Об измерениях параметров функционального состояние тела (биоимпеданс).

В ходе эксперимента выполнялись измерения полного сопротивления в выполняется в многофакторном режиме с учетом: геометрии тела, проводимости ткани, и кровоток и другие. Из-за невозможно учесть многообразие факторов, возникают трудности в достоверности измеряемого изолированного физиологического параметра. Он стал принципиальным фактором, ограничивающим использование метода импеданса. Его варианты, широко используются в клинической медицине, являются контролем узких сфер. Например: асфиксии и обнаружением венозного тромбоза, определением объема жировых отложений и наличия воды в теле в момент измерений . Таким образом, подтверждается заключение по ограниченному использованию этого метода, сделанное в предыдущей работе автора « Об электричестве человека».

Регистрации электрической активности (биопотенциалов) головного мозга

• - Электроэнцефалография(ЭЭГ).
• (ЭЭГ) - метод регистрации электрической активности (биопотенциалов) головного мозга. Разность потенциалов, возникающая в тканях мозга, очень мала (не более 100 мкВ) , и потому может быть зарегистрирована и измерена при помощи специальной электронно-усилительной аппаратуры - электроэнцефалографов. Исследования, проводимые на современных многоканальных установках, позволяют одновременно записывать биотоки, получаемые от многих отделов головного мозга. Разработан новый современный способ исследований мозга - метод «Сканирования Электрохимической Микроскопии» позволяет повысить качество, сконцентрировать зону измерений.

По аналогии с радиоэлектроникой, хорошим подспорьем в этом деле стало создание и внедрение различного рода усилителей биопотенци- лов. В. Ю. Чаговец разработал теорию биоэлектрических явлений на основе современной физической химии электролитов . Глубокое изучение биоэлектрических явлений появилось после с создания соответствующей измерительной аппаратуры (катодные и шлейфные осциллографы в сочетании с высокочувствительными электронными усилителями).

Биосигналы регистрируются как потенциалы напряжения в нервах и мышцах. Измерения у человека производится на очень низких уровнях напряжения, в пределах 1 pV - 100 милливольт, с высокими исходными сопротивлениями и внесенными извне сигналами вмешательства высокого уровня и шумом . Чтобы сделать их совместимыми с устройствами, такими как дисплеи, рекордеры, или A/D конвертеры для компьютеризированного оборудования сигналы должны быть усилены.

Соответственно, эти устройства должны удовлетворять определенным требованиям:

• - обеспечить усиление отобранному физиологическому сигналу,
• -устранить посторонний шум и сигналы вмешательства,
• -обеспечить гарантированную защиту от повреждений для электронного оборудования.

Усилители, соответствующие этим техническим требованиям известны как усилители биопотенциала. Входной сигнал в усилитель состоит из пяти компонентов :

• 1.- желанный биопотенциал, появляется как напряжение между двумя входными терминалами дифференциального усилителя и упоминается как дифференциальный сигнал.
• (2) нежеланные биопотенциалы,
• (3) сигнал вмешательства электросети 60 Гц (50 Гц) и его гармоника,
• (4) сигналы вмешательства, произведенные внутренней поверхностью ткани/электрода, Сигнал вмешательства строчной частоты показывает только очень небольшие различия в амплитуде и фазе между двумя имеющими размеры электродами, вызывая приблизительно тот же самый потенциал в обоих входах, и таким образом, появляется только между входами и землей и называется сигналом общего режима.
• (5) шум.

Надлежащий дизайн усилителя обеспечивает отторжение значительной части вмешательств сигнала.

Резюме по подразделу.

Усилители биопотенциала - критический компонент во многих медицинских и биологических измерениях, и в значительной степени определите качественное и информационное содержание взвешенных сигналов. Чрезвычайно широкий диапазон из необходимых технических требований относительно ширины полосы, чувствительности, динамического диапазона, выгоды, CMRR, и пациента безопасность оставляет только небольшую комнату для применения усилителей биопотенциала общего назначения, и главным образом требует использования усилителей особого назначения.

Совсем не вопрос: « А есть ли у нас в организме естественные «хитрые» конструкции усилителей биопотенциалов?». Конечно, есть! Например - мелкие волосковые клетки слуховой системы. По мнению автора

изучение механизма работы естественных усилителей сигналов (биоимпульсов). может стать хорошей базовой основой разработки новых приборов и систем.

