Электрическая реакция объектов живой и неживой природы, возникающая в ответ на дистантное воздействие человека

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕАКЦИЯ ОБЪЕКТОВ ЖИВОЙ
И НЕЖИВОЙ ПРИРОДЫ, ВОЗНИКАЮЩАЯ В ОТВЕТ

НА ДИСТАНТНОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ЧЕЛОВЕКА*

А.В Бобров, Т.В. Колесникова, Ф.О Шрайбман

ЭР на воздействие человека наблюдалась и на других биологи­ческих объектах: на поверхности кактуса и его срезов, на культуре клеток листа тополя, колонии простейших грибов и т.д.

ЭР биологических объектов возникает не только при приближении к ним руки человека, но и при других его дистантных воздействиях, связанных с изменением исходящего от него потока излучения. Нап­ример, в результате его перемещения из отдаленной от объекта по­зиции в ближнюю, в результате изменения психоэмоционального состояния воздействующего лица, в частности, в результате т.н. волевого воздействия (ВВ) [2], [3], [5]. Таким образом, биологические объекты, по существу, представляют собой детекторы излучения, исходящего от человека, биологические детекторы (БД).

ЭР можно регистрировать на значительных расстояниях от воздействующего лица (оператора). Такие опыты проводились на расстоянии до 10 метров. Реакция на воздействие возникает при наличии между оператором и БД различ­ных экранов, например, стен здания, а также в случаях, когда БД помещен в заземленную металлическую камеру [2], [3].

Наличие экранов, а также значительность расстояний между БД и оператором исключают участие в описанном феномене ста­тических электрических и магнитных полей, емкостных эффектов, электромагнитного излучения в световой (кроме инфракрасной) области спектра, аэроионов и конвекционных воздушных потоков.
______________________________

* Работа опубликована в сб.: Материалы Всесоюзного семинара "Информационные взаимодействия в биологии", проходившего в ноябре 1986 г. в Кара-Даге. Изд. ТГУ, Тбилиси, 1987, с. 31-44.

С целью определения природы воздействующего на БД фактора и раскрытия механизма возникновения ЭР был предпринят поиск небиологических – физических и физико-химических объектов, отвечающих на воздействие человека реакцией, по­добной реакции БД; ими оказались электродные системы особой конструкции, которые, по аналогии с биодетекторами, названы "Физическими детекторами 1-го и 2-го типов" (ФД-1 и ФД-2). Третьим типом физических детекторов (ФД-3) названы чувствительные к дистантноому воздействию человека электронные устройства – операционные усилители (ОУ) на полупроводниковых интегральных микросхемах (ИМС).

Конструкция ФД-1 и результаты исследований, которые производились с его применением, приведены в [4]. Детектор на полупроводниковых ИМС описан в [6].

В трех работах, помещенных в настоящем сборнике (см. также [5] и [6]), описываются упомянутые типы детекторов и приводятся некоторые результаты исследований, проводившихся с их применением. Деление на три части всего экспериментального материала проведено условно: краткое описание биодетектора и методика работы с ним даны в настоящем сообщении, а основные примеры, иллюстрирующие его свойства, – в работе [5].

В настоящей работе сообщается о результатах экспериментов, в которых воздействие на детектор, связанное с варьированием вели­чины падающего на него потока излучения, осуществлялось путем изменения расстояния между оператором и детектором.

В работе [5] описывается ВВ, связанное с изменением исходящего от оператора потока излучения, и приводятся результаты экспериментов с при­менением этого воздействия. ВВ являлось основным видом воздейст­вия и в экспериментах с применением ФД-3 – полупроводниковых детекто­ров на ИМС, описанных в сообщении [6]. Так, все три сообщения, помещенные в настоящем сборнике, следует рассматривать как единое целое, объединенное общей задачей исследования реакции объектов живой и неживой природы на дистантное воздействие человека.
1. Методика
Устройство для регистрации ЭР включает в себя сенсорный элемент – детектор, усилитель постоянного тока (УПТ) и регистратор. Детектор может иметь биологическое (биологический детектор – БД), физикохимическое – ФД-1 и ФД-2 на двойных элкутрических слоях) или физическое (детектор на ИМС) происхождение. Применялись УПТ с вход­ным сопротивлением свыше 10¹¹ Ом. Регистрация производилась са­мопишущими потенциометрами КСП-4 или TZ-4221 (ЧССР).

