Занимательная физика в вопросах и ответах.
Сайт  Елькина Виктора. 
  Заслуженный учитель РФ.   Учитель-методист. 
     Занимательная  физика   А знаете ли Вы?    Физика в походе    Биофизика    Биографии   Астрономия 
 Физика  и  поэзия    Народная мудрость    Необычные явления   Занимательные опыты 
 Радиотехника для всех    Физика  и  техника   Бочка Паскаля  Форум   Оптика  Старинные  задачи
Ссылки   Шаровая  молния   Сообразилки

     Вы спрашивали...

Опыты по обнаружению действия постоянного магнитного поля (ПМП) на человека.

   В серии опытов, которые мы проводили с Ю. В. Берлиным, проверяли возможность возникновения ощущений у человека при воздействии ПМП разной индукции и градиента чаще всего на правую руку испытуемого. Источниками ПМП индукцией от 2 до 90 мТл (измерения проводили тесламетром с датчиком, основанным на эффекте Холла) служили как соленоиды и электромагниты, питаемые постоянным током от аккумуляторов, так и постоянные магниты. Испытуемый обычно сидел в кресле в темной заглушенной камере (рис. 1). Правая рука размещалась или в соленоиде внутри камеры или на картонной площадке вне камеры. Включение соленоида или поднесение магнита без касания подставки, где находилась выступающая из камеры рука, производилось находящимся вне камеры экспериментатором 6—10 раз за опыт с интервалом  40—160  с.   Длительность  воздействия  не превышала 60 с.

Рис.1.  Схема эксперимента по сенсорной индикации магнитных полей.

    В одной из серии опытов испытуемый должен был определить наличие или отсутствие магнита под деревянной крышкой, расположенной на столе в обычной комнате. Ассистент, который не наблюдал процедуру угадывания, в случайном порядке размещал (или не размещал) магнит под крышкой. Экспериментатор, не знавший, что находится под крышкой, просил испытуемого положить руку на крышку, отсчитывал время угадывания по секундомеру и вел протокол опыта.

    Во всех сериях опытов при возникновении ощущения испытуемый давал сигнал экспериментатору, который отмечал время возникновения ощущения независимо от того, совпадал этот ответ с воздействием ПМП или не совпадал (ЛТ).

    Обнаружено, что некоторые испытуемые достоверно отличают время действия ПМП. Эти данные свидетельствовали о наличии сенсорной индикации ПМП избранных параметров. Сходная прочность реакции при использовании соленоида или магнита говорила о том, что человек ощущает именно ПМП, а не возможное слабое нагревание или вибрацию, которые могли возникать при включении соленоида.

    Судя по характеру этих ощущений (тяжесть, покалывание и т, п.), ПМП, обладая проникающим действием, может непосредственно влиять на рецепторы кожного анализатора и на рецепторы кровеносных сосудов. Определение доли вклада этих рецепторов в изучаемую реакцию должно составить задачу дальнейших исследовании.

Рис. 2. Характер сенсорных реакций на ПМП.  1 отметка реакции испытуемого; 2 отметка включения электромагнита; АЕ — формы реакций.

   На рис. 2 отмечен характер сенсорных реакций на ПМП. Если длительность воздействия при медленном (около 500 мс) создании ПМП не превышала 2 с, реакция не возникала (А). Если длительность воздействия увеличивали до 3—7 с, реакция появлялась уже после прекращения воздействия и ее латентный период не был меньше 7 с (В). В пределах 60 с воздействия реакция, возникнув, длилась все время воздействия и еще несколько секунд после его прекращения (В, Г). При большей длительности воздействия мы наблюдали привыкание, когда испытуемый переставал ощущать действующее ПМП (Д). И, наконец, иногда (особенно часто при околопороговых интенсивностях ПМП) мы могли наблюдать реакцию на выключение (РНВ), т, е. испытуемый сигнализировал о возникновении ощущения уже после воздействия (Е).

   Чтобы исключить влияние тактики экспериментатора на процесс возможного угадывания испытуемым момента включения электромагнита или соленоида, опыты проводили разные исследователи. Включать или не включать источник МП каждую минуту решал жребий, Подбрасывание монеты входило в условия эксперимента.

    Более современным следует считать форму автоматизированного эксперимента, когда экспериментатора заменяла электронно-вычислительная машина, которая каждую минуту, случайным образом, включала или не включала источник МП и отмечала с точностью до одной миллисекунды время подачи сигнала испытуемым независимо от того, действовало в это время МП или нет. В первом случае, нажимая на ключ, испытуемый выключал МП, Иногда записанные на магнитофонную ленту по методу случайных чисел сигналы заменяли в управлении ЭВМ, а регистрация времени воздействия и ответа испытуемого велась на чернилопишущем приборе.

