятельностью организма [1] на всех иерархических уровнях организации биосистемы ― от микроуровня молекул ДНК и РНК [2] до организменного макроуровня.

Информационные, энтропийные и энергетические характеристики биосистем изучаются, исходя из выдвинутых концепций «физики возникающего» И. Пригожина и синергетических принципов Г. Хакена [3].

Согласно концепции И. Пригожина неравновесное состояние системы может являться источником упорядочения, а необратимые процессы могут приводить к иному и новому динамическому состоянию [4], названому диссипативными структурами (от латинского dissipatio ― рассеивание, переход энергии упорядоченного движения в энергию хаотического движения элементов системы).

Диссипативные структуры возникают в случае, когда естественные или санкционированные (в нашем случае ― облучение внешним ЭМП) флуктуации в системе приближают ее состояние к неравновесному, нестабильному. Нестабильность начинается на микроуровне (молекулярном) и приводит к макроскопической, организменной необратимости процессов жизнедеятельности.

Для неравновесных систем в окрестности равновесия наблюдается минимум производства энтропии, а это означает, что в этом состоянии биосистема обладает максимумом информации [5]. И. Пригожин называет это состоянием с «наименьшей диссипацией» [4].

Особенности информационно-энергетических воздействий на биосистему

Биологическая система существует в экологическом пространстве, которое включает в себя электромагнитные, гравитационные и другие поля и излучения. Поведение биологической системы в значительной степени определяется процессами энергоинформационного обмена в природе.

Биологический организм представляет собой сложную систему, состоящую из многих органов и подсистем, которые в течение жизни согласованно работают при изменениях внутренних и внешних условий, адекватно реагируя на них. Поэтому функционирование биосистемы возможно лишь при наличии развитых информационно-управляющих систем.

Циркуляция огромного потока информации в процессе функционирования биосистемы возможна при использовании сигналов. Используемые биосистемой сигналы должны обладать малой мощностью, так как затраты энергии на формирование этих сигналов должны быть совместимы с энергетическими возможностями биосистемы, которые используются в основном для обеспечения работы организма. По оценкам специалистов, мощность сигналов должна составлять 1…10мВт/см2 являясь нетепловой, то есть биоинформационной интенсивности.

Основным признаком информационного воздействия сигнала на биосистему является пороговый характер реакции организма, когда биологические эффекты начинаются при достижении пороговой плотности мощности и остаются практически без изменений при повышении мощности воздействия в широком диапазоне до уровня, вызывающего заметный нагрев тканей.

При энергетических воздействиях реакция организма на облучение имеет плавный, беспороговый характер. Это является отличительным признаком энергетических воздействий. Основной источник энергии для любых происходящих в организме процессов общий — это метаболизм. Процессами метаболизма обеспечиваются и энергия, необходимая для генерации в организме управляющих сигналов, и регулировка амплитуды сигналов управления, и процесс образования информационных структур, формируемых организмом под воздействием внешних полей направленных излучений, и, конечно, работа исполнительных систем.

Информационная основа заложена в защитном механизме биосистемы не реагировать на многие сигналы, присутствующие в окружающей его природе, т.к. реакция на эти сигналы могла бы возбуждать и нарушать нормальное функционирование внутренней информационной системы. Вместе с тем, определив соответствующие параметры режима облучения (амплитуду, частоту, длительность, поляризацию, плотность мощности), можно целенаправленно воздействовать на отдельные органы и системы биообъекта. Реализация биологических эффектов при облучении на строго резонансных частотах также является признаком информационных систем.

Информационный характер наблюдаемых явлений хорошо объясняет причину того, что изменения, возникающие при облучении живых тканей, не наблюдаются, если облучаются мертвые ткани. Это обусловлено тем, что в неживых тканях системы управления не работают. Еще одним подтверждением информационной природы воздействия является получение практически одинакового информационного эффекта воздействия при облучении различных участков тела, удаленных как друг от друга, так и от органа, на который оказывается воздействие. Это свидетельствует о том, что речь идет о действии на единую информационно-управляющую систему организма.

Критерием для определения, каким является тот или иной эффект — информационным или энергетическим, — служит не плотность мощности потока излучения и не степень нагрева тканей или сред, а характер зависимости биологического эффекта от плотности мощности и длины волны. Если зависимость от плотности мощности отображается ступенчатым графиком, а зависимость от длины имеет остро резонансный характер — эффект информационный. В случае, когда эффект прямо пропорционален плотности мощности излучения или связан с ней логарифмической или другой подобной зависимостью и при этом не наблюдается острорезонансных частотных зависимостей, можно говорить об энергетическом эффекте.

Таким образом, одно и то же облучение может одновременно порождать и информационные, и энергетические эффекты. Но если информационные эффекты немыслимы без энергетических процессов, то энергетические эффекты могут и не сопровождаться информационными.

 Пример энергоинформационного воздействия низкоинтенсивного сканирующего лазерного излучения на биологическую систему цыплят-бройлеров

Выбор объекта исследования обусловлен тем, что цыплята-бройлеры являются удобной моделью для изучения механизмов действия факторов физической природы и позволяют с высокой степенью достоверности регистрировать биологическое действие оптического излучения.

Клинически здоровые цыплята кросса «Росс-508» суточного возраста формировались в пять отдельных групп (по 50 голов в каждой из клеток) с учетом происхождения, возраста и живой массы. Каждая сформированная группа состояла из контрольной и опытной. Птицу содержали на основном рационе, сбалансированным по нормам ВНИИТИП, в клеточных батареях. Каждая опытная группа подвергалась однократно в суточном возрасте воздействию НИСЛИ в установке [6] при освещенности 10-15лк.