Контролирующего правую его сторону. Соответствующим образом распределяется контроль за зрительным восприятием. Левая часть мозга ориентируется на время, анализ и логику. Она ищет причины и объяснения. Правая часть ориентируется на... жестким, конкретным и уверенным "я" во время процесса индивидуации и духовного пробуждения. Возможно, правая сторона мозга содержит биохимическую матрицу духовного опыта, активизированную посредством занятий духовными практиками, а левая сторона – матрицу...

https://www.сайт/psychology/15447

Фактов невозможно. Более того, всегда можно заподозрить преувеличение одних сторон происшествия, например размеров повреждения головного мозга , и замалчивания других - поведения человека с такой травмой. Чтобы отвергнуть подобные сомнения, обратимся к... облучения, который принял на себя исследователь, оценивается в 200 тысяч рентген! У человека просто обязан был быть выжженным мозг , и он, по всем врачебным канонам, должен был погибнуть. Однако Анатолий Бугорский живет, работает и даже катается...

https://www.сайт/journal/15478

Не делает пауз, слишком спешит, чтобы следить за правильностью построений. Часто его речь - обрывки фраз, этакий пулемет. Латынь омолаживает мозг - Если до определенного возраста ребенок говорить не научился, то уже и не научится? - Да, это так. Почему? - ... человека, который не в состоянии выучить даже второй язык, не говоря уже о третьем? - Есть такое свойство мозга - пластичность, это способность образовывать новые внутренние связи. Это и есть обучение. С возрастом пластичность уменьшается. Но...

https://www.сайт/journal/15528

Родители и учителя. Передавая нам свое неумение. А теперь давайте попробуем выстроить логическую цепочку: мозг человека работает на 10 % → мозг – материальная основа психики (аксиома психологической науки) → основная функция психики: восприятие и переработка... вообразившие себя Великим Магом. Психика человека – это саморегулирующаяся система. Для наглядности представим, что мозг человека –компьютер, а психика –программы устанавливаемые на этот компьютер. Каждый компьютер изначально имеет некие...

https://www.сайт/magic/15533

Мыслительные процессы (noos по-гречески – разум, мышление), улучшают память, повышают концентрацию внимания и общую активность мозга , при этом уменьшая чрезмерную нервную возбудимость и тревожность. Но эффект от ноотропов развивается не сразу: для достижения... внимания; расстройства сна и аппетита; повышенная нервная возбудимость и раздражительность; апатия, плохое настроение. Наш мозг весьма привередлив к питанию: в качестве источника энергии он признает только глюкозу и кетоновые тела (их вклад...

https://www.сайт/journal/15981

Миелинового слоя. Второй период зрелости – характеризуется меньшим нейронным потоком и большей стабильностью структур мозга . Это возраст продуктивной деятельности, когда акцент постепенно переносится с изучения мира на внесение... непосильная. Поэтому обратимся к выводу. Физическое и умственное безделье дорого обходится. Умственное безделье в молодости подвергает опасности мозг в старости. Не следует безрассудно тратить «творческие» годы. «Те, кто получает удовольствие от умственных задач и ищет...

https://www.сайт/journal/16188

Это именно «душа отлетела», нельзя. - Вы можете точно сказать, где находится наше сознание? В мозге ? - Сознание - феномен мозга , хотя и очень зависимый от состояния тела. Вы можете лишить человека сознания, пережав ему двумя... известный как «выход души из тела» во время клинической смерти, может быть вызван электростимуляцией мозга . В момент обработки током зоны мозга , ответственной за синтез зрительной информации, происходят нарушения восприятия, и больные испытывают чувство необыкновенной...

https://www.сайт/psychology/16529

Дыхание имеет много положительных эффектов для организма. Чем больше кислорода в крови, тем больше его в мозге . Несколько глубоких вздохов также могут помочь вам расслабиться, что в свою очередь способствует более ясному мышлению. ... сидите на одном месте. Отдыхая всего лишь 10-15 минут каждый час, вы сможете повысить трудоспособность. Короткий отдых поможет вашему мозгу расслабиться и привести в порядок мысли. 13. Сосредоточьтесь на чем-нибудь другом Иногда нет возможности отдохнуть. В этом случае...

Биотоки мозга при различных заболеваниях

А. Ф. Макарченко и Н. Л. Горбач отметили значительное разнообразие электроэнцефалографических картин при рассеянном склерозе и, следовательно, отсутствие какойлибо специфичности изменений биотоков мозга при этом заболевании. Доминировали значительная дезорганизация и десинхронизация аритма, нередко с усилением как быстрых компонентов ЭЭГ, так и с замедлениями и появлением 0волн. Аволны наблюдались лишь у одной больной с давностью заболевания около 20 лет и с выраженной симптоматикой поражения головного мозга.

С точки зрения понимания изменений основной ритмики в ЭЭГ при патологическом нарушении корковоподкорковых взаимоотношений представляет определенный интерес состояние биоэлектрических явлений в коре головного мозга при хронической форме энцефалитов, в частности при эпидемическом энцефалите.

Между характером нарушений ЭЭГ и клиническими проявлениями эпидемического энцефалита имеется определенная связь. Так, при акинетической форме паркинсонизма электрическая активность понижается, а при гиперкинетическои повышается.

