Медицинские информационные системы: многомерный анализ медицинских и экологических данных

Видно, что периодов по количеству больше и они наблюдаются чаще, чем при спектрах давления водяного пара: 39 месяцев, 19,5 месяца, 8,2; 5,38; 3,8; 2,84 и 2,1 месяца. Далее в главе 10 будет показано, что длительный период в 39 месяцев ни с одним из видов летальности от рассмотренных патологий не совпадает. Остальные же периоды совпадают с периодичностями спектров летальности многих заболеваний, но наибольшая синхронность по этому периоду получена при изучении летальности пациентов, которым были сделаны операции на грудной клетке.

Рис. 1.13. Временной спектр атмосферного давления

В спектральном анализе температуры воздуха наблюдается только одна периодичность – годовая, это изображено на рис. 1.14.

Рис. 1.14. Временной спектр температуры воздуха

Временной спектр продолжительности солнечного сияния, изображенный на рис. 1.15, так же, как и спектр температуры, содержит один период – 12 месяцев. Этот период совпадает с периодом спектрального анализа летальности при некоторых заболеванях (глава 10).

Рис. 1.15. Временной спектр продолжительности солнечного сияния

Рис. 1.16. демонстрирует спектральную плотность осадков. Спектр содержит следующие периодичности: 39 месяцев, 12 месяцев, 8,2, 6, 4, 3,39 и 2,29 месяца. Из всех периодов только один не имеет совпадений с периодами спектрального анализа смертностей от трех заболеваний – это период 39 месяцев, остальные периодичности со спектрами болезней имеют пересечения.

Рис. 1.16. Временной спектр осадков атмосферы

1.6. Характеристика приливного потенциала

Для всех тел Вселенной, перемещающейся по постоянной орбите, гравитационное ускорение, создаваемое другими телами (планетами, спутниками), из-за орбитального движения тела и за счет центробежного ускорения полностью компенсируется в их центрах масс. Из-за пространственной протяженности тела (например, Земля) гравитационное ускорение под влиянием других небесных тел (например, Луна, Солнце) незначительно позиционно-зависимо, тогда как центробежное ускорение остается постоянным как в пределах тела, и на поверхности тела. Различие между гравитационным ускорением и центробежным ускорением – небольшое приливное ускорение.

Вычисление функционала приливного потенциала (например, приливного ускорения, приливного наклона, приливного напряжения) на определенной станции и в определенный момент времени может быть выполнено с использованием одного из двух методов:

– используя эфемериды (координаты) астрономических тел (Луна, Солнце и планеты), функционалы приливного потенциала можно вычислить с очень высокой точностью для твердой безводной Земной модели. Этот метод используется для создания перечня приливных потенциалов и так называемого эталонного ряда, чтобы проверить каталоги приливного потенциала (например, Wenzel, 1996a). Но его практическое применение ограничено менее точными требованиями, так как при этом невозможно точно вычислить приливные эффекты для покрытой водой упругой земной поверхности;

– приливной потенциал может быть расширен в твердой сферической гармонике; спектральный анализ сферической гармоники приливного потенциала позволяет создать каталог приливных потенциалов (таблицу амплитуд, фаз и частот для некоторых приливных волн). В настоящее время доступны несколько каталогов приливных потенциалов с различной точностью и различным общим количеством приливных волн.

Для обработки гравитации используется программа ETGTAB версия 3.0, разработанная в 1996 году профессором Др. – Инг. Хабилем Гансом-Георгом Венцелем. Программа ETGTAB может использоваться для вычисления земных потоков с временным интервалом 1 час или 5 минут для одной определенной станции, чтобы определить земные ценности потока (приливной потенциал, ускорение, наклоны). Там могут использоваться три различных приливно-отливных потенциальных события (Дудсон 1921, Картрайт ТАЙЛЕР Эдден-1973, Тамура 1987), а также наблюдаемые периодические параметры. Программа написана в основном в ФОРТРАНЕ 90 (ANSI-стандарт), за исключением функций, которые используются, чтобы вычислить фактическое используемое время в пределах подпрограммы GEOEXT.

