1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Наш дом, планета Земля, представляет собой как бы огромный магнит, воображаемая ось которого лежит относительно близко к оси вращения планеты. Магнитные силовые линии окружают земной шар, образуя вокруг него своеобразную «обшивку» - магнитосферу. И эта «обшивка» находится под постоянным воздействием солнечного и космического излучений, устремляющихся на Землю.

Излучения многолики — это и видимые солнечные лучи, ультрафиолетовые и инфракрасные, икс-лучи, это и частицы высоких энергий. Магнитосфера и атмосфера ослабляют и задерживают часть «небесного» потока. Однако ежеминутно один квадратный сантиметр земной поверхности получает приблизительно одну калорию солнечной энергии в виде видимого света, инфракрасного и ультрафиолетового излучений. Как образно и емко выразил это Сергей Есенин:

«И брызжет солнце горстью
Свой дождик на меня».

«Солнечный дождик» поддерживает жизнь на земле и создает удивительное постоянство внешней среды, в которой мы живем. И не просто живем, а неразрывно связаны с ней. Ведь еще в 1861 г. И. М. Сеченов писал, что «организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него. Так как без последней существование организма невозможно, то спор о том, что в жизни важнее — среда или само тело, не имеет ни малейшего смысла».

Но для органического мира Земли существенна не только постоянно излучаемая Солнцем энергия, но ее вариации, возникающие вследствие солнечной активности. Зачинателем этих исследований явился наш замечательный ученый А. Л. Чижевский, заложивший первые кирпичи знаний в фундамент новой науки — гелиобиологии, изучающей влияние солнечной деятельности на биосферу.

Среди многочисленных факторов биосферы не последнее место занимают магнитные поля, подобно паутине, окружающей все живые организмы. И не только окружающей, но и проникающей в них, подчас вызывающей «магнитные бури» не только в теле, но и в разуме людей.

Одним из таких возмутителей в XVIII веке был Франц Месмер, мечтавший стать великим музыкантом, а ставший врачом, который лечил пациентов «магнетизмом». И лечил успешно, приводя то в восторг, то в негодование как пациентов, так и медицинскую общественность. Французский король Людовик XVI поручил специальной комиссии Академии наук проверить действенность лечебных методов Месмера, получивших название «месмеризма».

Естественно, что выводы и заключения столь представительной комиссии были весьма объемными. Вот некоторые из них: комиссия, во-первых, отвергла существование «животного магнетизма». Во-вторых, отметила, что магнит действует, прежде всего, на нервную систему,

а не на ткани и внешние органы. В-третьих, констатировала, что магнит хорошо помогает при нервных заболеваниях, которые характеризуются усиленной работой нервной системы, например, при судорогах, конвульсиях, головных болях и пр. А решение?.. Академия запретила практиковать «месмеризм», а Месмер успел вовремя «удалиться» к себе на родину, в Австрию, и последние годы жизни посвятил... музыке.

Месмеризм не был понят и оценен его современниками. И не только современниками — и потомки Месмера называли его метод шарлатанским. Но история развивается по спирали. И вот на очередной «спирали» в середине XX века японские браслеты с магнитиками, «улучшающими настроение», начали наводнять «лечебный рынок». Кроме них, японцы запатентовали и стали изготовлять магнитные кресла и магнитные кровати. У нас появились эластичные магнитофорные аппликаторы, предназначенные для оказания терапевтического воздействия на человеческий организм постоянным магнитным полем в условиях физиотерапевтических кабинетов, палат лечебно-профилактических учреждений, а также внеамбулаторно.

Магнитофор (происходит от греческого слова «фор» — «несущий») является биологически активным магнитоносителем, состоящим из механической смеси полимерных вяжущих веществ (смолы, каучука) и порошкообразных ферромагнитных наполнителей, намагниченных специальным образом. Это коротко о магнитофорных аппликаторах. Полное описание и инструкция по применению с трудом уместились бы на десяти страницах. Ведь их рекомендуется применять более чем при тридцати видах заболеваний нервной системы, опорно-двигательного аппарата, вен, травматического повреждения костей и суставов, поверхностных раневых процессах мягких тканей.

К числу противопоказаний относится невозможность совмещения лечения магнитофорными аппликаторами со всеми видами электролечения.

Магнетизм известен, по крайней мере, с V века до нашей эры. А слово «магнит» происходит от названия города Магнезия (сейчас Манисса) в Турции. Камни, найденные на горе Сипил вблизи этого города, обладали тем свойством, что, будучи свободно подвешены, всегда ориентировались в определенном направлении. Сама же гора была известна тем, что в нее часто ударяли молнии (этим же славилась и гора Магнитная на Урале, почти целиком состоявшая из железа).