Исследование колебаний биоэлектрических потенциалов у больных с акинетической формой паркинсонизма обнаружило общее ослабление электрической активности коры мозга, аритм по частоте не превышает 8-10 колебаний в секунду. Его амплитуда неравномерна, отмечаются частые перерывы до 2,5 секунд. Во всех отведениях регистрируются медленные волны, которые при освещении глаз либо не изменяются либо несколько учащаются.

В литературе имеются интересные данные об изменениях электрической активности мозга и при таком общем инфекционном заболевании, как ревматизм, характеризуемый широко распространенным поражением соединительной ткани.

Первое исследование в этой области проведено Ниманом на 20 больных. Несмотря на то, что за малым исключением у всех больных наблюдалась клинически благоприятно протекающая форма ревматизма (легкие артриты, кардиты со спонтанным улучшением впоследствии) без значительных психических и неврологических проявлений, у 14 из них была обнаружена явная электроэнцефалографическая патология, аритм был ослаблен, иногда отсутствовал, доминировали билатеральные медленные д и в волны; в отдельных случаях отмечалась тенденция к уплощению, сглаживанию кривой биотоков; в одном случае регистрировались локализованные острые волны При серийном обследовании ЭЭГ в процессе выздоровления у половины больных наблюдалась нормализация ЭЭГ с уменьшением медленных колебаний и появлением а ритма. Автор отмечает лишь слабую корреляцию между тяжестью соматической ревматической симптоматики и степенью патологичности, в половине случаев при клиническом улучшении ЭЭГ нормализовались очень медленно и недостаточно, что, по мнению автора, свидетельствует о наличии хронического су клинического последействия.

М. Г. Астапенко из 20 обследованных больных неспецифическим инфекционным полиартритом обнаружила 18 нарушение ЭЭГ в виде угнетения аритма или явлений дизаритмии; иногда появлялись также и медленные патологически Дволны. И. А. Бронзов изучал биоэлектрическую активность мозга у 40 больных острым и подострым ревматическим полиартритом и ревмокардитом. Автор считает, что острые формы ревматизма характеризуются доминированием аритма высокой амплитуды. Переход процесса в фазу подострого течения характеризуется снижением уровня электрической активности, главным образом за счет снижения амплитуды и процентного содержания аритма. По наблюдениям Бронзова, динамика ЭЭГ имеет определенное прогностическое значение, указывая в ряде случаев на последующее благоприятное или неблагоприятное затяжное течение заболевания.

Электроэнцефалографические исследования при церебральном ревматизме в отечественной литературе впервые представлены работами М. М. Модель и Т. П. Симеон. Они приводят четыре наблюдения, в которых у больных с различными формами ревматического поражения головного мозга на ЭЭГ были обнаружены диффузные изменения в виде тахиритмий, слабо выраженных Дволн, отдельных пикообразных потенциалов.

При отведении потенциалов от разных участков головного мозга - электроэнцефалографии - получается запись потенциалов головного мозга - электроэнцефалограмма. В. В. Правдич-Неминский (1925) записал потенциалы головного мозга млекопитающих посредством высокоподвижного струнного гальванометра. Г. Бергер (1929) для электроэнцефалографии у человека использовал малоинертный гальванометр с усилителем. У человека потенциалы регистрируют либо во время операции на головном мозге непосредственным прикладыванием к нему электродов, либо их наружным отведением от головы, либо погружением в мозг микроэлектродов.

Для электроэнцефалографии применяются катодные или электромагнитные чернильнопишущие осциллографы, передающие без искажений очень слабые электрические колебания мозга, напряжение которых обычно составляет 5-40-50 мкв. У здоровых людей разность потенциалов редко выше 200 мкв.

Современные приборы усиливают потенциалы обычно в 4 млн. раз, но могут усиливать в 10 млн. раз и больше.

Для изучения потенциалов головного мозга используется также электроэнцефалоскопия - колебания яркости свечения 50-200 точек мозга при изменениях потенциалов (М. Н. Ливанов и В. М. Ананьев, 1960).

Электроэнцефалограмма - результат сложения во времени и пространстве многих колебаний потенциалов, имеющих разные частоты, фазы и амплитуды. Амплитуда - это величина волны от пика до пика, измеряемая в миллиметрах. Амплитуда Может быть пересчитана на величину разности потенциалов в микровольтах или милливольтах.

Количественный анализ электроэнцефалограммы производится посредством автоматических электронных анализаторов и счетно-вычислительных машин. Упрощенный анализ частоты и амплитуды, основных ее составляющих, делается при помощи линейки и циркуля. На электроэнцефалограмме здорового человека различают четыре основных типа волн, отражающих колебания .