Рис. 1.17 показывает изменчивость приливного потенциала: среднее значение, медиану, стандартное отклонение, минимум и максимум. Линии представляют собой чередование минимумов и максимумов с периодом примерно полгода.

Рис. 1.17. Многолетняя среднемесячная изменчивость приливного потенциала

Среднее приливного потенциала изменяется от 0 до 900, минимумы значений среднего приливного потенциала наблюдаются в основном в середине года и варьируются от 0 до 200, а максимумы – в конце, их значения в районе 900. Кривая медианы приливного потенциала совпадает с кривой среднего значения, максимумы и минимумы приходятся на те же времена года.

Значения стандартного отклонения приливного потенциала изменяются в пределах от 50 до 500, амплитуда постепенно увеличивается, хотя и незначительно. Минимумы приходятся на конец года и варьируются от 50 до 100, соответственно, максимумы – на начало года, их значения меняются от 380 до 500.

Кривая максимального значения приливного потенциала имеет небольшую амплитуду и содержит значения от 650 до 1100. Минимумы приходятся на начало года и меняются от 650 до 790, максимумы наблюдаются в конце года и варьируются от 1050 до 1100.

Кривая минимального значения приливного потенциала меняется от –750 до 800, то есть амплитуда колебания большая, и она незначительно меняется (немного увеличивается). Минимумы колеблются от –750 до –350 и наблюдаются в летние периоды, максимумы содержат значения от 750 до 820 и приходятся на холодное время года.

На рис. 1.18 показана периодичность повторения приливного потенциала.

Рис. 1.18. Временной спектр динамики приливного потенциала

Вопрос о том, что такое гравитация и с какой скоростью распространяется гравитация, привлекает пристальное внимание физиков всего мира уже несколько столетий. Закон всемирного тяготения И. Ньютона по умолчанию принимает ее бесконечной. При этом сам Ньютон полагал, что, хотя эта скорость и очень велика, однако она конечна (оценка скорости распространения гравитации http://gravity.khakassia.ru/content/view/20/1/).

Факт распространения электромагнитных волн (ЭМВ) в вакууме космоса до сих пор остается загадкой и служит основанием для возврата к понятию «эфир», которое существовало до ХХ века. Электромагнитная волна (свет) может распространяться только в физической среде, структура которой ограничивает скорость распространения света. Проблема гравитации остается центральной и не решенной проблемой наряду с задачей распространения света в пространстве. В общей теории гравитации использовано понятие «пространство – время» в качестве самостоятельной категории в устройстве мира (ключ к пониманию Вселенной (краткое резюме) http://www.laboratory.ru/articl/hypo/ax02r.htm).

Электромагнитные лучи, проходящие вблизи гравитирующего тела, испытывают рефракцию под влиянием поля тяготения этого тела (Эйнштейн А. Собрание научных трудов / M.: Наука. 1966. Т. 2. С. 436).

На единицу скорости изменения гравитационного радиуса при частоте 1011 Гц. Единицы доплеровского сдвига частоты, скорость изменения гравитационного радиуса порядка 0,01. Для объекта с гравитационным радиусом, равным 0,01 м, по доплеровскому сдвигу частоты возможно отслеживать достаточно большие изменения гравитационного радиуса.

Галактики, скопления галактик имеют большие значения гравитационного радиуса и дают большие величины времени запаздывания и доплеровского сдвига частоты. Во вселенских масштабах они играют существенную роль, поскольку создают ту картину звездного неба, которую мы видим. Механизм гамильтоновой механики универсален для изучения этой картины, поскольку позволяет по видимой яркости или интенсивности звезд оценивать параметры источника гравитационного поля, которым создается эта картина.

Космическое пространство заполнено космическим веществом – эфиром, который вращается вокруг каждого небесного тела с огромной скоростью (В. А. Ацуковский «Общая эфиродинамика». М., 1990 г.: Теория вихревой гравитации и сотворения вселенной http://ntpo.com/secrets_space/secrets_space/10.shtml).

Вихревая гравитация. Космическое пространство заполнено газообразным веществом – эфиром, который существуют в состоянии завихренности. Действие сил гравитации подчиняется законам аэродинамики.