    Возможное влияние сопутствующих факторов (нагревания и вибрации) источника МП проверялось самыми различными способами. Например, набор электромагнитов помещался в закрытый ящик и крутился с определенной скоростью с помощью электромотора, создавая четко ощущаемые шум и вибрацию. На фоне этого «мешающего» действия посторонних раздражителей испытуемый мог отличить момент пропускания через вращающиеся электромагниты постоянного электрического тока от аккумуляторов, что создавало МП. Иногда специально увеличивали силу тока в обмотке электромагнита, чтобы вызвать его нагревание. В этом случае восприятие ПМП ухудшалось.

   Эксперименты по определению пороговой интенсивно­сти ПМП, создаваемого постоянным магнитом, проводили на двух испытуемых, на руку которых воздействовали ПМП интенсивностью 10,0, 1,0 и 0,1 мТл. В данной серии не учитывали различия в градиентах применяемых ПМП. Была обнаружена разница между испытуемыми при использовании пороговых индукций ПМП. У одного испытуемого, чем выше была интенсивность ПМП, тем чаще и быстрее возникала сенсорная реакция. Пороговая интенсивность ПМП, создаваемого постоянным магнитом, для сенсорных реакций в этом случае располагалась между -0,1 и 1,0 мТл.

   Сделав формальный вывод о пороге воздействия ПМП, мы  должны оговориться, что пороговая концепция разделяется не всеми психофизиками, т. е. не исключена возможность восприятия и «подпороговых» стимулов. Сенсорная реакция определялась не только индукцией ПМП, но и площадью воздействия. Когда площадь воздействия уменьшили с 2500 до 75 кв.мм, пороговая индукция у того же испытуемого ПМП возросла с 1,0 до 5,0 мТл.

Рис. 3. Параметры сенсорного восприятия ПМП испытуемого С. в зависимости от локализации воздействия. Пунктирная линия — пороговая индукция ПМП (мТ);    заштрихованный столбик — прочность реакции (%);  черный  столбик — число  ложных тревог в (%); белый столбик— средний латентный период реакции (с).

   На рис.3. изображена зависимость реакции на ПМП от локализации   и интенсивности воздействия. Опыты были проведены на одном испытуемом. Видно, что параметры сенсорной реакции не зависят от локализации, если речь не идет о затылочной области головы. Здесь реакция возникает только после усиления ПМП до 20 мТл. Трудно предполагать, что кожная поверхность на затылке принципиально отличается от других участков кожной поверхности. Скорее всего, в данном случае ПМП влияет не только на кожу, но и на головной мозг непосредственно, что и приводит к снижению магнитной чувствительности. В какой-то мере такое предположение поддерживают опыты В. И. Николаева, в которых воздействие ПМП на затылок человека повышало порог электрического раздражения руки.

   При разной локализации воздействия ПМП в широких пределах интенсивности вызывало неспецифическую сенсорную реакцию человека, в которую вовлекается ЦНС. Эти результаты подтвердили данные исследователей, опубликованные в прошлом веке. В последующей серии исследований мы решили использовать в качестве воздействующего фактора импульсное магнитное поле (ИМП) разной индукции и частоты, так как известно, что мозг наиболее активно реагирует на факторы ритмической природы.

   Исследовали сенсорную реакцию на ИМП частотой 1, 10 и 100 Гц при длительности прямоугольного импульса 1 мс. Обнаружили, что прочность реакции была наибольшей при ИМП 10 Гц (85,7%), тогда как при ИМП 1 и 100 Гц прочность была равной и составляла 67%.

   Большая выраженность сенсорной реакции на ИМП 10 Гц выявилась и при анализе динамики латентных периодов реакций. Наиболее высокий пик наблюдался на отметке 25 с для ИМП 10 Гц. Менее высокий пик на той же отметке характерен для ИМП 1 Гц, а перемещение пика на отметку 45 с отличает распределение латентных периодов реакций на ИМП 100 Гц.

   Следовательно, при выяснении частотной зависимости биологического эффекта обнаруживается своеобразное «окно» в случае воздействия ИМП с частотой 10 Гц. Данное обстоятельство заставило нас дальнейшие исследования с ИМП проводить преимущественно на частоте 10 Гц, Эта частота альфа-ритма ЭЭГ человека.

Источник. Мозг в электромагнитных волнах. Холодов Ю.А. -М.:  Наука, 1982.с.23-27.

назад 

Занимательная  физика   А знаете ли Вы?    Физика в походе    Биофизика    Биографии   Астрономия 
 Физика  и  поэзия    Народная мудрость    Необычные явления   Занимательные опыты 
 Радиотехника для всех    Физика  и  техника   Бочка Паскаля  Форум   Оптика  Старинные  задачи
Ссылки   Шаровая  молния   Сообразилки

 Rambler's Top100

Hosted by uCoz