CC BY
8МЕДИЦИНА И ЗДРАВООХРАНЕНИЕ
УДК 612.82
ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВЛИЯНИЯ ГЕЛИОГЕОМАГНИТНЫХ ВОЗМУЩЕНИЙ НА ЛИЦ ЖЕНСКОГО ПОЛА
Аллахвердиева Айсель Али кызы.
Азербайджан, г. Баку, Институт Физиологии им. А.И. Караева Национальной Академии Наук Азербайджана, кандидат медицинских наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории «Клинической нейрофизиологии» ауБе1. ёос1:ог@тай. ги.
Аллахвердиев Али Рагим оглы.
Азербайджан, г. Баку, Институт Физиологии им. А.И. Караева Национальной Академии Наук Азербайджана, доктор медицинских наук, профессор заведующий лабораторией «Клинической нейрофизиологии» a1i_doctor@mai1.ru.
Аннотация. В настоящем исследовании проанализировано влияние слабых гелиогеомагнитных возмущений на психофизиологические показатели практически здоровых лиц женского пола пожилого возраста. Проводимые исследования являются лонгитудинальными. Для определения состояния эмоционально-аффективной сферы использовался невербальный цветовой тест Люшера. Для определения функционального состояния биоэлектрической активности мозга применялся метод электроэнцефалографии (ЭЭГ). Анализировались безартефактные отрезки ЭЭГ обоих полушарий с определением частотно-амплитудных и индексных характеристик областей мозга, в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами. В результате проведенного психологического тестирования с использованием цветового теста Люшера было выявлено, наличие у обследованных женщин высоких значений индекса тревоги, повышенной напряженности и раздражительности, и низкой работоспособности как в спокойные дни, так и в дни со слабыми магнитными возмущениями. Выявленные изменения частотно-амплитудных характеристик медленных и быстрых ритмов ЭЭГ отражают дисбаланс в центральных регуляторных звеньях головного мозга, в деятельности активирующих и деактивирующих механизмов неспецифических систем головного мозга. При этом наблюдается усиление в корковом направлении восходящих синхронизирующих и снижение активирующих посылок. Также установлена особая роль височных областей в процессах реагирования на изменения геомагнитной обстановки.
Ключевые слова: электроэнцефалография, частотно-амплитудный, индексный анализы, тест Люшера, психоэмоциональная сфера, жетекий пол, геомагнитная обстановка.
PSYCHOPHYSIOLOGICAL FEATURES OF HELIOGEOMAGNETIC PERTURBATIONS INFLUENCE ON FEMALE PERSONS
Allakhverdiyev Aysel Ali kizi.
Azerbaijan, Baku, Institute of Physiology named after A.I. Garayev of the National Academy of Sciences of Azerbaijan, Candidate of medical sciences, associate professor, Leading Researcher at the Laboratory of «Clinical Neurophysiology» aysel.doctor@mail .ru.
Allakhverdiyev Ali Ragim oglu.
Azerbaijan, Baku, Institute of Physiology named after A.I. Garayev of the National Academy of Sciences of Azerbaijan, Doctor of Medical Sciences, Professor Head of the Laboratory of «Clinical Neurophysiology» ali_doctor@mail.ru
Abstract. In the present study, the influence of weak heliogeomagnetic disturbances on the psycho-physiological parameters of practically healthy elderly females is analyzed. The ongoing research is longitudinal. In order to determine the state of the emotional-affective sphere, the Luscher non-verbal color test was used. The method of electroencephalography (EEG) was used to determine the functional state of the bioelectrical activity of the brain. Artifact-free EEG segments of both hemispheres were analyzed with the determination of frequency-amplitude and index characteristics of brain regions in a state of calm wakefulness with eyes closed. As a result of psychological testing using the Luscher color test, it was revealed that the surveyed women had high values of the anxiety index, increased tension and irritability, and low performance both on calm days and on days with weak magnetic disturbances. The revealed changes in the frequency-amplitude characteristics of slow and fast EEG rhythms reflect an imbalance in the central regulatory links of the brain, in the activity of activating and deactivating mechanisms of nonspecific brain systems. At the same time, there is an increase in the cortical direction of ascending synchronizing and a decrease in activating messages. The special role of the temporal regions in the processes of responding to changes in the geomagnetic situation has also been established.
Key words: electroencephalography, frequency-amplitude, index analysis, Luscher test, psycho-emotional sphere, female gender, geomagnetic environment.
