Мозг в электромагнитных полях

Во многих экспериментах одновременно с записью ЭЭГ регистрировали электрокардиограмму (ЭКГ) и частоту дыхания кроликов. Однако не удалось отметить изменений со стороны дыхания или сердечной деятельности при кратком воздействии ПМП. Можно полагать на этом основании, что запись ЭЭГ является достаточно чувствительным методом регистрации реакций на ПМП.

Если между полюсами электромагнита помещали туловище или таз кролика, то изменений в ЭЭГ при 1—3-минутном воздействии не наблюдали, что заставило предполагать непосредственное действие ПМП на ЦНС.

Многочисленные литературные данные доказывают существование и рефлекторного пути бездействия ПМП на ЦНС, но нас интересовало именно непосредственное влияние, так как в большинстве работ оно только отмечалось, но не анализировалось.

Рис. 9. Изменение ЭЭГ крысы под влиянием ПМП 100 мТ

А — фон; Б — во время действия ПМП

В опытах с ПМП 147 кроликам было дано более 5000 воздействий. При использовании ПМП возможное биологическое действие ЭДС индукции в момент включения и выключения электромагнита проверялось в опытах с постепенным включением ПМП (через реостат). Оказалось, что ЭЭГ-реакция на ПМП не зависит от скорости создания ПМП, а определяется интенсивностью ПМП и длительностью его воздействия. При длительности воздействия менее 20 с мы не обнаружила ЭЭГ-реакции на ПМП.

В отличие от привычной для электрофизиолога генерализованной реакции десинхронизации, возникающей с латентным периодом в доли секунды на применение обычных раздражителей (свет, звук, и т. д.) средней интенсивности, основная ЭЭГ-реакция на ПМП выражалась в достоверном увеличении числа веретен и медленных волн (рис. 9). Такая генерализованная неспецифическая реакция синхронизации выявлялась не при каждом применении ПМП (примерно в 60% случаев), а ее средний латентный период располагался в диапазоне 20—40 с.

Возникшая ЭЭГ-реакция длилась некоторое время и после выключения электромагнита. Часто последствие выражалось в дополнительном увеличении числа веретен и медленных волн, которое характеризуется нами как реакция на выключение. Эта реакция могла появляться независимо от основной реакции и обладала меньшим латентным периодом (в среднем около 15 с).

Автоматический частотный анализ ЭЭГ подтвердил результаты визуальной обработки, показав, что во время воздействия ПМП происходит обогащение ЭЭГ на медленных частотах и на тех, которые составляют веретена. Подобные результаты дал автоматический анализ ЭЭГ, записанный на протяжении 1 мин после выключения ПМП, подтверждая наличие эффекта последействия.

При регистрации электрической активности различных отделов головного мозга кролика было обнаружено, что реакции в виде увеличения числа медленных волн и веретен возникают одновременно во всех отведениях (при скорости записи 15 мм/с), а наиболее интенсивную реакцию наблюдали в гипоталамусе, затем следовала кора сензомоторная, зрительная, специфические ядра таламуса, неспецифические ядра таламуса, гиппокамп и ретикулярная формация среднего мозга. Можно заключить, что наиболее реактивными образованиями ЦНС при воздействии ПМП являются кора и гипоталамус.

Результаты данной серии экспериментов привели нас к предположению о том, что ПМП может влиять на любой участок головного мозга, но интенсивность реакции определяется его реактивностью. В нескольких опытах искусственно повышали реактивность, к примеру, ретикулярной формации среднего мозга путем внутривенного введения адреналина, и реакция этою участка мозга на ПМП становилась более интенсивной, чем реакции других отделов.

При физиологическом анализе обнаруженной реакции мы пытались выяснить, все ли участки тела кролика чувствительны к различным ПМП. Для этой цели воздействию попеременно подвергались задние ноги кролика, живот, грудь или голова. Понятно, что в этих экспериментах локализация ПМП была относительной, так как уменьшенное поле выходило за пределы интересующей нас области, а длительность невелика (1—3 мин). Но результаты опытов были достаточно определенны: изменения ЭЭГ мы наблюдали только в случае воздействия ПМП на голову.