Альфа-ритм . Характерные, почти регулярные колебания потенциалов бодрствующего спокойного мозга, когда внимание ни к чему не привлечено, нет зрительных, слуховых и других раздражений и расслаблена мускулатура. Это медленные, длинные и большие волны, имеющие синусоидальную форму. Каждая альфа-волна - это колебание потенциала длительностью 90-120 мс. Альфа-ритм равен 8-13, в среднем 10 Гц, амплитуда 50-100 мкв. Альфа-ритм хорошо выражен при лежании с закрытыми глазами. Имеются некоторые индивидуальные его отличия. Альфа-ритм отчетливо виден только у людей и обезьян, преобладает в затылочной области. Альфа-ритм, регистрируемый в области кожного и проприоцептивного анализатора, называется роландическим . При открывании глаз и возникновении зрительных образов альфа-ритм исчезает. У людей, обладающих живым зрительным воображением, он отсутствует, а у тех, у которых преобладают слуховые или кинестезические восприятия, он сохраняется даже при открытых глазах и активном мышлении. Неустойчивость альфа-ритма отмечена примерно у 2/3 здоровых людей, отсутствие - у 15%, а у остальных - устойчивость. Характер альфа-ритма врожденный. Он является результатом деятельности коры и ретикулярной формации.

Бета-ритм - характерные для деятельного состояния мозга, более быстрые, короткие и малые волны. Длительность одиночного колебания потенциала 40-50 мс. Бета-ритм равен 14-100 Гц и более (у человека - от 80 до 250 Гц). Амплитуда 5-10-30 мкв. Он преобладает в лобных и центральных областях. Амплитуда и частота бета-ритма увеличиваются при умственной деятельности и эмоциях.

Дельта-ритм - частота 0,5-3,5 Гц, обычно 3 Гц, амплитуда до 250-300 мкв. Длительность одиночного колебания потенциала 250-500 мс. Наблюдается во время сна или при нарушениях деятельности больших полушарий .

Тета-ритм - частота 4-7 Гц. Длительность одиночного двухфазного колебания потенциала 150-250 мс. Тета-ритм регистрируется при отрицательных эмоциях, неприятных и болевых раздражениях, прекращении удовольствия. Обусловлен функцией лимбической системы и зрительных бугров. Регистрируется в гиппокампе при голодании и оборонительных рефлексах животных.

Наибольший размах колебаний свойствен дельта-ритму, наименьший - бета-ритму. Кроме того, наблюдается сверхмедленный ритм как результат суммирования постсинаптических потенциалов (частота 1-8 в 1 мин). Существуют спонтанные колебания мембранного потенциала, ВПСП и реже ТПСП. В пирамидных нейронах пик достигает 85 мв, а в клетках нейроглии - 50-70 мв.

Когда человек при применении условного раздражителя намерен совершить двигательный акт, на электроэнцефалограмме возникает волна Е («волна ожидания»), которая продолжается до появления безусловного раздражителя и резко обрывается в момент действия. В отличие от других вызванных ответов эта волна не изменяется даже после тысяч проб, пока внимание испытуемого не ослабевает (Г. Уолтер, 1963).

Волна Е появляется при сознательных действиях, при бессознательных - ее нет. Она неустойчива при возбуждении вегетативной нервной системы. Вещества, повышающие возбудимость нервной системы, усиливают ее, а понижающие - тормозят. Ее появление не меньше чем через 200-300 мс и длительность до 10 с позволяют предположить участие медиатора в ее возникновении.

Синхронизация - одинаково направленные по фазе и длительности колебания потенциалов в группе нейронов или в различных участках головного мозга. При этом амплитуда волн увеличивается и формируется их альфа-ритм.

Десинхронизация - нарушение синхронизации. При этом регистрируются разные быстрые колебания потенциалов малой амплитуды.

При статических мышечных усилиях наблюдается длительная десинхронизация, при динамической работе каждое новое движение вызывает десинхронизацию, сменяющуюся синхронизацией.

Электроэнцефалограмма представляет собой относительно постоянный показатель, имеющий основное физиологическое значение. Она не зависит от изменений сердечной деятельности и . Однако усиленная гипервентиляция легких, вызывающая сдвиг реакции в щелочную сторону, резко нарушает нормальный ритм любой электроэнцефалограммы. У большинства людей глубокое дыхание в течение 3 минут при нормальном содержании сахара в крови существенно не изменяет ритма электроэнцефалограммы. Так как электроэнцефалограмма отражает обмен веществ нейронов, а альфа-ритм является выражением их нормального физиологического состояния, то кислородное голодание, снижение содержания сахара в крови и алкоголь замедляют ритм и уменьшают разность потенциалов, а фенамин, кофеин и адреналин учащают ритм. При торможении, утомлении, истощении и кровопотерях альфа-ритм отсутствует, и вместо него появляется более медленный ритм (дельта-ритм). При потере сознания альфа-ритм исчезает и заменяется более редким ритмом или потенциалы совершенно исчезают. После прекращения кровообращения и дыхания потенциалы мозга ослабляются, но исчезают только через некоторое время. Наркоз также вызывает ослабление потенциалов.