Однако человеком, имя которого обычно связывают с представлением о магнетизме, стал английский врач Уильям Гилберт. В 1600 г. он опубликовал книгу «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле. Новая физиология, доказанная множеством аргументов и опытов», в которой описал и классифицировал многие известные и собственные эксперименты. Самый известный его эксперимент был поставлен с целью объяснить магнетизм Земли. Гилберт изготовил шар из магнитной руды и исследовал, каким образом шар действует на маленькую железную стрелку. Кстати, слово «электрический» впервые встречается в книге «О магните».

И эта встреча магнита и электричества на страницах книги Гилберта не случайна. Гилберт многое сделал и открыл, но почти ничего не смог объяснить.

Открыл же магнитное поле, окружающее проводник с протекающим по нему током, в 1820 г. Ганс Эрстед, окончивший университет фармацевтом. Это открытие он описал в своем знаменитом труде «О воздействии электрического конфликта на магнитную стрелку».

Эрстед экспериментально связал магнетизм с электричеством. Но если электричество создает магнетизм, то магнетизм должен создать электричество? И на этот обратный поиск потребовалось целых (можно, сказать — всего лишь) 11 лет. Поиск этот вели выдающийся теоретик Ампер во Франции и блестящий экспериментатор Фарадей в Англии.

Настойчивые поиски М. Фарадея увенчались успехом. В 1831 г. с помощью катушки из медной проволоки и вдвигаемого магнита им было открыто явление электромагнитной индукции. Секрет состоял в движении магнита. Импульс электрического тока определяется не положением магнита, а движением! «Это значит, — писал Фарадей, — что электрическая волна возникает только при движении магнита, а не в силу свойств, присущих ему в покое».

Блестящие по своей простоте (с позиций наших знаний) эксперименты Фарадея открыли путь современным электрогенераторам, целому ряду новых направлений в области электротехники. Символично, что на памятнике, установленном в Королевском институте в Лондоне, Фарадей запечатлен с катушкой — той самой, с помощью которой была открыта электромагнитная индукция.

Умер Фарадей в 1867 г. Об этом санкт-петербургская «Иллюстрированная газета» сообщала так: «Лондон. Скончался знаменитый английский физик Фарадей. Он был сыном кузнеца, который определил его учеником к переплетчику. С 1813 г. он стал препаратором лаборатории Королевского института и любимым учеником и сотрудником химика Г. Деви. Фарадей считался самым проницательным теоретиком. Электричество было главкой целью его изысканий. Медицина обязана ему открытием фарадизации, или способа лечения посредством гальванических токов».

Теперь хорошо известно, что для лечения используют электромагнитные поля, начиная от постоянных электрических и магнитных и кончая полями сверхвысокочастотного (микроволнового) диапазона. Возникла целая область исследований — «электромагнитная биология», изучающая биологическое действие электромагнитных полей, которое с чьей-то легкой руки назвали «неионизирующей радиацией». Составная часть этой области исследования магнитобиология, занимающаяся изучением влияния сильных магнитных полей на биологические процессы.

Проблемам магнитобиологии посвящены многочисленные научные труды и монографии. Только за последнее десятилетие появилось более четырех тысяч научных публикаций по биологическому действию магнитных полей.

Сильные магнитные поля действуют на различные системы живого организма, и прежде всего на центральную нервную систему. А слабые магнитные поля? Это тоже область исследования магнитобиологии, которая сейчас пока находится у истоков своего зарождения. Исследования биологического действия ослабленных магнитных полей представляют значительный интерес. Во-первых, они дают возможность исследовать неблагоприятное действие, связанное с отсутствием геомагнитного поля в процессе космических полетов человека; во-вторых, представляют огромный научный интерес с точки зрения потенциальной физиологической роли нормального геомагнитного поля Земли на состояние организма человека.

Обычный уровень геомагнитного поля на поверхности Земли составляет величину приблизительно 50000 гамм и меняется в зависимости от географической широты и времени. Для ослабления этого поля создаются специальные камеры, в которых с помощью многослойных магнитных экранов достигается ослабление первоначального поля в десятки тысяч раз. И вот в такие «антимагнитные» условия помещаются испытуемые. Неблагоприятных биологических отклонений у лиц, подвергавшихся воздействию ослабленного магнитного поля в течение 10 суток, не наблюдалось. Однако были получены данные, свидетельствующие о том, что обычное геомагнитное поле Земли играет определенную физиологическую роль в организме человека, значимость которой еще не установлена.

Исследования в «антимагнитных» камерах дали возможность выявить собственные магнитные поля различных органов и систем живого организма — «животный магнетизм», существование которого напрочь отвергла комиссия французской академии. Зародились и стали стремительно развиваться исследования этих слабых магнитных полей, дающих важную информацию о работе внутренних органов.

