Інформаційна технологія моніторингу стану людини для визначення його залежності від космофізичних факторів
Виявлення закономірностей впливу космофізичних факторів на положення біологічних систем різного рівня ієрархії. Концепцію інформаційної технології моніторингу стану людини. Особливості біоіндикації на клітинному рівні. Фізіологічний і психічний стан.
Рубрика | Биология и естествознание |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 18.07.2015 |
Размер файла | 6,9 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Національна академія наук України
Міністерство освіти і науки України
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем
УДК 004.9:(57.045+574.24)
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора біологічних наук
Інформаційна технологія моніторингу стану людини для визначення його залежності від космофізичних факторів
14.03.11 - медична і біологічна інформатика та кібернетика
Григор'єв Павло Євгенович
Київ - 2010
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в ДУ «Інститут геронтології АМН України» і в Таврійському гуманітарно-екологічному інституті.
Наукові консультанти: доктор медичних наук, старший науковий співробітник Вайсерман Олександр Михайлович, ДУ «Інститут геронтології АМН України», м. Київ, зав. лабораторією епігенетики;
доктор біологічних наук, старший науковий співробітник Козак Людмила Михайлівна, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України, м. Київ, провідний науковий співробітник відділу медичних інформаційних систем.
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, академік НАН України Гродзинський Дмитро Михайлович, Інститут клітинної біології та генетичної інженерії НАН України, м. Київ, завідувач відділом біофізики та радіобіології; космофізичний біологічний психічний
доктор біологічних наук, професор Котова Аліна Борисівна, Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України, м. Київ, завідуюча відділом застосування математичних та технічних методів в біології та медицині;
доктор біологічних наук, професор Ільїн Володимир Миколайович, Національний університет фізичного виховання і спорту України, м. Київ, завідувач кафедри біології спорту.
Захист відбудеться «_22_» _грудня____ 2010 р. о _12_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.171.03 в Міжнародному науково-навчальному центрі інформаційних технологій та систем НАН України та МОН України за адресою 03680, Київ-680, МСП, просп. Акад. Глушкова, 40.
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Міжнародного науково-навчального центру інформаційних технологій та систем НАН України і МОН України.
Автореферат розісланий «_22_» _листопада_ 2010 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д 26.171.03 Т.М. Гонтар
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Найважливіша особливість космофізичних факторів (КФ) полягає в наявності вираженої глобальної складової варіацій радіації та електромагнітно-акустичного фону навколишнього середовища [Persinger M., 2005; Cherry N., 2002]. Резонанси і ритми біосистем узгоджені з КФ [Владимирский Б.М. и др., 1995; Птицына Н.Г. и др., 1998]. Сформована в філогенезі чутливість біологічних видів до КФ обумовлена їх найважливішим інформаційним значенням, оскільки КФ є джерелом прогностичної інформації про екологічно значущі зміни в середовищі [Леднев В.В. и др., 2003; Бучаченко А.Л., 2006; Степанюк И.А., 2006]. Народжуваність, захворюваність, смертність, функціональний стан людини залежать від КФ [Василик П.В. и др., 2001; Чижевский А.Л., 2004; Агаджанян Н.А. и др., 2001].
Однак ефекти впливу КФ на людину зазвичай оцінюються за окремими показниками її стану або на занадто загальних популяційних процесах (смертності, захворюваності, народжуваності тощо) без диференціації залежно від статі, віку, вихідного фізіологічного стану. Крім того, істотною проблемою подібних досліджень є неповна відтворюваність їх результатів [Жвирблис В.Е., 1989; Бреус Т.К., Раппопорт С.И., 2005], пов'язана з мінливістю реакцій біосистем на дію динамічних КФ. Особливості ефектів впливу КФ на стан людини можуть бути обумовлені вихідним психічним та фізіологічним станом, особливостями конституції; залежати від геофізичних, метеорологічних і екологічних чинників місця проживання тощо. Тому слід враховувати специфіку результатів, одержуваних для різних масштабів простору (місцевий - регіональний - планетарний) та часу (внутрішньодобовий - інфрадіанний - сезонний - багаторічний), різних рівнів ієрархії біологічних систем (внутрішньоклітинний - індивідуальний - груповий - популяційний).