Биологический детектор включает живой биологический объект, на поверхности которого установлены два се­ребряных, хлорсеребряных, платиновых или угольных электрода.

В экспериментах с ФД последние помещались в металлические экранирующие камеры из листового железа, толщиной 0,4 мм, пред­ставляющие собой цилиндры диаметром 38 см и высотой 35 см со съемной крышкой. УПТ, камеры и их крышки заземлялись.

В части опытов с целью повышения достоверности регистрации ЭР на внешнее воздействие производилась синхронная регистрация потенциалов на выходах двух детекторов. Оператор перемещался из позиции вне здания, отдаленной от ФД на расстояние свыше 30 м, в позицию:

а) в экспериментальном помещении (ЭП) – на расстояния один, два или четыре метра от ФД;

б) в коридоре – за закрытой дверью в ЭП – в шести или семи метрах от ФД;

в) этажом ниже ЭП – в восьми метрах от ФД.

В последнем случае общая толщина стен и межэтажного перекрытия между ФД и оператором превышала один метр. Воздействие прекращалось после возвращения оператора в начальную позицию, расположенную вне здания.

В части экспериментов оператор перемещался из од­ной позиции в другую в пределах ЭП. При этом расстояние изменялось с четырех метров до двух или одного метра (в некоторых опытах расстояние снижалось до нескольких дециметров) или, наоборот, с одного - двух метров до четырех.

В ходе предварительных экспериментов была выявлена повышенная активность ФД с 7 до 22 часов. Поэтому, как правило, эксперимент начинался после 22 часов. Регистрация фоновой активности произ­водилась после окончания воздействия на протяжении всей ночи. Установка электродов на поверхности ФД производилась за 10-12 часов до начала эксперимента.

Наибольшее количество экспериментов с применением БД произво­дилось на кактусах. Отбирались здоровые экземпляры двухлетнего возраста, находившиеся в состоянии вегетации. Вершинная часть кактуса отсекалась. На поверхности оставшейся части растения в области камбиального кольца устанавливался основной электрод. У края среза – индифферентный. В некоторых случаях для предотвращения высыхания поверхности среза, после установки электродов, она покрывалась aгap-aгapoм. В части опытов оба отводящих электрода устанавливались на поверхности непрепарированного растения.

На рис.1 представлен результат эксперимента, в котором кактус был помещен в экранирующую камеру, выполненную из стальной сетки с размером ячейки 5x5 мм. В эксперименте принимали участие 2 оператора. С промежутками в 0,5 часа они располагались в 3-х метрах от БД (позиции 1 и 3), а через 15 минут выходили из ЭП и покидали здание (позиции 2 и 4). Во время нахождения в ЭП участники эксперимента находились в спокой­ном состоянии. Как следует из
рис. 1, в результате каждого прихода операторов на поверхности БД развивались сдвиги потенциала ве­личиной до 0,3 мВ.

Ранее сообщалось, что величина ЭР на поверхности среза как­туса в большой степени зависит от расстояния между воздействующим лицом и БД.

Она резко (на два порядка) снижается при изменении расстояния от 0,015 до 0,5 м. При дальнейшем возрастании расстояния величина ЭР остается практически постоянной, что позволило предположить наличие двух (или более) компонентов в потоке излу­чения, исходящего от человека [2], [3].

Другие результаты экспериментов с применением биологических детекторов помещены в [5].

3
. Физические детекторы на двойных электрических слоях

У физических детекторов второго типа (ФД-2) основной электрод с помощью микрометрического винта подводится на возможно малое расстояние (порядка 10 мк) к поверхности жидкости без соприкосновения с ней. Как и в первом случае, это расстояние является одним из главных параметров детектора.