При психических заболеваниях наблюдаются или стойкие медленные волны, или чаще всего быстрые волны, связанные с возбуждением. Значительное усиление потенциалов больших полушарий происходит у кроликов уже в первые минуты воздействия большими дозами проникающего облучения. У людей при действии лечебной дозы рентгеновских лучей изменения электроэнцефалограммы наступают через несколько минут (М. П. Ливанов).

Ритм зависит не только от функционального состояния коры, но и от структуры корковых полей. Для корковых полей, содержащих большое количество звездчатых нейронов, характерен альфа-ритм, а корковые тюля, в которых нет этих нейронов, характеризуются бета-ритмом. Альфа-ритм обнаружен не только в затылочной области, но и в лобной и других областях. В левом полушарии альфа-ритм имеет более низкие колебания и менее регулярен в сравнении с правым полушарием, что связано с большим развитием и большей активностью левого полушария (П. И. Шпильберг, 1947).

Исчезновение медленного альфа-ритма и появление частого бета-ритма происходит при переходе нейронов из состояния покоя в деятельное при раздражениях рецепторов, умственной работе, психическом возбуждении, эмоциях. Во время неглубокого сна наблюдаются веретенообразные ритмы 14-22 Гц, периодически изменяющиеся по амплитуде. Изменения амплитуды придают электроэнцефалограмме вид ряда горизонтально расположенных веретен. Шум в соседней комнате не влияет на ритм потенциалов мозга спящего человека, но шум в той комнате, где человек спит, вызывает появление частых ритмов, что указывает на возникновение бодрствующих участков. При действии света или альфа-ритм сразу исчезает и вместо него появляется бета-ритм. Но через некоторое время альфа-ритм вновь восстанавливается. Это восстановление регулярного ритма потенциалов указывает на то, что мозг адаптируется или привыкает к действию раздражителя. Но если выключить привычный раздражитель, то альфа-ритм вновь исчезает на некоторое время. Альфа-ритм исчезает и при отсутствии раздражений внешних рецепторов, но при раздражении внутренних рецепторов.

Напряженная умственная работа вызывает исчезновение и альфа-ритма и появление бета-ритма. Эти частые волны продолжаются во время умственного напряжения беспрерывно, и только после его окончания они исчезают, и возвращается регулярный ритм

При умственной работе в коре головного мозга, особенно в передних отделах, усиливается синхронизация потенциалов нейронов, расположенных в разных ее участках, - пространственная синхронизация. Чем сложнее умственное задание, тем больше количество и длительность корреляций между нейронами. На пространственную синхронизацию потенциалов образуется условный рефлекс.

Электроэнцефалография позволяет объективно изучать и переключение внимания испытуемого от одного раздражителя к другому, что доказывается в следующем опыте. Во время записи электроэнцефалограммы от зрительной области при отсутствии зрительных раздражений включение светового раздражителя вызывает исчезновение альфа-ритма. Если свет продолжает действовать, то внезапное включение звука вызывает появление альфа-ритма в зрительной области и его исчезновение в слуховой области. Регистрация биотоков позволяет легко установить по исчезновению альфа-ритма в соответствующих областях, видит ли, слышит ли испытуемый и т. д. Исчезновение альфа-ритма происходит вследствие нарушения синхронизации нервных клеток зрительного анализатора при действии посторонних раздражителей, так как нервные клетки, воспринимающие зрительные раздражения, способны к синхронизации своей активности (Эдриан).

У детей с 10-12 лет появляется характерный для взрослых альфа-ритм с частотой около 10 Гц. Для здоровых детей характерна большая изменчивость электроэнцефалограммы, что отличает их от взрослых. У детей не обнаружено соответствия между характером электроэнцефалограммы и их умственным развитием.

Потенциалы больших полушарий отражают физиологические свойства нейронов, их возбудимость и лабильность и протекающие в них возбуждение и торможение.

Альфа-ритм исчезает не только при действии раздражителя, вызывающего безусловный рефлекс, но и при действии раздражителя, вызывающего условный рефлекс (И. И. Лаптев, 1941; П. И. Шпильберг, 1947; М. П. Ливанов, 1945). По изменениям потенциалов удается судить о выработке приобретенных, условных рефлексов (М. Н. Ливанов, 1945-1969; А. Б. Коган, 1959-1969).

При отведении потенциалов от отдельных нейронов коры головного мозга обнаружено, что при образовании условно-рефлекторного возбуждения учащаются фоновые потенциалы отдельного нейрона, а при выработке условно-рефлекторного торможения они урежаются.