Возможные отклонения или уточнения в предложенном расчете может определить и решить только коллективный творческий труд в различных отраслях науки и техники. В настоящей работе основной целью было доказательство нового принципа всемирного тяготения.

Khaidarov K. A. (December 31, 2004. Основы эфирной теории гравитации http://www.inauka.ru/blogs/article78883.html) на основе классических работ Роберта Гука, Даниила Бернулли и Леонарда Эйлера в результате проведенных исследований предложил гипотезу реальной природы гравитации, а именно:

• гравитационное поле есть поле напряжений в эфире по Гуку;

• гравитационное поле есть аддитивная функция куба радиуса расстояния от небесного тела;

• гравитационное поле, то есть потенциальная энергия деформации эфира + кинетическая энергия амеров, есть вместилище энергии масс – Mc²;

• ньютоновская небесная механика имеет место только для пробных тел в гравитационном поле одного тяжелого тела, и не более;

• центростремительная сила гравитации, введенная Исааком Ньютоном, является артефактом; реально существует лишь сила инерции Галилея и порожденная ею центробежная сила направленная в сторону, обратную от локального центра кривизны траектории;

• баланс сил в движении небесного тела определяется балансом центробежной силы инерции Галилея с силой, порождаемой локальным градиентом давления эфира согласно гидродинамическому уравнению Леонарда Эйлера;

• гравитационная сила многих тел в общем случае не является центральной;

• задача многих тел решается элементарно в теории эфира суммированием поля деформаций;

• гравитационное взаимодействие вопреки выдумкам релятивистской физики есть наиболее сильное и основное из всех физических взаимодействий, а все остальные – есть побочные проявления движений в эфире.

Глава 2

Биоритмы и ритмы космоса

2.1. Ритмозадающие свойства космогеофизических факторов

Эффекты воздействия космогеофизических факторов на биосферу очень разнообразны. Так, скорость окисления тимоловых соединений в зависимости от солнечной активности является показателем биотропности рассматриваемых параметров. Установлена корреляция между временем полуокисления унитиола (SH-групп) и числами Вольфа, потоком радиоизлучения Солнца на частоте 202 МГц и днями хромосферных вспышек (Соколовский В. В., 1982а; 1982б; 1984). Выявлен феномен флуктуаций в водных растворах белков и других химических веществ. Флуктуации при измерениях электрофоретической подвижности белков и фликкерных шумов сходны в синхронных опытах (Шноль С. Э. с соавт., 1983). Выделены различные гармоники макроскопических флуктуаций водных растворов белков и других веществ (Удальцова Н. В. с соавт., 1983). Обнаружена связь выводимых кортикостероидов с ГМП с разной направленностью параметров (Загорская Е. А. с соавт., 1982). Для усредненных индивидуальных хронограмм экспрессии рецепторов Т-лимфоцитов в течение дня обнаружены достоверные корреляции с характером гравитационного поля на структурно-функциональную периодичность клеток (Гариб Ф. Ю. с соавт., 1995).

Ритм является правильным чередованием лидерства двух противоположностей, являющихся залогом качественной устойчивости, условием равновесия протовоположных тенденций через управление неравновесными состояниями (Степанова С. И., 1977; Мартынюк В. С., 1996). Он понимается как устойчивое, закономерно проявляющееся повторение в организации систем и процессов и служит характеристикой функциональных систем и фактором естественного отбора, может быть подвижен и пластичен с определенным диапазоном вариаций, закрепленных филогенетически с динамически-стереотипной организацией. Филогенетически закреплено одно из свойств организма, заключающееся в «опережающем отражении» (Анохин П. К., 1979), смысл которого состоит в том, что биосистемы научились из совокупной комбинации внешних факторов делать необходимый «полезный для себя вывод» по временной организации своего собственного многомерного биологического времени. Довольно часто в природе получается так, что максимумы и минимумы космических и гелиогеофизических явлений совпадают с таковыми в органическом мире (Чижевский А. Л., 1976; Чернышев В. Б. с соавт., 1984). Следовательно между ними существуют определенные временные соотношения – биоритмы на клеточном, органном и целостном уровне: суточные, недельные, месячные, сезонные, годовые.

