CC BY
67
БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ
DOI: 10.25702/KSC.2307-5228.2018.10.4.5-24 УДК 57.045
СВЯЗЬ ПАРАМЕТРОВ МЕЖПЛАНЕТНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И СОЛНЕЧНОГО ВЕТРА В ОБЛАСТИ ПОЛЯРНОГО КАСПА
С ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИМ СОСТОЯНИЕМ ЖИТЕЛЕЙ АРХ. ШПИЦБЕРГЕН
Н. К. Белишева, А. А. Мартынова, С. В. Пряничников, Н. Л. Соловьевская, Т. С. Завадская, В. В. Мегорский
Научно-исследовательский центр медико-биологических проблем адаптации человека в Арктике КНЦ РАН
Аннотация
Представлены данные исследований, проведенных на арх. Шпицберген по выявлению связи между параметрами межпланетного магнитного поля (ММП) и солнечного ветра (СВ) в области полярного каспа с психофизиологическим состоянием жителей арх. Шпицберген. Проведенные исследования позволили обнаружить две группы геокосмических агентов, ассоциированных с солнечной активностью (СА), с параметрами ММП и СВ, которые модулируют функциональное состояние организма. Первая группа включает показатели СА, геоэффективные параметры ММП и СВ, а также и индексы геомагнитной активности (ГМА). Физические агенты этой группы модулируют психоэмоциональное состояние и, вероятнее всего, влияют на центральную нервную систему и функции головного мозга. Вторая группа физических агентов не связана с ГМА и представлена параметрами ММП, параметрами СВ, характеризующими магнитогидродинамические и магнитозвуковые свойства плазмы, а также с потоками протонов с энергиями >10 MeV. Эта группа агентов ассоциирована с модуляцией соматических функций организма, регулируемых главным образом автономной нервной системой. В области полярного каспа эти агенты напрямую или опосредованно модулируют мощность и соотношение частотных составляющих сердечного ритма, артериальное диастолическое давление, частоту сердечных сокращений, время свертываемости крови. Полученные результаты имеют приоритетный характер, позволяющий переосмыслить широко дискутируемую роль геомагнитных возмущений в модуляции функционального состояния организма человека и рассмотреть иные механизмы, обладающие высокой биоэффективностью в области полярных широт. Ключевые слова:
арх. Шпицберген, межпланетное магнитное поле, солнечный ветер, полярный касп, психофизиологическое состояние.
LINKAGE OF PARAMETERS OF THE INTERPLANETARY MAGNETIC FIELD
AND THE SOLAR WIND IN THE POLAR CUSP WITH THE PSYCHOPHYSIOLOGICAL STATE
OF THE RESIDENTS OF SPITZBERGEN ARCHIPELAGO
Natalia K. Belisheva, Alla A. Martynova, Sergey V. Pryanichnikov, Natalia L. Solovievskaya, Tatyana S. Zavadskaya, Vladimir V. Megorsky
Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic of KSC RAS
Abstract
The paper presents the data of studies conducted on Spitsbergen Archipelago which deal with the linkage of parameters of the interplanetary magnetic field and the solar wind in the polar cusp with the psychophysiological state of the residents of Spitzbergen Archipelago. Monitoring of the daily psychoemotional state of volunteers with assessment of health, activity, mood (SAN), as well as situational and personal anxiety (CT and LT) showed that the decrease in the proton flux density with energies > 10 MeV can increase situational anxiety and decrease mood. Using the method of gas-discharge imaging (GDV) glow near the surface of the fingertips in parallel with the methods of psychoemotional testing showed that the level of situational anxiety and mood is
reflected in the characteristics of GDV-grammes. It has been shown that both the results of psychoemotional testing and the results obtained using the GDV method find parallel reflection in the nature of connection with cosmophysical agents. The obtained results indicate the high degree of conjugation of psychoemotional state of human body with variations in the parameters of interplanetary medium. Because of its proximity to outer space, Spitsbergen Archipelago can serve as a kind of "testing ground" for analog experiments that allow us to come closer to understanding the mechanisms of cosmophysical agents impact on psychoemotional state of human beings under terrestrial and cosmic conditions.
Keywords:
Spitsbergen Archipelago, interplanetary magnetic field, solar wind, polar cusp, psychoemotional state.
Введение
Архипелаг Шпицберген расположен в Северном Ледовитом океане, между 76°26 'и 80°50' северной широты и 10° и 32° восточной долготы. Геофизической особенностью архипелага является его местоположение в области каспа [1] — своеобразной воронки на дневной стороне магнитосферы с величиной магнитного поля, близкой к нулю, куда, при определенных условиях, может прорываться мощными плазменными струями солнечный ветер (СВ) [2]. Эта область локализована в районе местного полудня и простирается примерно на 2-3 часа по долготе и на 1° по широте. Открытые линии магнитного поля Земли в этой области связаны с линиями межпланетного магнитного поля (ММП), что позволяет ускоренной плазме солнечного ветра врываться в магнитосферу и проникать в ионосферу [2]. Беспрепятственное вторжение солнечных частиц в области каспа приводит к множественным геофизическим явлениям, отражающимся в структурно-энергетических характеристиках вариаций геомагнитного поля (ГМП). В спокойный период в области полярного дневного каспа постоянно регистрируются потоки электронов с энергией 100-200 эВ и плотностью частиц 10-2-10-3 см2, которые проникают в магнитосферу из СВ и распространяются вплоть до высот порядка 1000 км. Потоки этих частиц генерируют очень низкочастотный шум (ОНЧ) в широком диапазоне частот [3-5]. Взаимодействие СВ с магнитосферой Земли порождает и геомагнитные пульсации (ГП), частота колебаний которых лежит в диапазоне низкочастотных биологических ритмов [6]. ГП характеризуются квазипериодической структурой с диапазоном частот от тысячных долей герца до нескольких герц. Верхняя частота пульсаций определяется гирочастотой протонов в магнитосфере, на земной поверхности это соответствует частотному диапазону порядка 3-5 Гц, которому соответствуют диапазоны дельта- и тетаритмов мозга человека. К дневным пульсациям относятся также широкополосные иррегулярные пульсации диапазона Рс5 (f ~ 1,5-5,0 мГц) с амплитудой порядка 15-60 нТл, ipcl [7-9]. Частота таких пульсаций соответствует сверхмедленным ритмам мозга [1012]. Эти колебания носят устойчивый характер и продолжаются в зависимости от уровня геомагнитной возмущенности от 2 до 10 часов. Длиннопериодные квазипериодические магнитные возмущения с периодами 15-40 мин и амплитудой порядка 60-400 нТл, названные vlp (very long period), возникают при высокой магнитной активности, большой скорости солнечного ветра и отрицательных Bz межпланетного магнитного поля на земной поверхности в дневном секторе [7-9]. Сверхмедленные ритмы мозга включают периоды 2-3, 4-6, 7-14, 15-30, 31-59 мин, т. е. соответствуют длиннопериодным колебаниям ГМП. В вечернее и ночное время возможно появление импульсных всплесков геомагнитных пульсаций диапазона Pi2-Pi3, а в дневном секторе появление квазимонохроматических шумовых колебаний в диапазоне Рс3-4. Часть из наблюдаемых колебаний может быть результатом прямого проникновения гидромагнитных волн из СВ. Широтной особенностью обладают и устойчивые геомагнитные пульсации типа Рс2-Рс5, амплитуда которых растет с широтой [7-9, 13].
Биоэффективность физических явлений в области полярного каспа практически не изучена, хотя их роль в глобальной модуляции психических процессов косвенным образом подтверждается [14]. В наших работах была выявлена связь между структурно-энергетическими характеристиками вариаций ГМП и функциональной активностью мозга [15], характеристиками солнечной активности (СА), возмущенностью межпланетной среды и психоэмоциональным состоянием здоровых волонтеров [16, 17], вариациями СА и ГМП и заболеваемостью жителей российских поселков на арх. Шпицберген [18]. Кроме того, сопряженные исследования
геомагнитной активности (ГМА) и амплитудно-частотного диапазона ритмов мозга, оцененных на основе электроэнцефалограмм (ЭЭГ) здоровых испытуемых, показали, что при возмущениях геомагнитного поля происходят амплитудно-частотные и пространственно-временные перестройки биоэлектрической активности мозга человека [19, 20]. Следствием воздействия вариаций ГМП на функциональное состояние мозга могут быть комбинированные резонансы и десинхроноз, проявляющиеся в широком спектре психических феноменов: в психопатических и истероидных реакциях, в депрессии и возбуждении, в состоянии измененного сознания и др. [14, 21]. Мониторинг вариабельности сердечного ритма (ВСР) у волонтеров в период, характеризующийся высокой геомагнитной активностью, выявил связь между индексами ГМА и волновой структурой сердечного ритма. Было показано, что мощность высокочастотных и низкочастотных (HF, LF соответственно) спектральных составляющих сердечного ритма, а также суммарная мощность во всех спектральных диапазонах частот (TP) уменьшается при возрастании ГМА [22].
Цель настоящего исследования состояла в выявлении степени зависимости психофизиологического состояния жителей арх. Шпицберген от параметров межпланетного магнитного поля и СВ, ассоциированных с СА, в области полярного каспа.
Материалы и методы
В исследовании принимали добровольное участие 43 чел., проживавших в пос. Баренцбург в период с 30 июля по 18 августа 2018 г. Все испытуемые были ознакомлены с целью и условиями эксперимента и дали свое согласие на участие в исследованиях. Психофизиологическое состояние участников исследования ежесуточно оценивалось на основе: 1) характеристики сердечнососудистой системы; 2) комплексной характеристики психофизиологического состояния на основе регистрации кожно-гальванической реакции; 3) показателей газоразрядной визуализации (ГРВ) свечения вблизи поверхности пальцев рук; 4) опросников САН (самочувствие, активность, настроение), Спилбергера — Ханина, отражающего степень ситуативной и личностной тревожности, цветового теста Люшера; 5) длительности индивидуальной минуты.
1. Характеристика сердечно сосудистой системы включала оценку ВСР и геодинамические показатели состояния крови. Оценка ВСР у волонтеров проводилась с применением приборно-аппаратурного комплекса «ОМЕГА-М» в положении лежа на основе 5-минутной записи R-R-интервалов.