Потенциалы больших полушарий не являются регистрацией мыслей. Процесс мышления не биоэлектрический, а психический процесс. Регистрация потенциалов и мышление - два различных процесса, которые коренным, качественным образом отличаются друг от друга. Поэтому мысли не могут передаваться на расстояние посредством потенциалов, а передаются посредством слов, их звуковых или письменных обозначений, которые мы слышим или видим и иногда осязаем. Следовательно, большие полушария воспринимают мысли только через органы чувств.

Кроме того, потенциалы головного мозга чрезвычайно слабы и их можно регистрировать только при заземлении значительно более сильных электрических токов окружающих нас трамваев, троллейбусов, электрических приборов и только посредством усилительных установок, повышающих потенциалы головного моз1 а во много сотен тысяч раз.

Медленные ритмы обнаруживаются и в больших полушариях головного мозга животных. Характер потенциалов у разных видов животных отличается большим или меньшим постоянством в различных участках головного мозга и в разное время.

В коре мозжечка при неповрежденном головном мозге также обнаруживаются потенциалы, в которых различаются два ритма: медленный ритм с частотой 6-8 Гц и быстрый ритм с частотой 30-40 и 150-220 Гц. При действии афферентных импульсов в гиппокампе регистрируется регулярный ритм 4-7 Гц.

Альфа-ритм - результат совместной деятельности коры больших полушарий и ретикулярной формации таламической области. Он незначительно отличается у разных позвоночных животных.

Образование условного рефлекса, вызывающего возбуждение в области соответствующего безусловного анализатора, приводит к десинхронизации. Десинхронизация наступает также при внешнем торможении и при раздражении ретикулярной формации. Она имеет большой скрытый период.

Синхронизация характерна для условного торможения. Она наступает также при угнетении ретикулярной формации. Это привело к заключению, что образование условного рефлекса сопровождается возбуждением ретикулярной формации, а условное торможение - ее угнетением. Синхронизация деятельности нейронов, расположенных далеко друг от друга, - результат вовлечения их в совместную работу посредством подкорковых образований. Медленные сильные колебания потенциалов, охватывающие большие участки коры, связаны с влиянием подкорковых образований и носят диффузный характер. Местное изменение потенциалов в соответствующем анализаторе получается при любом кратковременном индифферентном адекватном раздражении. Оно характеризуется малым скрытым периодом и обозначается как первичный ответ . По мере превращения этого раздражения в сигнал условного рефлекса величина и форма первичного ответа изменяются. При отведении потенциалов от отдельных нейронов при помощи микроэлектродов обнаружено, что при изолированном действии условного раздражителя в одних нейронах возникает возбуждение, в других - торможение. В очагах возбуждения обнаруживается высокий отрицательный потенциал, а в очагах торможения - положительный потенциал.

Потенциалы, вызванные афферентными импульсами в ассоциативных областях, обозначаются как вторичный ответ. У людей почти все вызванные ответы - вторичные, для них характерна чувствительность к отвлечению внимания. Афферентные импульсы из специфических ядер зрительных бугров заканчиваются преимущественно в 3-м и 4-м слоях коры, а из неспецифических - в 1-м и 2-м слоях.

Сегодня уже ни у кого нет сомнений в том, что жизнедеятельность человеческого организма тесно связана с электромагнитными процессами. Нервные клетки несут электрические заряды, по нервным волокнам непрерывно проходят электрические импульсы, то сильные, то слабые. Пример напряженной электромагнитной активности представляет собой работа мозга. В мозгу непрерывно совершаются электромагнитные процессы. Если на лоб и затылок наложить металлические пластины, соединенные через усилитель с регистрирующим прибором, то можно зафиксировать непрерывные электромагнитные колебания коры головного мозга. При этом их ритм, форма и интенсивность находятся в прямой зависимости от состояния человека.

В результате многочисленных экспериментов ученых, исследовавших работу мозга, получены весьма любопытные данные об электромагнитных колебаниях. В мозгу сидящего спокойно с закрытыми глазами, не думающего ни о чем человека совершается около 10 колебаний в секунду. Когда же человек открывает глаза, мозговые волны исчезают и вновь появляются, когда глаза закрыты. Интересно и другое: когда, например, человек засыпает, ритм колебаний замедляется. По характеру колебаний можно весьма точно определить момент начала и конца сновидения.

При заболеваниях мозга характер электромагнитных колебаний меняется особенно резко. Все это лишний раз доказывает, что мозговые клетки находятся в состоянии постоянной активности и большие количества их "колеблются" вместе, подобно скрипкам огромного оркестра.

Предполагают, что электромагнитные колебания не просто сопутствуют работе мозга, а являются важнейшим моментом всей его жизнедеятельности. Поступающие в мозг нервные импульсы не идут проторенными путями, а меняют всю картину распределения колебаний в коре больших полушарий.