В начале 60-х годов советские и американские исследователи независимо друг от друга впервые зарегистрировали магнитное поле сердца человека. Регистрацию этого поля они провели «лобовой атакой», основываясь на принципах электромагнитной индукции. Магнитное поле сердца наводило электрический ток в датчиках, выполненных в виде катушек с числом витков порядка миллиона. Но это был предел возможностей таких датчиков, воспринимать слабые магнитные поля, связанные с повреждением сердца, они не могли.

И здесь на помощь пришел холод. В условиях сверхглубокого холода (в пределах примерно 20° выше абсолютного нуля, значение которого равно —273°С) наблюдается одно из самых удивительных явлений в природе — сверхпроводимость. Явление сверхпроводимости, открытое в 1911 г., заключается в том, что в материалах при охлаждении ниже характеристической температуры (которая теперь называется температурой перехода в сверхпроводящее состояние) внезапно и полностью исчезает сопротивление протекающему электрическому току. Но только через полвека, в течение которых были открыты удивительные явления поведения электронов в условиях сверхпроводимости, все эти явления медицинская электроника смогла использовать для целей диагностики.

В 1962 г. аспирант Кембриджского университета Брайэн Д. Джозефсон сделал поразительное теоретическое предсказание, что «сверхток», состоящий из пар связанных определенным образом электронов, можно заставить течь через зазор, заполненный изолятором, разделяющий два сверхпроводника, если этот зазор достаточно мал. А через год уже были получены неоспоримые экспериментальные подтверждения эффекта Джозефсона, природу которого можно понять на примере протекания тока в сверхпроводнике.

Если постоянный ток пропустить через брусок из сверхпроводящего вещества, то вольтметр, присоединенный к концам бруска, покажет нулевое напряжение, потому что брусок находится в сверхпроводящем состоянии и не имеет сопротивления. Если же разделить брусок на две половины и оставить между ними расстояние, скажем, в 1 м, то ток вообще не будет течь. Однако если расстояние между половинками бруска уменьшить примерно до одной миллионной доли миллиметра, то между двумя слабосвязанными сверхпроводниками потечет ток, плотность которого может управляться внешним магнитным полем.

На основе использования эффекта Джозефсона появилась возможность создания принципиально новых датчиков — СКВИДов (Superconducting Quantum Interference Divice — Сверхпроводящих Квантовых Интерферометрических Датчиков). СКВИД составляет основу сверхчувствительных магнитометров, применяемых для измерения магнитных полей, магнитной восприимчивости, перемещения магнетиков и т. п. Чувствительность этих приборов в 1000 раз больше, чем у лучших несверхпроводящих магнитометров.

Магнитометры на основе СКВИДов открывают широкие перспективы для исследования различных магнитных полей живого организма. Магнитокардиография — область изучения магнитных полей сердца бесконтактным способом. Магнитокардиограмма во многом похожа на электрокардиограмму и отражает различные характеристики сердечной деятельности. Но у данного метода есть свои преимущества. Например, локализация магнитного сигнала. Как определить ритм развивающегося плода? Расшифровка этих сигналов по электрокардиограмме матери, снятой в области брюшной полости, практически невозможна из-за сильного влияния ритма сердца матери, маскирующего слабые сигналы плода. В случае применения магнитного кардиографа специалисты получают чистую кардиограмму плода. А ведь регулярность сердечного ритма плода (обычно после 18 недель беременности) — важный показатель правильного снабжения его кислородом.

Многочисленны магнитные поля организма. Вызываются они ионными токами (биотоками), возникающими вследствие электрической активности клеточных мембран (главным образом таких клеток, как мышечные и нервные). Другой источник магнитных полей — мельчайшие ферромагнитные частицы, попавшие или специально введенные в организм, Третий источник — неоднородности магнитной восприимчивости различных органов, которые проявляют себя только при наложении внешнего магнитного поля.

Вследствие этого магнитные проявления биологической активности свойственны большому числу органов. Это, в частности, магнитные поля печени, которые вызываются железом, химически связанным с белками и находящимся в парамагнитном состоянии. По ним можно определять патологические отклонения содержания железа в печени. Это и магнитные поля скелетных мышц и кожи. Движение глаз является источником магнитных полей в определенных слоях сетчатки и окружающих глаз тканях.

Уловив и поняв смысл изменений магнитных поле», можно «разгадать», что за ними кроется. Новейшие достижения в физике порождают новые области исследований в медицине, возникающие как следствие познания загадок биомагнетизма и электричества.


Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

Copyright ©, МЕДИЦИНА Научно-популярный журнал, 2012-1018. Все права защищены.