Клетка является самостоятельной функциональной единицей. Жизнедеятельность организма состоит взаимодействия клеток. В них происходят процессы анаболизма и катаболизма в различных соотношениях, что и составляет ее основные ритмы (Малахов Г. П., 1994). В принципе возможна синхронизация любым периодическим физическим агентом при условии близости воздействующих частот к собственным частотам биосистемы (Блехман И. И., 1971). Скорее всего, имеют место их естественное ранжирование, сочетания и комбинации, играющие роль многофакторности и многокомпонентности биоритмов. Одно из ведущих мест в системе внешних естественно-природных факторов играет ГМП, особенно в диапазоне сверхнизкочастотных колебаний (5 Гц), зависящих от СА. На центральную нервную систему эти параметры влияют особенно значимо (Сидякин В. Г. с соавт., 1983; 1996б). Изоляция и экранирование от естественного фона ЭМП приводят к десинхронозам или необратимым изменениям (Wever R., 1968; Рыжиков Г. В. с соавт., 1982). Макроскопические флуктуации в природе возрастают с увеличением гелиогеомагнитной активности, при экранировании от ЭМП не нарушаются, а искусственные электростатические поля также сохраняют их ход, но с изменением амплитуд отдельных реакций (Шноль С. Э. с соавт., 1983).

К микробиоритмам относят ритм электроэнцефалограммы человека. В пределах мезо– и макродиапазонов временные структуры обладают гармоническим единством: очень многие периоды и флуктуации обнаруживают соизмеримость и целочисленную кратность, относительно близким периодам присуще постоянство соотношений между фазами. В древности это свойство называли «музыкой сфер» (Чечельницкий А. М., 1980).

Комплексное исследование метеорологических и гелиогеофизических факторов является наиболее плодотворным при изучении биоритмов (Malek J. et al., 1962; Агаджанян Н. А., 1967; Орехов К. В. с соавт., 1981; Андронова Т. И. с соавт., 1982; Агаджанян Н. А. с соавт., 1985). В ходе многих процессов наблюдаются одни и те же периоды, что и при регистрации в ГМП: в метеорологических, акустических, инфразвуковых шумах, радиоактивности атмосферы, концентрации аэроионов, ЭМП во всем диапазоне сверхнизких частот. Но таких исследований практически нет (Опалинская А. М., Агулова Л. П., 1984).

2.2. Механизмы биоритмологических закономерностей

ПеМП могут выступать «датчиком времени» при эндогенных и экзогенных десинхронозах, способны изменять временную организацию физиологических систем. Характер и направленность изменений зависят от физиологического состояния организма и сопровождаются рассогласованием или нормализацией биоритмов (Темурьянц Н. А., Шехотихин А. В., 1995). Суточные ритмы и соотношения гормональной системы: гипофиз – надпочечники, половые гормоны, соматотропный и тиреоидные гормоны, инсулин, содержание глюкозы, рениновая активность плазмы крови, альдостерон, вазопрессин, окситоцин, паратгормон, кальцитонин – обнаружены и в норме, и в патологии (Дедов И. И., Дедов В. И., 1992). В результате действия естественных ЭМП развивается совокупность компенсаторно-приспособительных факторов (Макеев В. Б., Темурьянц Н. А., 1982; Темурьянц Н. А., 1982). Моделирование таких влияний невозможно, в силу того что естественные ЭМП и лабораторные сильно отличаются по спектру (Опалинская А. М., Агулова Л. П., 1984).

Синхронизация – распространенное явление в природе (Блехман И. И., 1981). При определенной амплитуде внешнего сигнала – вынуждающей силы – происходит захват частоты автоколебательной системы в небольшой, относительно узкой полосе частот синхронизации. Захват может происходить на гармонических частотах в целое число раз больших или меньших частоты вынуждающего сигнала. Около полосы синхронизации частот возможно появление особого колебательного режима – биений. В таком случае нет постоянного соотношения между фазой внешнего воздействия и автоколебательной фазой биосистемы (Корнетов А. Н. с соавт., 1988). Существует определенное соотношение самосопряженных частот в системе в ответ на внешнее воздействие, при котором внешняя вынуждающая частота разлагается на произведение частот по правилу «золотого сечения» (Дегтярев Г. М. с соавт., 1991).