В дальнейшем выяснялась роль в восприятии ПМП известных дистантных рецепторов, расположенных в головной части животного: зрительного, слухового и обонятельного. Хирургическим путем производилась та или иная деафферентация. Оказалось, что ЭЭГ-реакция сохранялась после разрушения дистантных рецепторов. Таким образом, целостность дистантных рецепторов не является необходимым условием воздействия ПМП на ЦНС.

Одностороннее разрушение ретикулярной формации среднего мозга, заднего вентролатерального ядра таламуса или заднего гипоталамуса не препятствовало возникновению ЭЭГ-реакций на ПМП и не вызывало асимметрии этих реакций. Можно предполагать, что одностороннее прерывание путей температурной, болевой, тактильной и проприоцептивной чувствительности не влияло на ЭЭГ-реакции при действии ПМП. Если вспомнить, что разрушение дистантных рецепторов также не влияло на осуществление этих реакций, то еще раз напрашивается заключение, что ПМП обладает преимущественно непосредственным действием на ЦНС. Проверку этого предположения мы решили провести на изолированных участках головного мозга.

Оказалось, что препарат изолированного мозга, получаемый после перерезки на уровне среднего мозга, реагирует на ПМП более часто, с меньшим латентным периодом и более интенсивно (иногда в ответ на воздействие возникали судорожные разряды), чем интактный мозг. ЭЭГ-реакция заключалась в увеличении числа медленных волн, веретен и судорожных разрядов.

Таким образом, опыты с препаратом изолированного мозга показали, что денервированные структуры промежуточного и конечного мозга могут реагировать на ПМП. Однако оставалось неясным, реагирует ли на ПМП целостная структура переднего мозга или любой участок мозговой ткани. Для ответа на этот вопрос были проведены опыты на нейронально изолированной полоске коры больших полушарий мозга кролика.

Полоску коры размером 5x15x5 мм мы изолировали в сензомоторной или зрительной области. Регистрацию электрокартикограмм (ЭКоГ) производили биполярным способом с помощью фитильковых электродов. В большинстве случаев регистрировали спонтанную электрическую активность полоски в виде нерегулярных или регулярных высоковольтных медленных потенциалов, а также в виде судорожных разрядов.

ЭКоГ-реакция на ПМП чаще выражалась в активации электрической активности. Эта реакция характеризовалась малым латентным периодом в сравнении с интактным мозгом и препаратом изолированного мозга, хотя по степени прочности ЭКоГ-реакция полоски на ПМП была близка к ЭЭГ-реакции интактного мозга. Реакция полоски коры на ПМП не зависела от места изоляции.

Настоящая серия экспериментов показала, что нейронально изолированная полоска коры реагирует на ПМП с меньшим латентным периодом, чем кора интактная, а следовательно, в условиях целостного мозга ЭЭГ-реакция на ПМП формируется при участии как коры, так и подкорковых отделов. Этот вывод подтверждается как формой ЭЭГ-реакции на ПМП целостного мозга, так и величиной ее латентного периода.

Электрическая реакция на ПМП может возникать в небольшом участке мозговой ткани, снабжаемом кровью через паутинную оболочку мозга. Возможная роль гуморального фактора в появлении изучаемых реакций исключалась в опытах по изучению электрической активности переживающей изолированной нервной системы беспозвоночных. Речь пойдет об электрической реакции на ПМП изолированного брюшного участка нервной цепочки речного рака.

Исследуемый препарат состоял из 8 ганглиев и соединяющих их коннектив брюшной нервной цепочки речного рака. Препарат помещали во влажную камеру с физиологическим раствором и с помощью серебряных электродов регистрировали спайковые разряды нейронов. Частота разрядов широко варьировала в зависимости от особенностей препарата, срока переживания, времени года и т. д.

50 препаратам было дано 103 3-минутных воздействия ПМП индукцией около 200,0 мТл. Наблюдали обратимое уменьшение частоты спайков. Латентный период реакции превышал 3 с. В остальных случаях изменения электрической активности цепочки были незначительными. Необходимо заметить, что характер эффекта ПМП зависел от фоновой частоты разрядов нейронов, торможение возникало при высокой исходной частоте. В контрольных опытах не удавалось зарегистрировать торможения электрической активности, которое возникало при действии ПМП.