Характер электромагнитной активности мозга меняется с возрастом в течение всей жизни и обучения. При этом следует подчеркнуть, что каждому ощущению, каждой мысли отнюдь не соответствует свое собственное, определенное колебание. О чем думает человек, по форме электромагнитных колебаний ученые еще не научились определять.

Какие функции выполняют электромагнитные процессы в мозгу, мы также пока не знаем. Но они отчетливо показывают, что материальной основой нашего мышления являются электромагнитные процессы в наиболее высокоорганизованной материи, которую создала природа на нашей планете. Эта мысль подтверждается сегодня многочисленными примерами из жизни и практики.

Мы пока еще не знаем конкретно, каков механизм восприятия магнитных полей мозгом. Но современная биофизика уже достаточно исследовала многие вопросы, связанные с электромагнитными колебаниями и, в частности, с явлением передачи мыслей на расстояние.

Лаборант надел на голову испытуемого легкий венок, свитый из тончайших металлических пластинок, а на правую руку - такой же легкий браслет.

От Вас требуется только одно,- пояснил он,- думать и только думать...

О том, как Ваша рука, скажем, сжимает какой-либо предмет.

Начали! - последовала команда, и лаборант включил установку.

Странное дело, человек не нажимал никаких кнопок, не поворачивал ручек, а лишь мысленно представлял движение кисти своей руки. И железная "рука", приводимая в движение с помощью гидравлических и электрических устройств, в точности повторила мысленный приказ человека, подчиняясь его воле.

Как же действует это чудо автоматики? Работа такой "руки" основана на биотоках организма, т. е. токах, вырабатываемых в нервных клетках. Когда человек двигает рукой или ногой, в его мышцах возникают биотоки. Но человек может по своему желанию вызвать появление биотоков в мышце и регулировать их силу, не производя никаких движений. Достаточно лишь сигнала, приказа мозга: "Пусть мышцы сократятся". И обязательно возникает биоток определенной мощности.

Первая модель искусственной руки, управляемой биотоками, была создана в 1957 году. В последующие годы модель совершенствовалась. Участники проходившего в Москве 1-го Международного конгресса Федерации по автоматическому управлению стали очевидцами такой необычной картины. Пятнадцатилетний мальчик, лишившийся кисти руки, взял искусственной рукой кусок мела и написал на доске отчетливым почерком: "Привет участникам конгресса!" Кисть протеза, которой были выведены приветственные слова, казалась живой. Она сжималась и разжималась. Ее движениями управляли мышечные биотоки.

Искусственная рука дает возможность выполнять работу, которая под силу искусному мастеру. С ее помощью можно работать напильником и молотком, печатать на пишущей машинке, управлять мотоциклом и автомобилем. Ученые хотят, чтобы искусственная рука не только обрела большую силу и возможность воспроизводить движения пальцев, но и могла различать горячее и холодное, влажное и сухое, гладкое и шероховатое. В Центральном научно-исследовательском институте протезирования и протезостроения изготовлен макет руки с чувствительными к давлению датчиками, укрепленными на кончиках пальцев. Советский инженер А. Шнейдер разработал еще более совершенный протез руки, который способен посылать нервной системе сигналы о силе сжатия пальцев.

Для координации двигательных функций биоэлектрической руки в последнее время начинают использовать различные логические и вычислительные устройства. В протез закладываются программы различных движений, так что ряд сложных движений может осуществляться от одной команды.

Искусственные руки окажутся полезными не только инвалидам, но и здоровым людям, особенно шоферам, летчикам, космонавтам.

Биотоки можно усилить, после чего их можно передавать на большие расстояния по проводам и радио. Следовательно, искусственные руки будут работать там, где небезопасно или в тех местах, куда человеку не попасть. Искусственная рука, управляемая желаниями человека, может совершать сложные манипуляции с микроскопически малыми объектами под микроскопом, проникать в зоны атомных установок, не боясь повышенной радиации. Манипуляторы, управляемые биотоками, могут спуститься на дно морское и, получая биоэлектрические импульсы сквозь многометровую водную толщу, исследовать морское дно. С помощью мощных металлических захватов можно подготовить к подъему затонувший корабль. Контроль за действием стальных "рук" будет осуществлять подводный телеглаз. Все, что происходит в глубинах моря, можно будет увидеть на экране телевизора.

В процессах управления можно использовать биотоки различных мышц человека. Так, например, биотоки сердечной мышцы успешно управляют рентгеновским аппаратом, в результате чего можно получить снимок сердца в любой момент его сокращения. Они могут управлять и подачей хлороформа оперируемому.

Лицевые мышцы, расположенные в непосредственной близости от мозговых центров и обладающие малой массой (чем меньше масса мышцы, тем быстрей мышца срабатывает), можно подключить к вспомогательной тормозной системе автомобиля, срабатывающей в случае аварийной остановки.

Для аварийной, т. е. всегда неожиданной, остановки автомобиля больше всего подходят мышцы бровей. К обычным очкам водителя прикрепляются стальные пружины, к концам которых подведены серебряные контакты, прижатые к надбровным дугам. Проводники от контактов соединены с дифференциальным усилителем на транзисторах. Выходной сигнал с усилителя подается на мультивибратор, в цепи которого стоит быстродействующее реле. Последнее передает возбуждение контактору мощного электромагнита, установленного на педали тормоза автомобиля. В момент возникновения опасной ситуации водителю достаточно нахмурить брови, и машина остановится.

В настоящее время изучается возможность создания прибора, который мог бы преобразовывать движения глазного яблока человека в импульсы, командующие органами управления различными объектами. Для этих же целей можно приспособить и чувствительные нервные окончания, расположенные на поверхности тела человека.

Биоэлектрический метод открывает принципиальную возможность управлять технической системой, не двигая рукой, не напрягая мышц, не произнося ни слова. Человеку достаточно только пожелать, и неодушевленная материя подчинится невысказанному желанию.

Перед нами модель кольцевой электрической железной дороги, по которой бойко бегает маленький локомотивчик с вагончиком. В кресле у модели сидит человек. Стоит ему лишь подумать о том, чтобы поезд двинулся, как тот послушно пускается в путь. Стоит мысленно приказать, чтобы поезд остановился, и тот выполняет и эту команду. По желанию человека поезд меняет скорость движения. Все это не сказка, а быль. Модель такой игрушечной железной дороги построена инженерами Центрального научно-исследовательского института протезирования и протезостроения. Устройство, работающее на принципах биоточного управления, снимает один сигнал с мышц, сгибающих кисть, а другой - с мышц, которые ее разгибают.

Ученые, работающие в области биоэлектрических систем управления, делают попытки сравнить их с современными электронно-вычислительными машинами. Когда мы рисуем или пишем,- говорят ученые,- наша рука движется по определенной программе. В реализации этой программы могут одновременно участвовать десятки мышц, причем в волокнах каждой из них циркулируют текущие из мозга потоки импульсов. Мы следим глазами за тем, как движется рука или карандаш в нашей руке, и в мозг поступают потоки отдельных биоэлектрических импульсов, сигнализирующих о том, как выполняется заданная программа. Мозг сравнивает программу с ее реализацией и непрерывно отдает команды, обеспечивающие правильное движение руки.

Примерно по такой же схеме работают многие современные электронно-вычислительные машины. В каждой такой машине есть узел управления, который преобразует заданную человеком программу в совокупность импульсов, и устройства обратной связи, которые информируют узел управления о том, как реализуется программа. В узле управления заданная программа непрерывно сравнивается с ее реализацией. Потоки импульсов, постоянных по величине, но переменных по частоте, циркулируют по цепям управления. Такие системы называют замкнутыми или системами с обратной связью.

Конечно, сравнение электронной машины с мозгом, устройства обратной связи с нервными клетками, исполнительных двигателей с мышцами, автомата с живым организмом носит внешний, чисто условный характер. И вместе с тем именно кибернетический подход к природе, именно подобные аналогии послужили источником идеи биоэлектрического управления. Не случайно в системах биоэлектрического управления используют различные логические и вычислительные устройства.

Проблема биоэлектрического управления будет окончательно решена тогда, когда цепь, передающая информацию от человека к техническому устройству, будет сведена к минимуму звеньев. Биоэлектрическая система воздействия человека на механизмы будет, по прогнозам ученых, в ближайшее время применяться в управлении тракторами, прокатными станами, экскаваторами, станками, кранами и т. п.

Все это, конечно,- прогнозы на будущее. Насколько они реальны, покажет жизнь. Удивительную картину использования биоэлектрической техники в будущем нарисовал крупный советский специалист в области автоматического управления академик А. П. Благонравов. Он говорил, что уже вполне конкретно стоит вопрос о создании такого робота, который будет нашим двойником и по нашему желанию будет собирать для нас минералы на Марсе, или, скажем, поздравлять с победой нового чемпиона в Рио-де-Жанейро, в то время как мы сами будем находиться в Москве. Причем речь идет не о простом механическом роботе, способном выполнять заданную программу. Речь идет о создании такого робота, который будет повиноваться вашей мысли. Это не мистика, не фантастика!

Пока это в будущем. Но первые шаги на пути к этому чудесному будущему уже сделаны.

Успехи ученых в создании "умных", наделенных искусственным интеллектом роботов, позволят в самое ближайшее время решить многие научные и производственные проблемы и, в частности, осуществить переход на более высокий уровень автоматизации - к гибким производственным комплексам, цехам и заводам-автоматам - прообразам техники будущего.