Различие в установке основного и вспомогательного электродов в обоих типах детекторов приводит к возникновению межэлектродной разности потенциалов или потенциала U основного электрода относительно вспомогательного.

Спустя некоторое время после установки электродов, дрейф потенциала прекращается, и величина потенциала U начинает изменяться относительно своего среднего значения. Флуктуации потенциала – собственные шумы детектора так же, как и чувствительность и стабильность ФД-1, зависят от величины столба и вещества заполняющей жидкости, компонентов раствора и их концентрации, диаметра электродов и состояния их поверхности. Величина U может составлять от десятых долей мВ до нескольких мВ.

В некоторых случаях средняя величина потенциала U не остается постоянной во времени. Дрейф потенциала – от долей до нескольких мВ/час зависит, прежде всего, от температурных изменений и может продолжаться часами.

ЭР на внешнее воздействие может быть выражена тремя различными элементами или их сочетанием: сдвигом потенциала – изменением потенциала на некоторую величину ΔU с последующим его возвращением к исходному значению, изменением направления дрейфа (а также его возникновением или прекращением в результате воз­действия) и изменением величины частотных составляющих собствен­ных шумов – изменением электрической активности детектора.

В качестве жидкости в ФД-1 могут быть использованы дистиллированная вода, водные растворы с низкой концентрацией ионообразующих веществ или малолетучая жидкость, молекулы которой обладают собственным дипольным моментом. Характеристики ФД не зависят практически от рН раствора. Добавление поверхностно-активных веществ значительно повышает его чувствительность и нестабиль­ность во времени.

ФД-1 и ФД-2 обладают высокой чувствительностью к акустическому и электромагнитному воздействию, что объясняется чувстви­тельностью к этим факторам двойного электрического слоя (ДЭС), возникающего на поверхности раздела двух фаз. Так, рас­считанная для ФД-1 пороговая интенсивность ультразвукового пото­ка на частоте 880 кГц не превышала 10^-8 Вт/см².

Двойной электрический слой можно рассматривать как заряженную ёмкость, величина которой равна сумме двух последовательно включенных емкостей слоев Гельмгольца и Гуи. Слой Гельмгольца, или адсорбционный слой представляет собой относительно стабильную структуру, включающую несколько слоев ионов и диполей, сорбированных на поверхности электрода. Поэтому ФД-1 и ФД-2 можно представить как заряженные емкостные датчики, в которых изменение емкости (и, следовательно, величины потенциала на ее обкладках) происходит в основном в результате изме­нения диэлектрической проницаемости среды в слое Гуи и его толщины.

На рис. 2 и 3 представлены результаты экспериментов, в ко­торых исследовались свойства ФД-1. Стрелками, обращенными к кри­вым, обозначен приход оператора в ЭП, от кривых – его уход. Цифры возле вертикальных линий соответствуют новому расстоянию до ФД-1 после перемещения оператора в новую позицию.

В опыте, представленном на рис.2А, оператор, войдя в ЭП, расположился в четырех метрах от ФД-1. Примерно через 20 минут он переместился в новую позицию в 2 метрах от ФД. Через 20 минут оператор вернулся в первоначальную позицию в 4 метрах от ФД и еще через 17 минут снова переместился в позицию в 2 метрах от ФД. Через 1,5 часа последовали повторные перемещения на расстояние 4 м и возврат в позицию на расстоянии 2 м. Еще через полтора часа он покинул помещение. Приход оператора в ЭП, уход из него и перемещения внутри ЭП приводили к изменению электрического потенциала на выходе детектора величиной от 0,5 до 1,5 мВ.

Во втором случае оператор дважды на протяжении часа посещал ЭП и оставался в нем на расстоянии 2 метров от ФД примерно на
20 минут. (На рис.2-Б. вторая слева стрелка, обращенная к кривой, – приход в ЭП экспериментатора). В результате первого воздействия потенциал изменился на 2 мВ, в результате второго – на 1 мВ.

В
третьем случае расстояние между ФД-1 и оператором после его прихода в ЭП равнялось 1 метру (рис. 2В). Величина сдвига потенциала составила 10 мВ.