В работе были использованы следующие характеристики ВСР:
• HR-частота сердечных сокращений, R-R — длительность RR-интервалов (мс), мода R-R (Мо), а также ее амплитуда Amo, статистические показатели SDSD — стандартное отклонение разностей соседних RR-интервалов, SDNN (мс) — среднее 5-минутных стандартных отклонений всех RR-интервалов;
• спектральные показатели ВСР — ультранизкочастотные (ULF, мс2) — 0,0033-0,0001 Гц (> 333 с), очень низкочастотные (VLF) — 0,0033-0,04 Гц (25-333 с), низкочастотные (LF) — 0,040,15 Гц (6,5-25 с), высокочастотные (HF) — 0,15-0,4 Гц (мс2) (2,5-6,5 с);
• компоненты, общий спектр мощности (ТР, мс2) всех компонент, относительные вклады отдельных компонент в общий спектр мощности (HF (%), LF (%), VLF (%)), отношения спектральных составляющих (LF/HF, VLF/HF), отражающий баланс между симпатическими и парасимпатическими влияниями на ВСР (LF/HF), а также производные от ВСР показатели психофизиологического состояния организма — уровень адаптации (А), психоэмоциональное состояние (ПЭС), индекс центральной регуляции (ИС) [23, 24].
Кроме того, у волонтеров измеряли артериальное давление — систолическое и диастолическое (АДс и АДд соответственно), на основе пульсоксиметрии оценивали насыщение крови кислородом (О2), а также определяли время свертываемости крови на основании регистрации времени начала и конца образования фибриллярного сгустка, что отражает коагуляционные особенности периферической крови [25].
2. Регистрацию кожно-гальванической реакции (КГР) проводили с применением комплекса РЕАКОР [26]. В психофизиологии КГР применяется как показатель «эмоционального» и «деятельностного» потоотделения и регистрируется обычно с кончиков пальцев или с ладони биполярными неполяризующими электродами. К. Юнг и Ф. Петерсон (1907) были одними
из первых, кто показал связь между КГР и электрическими свойствами кожи. КГР успешно используется для контроля за состоянием человека при выполнении разных видов деятельности (диагностике функционального состояния), в исследованиях эмоционально-волевой сферы и интеллектуальной деятельности; является одним из показателей в детекции лжи [27].
3. ГРВ-регистрацию осуществляли с применением импульсного анализатора «ГРВ-компакт» ЕЮУИ 941 0204 00 00ТУ (серийный выпуск, ООО «Биотехпрогресс», сертификат соответствия NPOOC RU.MH05.H00725, N 0490215). При использовании метода ГРВ основой анализа является «снимок» свечения, возникающего вблизи поверхности пальцев рук, так называемыя ГРВ-грамма. Полученные ГРВ-граммы обрабатывались c применением программы GDV Energy Field (http://www.ktispb.ru/en/gdvsoft.htm), которая преобразует ГРВ-граммы в такие показатели свечения, как значения площади (S), коэффициента формы (Kf), энтропии (E) и симметрии (C), представленных в трех проекциях: правой (r), фронтальной (f), левой (l). Съемка ГРВ осуществлялась в режимах регистрации ГРВ-грамм пальцев рук «без фильтра» (Sr; Sf; Sl; S; Er; Ef; El, Е; Kr; Kf; Kl; K; С) и «с фильтром» (Sr2; Sf2; Sl2; S2; Er2; Ef2; El2, Е2; Kr2; Kf2; Kl2; K2; С2). При этом на руке, противоположной от руки со снимаемыми ГРВ-граммами, регистрировали HR и О2. На ГРВ-граммах «без фильтра» отражается интегральная характеристика состояния организма, определяемая вкладом в нее центральной и автономной нервной системами, Применение фильтра позволяет отсекать вклад автономной нервной системы в характеристику показателей ГРВ-грамм, регистрируя базисные характеристики функционального состояния организма [28, 29].
4. Психоэмоциональные характеристики были получены на основании: опросников, включая САН — позволяющий оценивать самочувствие (САМ), активность (АКТ), настроение (НАСТ); теста Спилбергера — Ханина, оценивающего степень ситуативной и личностной тревожности (СТ и ЛТ соответственно); цветового теста Люшера, оценивающего психоэмоциональное состояние и уровень нервно-психической устойчивости, внутриличностные конфликты, депрессивные и аффективные реакции. В данном исследовании были использованы численные показатели цветовых предпочтений: суммарное отклонение от аутогенной нормы (СО) и вегетативный коэффициент (ВК) [30-32].
5. Дополнением к вышеприведенным индикаторам психофизиологического состояния служила оценка длительности индивидуальной минуты (ДИМ), которая представляет собой субъективную оценку интервала времени в 60 с. В случае депрессивного расстройства ДИМ часто «укорачивается» до уровня, близкого к 30 с, а в случае мании — обычно заметно превышает 60 с. Определение ДИМ представляет психофизиологическую методику, которая отражает совокупность биологический ритмов, организацию биологического времени [33, 34].
Свойства СВ, ассоциированные с ним характеристики межпланетного магнитного поля (ММП), индексы геомагнитной активности были отобраны за исследуемый промежуток времени, на сайте http://nssdc.gsfc.nasa.gov/omniweb//. Данные по вариациям интенсивности нейтронной компоненты вторичных КЛ у поверхности Земли и расчетные плотности потоков КЛ в околоземном пространстве по станции нейтронного монитора в п. Баренцбург были получены в лаборатории космических лучей в Полярном геофизическом институте РАН (г. Апатиты, Мурманской обл.).
В работе использованы среднесуточные по выборке испытуемых психофизиологические показатели состояния организма, а также среднесуточные значения космогеофизических агентов, отражающих свойства СВ. Все данные статистически обрабатывались с применением пакета программ STATISTICA 10. Коэффициенты корреляции считали значимыми при p < 0,05.
Результаты и обсуждение
1. Особенности периода (30 июля — 18 августа 2018 г.) проведения исследований.
Исследования проведены на спаде 24-го цикла СА, который характеризуется сценарием низких солнечных циклов (числа Вольфа R, отображающие количество пятен на Солнце), впервые
с начала XX в. (солнечный цикл 14) (https://sites.google.com/site/sunactiv/24). Это означает, что мы получили уникальную возможность оценить вклад вариаций параметров СВ на минимуме СА в модуляцию психофизиологического состояния человека в районе полярного каспа (рис. 1).
Рис. 1. Количество дней в году с геомагнитными бурями различной интенсивности (https://www.spaceweatherlive.com/ru/solnechnaya-aktivnost/solnechnyy-cikl) Fig. 1. The number of days per year with geomagnetic storms of varying intensity (https://www.spaceweatherlive.com/ru/solnechnaya-aktivnost/solnechnyy-cikl)
Статистические характеристики отдельных показателей ММП, СВ, СА, которые свидетельствуют об очень низкой ГМА в исследуемый период времени (см. табл. 1). Так, медиана ^-индекса, наиболее характерного показателя СА, равна 0. А среднестатистические значения ^-индекса (числа солнечных пятен) за 20 дней составляют 4,20±5,89 (M ± 5) То же касается скорости СВ при средних значениях 382,10 ± 52,45 (M ± 5) и медианой 378,00 (км/с), что ниже среднестатистической скорости СВ (468 км/c); плотности протонов, с медианой 7,65 n/см-3 (при средней статистической плотности 8,8 n/см-3); и ар-индексов, характеризующих ГМА с максимальным значением ар-индекса 13 нТл, что соответствует слабовозмущенному геомагнитному полю (ГМП).
Изучение характера связи между индексами СА выявило, что в исследуемый период времени достаточно типичные положительные связи между ^-индексом и П0,7-индексом отсутствуют. Выявлена отрицательная корреляция между П0,7-индексом и Bulk speed — скоростью СВ (r = -0,51, p < 0,05), между Кр-индексом (r = -0,45, p < 0,05) и между ар-индексом (r = -0,52, p < 0,05). Вместе с тем, обнаружена значимая положительная корреляция между П0,7-индексом и DST-индексом (r = 0,62, p < 0,05), между PROT Flux > 60 МэВ (r = 0,51, p < 0,05) и атмосферным давлением в Баренцбурге (r = 0,44, p < 0,05). Такой характер связи между показателями СА свидетельствует, что существует две группы факторов с диаметрально противоположными между
собой знаками связи: 1) ассоциированными с ^-индексом и 2) с П0,7-индексом. Возможно, альтернативный характер связи между этими показателями СА обусловлен крайне низкой пятнообразующей активностью Солнца, которая в определенные дни просто отсутствует.
Таблица 1 Table 1
Статистические показатели параметров межпланетной среды (ММП), солнечного ветра (СВ) и индексов геомагнитной активности (ГМА) за период с 30 июля по 18 августа 2018 г. Statistical indicators of the parameters of interplanetary medium (IMP), solar wind (SW) and geomagnetic activity indices (GMA) for the period from July 30 to August 18, 2018
Параметр n = 20
M A med min max 25 % 75 %
Field Magnitude Avg 4,82 1,50 4,60 2,50 7,30 3,65 6,15
Proton T° 57 283 34 338 45 552 12 272 134 831 36 424 70 029
Proto density 8,17 3,17 7,65 3,80 14,80 5,60 10,55
Bulk speed 382,1 52,45 378,0 310,0 503,0 345,0 401,0
Flow Pressure 2,08 0,73 1,84 1,07 3,63 1,60 2,52
Kp*10^ 14,10 6,77 11,50 7,00 27,00 10,00 23,00
R 4,20 5,89 0,00 0,00 13,00 0,00 11,50
DST Index2* -1,35 9,43 1,00 -23,00 9,00 -5,00 5,50
PROT Flux > 10 MeV 0,27 0,01 0,27 0,26 0,28 0,26 0,27
PROT Flux > 30 MeV 0,17 0,00 0,17 0,16 0,18 0,17 0,17
PROT Flux > 60 MeV 0,12 0,00 0,12 0,12 0,13 0,12 0,12
Ap-index3* 6,00 3,20 4,50 3,00 13,00 4,00 9,00
f10,7_index4* 70,87 1,14 71,05 68,90 72,50 69,95 71,80
Примечание. М — среднее арифметическое, Л — стандартное отклонение; 25-75 % — вхождение значений в набор значений в диапазоне 25-75 процентилей всего набора. Field Magnitude Avg — средние значения напряженности ММП, Proton T — температура протонов в солнечном ветре, градусы Кельвина; Proton density — плотность частиц в солнечном ветре, N/см3; Bulk speed — скорость СВ, км/с; Flow Pressure — давление СВ P (нПа) = (1,67/106); R — числа Вольфа; PROT Flux > 10 MэВ, PROT Flux
> 30 MэВ, PROT Flux > 60 MэВ (п/см2арад > 10 MэВ, > 30 MэВ, > 60 MэВ соответственно.
Note. M — average value; Л — standard deviation; 25-75 % — the occurrence of values in the value set in the range of 25-75 percentile of all set. Field Magnitude Avg — average values of interplanetary magnetic field (IMP) intensity; Proton T — proton temperature in the solar wind (SW) in degrees of Kelvin; Proton density — particle density in the SW (N/cm3); Bulk speed — speed in SW (km/s); Flow Pressure — pressure of SW P (nPa) = (1,67/106); R — Wolf number; PROT Flux > 10 MeV, PROT Flux
> 30, MeV, PROT Flux > 60MeV — proton fluxes (number/cm2 sec sr) with energy > 10 MeV, > 30 MeV,
> 60 MeV, respectively.
1* Kp*10 — планетарный индекс ГМА, соотносится с Kp-индексом, как, например, 3+ = 33; 4 = 40; 6 = 57 и т. д.) (http://nssdc.gsfc.nasa.gov/omniweb//).
2* DST-индекс (англ. Disturbance Storm Time Index) — описывает интенсивность геомагнитной бури. С ростом интенсивности бури индекс уменьшается. Так, умеренные бури характеризуются DST от -50 до -100 нТл, сильные — от -100 до -200 нТл и экстремальные — выше -200 нТл.
3* Ap-index — равен средней амплитуде вариаций геомагнитного поля по земному шару за сутки, нТл. используется наряду с ^-индексом. Уровню ^ = 4 приблизительно соответствует ар = 30, а уровню ф = 9 отвечает ар < 400.
4* f10,7_index — характеризует потоки радиоизлучения Солнца на длине волны 10,7 см (f = 2800 МГц, солнечные единицы потока (с. е. п.), 1 с. е. п. = 10-22 Вт).
1* Kp*10 — the planetary index of geomagnetic activity (GMA), associated with the Kp as, for example, 3+ = 33; 4 = 40, 6 = 57 etc.) (http://nssdc.gsfc.nasa.gov/omniweb//).
2* Dst-Index (Disturbance Storm Time Index), describes the intensity of a geomagnetic storm. With increasing storm intensity, the Dst index decreases. Thus, moderate storms are characterized by Dst from -50 to -100 nT, strong — from -100 to -200 nT and extreme — above -200 nT.
3* Ap-index — used along with the Kp index. The ap, equal to the average amplitude of geomagnetic field
variations over the globe per day, is measured in nTl. The level Kp = 4 approximately corresponds to ap, equal
to 30, and the level Kp = 9 corresponds to ap greater than 400.
4* f 10,7_index, (10-22) — characterizes the radio emission of the Sun at a wavelength of 10,7 cm (f = 2800 MHz,
solar flux units (s.f.u.), 1 s.f.u. = 10-22 Watt).
Наряду с индексами СА, приведенными в табл. 1, были использованы дополнительные характеристики состояния межпланетной среды и СВ.
Эти индексы включали:
• Magnitude of Average, Field vector, |<B>| среднесуточное значения модуля ММП (нТл);
• угловые широтные и долготные характеристики вектора поля (Lat. Angle of avg. Deg (GSE Coords) Field vector и Long. Angle of avg. Deg (GSE Coords), Field vector соответственно);
• значения векторов ММП в геоцентрической солнечно-эклиптической и геоцентрической солнечно-магнитосферной системах координат (GSE и GSM соответственно) — BxGSE, ByGSE, BzGSE, ByGSM, BzGSM;
• вариабельность векторов ММП (sigma-|B|, sigma-B, sigma-Bx, sigma-By, sigma-Bz);
• угловые характеристики СВ (Bulk flow longitude, Bulk flow latitude, градусы);
• соотношения альфа-частиц и протонов в СВ (Na/Np), вариабельности температуры плазмы, концентрации частиц, скорости СВ и угловых характеристик СВ, отношения альфа частиц к протонам (sigma-T, sigma-n, sigma-V, sigma-phi-V, sigma-theta-V, sigma-ratio соответственно);
• электрическое поле (Electric field, -[V(км/с)•Bz (нХл; GSM)] -10-3 (мВ/м));
• плазма в (Plasma beta = [(T4,16/105) + 5,34] • Np/B2);
• альфвеновское число Маха (Ma = (VNp0,5)/20B);
• магнитозвуковое число Маха (Makh, Magnetosonic mach number = V/Magnetosonic_speed Magnetosonic speed = [(sound speed)2 + (Alfv speed)2]0,5. The Alfven speed = 20B/N0,5, the sound speed = 0,12 • [T + 1,28 • 105]0,5) — скорость счета наземного нейтронного монитора (НМ) в Баренцбурге (counts/s), а также атмосферное давление (мбар).
Вся совокупность рассматриваемых индексов в полной мере отражает особенности межпланетной среды и свойства СВ в исследуемый промежуток времени.
2. Оценка связи психоэмоционального состояния с параметрами межпланетной среды и характеристиками СВ.
Для выявления связи между психоэмоциональным состоянием волонтеров и показателями СА были привлечены данные ВСР (индекс ПЭС — психоэмоциональное состояние), данные опросников САН и Спилбергера — Ханина, данные цветового теста Люшера (суммарное отклонение от аутогенной нормы (СО) и вегетативный коэффициент (ВК)), характеристики ГРВ-грамм, психосоматические показатели: КГР, ФПГ, Т°; длительность индивидуальной минуты (ДИМ).
Коэффициенты корреляции между показателями психоэмоционального состояния ПЭС, САМ, АКТ и характеристиками солнечной активности, выраженной через свойства солнечного ветра и геомагнитную активность представлены табл. 2).
Все психоэмоциональные показатели имеют значимые (p < 0,05) корреляции с Bulk speed и DST индексом (см. табл. 2). Другие коэффициенты корреляции показателей психоэмоционального состояния, ^-индекса, Proton Т°, Кр- и ар-индексов свидетельствуют о том, что с возрастанием солнечной активности (^-индекс), проявляющейся в повышении температуры плазмы (Proton Т°), увеличении скорости СВ (Bulk speed) и геомагнитной активности (Кр-, ар-индексы), значения ПЭС, САМ, АКТ снижаются, а уровень СТ — повышается. Однако при возрастании значений вектора Вх, низкой ГМА (относительно высокие значения DST-индекса), при возрастании потока радиоизлучения Солнца f10,7 самочувствие, активность и настроение улучшаются, а ситуативная тревожность снижается. Вместе с тем, между показателями Bx,GSE и f10,7 значимая связь отсутствует (r = -0,04!), хотя между DST-индексом и f10,7 коэффициент корреляции r = 0,62, p < 0,05. Возможно, причиной модуляции психоэмоционального состояния является наземный агент (агенты), сопряженный через дополнительный фактор с Bx,GSE и f10,7, в силу чего индексы Bx,GSE и f10,7 могут не иметь между собой значимой связи.
Оценка связи между суммарным отклонением от аутогенной нормы (СО), вегетативным коэффициентом (ВК) и характеристиками СА выявила, что между СО, DST-индексом, протонами с энергией > 30 МэВ (PROT Flux > 30 МэВ), индексом f10,7, счетом наземного нейтронного монитора в Баренцбурге (counts/s), а также атмосферным давлением (мбар) существуют значимые корреляции: r = -0,56, r = -0,47, r = -0,55, r = 0,59, r = -0,58 соответственно, p < 0,05. Эти связи полностью отражают характер зависимости психоэмоционального состояния от СА (табл. 1), т. е. при возрастании значений, DST, плотности потока протонов с энергиями выше 30 МэВ, радиоизлучения Солнца (2,8 ГГц) и повышении атмосферного давления суммарное отклонение от аутогенной нормы снижается, а при увеличении скорости счета нейтронного монитора, напротив, повышается.
Таблица 2 Table 2
Коэффициенты корреляции между показателями психоэмоционального состояния и СА The corrélation coefficients among the indicators of psychoemotional state and solar activity (SA)
Индексы Indices ПЭС САМ АКТ НАСТ СТ
M ± m 51,37±0,06 5,46±0,33 5,05±0,45 5,53±0,39 34,20±3,76
Bx,GSE 0,06 0,49 0,44 0,47 -0,54
Proton Т° -0,54 -0,44 -0,37 -0,67 0,49
Bulk speed -0,49 -0,58 -0,52 -0,55 0,58
Kp*10 -0,48 -0,45 -0,36 -0,48 0,21
R -0,28 -0,56 -0,49 -0,63 0,64
DST-index 0,56 0,47 0,48 0,55 -0,57
Ap-index -0,49 -0,49 -0,40 -0,51 0,29
f10.7 index 0,29 0,51 0,52 0,44 -0,53
Примечание. ПЭС — психоэмоциональное состояние, оцененное на основе ВСР; САМ, АКТ, НАСТ — самочувствие, активность, настроение; СТ — ситуативная тревожность.
Индексы: M ± m — среднее значение и стандартная ошибка; Bx,GSE — вектор Вх-компоненты межпланетного магнитного поля геоцентрической солнечно-эклиптической системы координат; Proton Т° — температура протонов солнечной плазмы, градусы Кельвина; Bulk speed — скорость солнечного ветра; Кр*10-, DST-, ap-index — индексы геомагнитной активности; R — числа Вольфа, f10,7_index — поток радиоизлучения Солнца на длине волны 10,7 см (2,8 ГГц).
Коэффициенты корреляции, выделенные полужирным, соответствуют уровню значимостиp < 0,05.
Note. ПЭС — psychoemotional state, estimated on the basis of heart rate variability (HRV); CAM, ACT, NAST — well-being, activity, mood, respectively; CT — situational anxiety.
Indices: M± m — average value and standard error; Bx,GSE — vector Bx of interplanetary magnetic field (IMF) in the geocentric solar — ecliptic coordinate system; Proton T° — proton temperature in the solar wind (SW) in degrees of Kelvin; Bulk speed — velocity of solar wind (km/s); Kp*10-, DST Index, ap-index — indices of geomagnetic activity (GMA); R — Wolf number; f10,7_index — radio emission of the Sun at a wave length of 10,7 cm.
Correlation coefficients, highlighted in bold, correspond to significance level of p < 0,05.
Вегетативный коэффициент имеет только одну значимую корреляцию с индексами, характеризующими СА: с sigma-By (r = 0,48, p < 0,05). Однако 5ВК (вариации ВК в пределах среднесуточных значений ВК по выборке) имеет множественные значимые корреляции с показателями СА: By,GSE, By,GSM, с Bz,GSM, Electric field, PROT Flux >10 МэВ, PROT Flux > 60 MэВ, Makh, скоростью счета наземного нейтронного монитора в Баренцбурге (counts/s), а также с атмосферным давлением (мбар), коэффициенты корреляции: r = 0,52, r = 0,50, r = -0,49, r = 0,47, r = -0,54, r = -0,45, r = 0,47, r = 0,48, r = -0,48 соответственно, p < 0,05. Это означает, что возрастание Bz,GSM, плотности потоков протонов, атмосферного давления приводит к синхронизации психосоматического состояния волонтеров, что проявляется в сужении отклонений от среднесуточных значений ВК по выборке. И, напротив, возрастание значений вектора By, электрического поля (Electric field), числа Маха и скорости нейтронного счета
приводит к возрастанию разброса среднесуточных значений ВК по выборке, что свидетельствует о существенной биоэффективности указанных агентов.
Дополнительным свидетельством «психотропной» биоэффективности геокосмических агентов, ассоциированных с СА в области полярного каспа, являются данные по оценке психоэмоционального состояния с применением газоразрядной визуализации (ГРВ) свечения, возникающего вблизи поверхности пальцев рук и связи показателей ГРВ-грамм с характеристиками СВ и СА. В феномен свечения пальцев рук значительный вклад вносят биологические молекулы, эманация которых контролируется вегетативной (автономной) нервной системой. Интенсивность эманации таких молекул зависит от общего уровня активности и баланса между звеньями автономной нервной системы: парасимпатическим и симпатическим звеньями регуляции сердечного ритма, определяющими адаптационные ресурсы организма. Качество и интенсивность свечения пальцев отражает динамические психоэмоциональные и психофизиологические показатели состояния организма. Регистрация ГРВ грамм в режиме без фильтра дает информацию о психоэмоциональном состоянии, с преобладающим вкладом симпатической нервной системы.
В табл. 3 отражены показатели площади свечения в режиме регистрации без фильтра (Sr, Sf) и с фильтром (Sr2, Sf2, Sl2), значения, выделенные полужирным, соответствуют уровню значимости p < 0,05. Можно видеть, что показатели площади свечения (усл. ед.) в режиме регистрации как без фильтра, так и с фильтром имеют значимые (p < 0,05) корреляции со среднесуточными значениями модуля ММП (Magnitude of Average, Field vector, |<B>|, нТл), с угловой характеристикой СВ (Bulk flow longitude, градусы), с плотностью потока протонов с энергиями >10 МэВ (PROT Flux > 10 MeV), с числом Маха. Значимые (p < 0,05) коэффициенты корреляции между скоростью нейтронного счета и атмосферным давлением выявлены для показателей площади свечения лишь при регистрации ГРВ в режиме с фильтром.
Таблица 3 Table 3
Коэффициенты корреляции между показателями ГРВ-грамм площади свечения в режиме регистрации без фильтра (Sr, Sf) и с фильтром (Sr2, Sf2, Sl2) и геокосмических индексов
(расшифровка в тексте)
Correlation coefficients among the GDV-gram values of the glow area in the registration mode without a filter (Sr, Sf) and with a filter (Sr2, Sf2, Sl2), and geocosmic indices
Индексы ГРВ Indices GDV Sr Sf Sr2 Sf2 Sl2
M ± 5 28093,76±1193,14 27278,84±1165,09 31701,88±870,41 27278,84±1165,09 30614,30±948,85
Magnitude of Average, nT, Field vector, l<B>| -0,46 -0,52 -0,68 -0,52 -0,63
Bulk flow longitude 0,32 0,45 0,35 0,45 0,25
PROT Flux > 10 MeV -0,15 -0,49 -0,53 -0,49 -0,50
Makh 0,44 0,45 0,51 0,45 0,48
NM 0,12 0,27 0,62 0,27 0,56
Atm -0,12 -0,27 -0,62 -0,27 -0,57
Примечание. Коэффициенты корреляции, выделенные полужирным, соответствуют уровню значимости p < 0,05. Note. Correlation coefficients, highlighted in bold, correspond to significance level ofp < 0,05. Indices of Gas Discharge Visualization (GDV); M ± 5 — average value and standard deviation; Magnitude of Average, nT, Field vector, |<B>| — modulus value B of the interplanetary magnetic field (IMF); Bulk flow longitude — angular longitude solar wind velocity, degree; PROT Flux > 10 MeV — proton flux with energy > 10 MeV; Makh (Makh number) — ratio magneto hydrodynamic to magneto sound speeds in solar plasma; NM — neutron count rate in the ground-based neutron monitor, counts/s; Аш — atmosphere pressure, mb.
Sr, Sf — indicators of the glow area in right and frontal projections, respectively, during GDV in the mode registration without filter; Sr2, Sf2, Sl2 — indicators of the glow area in right, frontal, left projections, respectively, during GDV in the mode registration with filter.
Представленные данные, отражающие зависимость показателей ГРВ-грамм, характеризующих площади свечения от вариаций плотности потока протонов с энергией > 10 МэВ, полностью согласуются с результатами аналогичных исследований, проведенных на арх. Шпицберген в 2017 г. [35]. В работе [35] была выявлена значимая обратная связь между показателями площади свечения в режиме регистрации без фильтра и с фильтром и плотностью потока протонов с энергиями >10 МэВ, а также прямая корреляция между плотностью потоков протонов и коэффициентами формы. В данной работе также обнаружен сходный характер связи между коэффициентами формы в режиме регистрации с фильтром (Kr2, Kf2) и протонами с энергией > 10 МэВ: r = 0,59, r = 0,46 соответственно, p < 0,05.
На рис. 2 видна высокая степень сопряженности психоэмоциональных показателей состояния организма и вариаций показателей, отражающих свойства СВ: скорости солнечного ветра и плотности протонов с энергиями >10 МэВ. Даже на фоне очень низкой СА возрастание скорости СВ приводит к снижению самочувствия, активности, настроения, к возрастанию чувства тревожности, а увеличение плотности потоков протонов способствует синхронизации психофизиологического состояния волонтеров, что проявляется в снижении изменчивости психоэмоциональных показателей.
—I-1-1-1-1-1-1-1-1— • ■ • ■ I 1 I
210 215 220 225 230 «О 215 220 225 230
Рис. 2. Кривые динамики психоэмоционального состояния и вариаций показателей СА, отражающих свойства СВ (по оси абсцисс — дни года, по оси ординат — нормированные значения
психофизиологических и геокосмических индексов). А: 1 — самочувствие (САН); 2 — активность (АКТ); 3 — скорость солнечного ветра (Bulk speed). Б: 1 — настроение (НАСТ); 2 — ситуативная тревожность (СТ); 3 — скорость солнечного ветра (Bulk speed). В: 1 — вариабельность суммарного отклонения от аутогенной нормы (5 СО); 2 — вариабельность вегетативного коэффициента (5 ВК); 3 — протоны с энергиями >10 МэВ (PROT Flux > 10 MэВ). Г: 1 — Sr2; 2 — Kr2; 3 — протоны с энергиями > 10 МэВ (PROT Flux >10 MэВ) Fig. 2. Curves of dynamics of psychoemotional state and variations of solar activity indicators which reflect the properties of solar wind. The abscissa is days of the year; ordinate is normalized values of psychophysiological and
geocosmic indices.
A: 1 — well-being (САН); 2 — activity (АКТ); 3 — solar wind speed (Bulk speed).
Б: 1 — mood (НАСТ); 2 — situational anxiety (СТ); 3 — solar wind speed (Bulk speed). B: 1 — variability of the total deviation from the autogenous norm (5 СО); 2 — variability of the vegetative coefficient (5 BK); 3 — proton flux with energies > 10 MeV (PROT Flux > 10 MeV).
Г: 1 — Sr2; 2 — Kr2; 3 — proton flux with energies > 10 MeV (PROT Flux > 10 MeV)
Хорошее соответствие найдено в данном исследовании между показателями ГРВ-грамм, КГР, длительностью индивидуальной минуты и вариациями индексов СА и СВ. В частности, выявлена корреляция между КГР и показателями ГРВ-грамм Sr, Sf, Sl, Kr, Kf, Kl, Sf2; коэффициенты корреляции составляют: r = -0,64, r = -0,56, r = -0,60, r = 0,53, r = 0,58, r = 0,55, r = -0,56 соответственно,p < 0,05.
Выявленные корреляции между КГР и показателями ГРВ вносят определенный вклад в понимание механизмов, связывающих между собой психофизиологическое состояние организма, и особенности ГРВ-грамм. В частности, КГР, или электрическая активность кожи (ЭАК), является биоэлектрической реакцией, регистрируемой с поверхности кожи, как и ГРВ. Причем, как и ГРВ, КГР является показателем вегетативной нервной системы, но, в отличие от ГРВ, широко применяемой в психофизиологии.
КГР (или ЭАК) главным образом связано с активностью потовых желез кожи, однако, ее физиологическая основа до конца не изучена. В частности, до сих пор остается до конца не ясной возможность влияния сосудистой системы на кожный потенциал. Несмотря на то, что нейромедиатором для потовых желез является ацетилхолин, они находятся под контролем симпатической нервной системы. Кроме того, к потовым железам поступают влияния от коры больших полушарий и глубинных структур мозга: гипоталамуса и ретикулярной формации. В экспериментах было показано, что активность потовых желез отражает определенные события, протекающие в головном мозге. В работе [36] была продемонстрирована ключевая роль «психологической значимости» физического стимула для предсказания реакции потовых желез. При этом величина реакции потовых желез закономерно связана с интенсивностью осознаваемых переживаний [37]. В силу циклического характера выделения пота потовыми железами [38], записи ЭАК имеют колебательный характер. Показано, что потовые железы функционируют как ряд параллельно включенных резисторов [39], проводимость которых равняется сумме их проводимостей, а увеличение проводимости прямо пропорционально числу включающихся в работу потовых желез кожи [40].
Отсюда следует, что чем выше показатели КГР, тем более нестабильным является психоэмоциональное состояние. Поскольку между показателями ЭАК (КГР) и ГРВ выявлены значимые связи, то это позволяет интерпретировать значение показателей ГРВ в соответствии со знаком связи между КГР. Так, отрицательная связь значений КГР с показателями площади свечения (Sr, Sf, Sl и Sf2) свидетельствует о том, что возрастание показателей площади свечения отражает улучшение психоэмоционального состояния. Положительная связь между показателями КГР и коэффициентами формы (Kr, Kf, Kl) показывает, что возрастание их значений приводит к ухудшению психоэмоционального состояния.
Корреляция показателей КГР с индексами СА и СВ выявила значимые связи между КГР и А0,7-индексом (r = -0,48), Field Magnitude Avg (r = 0,56) (рис. 3, А), sigma-Bz (r = 0,53), Proton temperature (r = 0,48), Plasma beta (r = -0,55), Alfven mach number (r = -0,56), ^-индексом (r = 0,52), DST- (r = -0,48) и ap-индексом (r = 0,53). Все приведенные коэффициенты корреляции соответствуют уровню значимости p < 0,05. На основании этих связей можно заключить, что возрастание СА (^-индекс), ассоциированное с возрастанием ГМА, то есть возрастание
напряженности ММП (Field Magnitude Avg), отрицательная связь с DST-индексом, положительная связь с ap-индексом приводит к повышению электрической активности кожи (КГР). Это свидетельствует о следующем: в данный период снижается психоэмоциональная устойчивость, что может стать причиной нежелательных психоэмоциональных состояний.
—1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1—I-1-1-1-1-1-1-1-1—I 0 0 -|-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-Г
212 214 216 218 220 222 224 226 228 230 232 212 214 216 218 220 222 224 226 228 230
Рис. 3. Сопряженность КГР и ДИМ с показателями ИМП (по оси абсцисс — дни года; по оси ординат — нормированные значения психофизиологических и геокосмических индексов).
А: 1 — кожно-гальваническая реакция (КГР); 2 — поток радиоизлучения Солнца (F10.7);
3 — напряженность межпланетного магнитного поля (MMFav). Б: 1 — длительность индивидуальной минуты; 2 — давление солнечного ветра (Flow Pressure); 3 — Kp-индекс
Fig. 3. Соп^айоп of galvanic skin response and individual minute duration with indicators of interplanetary magnetic field strength (the abscissa is days of the year; ordinate is normalized values of psychophysiological and geocosmic
indices).
A: 1 — galvanic skin response (КГР); 2 — Sun radio flux (F10.7); 3 — interplanetary magnetic field strength (MMFav).
B: 1 — duration of individual minute (ДИМ), 2 — solar wind pressure (Flow Pressure); 3 — Kp-index
В данном исследовании мы дополнительно [33] апробировали степень информативности такого показателя, как длительность индивидуальной минуты, и его пригодность для оценки психофизиологического состояния, а также оценили зависимость ощущения времени в полярном каспе от воздействия физических агентов, ассоциированных с СА (рис. 3, Б).
Индивидуальная минута отражает психофизиологическое состояние организма, и ее величина пропорциональна степени эмоционального напряжения. У взрослых здоровых людей индивидуальная минута — достаточно стойкий показатель, в то время как у людей с пониженной адаптацией она значительно уменьшается. Это объясняется тем, что длительность индивидуальной минуты коррелирует с изменениями соматовегетативных показателей и поэтому может использоваться при оценке возможностей адаптации организма [41].
Проведенное исследование показало, что, во-первых, значение ДИМ модулируется внешним воздействием, ассоциированным с давлением солнечного ветра (Flow Pressure, r = -0,49, p < 0,05), с Kp-индексом (r = -0,55,p < 0,05), с ар-индексом (r = -0,51,p < 0,05), во-вторых, имеет значимые (p < 0,05) корреляции с психофизиологическими показателями, такими как площадь свечения в режиме детекции с фильтром (£г2, r = -0,65), с модой R-R-интервала (r = -0,61), с показателем LF (%) (r = 0,50) — вкладом (%) низкочастотной спектральной компонентой в полную спектральную мощность. Выявленные связи показывают, что ДИМ модулируется вариациями ГМА и адекватно отражает психосоматические реакции на внешнее воздействие: при возрастании ГМА ДИМ снижается, его уменьшение сопряжено с возрастанием площади свечения при регистрации ГРВ в режиме без фильтра, с удлинением R-R-интервала и со снижением вклада низкочастотной компоненты LF в полный спектр мощности сердечного ритма. Физиологический смысл таких взаимоотношений между ДИМ и психосоматическими показателями состоит в том,
что при возрастании ГМА (в рамках исследуемого периода времени) организм переходит в более энергосберегающий режим функционирования.
3. Оценка связи между состоянием сердечно-сосудистой системы, параметрами межпланетной среды и характеристиками СВ.
Изучение степени зависимости гемодинамических характеристик сердечно-сосудистой (ССС) системы от вариаций параметров межпланетной среды выявило, что артериальное систолическое давление (АДд) имеет значимые связи с показателем вариабельности СВ (sigma-theta-V, r = -0,51, p < 0,05). Кроме того, показания АДд могут модулироваться интенсивностью нейтронов у поверхности Земли (counts/s) и атмосферным давлением (Атм, мбар), коэффициенты корреляции r — 0,49 и -0,49 соответственно, p < 0,05.
Данные по оценке частоты сердечных сокращений (ЧСС) и насыщению гемоглобина артериальной крови кислородом (О2), полученные с применением пульсоксиметрии, позволили обнаружить связь между ЧСС, показателем вариабельности СВ и числом Маха (sigma-theta-V, r = -0,45, MAKH r = 0,45, p < 0,05), т. е. и АДд, и ЧСС модулируются факторами, ассоциированными с вариабельностью СВ.
Показатель О2 оказался связан с другой группой факторов, ассоциированных с ГМА: с sigma-Bz (r = -0,46, p < 0,05), с Flow Pressure (r = -0,44, p < 0,05), с Кр- (r = -0,49, p < 0,05) и ар-индексами (r = -0,49, p < 0,05).
Таким образом, можно считать, что систолическое давление и ЧСС модулируются наземными факторами, ассоциированными с угловыми характеристиками СВ (в общем смысле — вариабельностью СВ). Отчасти определенный вклад в АДд может вносить локальное атмосферное давление и, возможно, интенсивность нейтронов у поверхности Земли. Насыщение гемоглобина кислородом зависит от других физических агентов, ассоциированных с ГМА: чем выше ГМА, тем ниже содержание О2 в артериальной крови.
Дополнительным показателем гемодинамики ССС являются реологические свойства крови, в частности, ее свертывающие особенности, в определенной мере, ассоциированные с вязкостью крови. Повышенная вязкость крови создает дополнительное сопротивление кровотоку и поэтому сопряжена с избыточной постнагрузкой сердца, микроциркуляторными расстройствами, тканевой гипоксией. Расстройства в системе гемореологии представляют собой универсальный механизм патогенеза критических состояний. Уменьшение вязкости крови, напротив, способствует ускорению кровотока, увеличению доступа кислорода к тканям, облегчению работы сердца. В данном исследовании мы оценили степень зависимости времени свертывания крови от воздействия физических агентов, ассоциированных с СА в области полярного каспа.
Оказалось, что время свертываемости крови (ВСК) модулируется наземными агентами, сопряженными с sigma-theta-V (r = 0,68, p < 0,05), как и в случае с АДд и с ЧСС. Кроме того, выявлена связь ВСК с плотностью потоков солнечного радиоизлучения f10,7 (r = 0,54, p < 0,05), с гемодинамическими показателями крови: АДд и минутным объемом крови (r = -0,62, r = 0,45 соответственно, p < 0,05), с психоэмоциональными показателями: САМ, АКТ, СТ (r = 0,48, r = 0,49, r = -0,50 соответственно, p < 0,05). Это означает, что при возрастании угловой скорости СВ и радиоизлучения Солнца ВСК удлиняется, т. е. косвенным образом вязкость крови снижается. С другой стороны, вероятно, от свойств крови, выраженных через ВСК, может зависеть и психоэмоциональное состояние: повышение ВСК (снижение вязкости) сопряжено с улучшением самочувствия, активности и снижением ситуативной тревожности.
Оценка вариабельности сердечного ритма (ВСР) и степени зависимости ВСР от вариаций физических агентов, ассоциированных с СА, выявила между ними определенные связи (рис. 4).
Длительность R-R интервала ассоциирована с температурой плазмы СВ (Proton Т°, r = 0,50, p < 0,05), с показателем DST (r = -0,46, p < 0,05), с f10,7_index (r = -0,57, p < 0,05), но не с индексами ГМА (рис. 4, А). С другой стороны, возрастание температуры плазмы СВ связано со скоростью СВ (r = 0,77, p < 0,05), с вариабельностью СВ (sigma-V, r = 0,67, p < 0,05), с электрическим полем (Electric field, r = 0,52, p < 0,05), с Кр- и ар-индексом (r = 0,72, r = 0,77 соответственно, p < 0,05). Значит, причиной модуляции R-R-интервала могут быть иные агенты, чем ГМА, но ассоциированные со свойствами СВ. Выше мы показали, что ДИМ сопряжена с R-R-интервалом и индексами ГМА, возможно, что и ДИМ, и R-R-интервал модулируются наземными
биотропными агентами, ассоциированным со свойствами СВ и ГМА. Не исключено, что такими агентами могут быть дневные пульсации Рс5, характерные для области полярного каспа. Геомагнитные пульсации диапазона Рс5 (периоды порядка нескольких мин), являясь наиболее мощным электромагнитным волновым процессом в околоземной среде, вносят заметный вклад в баланс энергии системы солнечный ветер — магнитосфера — ионосфера, особенно во время геомагнитных возмущений. Выявлены эффекты контроля магнитосферных пульсаций нестационарными процессами в СВ: возбуждение Рс4-6 пульсаций импульсами динамического давления и межпланетной ударной волной, внезапное прекращение генерации Рс5-6 при подходе к Земле ведущего края межпланетного магнитного облака, триггерная стимуляция глобальных Рс5 волн всплесками флуктуаций плотности СВ [42]. Возможно, пульсации этого типа обладают высокой биоэффективностью для сердечного ритма, которую еще предстоит выяснить.
•0.8 J-1-.-1-.-1---\---1--I---1--| -1--I
210 215 220 225 230 210 215 220 225 230
Рис. 4. Сопряженность показателей ВСР и характеристик состояния межпланетной среды (по оси абсцисс — дни года, по оси ординат — нормированные значения психофизиологических и геокосмических индексов). А: 1 — частота сердечных сокращений (HR); 2 — температура плазмы СВ (Proton Т°); 3 — альфвеновское число Маха (Alfven mach number). Б: 1 — стандартное отклонение разностей соседних RR-интервалов (SDSD); 2 — Bz-компонента межпланетного магнитного поля в геоцентрической солнечно-магнитосферной системе координат (BzGSM);
3 — вариабельность плотности солнечного ветра (sigma n). В: 1 — высокочастотная компонента сердечного ритма (HF); 2 — Bz-компонента межпланетного магнитного поля в геоцентрической солнечно-эклиптической системе координат (BzGSE); 3 — поток радиоизлучения Солнца на длине волны 10,7 см (F10,7). Г: 1 — индекс адаптации (A); 2 — температура плазмы СВ (Proton Т°), 3 — скорость СВ (Bulk speed).
Fig. 4. Сonjugation of heart rate variability indicators and state of interplanetary medium (the abscissa is days of the year; ordinate is normalized values of psychophysiological and geocosmic indices). A: 1 — heart rate (HR); 2 — plasma temperature of solar wind (Proton T°); 3 — Alfven Mach number. Б: 1 — standard deviation of differences of neighboring RR-intervals (SDSD); 2 — Bz-component of the interplanetary magnetic field in geocentric solar-magnetospheric coordinate system (BzGSM); 3 — variability of solar wind density (sigma n). B: 1 — high-frequency component of the heart rate (HF); 2 — Bz-component of the interplanetary magnetic field in the geocentric solar-ecliptic coordinate system (BzGSE); 3 — solar radio emission flux at a wave length of 10,7 cm (F10,7). Г: 1 — adaptation index (A); 2 — plasma temperature of solar wind (Proton Т °); 3 — solar wind speed (Bulk speed)
Множественные корреляции с физическими агентами, ассоциированными с СА, были выявлены для статистической характеристики ВСР — стандартного отклонения разностей соседних RR-интервалов (SDSD). Обнаружены значимые корреляции между SDSD и Bz-компонентой ММП (Bz,GSM, r = 0,55,p < 0,05), плотностью частиц в СВ (Proton density, r = 0,57, p < 0,05), соотношением альфа-частиц и протонов в СВ (Na/Np, r = -0,46, p < 0,05), вариациями плотности частиц в СВ (sigma-n (r = 0,64, p < 0,05), электрическим полем СВ (Electric field, r = -0,56,p < 0,05), DST-индексом (r = 0,54), плотностью потоков протонов с энергиями свыше 30 и 60 МэВ (PROT Flux > 30 МэВ, PROT Flux > 60 МэВ, r = 0,46, r = 0,68 соответственно, p < 0,05), счетом наземного нейтронного монитора (counts/s, г = 0,49p < 0,05), атмосферным давлением (r = -0,49 p < 0,05). Эти связи, в основном отражающие особенности корпускулярной составляющей плазмы СВ, свидетельствуют о том, что агенты, модулирующие ВСР, могли быть ассоциированы с процессами взаимодействия протонов СВ с магнитосферой Земли.
Сведения о коэффициентах корреляции между частотными составляющими ВСР и параметрами межпланетной среды представлены в табл. 4.
Таблица 4 Table 4
Коэффициенты корреляции показателей спектральных компонент сердечного ритма Corrélation coefficients among the indices of spectral components of heart rhythm
Компонента M ± 5 Bz,GSM Electric PROT Flux PROT Flux f10.7 index
Component field > 30 MeV > 60MeV (10-22)
HF 376,55±206,57 0,57 -0,58 0,50 0,41 0,45
HF (%) 24,15±4,70 0,57 -0,57 0,57 0,29 0,41
VLF (%) 45,01±5,27 -0,50 0,50 -0,48 -0,33 -0,40
LF/HF 2,32±0,49 -0,59 0,60 -0,51 -0,50 -0,34
VLF/HF 3,03±0,88 -0,47 0,47 -0,45 -0,45 -0,38
IC 1,50±0,35 0,58 -0,57 0,56 0,28 0,33
Примечание. M± 5 — среднее арифметическое и стандартное отклонение. HF — высокочастотная компонента, 0,15-0,4 Гц (мс2). HF (%) — вклад высокочастотной компоненты в полную спектральную мощность; VLF (%) — вклад очень низкочастотной компоненты (0,0033-0,04 Гц) VLF (%) в полную спектральную мощность; IC — индекс централизации; LF/HF, VLF/HF — соотношения спектральных составляющих сердечного ритма.
Bz,GSM — вектор Bz-компоненты межпланетного магнитного поля в геоцентрической солнечно-магнитосферной системах координат; Electric field — электрическое поле плазмы солнечного ветра; PROT Flux > 30 MэВ, PROT Flux > 60 MэВ — потоки протонов с энергиями > 30 и > 60 Мэв; f10,7_index, (10-22) — радиоизлучение Солнца на длине волны 10,7 см (2,8 ГГц).
Коэффициенты корреляции, выделенные полужирным, соответствуют уровню значимостиp < 0,05.
Note. M± 5 — average value and standard deviation. HF — high-frequency component in the heart rate, 0,15-0,4 Hz (ms2); HF (%) — contribution of high-frequency component to the total spectral power; VLF (%) — contribution of very low-frequency component (0,0033-0,04 Hz) to the total spectral power; IC — index of centralization of heart rate regulation; LF/F — the ratio of low frequency (LF) to high frequency (HF) components in heart rate; VLF/HF — the ratio of very low frequency (VLF) to high frequency (HF) components in heart rate.
Bz,GSM — Bz-component of interplanetary magnetic field in geocentric solar-magnetospheric coordinate system; PROT Flux > 30 MeV, PROT Flux > 60 MeV — Proton fluxes with energy with > 30 and > 60 MeV, respectively; f10,7_index (10-22) — the radio emission of the Sun at wave length of 10,7 cm (2,8 GHz).
The correlation coefficients, highlighted in bold, correspond to a significance level of p < 0,05.
Можно видеть, что частотные составляющие сердечного ритма, их соотношения, индекс центральной регуляции (ИС) значимо (p < 0,05) связаны с Bz-компонентой ММП (Bz,GSM), с электрическим полем СВ (Electric field), с потоками протонов с энергиями более 30 и 60 МэВ (PROT Flux >30 MэВ, PROT Flux > 60 MэВ). Такой характер связи может свидетельствовать
о модуляции вариабельности сердечного ритма наземными агентами, ассоциированными с корпускулярной составляющей плазмы СВ и особенностями ее взаимодействия с магнитосферой в области полярного каспа. Возможно, модуляция ВСР могла бы осуществляться низкочастотными колебаниями, возникающими в результате проникновения плазмы СВ в магнитосферу в области полярного каспа. В эксперименте по изучению полярного магнитного поля [5] было показано, что волны в узком диапазоне частот от 0,2 до 3 Гц являются постоянным элементом в области полярного каспа. Возникновение волн связано с вхождением плазмы из переходной области магнитосферы в полярный касп.
Многообразные феномены в высоких геомагнитных широтах привлекательны не только для космической геофизики, но и для гелиобиологии. В силу особенностей топологии околоземного магнитного поля именно эти широты геомагнитно сопряжены с пограничными областями магнитосферы, где происходят основные процессы взаимодействия СВ с магнитосферой Земли. Это взаимодействие имеет нестационарный и турбулентный характер, что обусловливает появление специфических иррегулярных возмущений на высоких широтах. Плазменные механизмы взаимодействия волн и частиц приводят к возможности в околоземной плазме взаимного влияния друг на друга волн, различающихся на несколько порядков по частоте, УНЧ-и ОНЧ-диапазонов [4, 7-9, 42].
На высоких широтах (Ф > 70°), соответствующих местоположению арх. Шпицберген, в одном и том же спектральном диапазоне (1-5 мГц) наблюдаются колебания с различными морфологическими свойствами и, соответственно, разной физической природы: ipcl (Irregular Pulsations at Cusp Latitudes) с T ~ 3-30 м, np-высокочастотная часть ipcl с T ~ 3-8 мин, Pi3 и Рс5, vlp (Very Long Period) c T~ 15-30 мин.
В полярной шапке, в области открытых силовых линий, в зависимости от параметров СВ и ММП могут возникать высокоширотные квазимонохроматические пульсации РсЗ (20-50 мГц) — Рс4 (8-20 мГц). При освещенной ионосфере волновая энергия диапазона РсЗ-4 модулируется скоростью СВ и полярностью ММП, а полярной ночью — вариациями ионосферной проводимости, вызванными, предположительно, планетарными волнами. Для широт полярной шапки выявлена зависимость частоты РсЗ и Рс4 от модуля ММП. Источником пульсаций РсЗ на широтах от авроральных вплоть до полярной шапки является циклотронная неустойчивость протонов, отраженных от фронта ударной волны. Поскольку интенсивность РсЗ-4 волн в полярной шапке зависит от ионосферной проводимости, то в период полярной ночи происходит резкое ослабление волн [7-9, 13, 42].
Наши исследования были выполнены в период полярного дня при круглосуточном освещении ионосферы. Можно предположить, что определенный вклад в модуляцию отдельных параметров состояния организма могли бы вносить пульсации, характерные для широт Ф > 70°, в том числе пульсации Рс3-Рс4. Косвенным свидетельством тому являются значимые корреляции между показателями ГРВ-грамм (площади свечения) и модулем ММП (Magnitude of Average, Field vector, |<B>|), угловыми характеристиками СВ (Bulk flow longitude), потоками протонов с энергиями более 10 МэВ, числом Маха (табл. 3), то есть с теми параметрами ММП и СВ, которые обусловливают возникновение пульсаций РсЗ и Рс4 в области каспа и в полярной шапке.
Дополнительное подтверждение возможности модуляции функционального состояния организма пульсациями, характерными для полярного каспа, содержится в работе о Н. А. Куражковской с соавторами [43].
Особенностью настоящей работы является проведение исследований в условиях спокойной магнитосферы, что сопоставимо с условиями проведения наших исследований. Исследование, выполненное в работе [43], включало одновременное наблюдение высокоширотных длиннопериодных иррегулярных пульсаций в диапазоне частот 2,0-6,0 мГц (ipcl) и возмущений магнитного поля в плазме СВ при слабой ГМА (Kp ~ 0). Анализ зависимости частоты возникновения дневных пульсаций ipcl от переориентации Bz-компоненты ММП с северного направления на южное (при относительной стабильности других параметров плазмы СВ и ММП, таких как скорость V, концентрация п, динамическое давление солнечного ветра, плотность
плазмы, модуль напряженности) показал, что в доминирующем числе случаев спектральная плотность пульсаций ipcl достигает максимума примерно через 10-20 мин после смены знака Bz-компоненты ММП.
Полученные результаты позволили предположить, что в условиях спокойной магнитосферы (Kp ~ 0) генерация наблюдаемого спектра ipcl, связана с переориентацией Bz-компоненты ММП, обусловленной турбулентностью плазмы СВ, способствующей развитию неустойчивости токового слоя и усилению поверхностных волн на магнитопаузе. Выявленные в наших исследованиях связи между психофизиологическими характеристиками состояния организма (табл. 4), сигмой АКТ (активности), сигмой ВК, показателями энтропии, показателями площади свечения в режиме регистрации с фильтром и Bz-компонентой свидетельствует о существенной роли последней в модуляции функциональной активности организма. Отсутствие явной связи между показателями ВСР и индексами ГМА, но присутствие значимой связи с Bz-компонентой позволяют заключить, что одной из возможных причин модуляции ВСР в области полярного каспа могли бы быть (возможно, наряду с другими колебаниями) длиннопериодные иррегулярные пульсации в диапазоне частот 2,0-6,0 мГц (ipcl).
Заключение
Проведенные исследования по выявлению связи между параметрами межпланетной среды и солнечного ветра и психофизиологическими показателями состояния организма жителей арх. Шпицберген позволили показать, что функциональное состояние организма человека в области полярного каспа модулируется разными группами геокосмических агентов, ассоциированных с СА, ММП и СВ. Это свидетельствует о том, что значимость отдельных параметров, характеризующих состояние межпланетной среды, для различных систем организма имеет разную биоэффективность.
Выявлено, что психоэмоциональное состояние, характеризуемое показателем ПЭС (психоэмоциональное состояние), самочувствием (САМ), активностью (АКТ), настроением (НАСТ), личностной тревожностью, длительностью индивидуальной минуты (ДИМ), кожно-гальванической реакцией (КГР), а также такой важный показатель, как насыщение гемоглобина артериальной крови кислородом (О2), модулируются группой факторов, ассоциированных с солнечной активностью (R — числа Вольфа), геоэффективными параметрами СВ и наземными агентами, отраженными в индексах геомагнитной активности. Геоэффективные параметры СВ включают: температуру плазмы (Proton T° — температура протонов в солнечном ветре в градусах Кельвина), вариации Вх- и Ву-компонент ММП для отдельных показателей психоэмоционального состояния, скорость солнечного ветра (Bulk speed, км/с), вариабельность СВ (sigma-V), индексы ГМА (Кр- DST-, ар-индексы), а также радиоизлучение Солнца на длине волны 10,7 см (f10,7_index). В общем виде можно сделать вывод, что при возрастании ГМА снижаются значения показателей ПЭС, САМ, АКТ, НАСТ, ДИМ, О2 и возрастает показатель СТ, то есть в рамках проведенного исследования в полярном каспе, с 30 июля по 18 августа 2018 г., на спаде 24 -го цикла СА, умеренное возрастание ГМА приводит к ухудшению психоэмоционального состояния жителей арх. Шпицберген.
Вторая группа геокосмических агентов, не имеющая значимых корреляций с показателями ГМА, кроме отдельных связей с индексом f10,7 включала BzGSM-компоненту ММП, электрическое поле СВ ((Electric field, -^(^/^Bz (нХл; GSM)]10-3 (мВ/м)), настолько тесно ассоциированное с BzGSM, что коэффициент корреляции между ними равнялся -1,00, а также протоны с энергиями более 10 MэВ (PROT Flux > 10 MэВ, PROT Flux > 30 MэВ, PROT Flux > 60 MэВ (number/cm2 sec sr). Эта группа физических агентов ассоциирована с модуляцией вариабельности сердечного ритма (ВСР), которая улучшается при положительных значениях Bz-компоненты (северное направление), при возрастании потоков протонов с энергиями >30 МэВ, и, наоборот, ухудшается при смене северного направления Bz-компоненты на южное. Поскольку значимые (p < 0,05) корреляции между показателями ВСР, Bz-компонентой, потоками протонов и индексами ГМА в данном исследовании не выявлены, мы предположили, что физическими
агентами, модулирующими в условиях полярного каспа состояние сердечно-сосудистой системы, могли бы быть пульсации, характерные для области полярного каспа [3-5, 7-9, 13, 42] и, что особенно важно, зарегистрированные в сходных геофизических условиях при низкой ГМА [43].
Кроме того, выявлена связь между показателями ГРВ-грамм (площади свечения) с модулем ММП (Magnitude of Average, nT, Field vector, |<B>|), угловой характеристикой скорости СВ (Bulk flow longitude), с протонами с энергиями более 10 МэВ (PROT Flux >10 МэВ), с числом МАХА как соотношение альфвеновской скорости к магнитозвуковой в плазме СВ. Остальные показатели ГРВ-грамм имеют значимые корреляции с различными параметрами ММП и СВ. Данная группа биоэффективных агентов для характеристик ГРВ-грамм объединяет параметры ММП, СВ и потоков протонов.
В исследовании найден также параметр СВ (sigma-theta-V, градусы), который ассоциирован с диастолическим артериальным давлением крови (АДд), частотой сердечных сокращений (HR), временем свертываемости крови (ВСК). Поскольку у этого параметра СВ значимые связи найдены только с альфвеновским числом Маха и с самим числом Маха, можно считать, что этот показатель отражает магнитогидродинамические характеристики плазмы СВ, которые генерируют колебания в широком диапазоне частот, в том числе регистрируемых и на поверхности Земли [4, 42]. Не исключено, что в параметрах СВ мы нашли индикатор, который может служить прогностическим признаком биоэффективности солнечного ветра.
Таким образом, проведенные исследования позволили обнаружить две большие группы геокосмических агентов, ассоциированных с СА, с параметрами ММП и СВ, которые модулируют отдельные функциональные системы организма. Первая группа включает показатели СА, геоэффективные параметры ММП и СВ, а также и индексы ГМА. Физические агенты этой группы модулируют психоэмоциональное состояние и, вероятнее всего, влияют на центральную нервную систему и функции головного мозга.
Вторая группа физических агентов не связана с ГМА и представлена параметрами ММП, ассоциированными, по литературным данным, с пульсациями в диапазоне крайне низких частот в области полярного каспа, с параметрами СВ, характеризующими магнитогидродинамические и магнитозвуковые свойства плазмы, а также с потоками протонов с энергиями более 10 МэВ. Эта группа агентов ассоциирована с модуляцией соматических функций организма, регулируемых, главным образом, автономной нервной системой. В области полярного каспа эти агенты напрямую или опосредованно модулируют мощность и соотношение частотных составляющих сердечного ритма, артериальное диастолическое давление, частоту сердечных сокращений, время свертываемости крови.
Данные проведенного исследования имеют приоритетный характер, позволяющий пересмотреть широко дискутируемую роль геомагнитных возмущений в модуляции функционального состояния организма человека и рассмотреть иные механизмы, обладающие высокой биоэффективностью в области полярных широт. Полученные результаты носят предварительный характер и предполагают дальнейшие исследования в области полярного каспа для выявления индикаторов биоэффективности «космической погоды», разработки алгоритмов прогноза функционального состояния организма в полярных широтах, а также поиска физиологических методов повышения резервных возможностей жителей арктических широт.
Интенсивное освоение Арктики диктует необходимость эффективных прогнозов психоэмоционального состояния полярников для снижения рисков, обусловленных «человеческим фактором». Данное исследование может внести вклад в разработку долговременных прогнозов психоэмоционального и психофизиологического состояния организма человека в условиях арктических широт.
Благодарности
Авторы сердечно признательны всем добровольцам, принимавшим участие в исследованиях, а также коллегам из Полярного геофизического института РАН — заведующему сектором космических лучей, кандидату физико-математических наук Ю. В. Балабину и научному сотруднику, кандидату физико-математических наук Б. Б. Гвоздевскому за участие в исследованиях и предоставление возможности использования данных нейтронного монитора на ст. Баренцбург.
Авторы также выражают искреннюю благодарность генеральному директору ООО БИОТЕХПРОГРЕСС Р. Р. Юсубову и Е. Е. Яновской за предоставление камеры ГРВ-контакт с обновленным программным обеспечением для работы на арх. Шпицберген и за возможности открытого обсуждения полученных результатов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Tsyganenko N. A., Russell C. T. Magnetic signatures of the distant polar cusps: Observations by Polar and quantitative modelling // JGR. 1999. No. 104, 24. 939. 2. Савин С. П. Магнитный щит Земли: плазменные бреши. URL: http://www.kosmofizika.ru/popular/savin.htm. 3. О природе электромагнитного излучения низкой частоты в полярной шапке / Ю. В. Голиков [и др.]// Письма в ЖЭТФ. 1975. Т. 22, вып. 1. С. 3-7. 4. Квазипериодические ОНЧ-излучения, ОНЧ-хоры и геомагнитные пульсации рс4 (событие 3 апреля 2011 г.) / Ю. Маннинен [и др.] // Геомагнетизм и аэрономия. 2012. Т. 52, № 1. С. 82-92. 5. Electromagnetic Ion Cyclotron Waves in the High Altitude Cusp: Polar Observations / G. Le [et al.]. URL: https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20010028950.pdf. 6. Космические ритмы: в магнитосфере, атмосфере, в среде обитания, в биосфере, ноосфере, земной коре / Б. М. Владимирский [и др.]; под ред. проф. С. Э. Шноля. Симферополь, 1994. 173 с. 7. Длиннопериодные геомагнитные пульсации в высокоширотных магнитосопряженных областях / О. В. Большакова [и др.] // Геомагнетизм и аэрономия. 1986. Т. 26, № 1. С. 160-162. 8. Два типа длиннопериодных геомагнитных пульсаций вблизи экваториальной границы дневного полярного каспа / Н. Г. Клейменова [и др.] // Геомагнетизм и аэрономия. 1985. Т. 25, № 1. С. 163—165. 9. Длиннопериодные геомагнитные пульсации в квазисопряженных областях Арктики и Антарктики в магнитную бурю 16-17 апреля 1999 г. / О. В. Козырева [и др.]// Геомагнетизм и аэрономия. 2006. Т. 46, № 5, сентябрь-октябрь. С. 657-670. 10. Аладжалова Н. А. Психофизиологические аспекты сверхмедленной ритмической активности головного мозга. М., 1979. 214 с. 11. Аладжалова Н. А. О генезе сверхмедленных электрических колебаний потенциала головного мозга // Основные проблемы электрофизиологии головного мозга. М.: Наука, 1976. 12. Илюхин В. А., Хабаева Э. Г., Никитин Л. И. Сверхмедленные физиологические процессы и межсистемные взаимодействия в организме. Л.: Наука, 1986. 13. Чугунова О. М., Пилипенко В. А., Энгебретсон М. Появление квазимонохроматических РсЗ-4 пульсаций в полярной шапке // Геомагнетизм и аэрономия. 2004. Т. 44, № 1. С. 4754. 14. Белишева Н. К., Качанова Т. Л. Глобальная модуляция психоэмоционального состояния человека геокосмическими агентами // Материалы VII Междунар. конф. «Экология и развитие Северо-Запада России»: сб. науч. докл. 2-7 августа 2002 г., г. Санкт-Петербург. С. 110-118. 15. Качественная и количественная оценка воздействия вариаций геомагнитного поля на функциональное состояние мозга человека / Н. К. Белишева [и др.] // Биофизика. 1995. Вып. 5. С. 1005-1012. 16. Мицуков А. С., Белишева Н. К. Экстраполяция наземных данных по сопряженности вариаций гелиогеофизических агентов с психофизиологическим состоянием человека в условиях Арктики на космические полеты // Авиакосмическая и экологическая медицина: спецвып. 2016. Т. 50, № 5. С. 150-151. 17. Психофизиологические эффекты гелиогеомагнитных и метеотропных явлений у лиц, проживающих в высоких широтах / В. П. Рожков [и др.] // Физиология человека. 2014. Т. 40, № 4. С. 51-64. 18. Медико-биологические исследования на Шпицбергене как действенный подход для изучения биоэффективности космической погоды / Н. К. Белишева [и др.] // Вестник Кольского научного центра РАН. 2010. № 1. С. 26-33. 19. Амплитудно-частотные и пространственно-временные перестройки биоэлектрической активности мозга человека при сильных возмущениях геомагнитной активности / С. И. Сороко [и др.] // Вестник СВНЦ ДВО РАН. 2013. № 4. С. 111-122. 20. Оценка влияния геомагнитной и солнечной активности на биоэлектрические процессы мозга человека с помощью структурной функции / В. П. Рожков [и др.]// Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова. 2016. Т. 102, № 12. С. 1479-1494. 21. Белишева Н. К. Шпицберген — полигон для изучения психических эффектов космической погоды // Солнечная и солнечно-земная физика — 2014: материалы Всерос. ежегод. конф. с междунар. участием 20-24 октября 2014 г., Санкт-Петербург / Главная (Пулковская) астрономическая обсерватория РАН; отв. ред.: А. В. Степанов, Ю. А. Наговицын. 2014. С. 43-46. 22. Возможный вклад высокоширотных вариаций геомагнитного поля в особенности волновой структуры сердечного ритма у жителей Заполярья / А. А. Мартынова [и др.]// Physics of auroral phenomena, 39 Annual seminar, 19.02-04.03 2016. Apatity, 2016. P. 55. 23. Особенности вариабельности сердечного ритма у работников горнорудного производства в Мурманской области / А. A. Мартынова [и др.] // Экология человека. Архангельск, 2017. № 3. С. 31-37. 24. Guidelines. European Heart J. 1996. No. 17. P. 354-381. 25. Определение времени свертывания крови // Apteka.ru: сайт. URL: http://www.apreka.ru/?a=opredelenie_vremeni_svertyivaniya_krovi. 26. Программно-методическое обеспечение функциональное биоуправление с биологической обратной связью «РЕАКОР». Руководство пользователя: методический справочник A_2477-28_РП. 2014. Ч. 2. С. 135. URL: http://www.medicom-mtd.com. 27. Psylist.net. URL: https://psylist.net/slovar/10a19.htm. 28. Коротков К. Г.Принципы анализа ГРВ-биоэлектрографии. СПб.: Реноме, 2007. 286 с. 29. Провоторов В. М., Любых Е. Н., Овсянников Е. С. Роль газоразрядной визуализации в оценке психовегетативного статуса больных с вентральными грыжами // Вестник экспериментальной и клинической хирургии. 2012. Т. V, № 2. С. 388-390. 30. Цветовой тест диагностики нервно-психических состояний и отношений. URL: http://www.imaton.com/metodiki/met/25/. 31. Люшер М. Цветовой тест Люшера / пер. с англ. А. Никоновой. СПб.: Сова; М.: ЭКСМО-Пресс, 2002. 192 с. 32. Возможности теста Люшера (8-цветовой вариант) в диагностике характерологических и поведенческих особенностей студентов с различным уровнем физической подготовки / И. И.Черёмушникова [и др.] // Вестник ОГУ. 2010. № 12 (118). С. 108-110. 33. Моисеева Н. И., Сысуев В. М. Временная среда и биологические ритмы. Л.: Наука, 1981. С. 121. 34. Мельникова С. Л., Мельников В. В. Показатели индивидуального восприятия времени как характеристика общего состояния организма // Вестник новых медицинских технологий. 2002. Т. IX, № 2. С. 20-23. 35. Арх. Шпицберген — полигон для аналоговых исследований воздействия космофизических агентов на организм человека / Н. К. Белишева [и др.] // Вестник Кольского научного центра РАН. 2017. № 4. С. 21-28. 36. Bernstein A. S, Taylor К. W., Weinstein E. The phasic electrodermal response as a differentiated complex reflecting stimulus significance // Psychophysiology. 1975. No. 12. Р. 158-169. 37. McCurdy H. D. Consciousness and the galvanometer // Psychological Review. 1950. 57. P. 322-
327. 38. Альдерсонс А. А., Кодаков И. М. Механизмы электродермальных реакций. Рига: Зинатне, 1985. 39. Treager R. T. Physical functions of skin. New York: Academic Press, 1966. 40. Darrow С. W. The rationale for treating the change in galvanic skin response as a change in conductance // Psychophysiology. 1964. No. 1. P. 31-38. 41. Моисеева Н. И. Структура биоритмов как один из критериев возможностей физиологической адаптации организма // Физиологический журнал СССР. 1978. Т. 4, № 11. С. 1632-1640. 42. Козырева О. В. Волновая структура магнитных бурь: дис. ... докт. физ.-мат. наук: 25.00.10. М., 2013. 334 с. 43. Куражковская Н. А., Клайн Б. И., Лавров И. П. Длиннопериодные иррегулярные пульсации в условиях спокойной магнитосферы // Геомагнетизм и аэрономия. 2016. Т. 56, № 3. С. 314-323.
Сведения об авторах
Белишева Наталья Константиновна — доктор биологических наук, главный научный сотрудник НИЦ МБП КНЦ РАН E-mail: [email protected]
Мартынова Алла Александровна — кандидат биологических наук, зав. научным отделом НИЦ МБП КНЦ РАН
E-mail: martynovaа[email protected]
Пряничников Сергей Васильевич — инженер-исследователь НИЦ МБП КНЦ РАН E-mail: [email protected]
Соловьевская Наталья Леонидовна — младший научный сотрудник НИЦ МБП КНЦ РАН E-mail: [email protected]
Завадская Татьяна Сергеевна — младший научный сотрудник НИЦ МБП КНЦ РАН E-mail: [email protected]
Мегорский Владимир Владимирович — кандидат медицинских наук, директор НИЦ МБП E-mail: [email protected]
Author Affiliation
Natalia K. Belisheva — Dr. Sci. (Bio), Chief Researcher, Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic of KSC RAS E-mail: [email protected]
Alla A. Martynova — PhD (Bio), Head of Scientific Department, Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic of KSC RAS E-mail: martynovaа[email protected]
Sergey V. Pryanichnikov — Research Engineer, Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic of KSC RAS E-mail: [email protected]
Natalia L. Solovievskaya — Junior Researcher, Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic of KSC RAS E-mail: [email protected]
Tatyana S. Zavadskaya — Junior Researcher, Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic of KSC RAS
Vladimir V. Megorsky— PhD (Medical Sciences), Director of Research Center for Medical and Biological Problems of Human Adaptation in the Arctic of KSC RAS E-mail: [email protected]
Библиографическое описание статьи
Связь параметров межпланетного магнитного поля и солнечного ветра в области полярного каспа с психофизиологическим состоянием жителей арх. Шпицберген / Н. К. Белишева [и др.] / Вестник Кольского научного центра РАН. — 2018. — № 4 (10). — С. 5-24.
Reference
Belisheva Natalia K., Martynova Alla A., Pryanichnikov Sergey V., Solovievskaya Natalia L., Zavadskaya Tatyana S., Megorsky Vladimir V. Linkage of Parameters of the Interplanetary Magnetic Field and the Solar Wind in the Polar Cusp with Psychophysiological State of the Residents of Spitzbergen Archipelago. Herald of the Kola Science Centre of RAS, 2018, vol. 4 (10), pp. 5-24 (In Russ.).