Таким образом, в исследованиях с воздействием на флуктуирующие колебательные биосистемы могут также наблюдаться захват частоты, синхронизация, биения или резонанс. Вблизи границ полосы захвата наблюдались биения (Адамчук А. С., 1972). Существуют предположения о делении биоэффектов на 3 основных типа: аддитивный, антагонистический, синергический (Опалинская А. М., Агулова Л. П., 1984). В ходе флуктуаций биологических параметров организм постоянно претерпевает адаптационные сдвиги. Адаптация – это необходимое условие существования живого, выражение диалектического единства организма с внешней средой (Новиков В. С., Деряпа Н. Р., 1992). Эта проблема многоплановая. Часто физиологическую адаптацию связывают с гомеостазом и физиологическими механизмами, определяющими устойчивость систем организма (Сапов И. А., Новиков В. С., 1984). Такой взгляд развивал и В. И. Медведев (1984) с точки зрения системной реакции человеческого организма и системной приспособляемости к конкретным условиям с учетом генной фенотипической нормы реакции. Некоторые авторы процесс адаптации характеризуют непрерывностью и периодичностью (Агаджанян Н. А., 1972; Казначеев В. П., 1980). Позднее процесс адаптации дополнился условием оптимальности ко множеству природных и социальных факторов и стал рассматриваться в качестве признака здоровья (Агаджанян Н. А., 1982).

Для биологических колебательных систем вынуждающей силой может быть любой периодически изменяющийся внешний фактор. Деление ритмов на эндогенные и экзогенные очень условно и отражает скорее степень их изученности, чем реальную причину колебаний. Не очень удачным представляется также деление ритмов на диапазоны с приставкой circa (около) (Ашофф Ю., 1984). Cуществует деление биоритмов по спектру частот: микроритмы, мезоритмы, макроритмы, периоды большой длительности. Одним из внешних водителей ритмов этой периодичности являются секторные границы межпланетного МП (Оль А. И., 1973). Выделяют периоды большой длительности – ритмика крупномасштабных экологических изменений, регулярные климатические колебания в десятки тысяч лет, длительные вариации СА, КЛ, ГМП, глобальные изменения среды обитания катастрофического характера (Митчел Дж. М. мл. с соавт., 1982; Владимирский Б. М., Кисловский Л. Д., 1985; Прудников И. М. с соавт., 1996).

Ритмоупорядоченность генетически детерминирована с наследованием датчиков времени внешней среды и соотношений гармоник определенного диапазона. В качестве синхронизирующего агента живая материя использует естественные флуктуации ГМП, при перепадах значения которого возникают различные варианты десинхронозов, проявляющиеся в виде изменений ритмов сна (Моисеева Н. И., Сысуев В. М., 1980). Приведенные факты свидетельствуют, что колебания в биологических и биофизических и химических процессах являются не случайными, а упорядоченными во времени под влиянием факторов внешней среды. Совпадение биоритмов с периодами гелиомагнитной активности – признак синхронизации биоритмов с параметрами внешней среды (Brown F. A., Ir., 1965; Владимирский Б. М., 1982). Таким образом, и наши результаты наглядно показали причинную обусловленность многолетних, сезонных и многомесячных синергетических флуктуаций и вариаций ферментных, биохимических, гематологических, нейрофизиологических и психологических показателей организма космическими излучениями, солнечной активностью, ионосферными процессами в совокупности с ГМП и акустико-гравитационными воздействиями.

2.3. Спектрально-частотные особенности биопроцессов и космогеофизических факторов

За последние 3–4 десятилетия изучены флуктуации многих физико-химических и биологических процессов. Выяснились особенности многих видов флуктуаций, в том числе фликкерных шумов – типа 1/f, где f – частота процесса. Под шумом в узком смысле понимают белый шум, характеризующийся тем, что его амплитудный спектр распределен по нормальному закону, а спектральная плотность мощности постоянна для всех частот. Фликкерный шум характеризуется наиболее низкочастотным спектром по сравнению с шумами иных видов и для оценки стационарности требует более длительного интервала наблюдения по сравнению с прочими частотами (Денда В., 1993). Одна из главных закономерностей флуктуаций заключается в зависимости амплитуды события от его встречаемости (закон 1/f) и неоднозначности – синхронные колебания одинакового типа могут быть разного знака и разной амплитуды. Флуктуирующий объект – сложная система, биосфера Земли – четкая синхронизированная иерархия систем. Особенности закономерностей связаны с результатами совокупных релаксаций напряжений системы, накопленных за достаточно большое время от возмущений разного масштаба, перераспределяющихся по внутренним связям. Даже случайные толчки приводят не к хаотическим изменениям, а к статистическим переключениям подпрограмм системных согласованных релаксаций (Опалинская А. М., Агулова Л. П., 1984). Такие заключения дают возможность прогноза и управления целостными системами (Шноль С. Э. с соавт., 1983). В нашей работе эти положения получили полнейшие подтверждения в силу того, что основные исследованные космогелиофизические факторы – КЛ и СА – имеют примерно 11– и 22-летнюю цикличность и выявление их трендов требует длительного наблюдения, а соответствующие проявления биологических параметров и систем должны быть по крайней мере не менее продолжительными. Нами получены результаты относительно спектральных гармоник и соответствующих им периодов, свидетельствующие о совпадении трендов среднемесячных биохимических, электролитных, ферментных, гематологических систем и отдельных их параметров с основными среднемесячными показателями космогелиогеофизических процессов. Определенные сведения о корреляциях выявлены в отношении дыхательной и сердечно-сосудистой систем, нейрофизиологических процессов головного мозга и психического состояния здоровых людей. Сведения научной литературы подтверждают наши наблюдения.

В настоящее время существует много публикаций о различных моделях, описывающих условия возникновения и поведение флуктуаций в физических, химических, биологических системах: о неравновесных системах с флуктуациями (Николис Г., Пригожин И., 1979), колебаниях разнородных систем (Кешнер М. С., 1982). Предполагается существование фундаментального закона природы, приложимого ко всем неравновесным системам и проявляющегося в шуме типа 1/f. К шуму 1/f были отнесены флуктуации ферментативной активности титра SH-групп и некоторых других характеристик водных растворов белков и небелковых веществ (Удальцова Н. В., 1982). Распределение скоростей реакций (спектры), в которых наблюдаются макроскопические флуктуации, полимодально. К шуму 1/f относят изменения многих космических процессов, ОЧСП (Timashev S. F., Kostioutchenco I. G., 1995; Tanizuka N. et al., 1995), сопротивления водных растворов ионов, диффузионные потоки ионов в мембранных каналах. К этому классу относят многие процессы биологии, химии, экономики (Богданов А. А., 1928; Гапонов-Грехов А. В., Рабинович М. И., 1980; Козьменко С. Ю., 1995).

Ниже, на рис. 2.1. и 2.2., приводятся 2 примера спектра-графика, близких по типу к 1/f для космического и биологического параметра. Спектральные плотности вычислены с применением спектрального окна Парзена. Кратко суть процедуры сводится к тому, что квантуется (дискретизируется) любой физический или биологический процесс так, что он представляет собой данные X_t, t = 1, 2, …, N, отсчитанные через промежутки времени d. Далее вычисляется сглаженная выборочная оценка нормированной спектральной плотности по специальным формулам (Бокс Дж., Дженкинс Г., 1974).

Рис. 2.1. 1/f-подобный спектр и периоды среднемесячных значений ГИКЛ в дни исследования гематологических параметров в период с 1977 по 1988 г. Здесь частота f соответствует около 11-летнему циклу (142 мес.)