В экспериментах, приведенных на рис.3, регистрировалась синхронная реакция двух ФД на воздействие оператора. В первом случае оператор, придя в ЭП, расположился в 4 метрах от детекторов. Спустя 45 минут он покинул здание (рис. 3А). Во втором случае, через 15 минут после прихода, оператор занял новую позицию в 1 метре от детекторов, и еще через 15 минут покинул здание (рис. 3-Б).

Как видно на рис. 3, все перемещения воздействующего ли­ца, приводившие к изменению расстояния между ним и детекторами, вызывали ЭР обоих детекторов.

На рис. 4 показаны результаты двух опытов из серии экспери­ментов, в которых исследовалась зависимость величины ЭР от расстояния между детектором ФД-2 и оператором.

В первом случае оператор, придя в ЭП, расположился в 3 метрах от ФД-2 (позиция 1 на рис. 4А). Через 20 минут он пе­реместился в новую позицию в 1,5 метрах от детектора (позиция 2 на рис. 4А); через 6 минут оператор произвел еще одно перемещение в позицию на расстоянии 0,5 метра от детектора (позиция 3 на рис 4А) и еще через
8 минут он поки­нул ЭП. После ухода оператора из ЭП, произошло восстановление величины потенциа­ла, однако направление дрейфа на протяжении последующих 5 часов от­личалось от направления, имевшего место до на­чала воздействия.
В
о втором случае оператор, войдя в ЭП, расположился на расстоянии 1 метра от экранирующей камеры и сразу же приступил к т.н. волевому воздействию (ВВ) (позиция 1 на рис. 4Б). Это привело к изменению потенциала U (сдвигу) на величину 2 мВ. После окончания ВВ величина сдвига уменьшилась до 1 мВ (позиция 2 на рис 4Б ). Далее оператор изменял свое местоположение относительно детектора, последовательно сокращая расстояние до 60, 50, 25 и 15 см (позиции 3-6). Эти перемещения привели к ступенчатому нарастанию сдвига потенциала до величины 5 мВ. Последовавшее затем удаление оператора на расстояние 3 м от детектора вызвало падение величины сдвига потенциалу до 1 мВ (позиция 7). Уход оператора из ЭП привел к окончанию сдви­га.

На приведенных кривых величина сдвигов потенциалов, возникав­ших в ответ на дистантное воздействие человека, находилась в пределах от 2,5 до 5 мВ. Время нарастания сдвига доходило до 20 минут, возвращение величины потенциала к исходному уровню - до получаса.

Как видно из приведенных примеров, амплитудные характеристики реакции БД и ФД на внешние воздействия сильно различаются. Сдвиги потенциала физических детекторов обоих типов могли иметь величину 1 мВ и выше при расстоянии между детектором и воздействующим лицом свыше 0,5 м, тогда как при таких же расстояниях средняя величина сдвигов потенциала на поверхности среза кактуса составляла 0,17 мВ [3] и 0,25-0,3 мВ (pис. 1).

В предположении о возможной зависимости регистрируемой реакции ФД от теплового воздействия оператора проведен ряд экспериментов, в которых во время волевого воздействия на детектор регистрировалась температура в камере, в которой он находился. Температура определялась с помощью ртутного термометра с ценой деления 0,1°С, рабочая часть которого (через отверстие в стенке) вводилась внутрь камеры, а шкала оставалась снаружи. Цифрами над кривыми на рис. 5Б обозначена температура, измеренная в моменты, отмеченные вертикальными линиями.

На рис. 5 приведены результаты пяти экспериментов, в которых воздействующий, войдя в ЭП, располагался на расстояние порядка
1 метра от экранирующей камеры, в которой находился ФД.

В опытах на рис. 5А-1 и 5А-2 начало развития ЭР и начало возвращения к исходному уровню потенциала совпадало с началом и окончанием ВВ; дрейф потенциала, обусловленный тепловым воздействием, отсутствовал.