Для прогнозування та профілактики несприятливих змін функціонального стану людини, пов'язаних з впливом КФ, необхідне проведення комплексних досліджень, що на сучасному етапі розвитку інформаційних технологій (ІТ) можливо реалізувати за допомогою біотехнічних систем (БТС), інформаційних систем (ІС) [Котова А.Б. и др., 2001; Майоров О.Ю., 2008] і забезпеченням їх доступності для використання зацікавленими особами і організаціями. Цьому сприяє розвиток телемедицини в Україні та світі в останні роки [Владзимирский А.В., 2008]. Однак застосування існуючих ІС діагностики обмежено колом осіб, які мають доступ до відповідного програмного забезпечення (ПЗ), до приладів і установок, що виконують роль датчиків, як при вимірах електричної активності серця або мозку [Белов Д.Р. и др., 1998; Бреус Т.К., 2005; Вишневский В.В. и др., 2003]; або вимірюються показники окремих систем організму, як наприклад, у моніторингах артеріального тиску [Зенченко Т.А. и др., 2009; Halberg F. et al, 2008]. В існуючих дослідженнях, що забезпечують комплексне вимірювання стану людини [Белишева Н.К. и др., 2006], неможлива участь всіх бажаючих осіб через застосування специфічних, медичних або інвазивних методик. Умови комплексності вимірювання стану і доступності методичного забезпечення вимірювань для широкого доступу до інформаційної системи можливо забезпечити за допомогою інтернет-технологій.
Таким чином, необхідність виявлення комплексних закономірностей залежності стану людини від КФ і створення ІС діагностики стану людини для визначення його залежності від КФ обумовлюють актуальність теми дисертаційних досліджень.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами.
Основна частина дисертаційних досліджень проведена в ДУ «Інститут геронтології АМН України» і в Таврійському гуманітарно-екологічному інституті. Робота виконана в рамках таких науково-дослідних тем: «Наукове обґрунтування підбору груп організмів для біоіндикації техногенних хімічних забруднень агро- та урболандшафтів» Кримського інженерно-педагогічного університету (№ держреєстрації 0106U013146, 2007-2010 рр.); «Вплив факторів кліматичної та соціальної природи протягом раннього онтогенезу на схильність населення України до вікових захворювань» ДУ «Інститут геронтології АМН України ім. Д.Ф. Чеботарьова» (№ держреєстрації 0108U001792, 2008-2010 рр.); «Актуальні питання хірургічних ендокринних захворювань та особливості епідеміології, діагностики та лікування в Кримському регіоні» Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського (№ держреєстрації 0108U002089, 2008-2012 рр.); «Нелінійні динамічні моделі процесів синхронізації геліо- і біосфери» Інституту проблем математичних машин і систем НАН України (№ держреєстрації 0109U005730, 2009-2010 рр.); «Удосконалення санітарно-епідеміологічних критеріїв оцінки використання підземного простору для об'єктів громадського призначення» ДУ «Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзєєва» АМН України (№ держреєстрації 0110U001544, 2010-2012 рр.).
Мета дослідження. Метою дисертаційного дослідження є виявлення закономірностей впливу космофізичних факторів на стан біологічних систем різного рівня ієрархії та створення на цій основі інформаційної технології для визначення залежності стану людини від космофізичних факторів.
Завдання дослідження:
1. Сформувати концепцію інформаційної технології моніторингу стану людини для визначення його залежності від космофізичних факторів.
2. Для виявлення особливостей біоіндикації на клітинному рівні провести аналіз експериментальних даних, спрямований на виявлення залежності реакції метахромазії (МТХ) волютинових гранул в Saccharomyces cerevisiae від космофізичних факторів.
3. Виявити інформативні показники і закономірності дії космофізичних факторів на людину в експериментальних і статистичних дослідженнях з використанням різних методів оцінки фізіологічного і психічного стану, медичної та іншої документації.
4. Розробити методичне забезпечення моніторингу стану людини і інформаційну систему діагностики стану людини для визначення впливу на нього космофізичних факторів з використанням інтернет-технологій.
Об'єкт дослідження - комплексна система «людина - космофізичні фактори».
Предмет дослідження - інформаційна технологія досліджень впливу космофізичних факторів на стан людини.
Методи дослідження. Дані досліджень отримані шляхом проведення моніторингу стану біологічних систем. Для виявлення залежностей часових рядів біологічних показників від космофізичних, метеорологічних та інших факторів використані математично-статистичні методи, (метод накладених епох, кореляційний аналіз, кроскореляційний аналіз, множинний регресійний аналіз, спектральний аналіз, косинор-аналіз, ретроспективний аналіз, статистичні критерії Вілкоксона, Пірсона). Вихідні дані популяційно-епідеміологічних статистичних досліджень акумульовані шляхом класифікації, аналізу та формалізації первинної медичної документації та документів інших типів, створення інформаційного забезпечення баз даних. В експериментальних дослідженнях роботи використані методи анкетування, визначення психофізіологічних показників (слухо-моторної реакції, моторики пальців рук, стійкості довільної уваги та інших), артеріального тиску і частоти серцевих скорочень, аналізу варіабельності серцевого ритму, електричної активності серця, лейкоцитарної формули. Для розробки і забезпечення функціонування інформаційної системи діагностики стану людини для визначення його зв'язку з КФ використані інтернет-технології (веб-інтерфейс, клієнт-серверні системи управління базами даних, система розробки сценаріїв PHP та інші).