Введение.
Все живое на Земле неразрывно взаимосвязано с Солнцем. Значение Солнца для нашей жизни - вопрос, являющийся актуальным и сегодня. Из огромнейшего числа звезд, Солнце играет значительную роль в жизни живых организмов, являясь самой близкой к нашей планете звездой, обеспечивает Землю значительной частью энергии. Результатом термоядерных процессов на Солнце являются вспышки, которые сопровождаются выделением в
Космическое пространство потока положительно и отрицательно заряженных частиц, которые доходят до орбиты Земли, возмущая при этом магнитосферу -возникают магнитные бури, воздействующие на биосферу планеты и организм людей. В зависимости от силы потока и степени вариаций магнитного поля Земли различают слабые и сильные геомагнитные возмущения, либо «говорят» о слабых и сильных бурях.
Интерес к Солнцу проявляют астрономы, врачи, связисты и другие специалисты, чья профессиональная деятельность зависит от степени активности дневного светила, на котором также бывают пятна (Аллен Дж., Нельсон, 1991). Еще в 20-х годах прошлого века основоположник современной гелиобиологии А.Л.Чижевский высказал идею о воздействии солнечной активности на процессы, происходящие в живой природе на всех уровнях организации биологических систем, на здоровье человека, заболеваемость населения и социальные процессы. На повышенную чувствительность нервной системы к изменениям геомагнитной обстановки впервые обратил внимание именно А.Л. Чижевский (Чижевский А.Л., 1976), представивший научный материал о «связи между солнечной активностью и частотой эпилептических припадков, смертностью от заболеваний нервной системы» что в дальнейшем и получило фактическое подтверждение. Рядом исследователей указана связь между функциональным состоянием мозга человека и геомагнитной активностью, отмечены возникающие клинико-физиологические реакции со стороны головного мозга (Цандеков П.А, .2015, Новик О. Б, Смирнов Ф.А., 2013; Рожков В.П и др. 2016). В доступной литературе имеются данные об изменениях различных физиологических систем здоровых и больных людей в периоды магнитных бурь. (Владимирский Б.М., 2004), но работ, посвященных изучению структурной организации биоэлектрической активности головного мозга и эмоционально-характериологического базиса личности в периоды различных гелиогеоманитных флуктуаций, крайне недостаточно.
Учитывая вышеизложенное, в настоящей работе предпринята попытка проанализировать влияние слабых магнитных возмущений на психофизиологические показатели практически здоровых лиц женского пола пожилого возраста.
Методы.
С целью избежания воздействия личностных характеристик, которые имеют различный уровень выраженности на полученные данные, мы проводили лонгитудиальные (персонифицированные) исследования. В качестве геофизических параметров нами был взят Кр-индекс геомагнитной активности. В экспериментах принимали участие практически здоровые лица женского пола в возрасте 50-60 лет в дни с Кр=1 (отсутствие возмущения) и с Кр=4 (слабое возмущение). Для определения состояния эмоционально-аффективной сферы использовался невербальный цветовой тест Люшера, позволяющий измерить психофизиологическое состояние, стрессоустойчивость, активность и коммуникативные способности, (уровень тревоги (норма 0-3 балла), работопособности (норма 6-9 баллов), вегетативного коэффициента (норма 1,0-
1,5 балла) и отклонения от аутогенной нормы (норма 0-8 балла) (Luscher color test 1970). Регистрация электрической активности мозга осуществлялась от лобных, центральных, теменных, затылочных передне-височных, средне-височных и задневисочных областей обеих гемисфер мозга на энцефалографе фирмы «Нейрософт» (Российская Федерация), по схеме 10-20%. Сведения о геомагнитной ситуации в г. Баку представлялись кафедрой астрофизики Бакинского государственного университета. Обследование проводилось в расслабленном положении с закрытыми глазами. Десятисекундные безартефактные отрезки ЭЭГ в состоянии спокойного и активного бодрствования анализировались по программам фирмы «Нейрософт» Анализировались частоты, амплитуды и индексы для всего спектра ЭЭГ ритмов. На следующем этапе анализа с помощью программы «Microsoft Excel» проводился сравнительный анализ соответствующих данных с построением гистограмм.
Результаты.