В опыте, представленном нa рис. 5Б-1 температура в камере упала после начала воздействия на 0,1°С и оставалась на одном уровне (20,5°С) на протяжении часа. Подъем температуры был за­фиксирован только после окончания воздействия и ухода оператора из ЭП (при наблюдении за ходом температуры после окончания воздействия продолжительность пребывания человека в ЭП не превышала 20 секунд).

В опыте на рис. 5Б-2 на протяжении 3-х часов проис­ходило медленное понижение температуры внутри камеры с 20,8 °С до 20,4 °С. На протяжении получаса после начала воздействия температура в камере не менялась.

В третьем случае (рис. 5Б-3) с начала воздействия и развития ответной реакции ФД температура в камере снижалась и оставалась ниже первоначальной 20 минут спустя после его окончания. К этому времени возвращение потенциала к исходному уровню уже закончилось.

Приведенные результаты позволяют заключить, что ЭР физического детектора 2-го типа возникала независимо от температурных изменений в экранирующей камере. Этот вывод совпадает с результатами наших экспериментов, описанных в работе [6], в которых детектор ФД-3 был расположен в теплоизолирующей камере.

В таблице 1 приведены результаты экспериментов, в которых производилась синхронная регистрация ЭР двух независимых ФД на дистантное воздействие человека, связанное с изменением расстояния между воздействующим лицом и детекторами. Каждое такое изменение – уход или приход воздействующего лица, а также его перемещение в пределах ЭП рассматривалось как самостоятельное воздействие. Результат считался положительным и учитывался в графе «++», если возникала реакция обоих ФД. В графе «+ – » (неопределенный результат) учитывались случаи, когда на воздействие прореагировал только один детектор. В графе « – – » (отрицательный результат) указано количество опытов, в которых ни один из ФД не ответил реакцией на воздействие.

Статистическая обработка результатов исследования, представленных в таблице 1, производилась из предположения случайности совпадения таких изменений одновременно у двух независимых детекторов в пятиминутном интервале времени (т.н. "нулевая" гипотеза). Интервал в пять минут был принят с учетом латентного периода ЭР, который никогда не превышал 5 минут.

Если вероятность спонтанного изменения потенциала равна р, то вероятность одновременного изменения потенциала двух независимых ФД по формуле биноминального распределения вероятностей (формуле Бернулли) равна р². Вероятность же появления изменения в одном канале (у одного ФД) и отсутствия его в другом равна 2р^.(1- р). Вероятность отсутствия изменения потенциала обоих детекторов – (1– р)².

Оценочная вероятность появления спонтанного изменения потенциала в пятиминутном интервале времени определена путем многочасовой (на протяжении всей ночи) регистрации фоновой активности ФД. Был выбран случай с наибольшим количеством изменений потенциала за единицу времени (с максимальной нестабильностью детектора). Интервал времени был определен с учетом латентного периода ЭР.

Величина Р_фон оказалась paвной 0,26. Для этой вероятности были рассчитаны теоретические частоты по группам: "++", "+ –" и "– –". Расхождение теоретических частот с экспериментальными оценивалась по критерию Пирсона χ². Значения этих частот, χ² и величины Р (вероятности того, что «нулевая» гипотеза верна) приведены в таблице 2.

Как следует из таблицы 2, значения Р во всех случаях значительно меньше 0,05%, из чего следует, что "нулевая" гипотеза должна быть отвергнута с очень высокой степенью вероятности. Следовательно, одновременные изменения потенциалов двух независимых детекторов в пятиминутном интервале времени после начала воздействия являются результатом воздействия на эти детекторы внешних факторов.

Из приведенных выше результатов экспериментов и их статистической обработки следует, что специальная электродная система отвечает электрической реакцией на дистантное воздействие оператора, связанное с изменением расстояния между ними.

ЭР физического детектора является следствием происходящих в электродной системе физических процессов, всегда сопровождающихся обменом энергии. Следовательно, излучение, исходящее от человека, – воздействующий фактор, переносящий эту энергию, – имеет физическую природу.

Таблица 2

Результаты определения достоверности реакции

двух ФД на перемещение оператора

	Общее количество экспериментов	Рфон = 0,26
		++	+–	– –
р2 2р(1 - р) (1 - р)2.		0,068	0,385	0,548
Частоты теоретические Частоты экспериментальные	74	5,00 33	28,49 26	40,51 15
χ2 Р (при ν = 2)		173,1 <<0,05%
Частоты теоретические Частоты экспериментальные	17	1,15 7	6,54 8	9,31 2
χ2 Р (при ν = 2)		35,81 <<0,05%
Частоты теоретические Частоты экспериментальные	83	5,51 39	31,93 32	45,45 12
χ2 Р (при ν = 2)		256,4 <<0,05%
Частоты теоретические Частоты экспериментальные	23	1,55 16	8,84 4	12,53 3
χ2 Р (при ν = 2)		144,61 <<0,05%

Что отражает ЭР биологических детекторов? Связана ли вообще эта реакция с жизнедеятельностью организма, на котором установлены электроды, или она является реакцией приэлектродных двойных слоев – электродным процессом?

ЭР биологических и физических детекторов сильно различается амплитудными и временными характеристиками. В результате воздействия человека на БД часто происходит изменение электрической активности, иногда полное ее исчезновение. В некоторых случаях в ответ на воздействие на часть растения, в другой его части возникают очень быстрые и значительные по величине изменения потенциала. Они, по-видимому, отражают результаты воздействия на живые ткани и могут оказывать влияние на регуляторные системы в целом. У ФД такой тип реакции отсутствует*. Для ФД наиболее характерны медленные изменения величины потенциала или изменения направления его дрейфа. Несмотря на эти различия, реакции БД и ФД схожи в главном: они характеризуются одинаковыми элементами. Эта схожесть объясняется следующим: по обе стороны от биологической мембраны расположены примембранные ДЭС – те же сенсорные структуры, что и приэлектродные ДЭС в ФД. Это значит, что оба типа детекторов должны иметь общий механизм развития реакции на внешнее воздействие. Каждый из примембранных (в ФД - приэлектродных) ДЭС можно представить как заряженую емкость, величина которой изменяется в результате внешнего воздействия. Поскольку при этом заряд емкости сохраняется, должна измениться величина разности потенциалов на ее обкладках – потенциалов примембранных ДЭС, что неминуемо отразится на величине мембранного потенциала. Именно изменения мембранных потенциалов, обусловленные воздействием внешних факторов являются причиной возникновения электрической реакции живых организмов на внешние воздействия.

Литература

1. 
   Думбадзе С.И., Бобров А.В. Явление сдвига электрического потенциала на поверхности коры при расположении над ней твердого тела. Сообщения АН ГССР 104, №3, 1961.
   
2. 
   Бобров А.В. О возможном участии акустического компонента в развитии электрической реакции на поверхности живой ткани. Материалы Республиканской научно-технической конференции "Применение акустических методов в науке, технике и производстве"
   (АМУ-V1-84). Тбилиси, 1984, с. 59-64
   

___________________________

* Изменения электрической активности – частотный компонент реакции – присущ и ФД, однако его наличие сильно зависит от механических вибраций и состояния вытянутого столба жидкости: по мере испарения жидкости в сосуде высота столба h возрастает; перед его разрывом – при значениях h близких к критическому – колебания потенциала резко возрастают.

3. 
   Бобров А.В. Об акустическом и электромагнитном вкладах в развитие электрической реакции на поверхности живой ткани. . Материалы Республиканской научно-технической конференции "Применение акустических методов в науке, технике и производстве"
   (АМУ-V1-84). Тбилиси, 1984, с. 65-70
   
4. 
   Бобров А.В., Колесникова Т.В., Шрайбман Ф.О. Дистантное воздействие человека на электродную систему. ВИНИТИ, деп. №3950-В85, М., 1985.
   

6. Бобров А.В., Шрайбман Ф.О. Использование интегральных микросхем в качестве датчика для биофизических исследований. Материалы Всесоюзного семинара "Информационные взаимодействия в биологии", в 1986 г. в Кара-Даге. Изд. ТГУ, Тбилиси, 1987, с. 57-69