Наукова новизна отриманих результатів.
Сформовано інформаційну модель комплексного ієрархічного об'єкту дослідження, який включає внутрішньоклітинний, індивідуальний, груповий та популяційний рівні, що дозволило визначити загальні закономірності впливу КФ на стан людини і розширити уявлення про механізми цих впливів.
Вперше встановлено тісну подібність ритміки реакції МТХ волютинових гранул в Saccharomyces cerevisiae до космофізичної ритміки і показано, що ступінь реакції МТХ пов'язана з інтенсивністю космічних променів.
Вперше встановлені інформативні показники, конкретні терміни дії та особливості діючих протягом гаметогенезу і ембріогенезу людини космофізичних факторів, супроводжуючих виникнення різних порушень організму (хромосомної патології, психіки, нервової системи тощо).
Вперше визначені статеві та вікові особливості впливу КФ на процеси смертності; виявлено, що підвищення сонячної активності є чинником зростання смертності після планових хірургічних операцій.
Уточнені типові залежності психічного і фізіологічного стану здорових людей від сонячної та геомагнітної активності: підвищення сонячної активності позитивно впливає на психоемоційний стан людини, а геомагнітної активності - негативно; при підвищенні сонячної активності реактивність організму зсувається в бік реакції підвищеної активації, при підвищенні геомагнітної активності - в бік реакції стресу.
Вперше визначено закономірності впливу КФ на реалізацію суїцидальних і терористичних актів, виявлено подібність ритмічних структур світової терористичної активності та космофізичних індексів в діапазоні періодів від 2 діб до 30 років.
Уточнені типові для географічно віддалених регіонів зміни реакцій серцево-судинної системи здорових людей на космофізичні фактори; визначено типові зміни фізіологічного і психічного стану людини поблизу дат геомагнітних збурювань, геомагнітних штилів, змін знаку міжпланетного магнітного поля, сонячних спалахів.
Вперше реалізована інформаційна система діагностики стану людини і визначення його залежності від космофізичних факторів (з архітектурою «клієнт-сервер»), що забезпечує комплексну діагностику психічної та фізіологічної складових стану людини з функціями отримання довідкової інформації, автоматизованого надання результатів, зв'язку з експертами.
Практичне значення отриманих результатів.
Інформаційна технологія моніторингу стану людини і розроблена на її основі інформаційна система забезпечують нові можливості для проведення досліджень та вирішення науково-практичних завдань: тестування експериментальних груп випробовуваних з впровадженням в систему додаткових дослідницьких методик; виявлення локальних і планетарних особливостей впливу космофізичних, метеорологічних, антропогенних та інших факторів на стан людини; розробка систем критеріальної експрес-діагностики стану осіб певних професійних груп; визначення вікових, статевих, популяційних норм показників тестових методик.
Запропоновані комплексні космофізичні показники, отримані на основі індексів сонячної та геомагнітної активності, можуть використовуватися у вирішенні наукових і практичних завдань для отримання нових результатів про зв'язок біологічних процесів з КФ.
Напередодні днів, коли виникають космофізичні ситуації (передбачувані завдяки прогнозам космічної погоди), на фоні яких спостерігається зростання терористичної активності, смертності від соматичних захворювань та суїцидів, доцільно застосування відповідних заходів, спрямованих на попередження цих негативних ефектів.
Розроблена інформаційна система з впровадженням у неї додаткових методів для моніторингу використовується в науковій діяльності кафедри медичної фізики й інформатики Кримському медичному державному університеті ім. С.І. Георгієвського, зокрема, в дослідженнях впливу інтенсивності користування мобільним зв'язком на здоров'я людини.
Комплекс методик для обліку інформативних показників КФ, на фоні яких спостерігається підвищення частоти виникнення вроджених вад розвитку протягом раннього онтогенезу людини, впроваджений для проведення консультацій у Кримському медично-генетичному центрі.
Розроблена методика прогнозування періодів ризику станів загострення, які впливають на сексуальне і репродуктивне здоров'я, впроваджена у діяльність відділу сексології, андрології та психотерапії пологового будинку №1 м. Сімферополя; підтверджено ефективність її застосування у пацієнтів з сексуальними дисфункціями. Прогнозування динаміки захворюваності щитовидної залози (на основі запропонованих розроблених методичних підходів) впроваджено в діяльність Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгієвського та клінічної лікарні №7 м. Сімферополя.
