Факультет

Студентам

Посетителям

Биотоки передают информацию

«Практически нет ни одного явления в природе, которое не сопровождалось бы электричеством», — пишет лауреат Нобелевской премии Р. Фейман.

Более того, в последнее время поставлен вопрос о том, не являются ли проявления биоэлектрической активности специфическими свойствами нервной системы? В связи с этим многие реакции биоэлектрического характера у растений рассматриваются как особого рода эмоциональное состояние. Американский ученый К. Бакстер в своих опытах с растениями показал, что они различным образом могут реагировать на намерения человека — полить их или уничтожить. Так, например, когда один из сотрудников Бакстера по дороге в лабораторию думал о том, что он выбросит растение, то у растения в это время наблюдалось резкое изменение электрической активности.

При исследовании механизма взаимодействия человеческого поля с полем растения в многочисленных опытах (например, в опытах алмаатинских ученых) было установлено, что в период эмоционального возбуждения человека у растения изменяется характеристика разрядного свечения, фиксировавшегося с помощью специального фотоэлектрического устройства. Под действием направленного психического напряжения, вызванного чувством тревоги или страха, кривая интенсивности разрядного свечения приобретала резко выраженный нестационарный характер. Следует заметить, что в этих опытах использовалась методика регистрации разрядных электрических эффектов, предложенная в свое время краснодарскими исследователями В. X. и Д. С. Кирлиан. При экранировке растений тонким металлическим экраном из меди или железа наблюдалось лишь незначительное уменьшение амплитуды реакции. При сосредоточенном состоянии испытуемого воспроизводимость эксперимента была 100% на расстоянии до 1 м.

Наши исследования позволили установить факт изменения термодинамической структуры ионизационного поля около растения под воздействием различных физических факторов. Так, растение подтвергалось облучению низкочастотным электрическим полем. При подборе соответствующих частот генератора у растения моделировались реакции, которые, например, появляются при дожде. Действие низкочастотного магнитного поля приводило к уменьшению частоты биоэлектрической реакции. После увлажнения растения также заметно изменялась структура ионизационного поля растения. Видимо, можно считать, что эффект биоэлектрической активности в значительной мере определяется жидкокристаллическими компонентами, входящими в состав биополимеров растительной массы. В модельных опытах по наблюдению реакций жидкокристаллического датчика на воздействие магнитного электрического поля обнаруживались структуры сигналов, имеющие много общего с биоэлектрической активностью.

Разнообразными биоэлектрическими свойствами обладают и многочисленные представители животного мира. Особо отчетливо импульсная биоэлектрическая активность выражена у рыб. Способность создавать значительные электрические поля свойственна всем рыбам, однако наиболее сильные разряды, парализующие мелких рыб и животных, генерируют электрический угорь, электрический сом, электрический скат и американские звездочеты, имеющие специальные органы для формирования электрических сигналов. Среди 20 тыс. видов рыб лишь около 300 имеют специализированные органы для формирования биоэлектрических сигналов. У остальных эта функция воспроизводится всей нервно-мышечной тканью. У электрического ската электрогенераторный элемент состоит из нервных пластинок и прилегающих к ним студенистых прослоек. Во время разряда ток проходит по студенистому веществу, обладающему малым сопротивлением. При кратковременной работе органа наблюдается незначительное повышение температуры, а при более продолжительной, напротив, ее резкое снижение. Электрические органы звездочета располагаются позади глаз между стенкой роговой полости и теменной костью. Овальный электрический орган звездочета состоит приблизительно из 200 тонких электрических пластин, лицевой стороной обращенных вверх и сложенных в вертикальный столбик. Благодаря такому устройству во время разряда спинная сторона рыбы оказывается электроотрицательной, а брюшная — электроположительной.

Помимо электрических реакций, у рыб определенным образом выражены и реакции по отношению к магнитному полю. Опыты английского ученого Лиссмана показали, что рыбы воспринимают магнитное поле боковой линией — специальным органом, ощущая с помощью которого колебания воды, они ориентируются в водной среде. При значительном увеличении напряженности магнитного поля у рыб наблюдалось изменение условных рефлексов. Повышенная чувствительность рыб к воздействию электрического и магнитного полей в какой-то мере объясняется высокой концентрацией в воде ионов натрия, кальция, калия и хлора. Жизнь в водной среде привела к появлению у рыб сложных каналов общения. Так, одни способны воспринимать информационные характеристики, заложенные в структуре биоэлектрических полей других.

Исследованиями В. Р. Протасова установлена определенная классификация сигналов, передаваемых рыбами. В частности, к ним относится сигнал опознавания пищевых объектов, групповые сигналы при управлении движением большой стаей рыб, агрессивно-оборонительные и межполовые опознавательные сигналы. Многие исследователи, занимающиеся изучением поведения акул, отмечают, что их привлекают, по-видимому, сигналы, испускаемые жертвами под влиянием страха. Был зафиксирован случай, когда в качестве отпугивающего средства от акул была использована музыка транзисторного приемника. Этого оказалось достаточно, чтобы оградить человека от нападения акулы. Впервые групповой сигнал рыб был обнаружен у электрического угря. Американские исследователи, проводя опыты к аквариумах, установили, что разряды одного угря привлекают к нему других особей. Для выяснения сигнального значения разрядов угря наблюдения были продолжены в естественных условиях. С помощью специальных электродов производились излучения в спектре разрядов электрического угря. Меняя характеристики сигналов, исследователи добивались формирования таких структур «угреподобного» типа, которые бы вызывали у угрей рефлекс на движение в сторону источника излучения. Опыты показали, что эффект привлечения особенно голодных угрей может наблюдаться на расстоянии 7—10 м. В естественных условиях, по-видимому, сигналы подобного типа у угрей распространяются на гораздо большие расстояния. Они используют их для сбора в группы и стаи.

В настоящее время выдвинута гипотеза о том, что рыбы в стае могут создавать групповой сигнал, и поэтому сигнальные позывные стаи могут восприниматься на расстоянии до нескольких километров. Общий сигнал всей стаи служит ориентиром для особей того же вида, находящихся на значительном удалении. Агрессивно-оборонительные сигналы характерны для рыб с четко выраженной внутривидовой иерархией. В этом отношении характерным является поведение гимнарха и нильской щуки. Гимнарх — это ночной хищник, питающийся более мелкими рыбами. Он проявляет агрессивное отношение к особям своего же вида, обладает высокой электрической чувствительностью и способен на больших расстояниях воспринимать присутствие конкурента по его электрическим импульсам. Были проведены специальные опыты, во время которых в бассейн, где находился гимнарх, опускались электроды и с их помощью «транслировались» сигналы «голосов» гимнархов, записанные на магнитофон. Гимнарх немедленно атаковал излучающее устройство.

Исследование электрических процессов в водной среде дает возможность наиболее четко выявить особую информационную роль биоэлектрических излучений низкочастотного характера. Именно вода является той средой, в которой биоэлектрические эффекты воспроизводятся наиболее контрастно и достоверно. Были проведены опыты по исследованию затухания биоэлектрических сигналов мозга на суше и в воде. В опытах был использован датчик жидкокристаллического типа, выполнявший во время эксперимента функцию приемного электрода. Радиус чувствительности этого датчика в воздухе составил 3—5 м, в воде — до 15—20 м. Исследования биологической активности обитателей подводного мира показали, что и их жизнедеятельность зависит от космических излучений в такой же мере, как и у всего живого на суше.