Клинически у большей части женщин в периоды слабых магнитных возмущений, в сравнении со спокойными днями наблюдались умеренные головные боли. Невербальное тестирование с применением теста Люшера выявило, что у всех женщин, в спокойные дни и периоды геомагнитных флуктуаций были зарегистрированы высокие показатели индекса тревоги (Кр=1 и Кр=4 соответственно 5,5 и 4,75, при норме 0-3 балла), а также характеристики, отражающие снижение работоспособности (Кр=1 и Кр=4 соответственно 15,75 и 14,25, при норме 6-9 баллов). Также выявлены, не имеющие связи с гелиогеомагнитными флуктуациями сниженные показатели вегетативного коэффициента (Кр=1 и Кр=4 соответственно 0,4 и 0,77, при норме 1,0-1,5 балла), характеризующие снижение вегетативного тонуса в относительно спокойные и возмущенные дни. Данные, отражающие отклонения от аутогенной нормы (Кр=1 и Кр=4 соответственно 22,5 и 21,0 при норме 0-8 балла), свидетельствовали о повышенном эмоционально-характериологическом уровне личности.
С учетом вышеизложенного, можно отметить следующее: возмущение гелиогеомагнитной обстановки, у женщин пожилого возраста являются свидетельством того, что исследуемые характеристики напрямую не связаны с уровнем геомагнитной активности. Следует отметить, что в спокойные и в возмущенные дни регистрировались повышенные показатели отклонения от аутогенной нормы, что является свидетельством повышенного уровня напряженности и раздражительности. Данные уровня работоспособности, отражали ее снижение. Также у обследованных, прослеживался высокий уровень тревожности и низкий уровень вегетативного тонуса. Данные эмоционально-характериологических показателей лиц женского пола 50-60 лет, были свидетельством примерно одинаковых значений как в дни без, так и в периоды возмущения гелиогеомагнитной обстановки.
Результаты проведенных электрофизиологических исследований свидетельствуют у об однонаправленном изменении ЭЭГ характеристик в дни возмущения геомагнитной обстановки в сравнении со спокойными днями. Слабое геомагнтное возмущение вызывало у всех женщин, увеличение индекса тета-ритма и снижение индекса быстрочастотного бета-ритма по областям коры.
121
При этом акцент изменений тета-индекса отмечался в височных областях и с правополушарным акцентом.
Наряду с этим у большинства женщин увеличивался индекс дельта-ритма. У подавляющего большинства обследованных женщин в дни геомагнитного возмущения отмечалось снижение индекса быстрочастотного бета-ритма. Амплитуды альфа-, низкочастотного и высокочастотного бета- ритмов, в дни со слабой магнитной бурей снижались. Амплитуда дельта-ритма прослеживала тенденцию к увеличению значений, преимущественно по височным областям правого полушария. Амплитуда тета-ритма, у части женщин увеличивалась, а у другой части - снижалась. Что касается частотных характеристик, у большинства ритмов в дни геомагнитного возмущения в сравнении со спокойными днями, прослеживали тенденцию к снижению, наблюдалось диффузное снижение частоты быстрочастотного бета-ритма и снижение частоты тета-ритма по правому полушарию. В то же время у двух обследованных женщин в структуре ЭЭГ в дни слабых магнитных бурь регистрировалась заостренная и острая активность в переднетеменных областях обеих гемисфер, по амплитуде превышающих фон.
Полученные результаты свидетельствуют о перестройке структуры биоэлектрической активности головного мозга женщин 50-60 лет при смене геомагнитной обстановки Земли. Перестраиваются частотно-амплитудные характеристики и показатели процентной представленности ритмов. У всех обследованных отмечалось увеличение индекса тета-ритма, с акцентом по височным областям и снижение процентной представленности и частоты высокочастотного бета-ритма. Следует отметить в подавляющем большинстве случаев диффузное увеличение индекса волн дельта-диапазона. Прослеживается тенденция к снижению амплитуды почти всех ритмов.
Учитывая тот факт, что подкорковые структуры являются экраном, воспринимающим электромагнитные колебания извне и то, что в структуре биоэлектрической активности головного мозга волны тета-диапазона генерируются гиппокампальной формацией, можно предположить активацию септо-гиппокампальной системы в ответ на повышение уровня геомагнитной активности. В исследованиях (Новик. О. Б., Смирнов Ф.А., 2013), указана связь между изменениями тета-ритма и магнитными бурями, показано снижение коэффициента когерентности тета-активности между лобными и затылочными областями при работе на компьютере в дни умеренной магнитной бури в сравнении со спокойными днями. Активное участие гиппокампа в эмоциональных реакциях однозначно и повышение его функциональной активности свидетельствуют о возрастании эмоциональной напряженности. Ряд исследователей (Мачинская Р.И., 2007; Бутова О.А., 2009; Шаров Р.А., 2007) высказывает мнение о том, что преобладание в структуре биоэлектрической активности ритмов медленного спектра положительно коррелирует с повышением вегетативной активности и уровнем эмоциональной возбудимости (Русалов В.М., 2002), что созвучно с нашими предположениями. Наибольшая заинтересованность височных областей, отражает роль этих отделов коры в связях с магнитными колебаниями внешней среды. На тесную связь височных областей с колебаниями магнитного поля указано и в других работах (Booth V.N.
et al., 2005; Кануников И.Е. и др., 2010). Заслуживают внимания исследования, в которых показано, что в гиппокампе и в височных областях мозга человека найдены кристаллы биологического магнетита, схожие с аналогичными соединениями, содержащимися в клетках животных, обладающих магниторецепторными функциями (Dobson J., Grassi P., 1996; Schultheiss-Grassi P.P. et al., 1999). Наблюдаемое нами реагирование височных областей на возмущение геомагнитной обстановки объясняется реакцией этих кристаллов на гелиогеомагнитные флуктуации.
У подавляющего большинства испытуемых в структуре ЭЭГ прослеживался правополушарный акцент изменений. На большую чувствительность правого полушария к электромагнитным колебаниям указывают исследователи (Persinger M.A. et al., 1994). Наблюдаемый нами правополушарный акцент изменений, по-видимому, связан с негативной реакцией головного мозга на возмущения магнитной обстановки, вызывающей наибольшие изменения в правом полушарии, ответственным за отрицательные эмоциональные реакции.
Интерес вызывает выявленное нами снижение индекса и урежение частоты бета-колебаний быстрочастотного диапазона на фоне усиления активности медленных ритмов. Наблюдаемые противоположные сдвиги в соотношениях частотных характеристик быстрые-медленные ритмы касаются и амплитудных показателей. На фоне резкого снижения амплитуды высокочастотного бета-ритма, при повышение геомагнитной активности наблюдается тенденция к увеличению амплитуды тета-ритма. Наблюдаемые изменения частотно-амплитудных характеристик медленных и быстрых ритмов отражают дисбаланс в деятельности активирующих и деактивирующих звеньев неспецифических систем головного мозга с усилением восходящих синхронизирующих и снижением активирующих посылок
Наличие у части женщин, в дни слабых магнитных бурь в структуре ЭЭГ в переднетеменных областей билатерально-синхронных пароксизмальных знаков, отсутствующих в спокойные геомагнитные дни, свидетельствует о пароксизмальной возбудимости подкорковых образований в ответ на возмущенние геомагнитной обстановки. На основании изучения поведения животных, было высказано предположение (Persinger M.A., 1995; Persinger M.A et al., 2001) о том, что усиление геомагнитной возмущенности, подавляет активность эндогенного мелатонина при этом снижается порог судорожной готовности пароксизмально настроенных нейронов. Наблюдаемые нами, у части женщин при усилении геомагнитной активности пароксизмальные вспышки на ЭЭГ, позволяют отнести этих лиц к группе риска по пароксизмальным состояниям.
Выводы.
Таким образом, в результате проведенных персонифицированных психофизиологических исследований при усилении геомагнитной обстановки Земли до уровня слабых магнитных бурь прослеживаются следующие структурные изменения биоэлектрической активности головного мозга:
1) диффузное повышение процентной представленности тета-ритма и акцент этих изменений в височных областях мозга;
2) снижение по всем областям процентной представленности и частоты быстрочастотного бета-ритма;
3) тенденция к снижению амплитуды альфа-, низко- и быстро-частотного бета-ритма и повышение амплитуды дельта-ритма, с акцентом по височным областям правого полушария;
4) появление у части обследованных в электрической активности переднетеменных областей пароксизмальных вспышек.
Результаты психологического тестирования с использованием цветового теста Люшера свидетельствуют о наличии у большинства обследованных женщин высоких значений индекса тревоги, повышенной напряженности и раздражительности, и низкой работоспособности как в спокойные дни, так и в дни со слабыми магнитными бурями.
Таким образом, данные настоящего психофизиологического исследования свидетельствуют об отсутствии корреляции между психологическими и электрофизиологическими характеристиками при смене гелиогеомагнитной обстановки, что вероятно связано с повышенным исходным уровнем функциональной активности центральных регуляторных систем, ответственных за эмоционально-характериологический статус личности.
Библиографический список.
1. Аллен Дж., Нельсон М. Космические биосферы. - Москва: Наука, 1991. -126 с.
2. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. - Москва: Мысль, 1976. - 367 с.
3. Цандеков П.А. Характерные изменения физиологических систем организма человека под влиянием гелиогеофизичеких факторов // Человек-Природа-Общество: Теория и практика безопасности жизнедеятельности, экологии и валеологии. - 2015. - № 1. - С. 14-21.
4. Новик О.Б., Смирнов Ф.А. Влияние магнитных бурь на электрические потенциалы коры головного мозга человека. // Тезисы Международной конференции «Влияние космической погоды на человека: в Космосе и на Земле». Институт космических исследований РАН. - Москва: Институт космических исследований РАН, 2012.
5. Рожков В.П., Трифонов М.И., Бекшаев С.С., Белишева Н.К., Пряничников С.В., Сороко С.И. Оценка влияния геомагнитной и солнечной активности на биоэлектрические процессы мозга человека с помощью структурной функции. // Российский физиологический журнал им. Сеченова. - 2016. - Т.102. - №12. - С. 1479-1494.
6. Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А., Мартынюк В.С. Космическая покода и наша жизнь. - Фрязино: Век 2, 2004. - 22 с.
7. Luscher J. The Lusher colour test. - London, 1970. - 92 p.
8. Мачинская Р.И., Соколова Л.С, Крупская Е.В. Формирование функциональной организации коры больших полушарий в покое у детей младшего школьного возраста с различной степенью зрелости регуляторных систем мозга. // Физиология человека. - 2007. - Т. 33. - № 2. - С. 5-16.
9. Бутова О.А., Гришко Е.А. Особенности формирования биоэлектрической активности нейронов головного мозга военнослужащих Ставропольского гарнизона в аспекте адаптации. // Вестник СГУ. - 2009. - Вып. 63 (4). - С. 235241.
10. Шаров Р.А., Козлова И.Ю. Влияние курсового применения аудиовизуальной стимуляции на некоторые характеристики функционального состояния организма. // Вестник Российской военно-медицинской академии. -2007. - Прил. №3 (19). - С. 29-32.
11. Русалов В.М., Русалова М.Н., Стрельникова Е.В. Электрофизиологическое исследование мотивации выбора у человека. // Успехи физиол. наук. - 2002. - Т. 33, № 2. - С. 68-82.
12. Booth J.N., Koren S.A., Persinger M.A. Increased feelings of the sensed presence and increased geomagnetic activity at the time of the experience during exposures to transcerebral weak complex magnetic fields. // Int Neurosci. - 2005. -Vol. 115, № 7. - P. 1053-1079.
13. Кануников И.Е., Белов Д.Р., Гетманенко О.В. Влияние геомагнитной активности на электроэнцефалограмму человека. // Экология человека. - 2010. -№6. - P. 6-11.
14. Dobson J., Grassi P. Magnetic properties of human hippocampal tissue-evaluation of artefact and contamination sources. // Brain Res Bull. - 1996. - Vol. 39, №4. - P. 255-259.
15. Schultheiss-Grassi P.P., Wessiken R.J. TEM investigations ofbiogenic magnetite extracted from the human hippocampus. // Dobson Biochim Biophys Acta -1999. - Vol. 1426. №1. - P. 212-216.
16. Persinger M.A., Richards P.M., Koren S.A. Differential ratings of pleasantness following right and left hemispheric application of low energy magnetic fields that stimulate long-term potentiation. // Int J Neurosci. - 1994. - Vol. 79. №3-4. - P. 191197.
17. Persinger M.A. Geophisical variables and behavior LXXIX. Overt limbic scizures are associated with concurrent and premidscotophase geomagnetic activity synchronization by prenocturnal feeding. // Mot Skitts. - 1995. Vol. 81. - P. 83-93.
18. Persinger M.A., St. Pierre L.S., Koren S.A. Geophysical variables and behavior XCI. Ambulatory behavior in rats following prenatal exposures to complex magnetic fields designed to interact with genetic espression. // Percept Mot Skitts. - 2001. - Vol. 92, №1. - P. 183-192.