Воздействие НИСЛИ инфракрасного диапазона осуществлялось полупроводниковым лазером типа (ADL-85502-TL) с постоянной плотностью мощности W = 3.5мВт/см2, при вариации дозы облучения D от 0.26мДж/см2 до 4.2мДж/см2 с соблюдением следующих параметров: длина волны λ = 850нм, длина когерентности Lког = 361мкм, длительность импульсов τи = 62,5мкс, частота импульсов f = 80Гц, мощность излучения лазера Pизл = 50мВт, экспозиция излучения 15, 30, 60 120, и 240с. Выбор частоты повторения импульсов лазерного излучения в 80Гц при биостимуляции объясняется положительным влиянием на структуры биотканей и систему микроциркуляций в различных органах. При проведении опытов проводилось определение живой массы цыплят-бройлеров в суточном возрасте, затем на 7, 14, 21, 28 сутки, и непосредственно перед убоем ― на 39 сутки.

Результаты опытов (рис. 1) показали опережение приростов живой массы цыплят-бройлеров всех опытных групп по сравнению с группой контроля на 39 сутки выращивания.

Согласно гистограмме эффект взаимодействие НИСЛИ с биологической системой цыплят-бройлеров в разные возрастные периоды носит информационно-энергетический характер. На 7- и 14-е сутки более интенсивный прирост цыплят-бройлеров наблюдался по контрольной группе. Это может быть объяснено адаптационными механизмами организма мясных цыплят к воздействию внешних факторов. Величина ответной реакции биосистемы не пропорциональна поглощённой дозе воздействие и носит нелинейный информационный характер. Но уже на 21-е сутки отмечено изменение показателей прироста. В это время наблюдалось замедление приростов живой массы по контрольной и, более интенсивный, по III опытной группе. Взаимодействие НИСЛИ с биосистемой цыплят-бройлеров в это время носит информационный характер т.к. зависимость прироста между опытными группами нелинейная. На 28-е сутки, наблюдается опережение приростов живой массы цыплят опытных групп над группой контроля. Но т.к. зависимость прироста живой массы бройлеров линейная, взаимодействие носит энергетический характер. Эта тенденция сохранилась и на день убоя у цыплят-бройлеров всех опытных групп живая масса была выше, чем в контроле. У первых трех опытных групп зависимость приростов носит линейный энергетический характер, тогда как у IV и V явно нелинейный информационный. Полученные результаты свидетельствуют и о том, что иммунные, регенерационные, репарационные процессы организма биосистемы способны сохранять свою высокую активность длительное время после лазерного облучения.

 

Рис. 1.  Динамика приростов живой массы цыплят-бройлеров

Проведенные опыты показали эффективность взаимодействия НИСЛИ с биологической системой цыплят-бройлеров, что сказалось на приростах живой массы. Так, в случае применения НИСЛИ при экспозиции 60 сек, мясные цыплята III опытной группы на день убоя превышали массу контрольной группы на 46,7%. В целом увеличение первоначальной живой массы цыплят-бройлеров составляло от 25,17 до 32,27 раза.

Мясные цыплята опытных групп отличались от группы контроля большей массивностью, при этом отмечены и большие значения промеров статей (длина туловища, ширина и обхват груди, длина киля).

При убое массы непотрошеных, полупотрошеных и потрошеных тушек, а также выход потрошеных тушек цыплят-бройлеров опытных групп были выше аналогичных показателей в контроле. Масса ряда органов и мышц также превышали контрольные показатели. Это касается массы грудных, бедренных мышц, а также массы шеи, печени и сердца.

Таким образом, воздействие НИСЛИ на биосистему цыплят-бройлеров носит информационно-энергетический характер. Величина ответной реакции биосистемы не пропорциональна поглощённой дозе и определяется, в основном, длительностью светового воздействия. Зависимость от длительности лазерного облучения носит нелинейный многоэкстремальный характер, наблюдаемый во временном диапазоне от единиц секунд до единиц минут. Максимумы стимуляционного эффекта имеют биологически значимые и статистически обоснованные различия с показателями необлучённого контроля. Стимуляционный эффект кратковременного воздействия НКИ может сохраняться в течение длительного времени. Перестройка метаболизма носит устойчивый характер и, по всей видимости, контролируется эпигенетической системой клетки.

Литература

  1. Седов Е.А. Взаимосвязь энергии, информации и энтропии в процессах управления и самоорганизации // В кн.: Информация и управление (философско-методологические аспекты) / Под ред. Л.Г. Антипенко и В.И. Кремянского – М.: Наука, 1985 – 286 с.
  2. Бугаенко Н.Н., Горбань А.Н., Садовский М.Г. Информационная емкость нуклеотидных последовательностей и их фрагментов // Биофизика- 1997,-Т. 42, № 5,-С. 1047-1053.
  3. Хакен Г. Синергетика: Иерархия неустойчивостей в самоорганизующихся системах и устройствах: Пер. с англ.- М.: Мир, 1985 – 423 с.
  4. Пригожин И. Время, структура и флуктуации (Нобелевская лекция): Пер. с чешек – Перевод № В-24291 – М.: ВЦ переводов науч. техн. литературы и документации, 1980 – 38 с. (Prigogine I. Cas, struktura a fluktuace // Ceskoslovensky casopis pro fyziku.- 1979.- V. A29, N 2.- S. 97-118).
  5. Пригожин И., Николис Ж. Биологический порядок, структура и неустойчивость // Успехи физических наук – 1973- Т. 109, № 3 — С. 517-544.
  6. Патент на изобретение РФ № 2439876 (зарегистрировано 20.01.2012г, приоритет изобретения 15.03.2010г) «Способ биостимуляции сельскохозяйственной птицы электромагнитным оптическим излучением и устройство для его осуществления».




Все статьи автора «dmg1955»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: