Принцип стохастического резонанса при анализе взаимодействия нетепловых электромагнитных полей с живым веществом
А.А.Яшин
К настоящему времени для анализа механизмов взаимодействия физических, преимущественно высокочастотных электромагнитных полей (ЭМП) диапазонов СВЧ и КВЧ (3
300 Ггц), нетепловой, то есть биоинформационной интенсивности — с приведенной к поверхности биообъекта (БО) плотностью потока энергии РППЭ < 10 мВт/см2 — с живым организмом используются три подхода.
Первый из них, предложенный школой акад. Н.Д. Девяткова (Москва, ИРЭ РАН), предполагает резонанс собственных, дипольных ЭМП клеток БО с когерентным, внешним по отношению к БО, электромагнитным излучением (ЭМИ), то есть «чистый» резонанс на конкретной частоте.
Тульская школа биофизики полей и излучений и биоинформатики (Е.И. Нефедов, А.А. Яшин, Тула, НИИ НМТ) придерживается корреляционного подхода, где предполагается «служебная» роль ЭМП КВЧ в организме, как медианно-связующих низкочастотные поля, адекватные основным биоритмам БО, с ИК- и УФ-колебаниями, имманентными самой живой природе.
Наконец, Пущинская школа биофизики (А.Б. Ганеев, Н.К. Чемерис, Пущино, ИБК РАН) предполагает в качестве основного механизм активации собственных ЭМП клеток принцип стохастического резонанса. Концепции корреляционного подхода и стохастического резонанса не противоречат друг другу, тем более полезно будет их объединить, используя современную физическую трактовку стохастического резонанса (СР) [1]. Как следует из определения СР, последний является эффектом индуцированного шумом перехода в нелинейных системах, возбуждаемых информационным (низкоэнергетическим) сигналом и шумом одновременно. Биосистема является выраженной нелинейной, дисперсионной, синергетичной, то есть идеальной средой для появления СР. В контексте взаимодействия собственных ЭМП клеток с внешним ЭМИ КВЧ, СР проявляется как воздействие внешнего ЭМИ , модулированное сигналами с частотой основных биоритмов организма, на клеточные диполи на (шумовом) фоне несинхронизированных полей клеток. Именно такое положение при низком уровне ЭМИ КВЧ с шумовой «подпиткой» и вызывает явление СР.
С позиций корреляционного подхода роль СР заключается в инициировании качественного возрастания амплитуд собственных ЭМП патологических (больных) клеток при воздействии ЭМИ КВЧ на фоне стохастически распределенных по амплитудам и векторизации полей (ансамбля) соседних клеток. Причем, согласно физике СР [1], резонанс является двойным: на частоте КВЧ-несущей и на частоте модуляции, то есть на частоте сигнала, адекватного основному — для данной агрегации клеток — биоритму организма. Причем в данной, объединенной, концепции сохраняется положение о «служебной» роли КВЧ ЭМП. Коль скоро в процессе участвуют колебания трех, на много порядков разнесенных, частот — биоритмы, КВЧ, ИК и УФ, — то КВЧ-колебания суть медианно-связующие по отношению к биоритмам и ИК- и УФ-полям, которые, в свою очередь, соответствуют резонансным размерам субклеточных структур.