Рис. 2.2. Спектр и периоды среднемесячных значений содержания палочкоядерных нейтрофилов в циркулирующей крови в утренние часы в период с 1977 по 1988 г. наглядно демонстрируют, что долгосрочные периоды и спектры совпадают с показателями ГИКЛ и, следовательно, имеют 1/f – подобные закономерности

Биологический ритм, от клеточного уровня до уровня поведения, в подавляющих случаях подчиняется флуктуациям по закону 1/fⁿ, где n – ближайшая частота (или ранг частот) устройства. Возможны 3 варианта причин: ионный перенос флуктуаций клеточных мембран, регулирующих ионные потоки в клетке в полуинтервалах, полное управление неврогенной природы или суперпозиция случайных событий. Величины биологических параметров всегда флуктуируют во времени. Существуют доказательства 1/f-подобных флуктуаций биологических параметров от клеточного до поведенческого уровня. Возможны несколько механизмов генерации 1/f-подобных биологических ритмических флуктуаций Во-первых, 1/f-ионные флуктуационные потоки мембран клеток модулируют поток ионов внутрь клеток, которые в свою очередь модулируются изменениями интервалов импульсов клеток и нервов. Исследован новый механизм функциональной регуляции ионной проводимости каналов в зависимости от флуктуации окружающей среды (Bezrukov S. M. et al., 1995; Pustovoit M. A. et al., 1995). Во-вторых, временная задержка и ответы системной нервной регуляции могут быть причиной 1/f-модуляций, например флуктуации сердечного ритма и кровяного давления (Musha T., Yamamoto M., 1995).

Изучены 1/f-флуктуации нейронной активности нервной системы во время регистрации быстрых движений глаз кошек в период сна. Этот феномен наблюдался в обширной области мозга, такой как ретикулярная формация, таламус, церебральный кортекс, гиппокамп. Предполагают существование глобальной модулирующей системы в мозге с участием серотониноэргетики и холиноэргетики (Yamamoto M., 1995). Развитие автономной нервной системы плода выглядит так, что большую роль играют 1/f-и 1/f²-спектры сердцебиений плода, варьирующиеся на частотах ниже 0,05 Гц, которые поддерживают отношения парасимпатической и/или симпатической нервных систем и описывают процесс роста и взросления (Shono H. et al., 1995).

Экспериментальные данные указывают на присутствие в спектре интервалов сердцебиений в частотах 10^–4 – 10^–5 Гц. Каждый интервал сердечных сокращений имеет тенденцию быть некоррелированным с другими наблюдениями в течение 3 – 24 часов. Это может быть причиной 1/f-спектрального профиля хотя величина спектральной плотности для частот ниже 10^–5 Гц не значима; наибольшие значения спектра указывают на ультранизкие частоты, что указывает на включение интервалов сердечных сокращений в общие автокорреляции в течение длительного времени. Авторы приходят к выводу о необходимости проверки таких гипотез в течение многомесячных наблюдений (Yamamoto M. et al., 1995).

В то же время есть указания на внешюю причинность таких вариаций. Изучение динамики сердечного ритма – R-R-интервала человека в зависимости от геофизических и метеорологических условий выявило корреляции индекса централизации и амплитуды респираторной волны кардиоритма с атмосферным давлением и геомагнитной активностью подтверждает такие предположения (Smirnova N. A., Augustinaite E. E., 1995). Исследование статистических свойств сердечного ритма на основе клинических данных о сердечной патологии показало возрастание абсолютной величины 1/fⁿ у кардиальных больных (Ulbikas J. et al., 1995). В связи с этим корреляции показателей дыхательной и сердечно-сосудистой систем с ионосферными параметрами, приводимые ниже в настоящей работе, выглядят совершенно естественными.

Глава 3

Системно-статистический подход к исследованию биоритмов и ритмов внешней среды

3.1. Системный подход и синергетика

Исследование множества свойств различных явлений привело естествоиспытателей к необходимости системного подхода. Необходимость такого подхода при изучении целостного организма ощущалась исследователями давно. Термин «система» употребляется в том случае, когда подразумевается собранная вместе совокупность, упорядоченная и организованная, без четкого критерия объединения, упорядоченности, организованности. Системный подход исследований – следствие перемены теоретического подхода к пониманию изучаемых объектов (Эшби У. Р., 1969; Анохин П. К., 1973).

В литературе приводится много определений системы. Одно из них звучит так: система – комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношения приобретают характер взаимосодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата. Результат функциональной системы является ее неотъемлемой частью (Анохин П. К., 1973). Функциональная система – единица интеграции целого организма, складывающаяся динамически для достижения любой его приспособительной деятельности и всегда на основе циклических взаимоотношений избирательно объединяющая специальные центрально-периферические образования (Анохин П. К., 1980).