Методики оцінки залежності функціонального стану людини від КФ використовуються в діяльності Севастопольського центру перепідготовки та підвищення кваліфікації працівників органів державної влади; Севастопольської організації «Гавань плюс»; громадської організації «Молодіжний Центр жіночих ініціатив» (м. Севастополь).
Методика прогнозування періодів підвищеного ризику ускладнень та смертності після хірургічних операцій впроваджена в діяльність навчально-науково-лікувального комплексу Кримського державного медичного університету ім. С.І. Георгіївського.
Результати дисертації впроваджені в навчальний процес Севастопольського міського гуманітарного університету; включені в програми постійно діючих семінарів для директорів і заступників директорів загальноосвітніх навчальних закладів м. Севастополя; відображені в програмі регіонального пошукового педагогічного експерименту «Впровадження фасілітаційних педагогічних технологій у навчально-виховний процес загальноосвітніх навчальних закладів»; впроваджені у програму тренінгів з профілактики емоційного вигорання для соціальних педагогів та працівників.
Результати дисертаційних досліджень впроваджені в курс лекцій та практичних занять для студентів за спеціальностями «біологія» та «екологія» на кафедрі екологічної фізіології та біохімії Поморського державного університету ім. М.В. Ломоносова (м. Архангельськ, Російська Федерація) та в науково-дослідну роботу лабораторії біоритмології установи РАН «Інститут фізіології природних адаптацій» (з 2007 р.).
Особистий внесок здобувача. Дисертанту належать ідеї та схеми дисертаційних досліджень. Дисертант особисто провів або брав участь в експериментальних дослідженнях, представлених у дисертації; розробив алгоритми проведення статистичних досліджень, провів розрахунки з аналізу даних. У роботах зі співавторами дисертанту належать: [1] - розділи 3, 5 («Механизмы воздействия космической погоды на биосферу и процессы в обществе», «Экспериментальные доказательства влияния космической погоды на процессы в биосфере и ноосфере»), участь у написанні розділу 4 («Диалектика информации») монографії; [2, 3, 5, 6, 8, 9, 10, 14, 15, 30, 31, 38, 39, 42, 43, 46] - ідея дослідження, участь у зборі вихідної документації для статистичних досліджень, створення інформаційного забезпечення баз даних, математично-статистичний та змістовний аналіз результатів, формулювання висновків дослідження; [4, 28] - створення інформаційного забезпечення баз даних, математично-статистичний та змістовний аналіз результатів; [7, 11, 12, 37] - ідея дослідження, участь у проведенні експериментів, математично-статистичний та змістовний аналіз результатів, формулювання висновків дослідження; [21, 29, 34] - участь у проведенні експериментів; [13, 24, 25, 27, 33] - ідея дослідження, проведення експериментів, математично-статистичний аналіз результатів, формулювання висновків дослідження; [24, 35, 36] - ідея дослідження, керівництво експериментальної частиною роботи і участь у проведенні експериментів, математично-статистичний аналіз результатів, формулювання висновків дослідження; [40, 44, 45] - ідея та розробка інформаційної технології моніторингу стану людини для визначення його залежності від космофізичних факторів, участь у створенні ІС, змістовний аналіз результатів, формулювання висновків дослідження.
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідались на міжнародних та вітчизняних конференціях, з'їздах, симпозіумах конгресах, серед яких: «Механизмы действия сверхмалых доз» (Москва, 2002), «Слабые и сверхслабые поля и излучения в биологии и медицине» (Санкт-Петербург, 2003, 2009), «Гелиогеофизические факторы и здоровье человека» (Новосибирск, 2005), «Space weather: effects on human health and biological systems» (Москва, 2005), «Погода и биосистемы» (Санкт-Петербург, 2006), «International Heliophysical Year» (Звенигород, 2007), «Космос і біосфера» (Судак 2007, 2009), «Фундаментальные космические исследования» (Сонячний Берег, Болгарія, 2008), «Иlovмk ve svйm pozemskйm a kosmickйm prostшedн» (Упіце, Чехія, 2009, 2010), «Распределенные вычисления и грид-технологии в науке и образовании» (Дубна, 2010), «Автоматика-2010» (Харків, 2010), «Медична та біологічна інформатика і кібернетика» (Київ, 2010).
Публікації. Основні результати дисертації викладені в 71 друкованій праці: 1 колективній монографії, 48 статтях у спеціалізованих наукових виданнях України та інших держав, 22 тезах конференцій.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається зі вступу, аналітичного огляду літератури, концептуального розділу, розділу з описом методичного забезпечення досліджень, трьох розділів з результатами власних досліджень, висновків, списку використаних джерел і додатків. Робота містить 265 сторінок основного тексту, 101 рисунок, 21 таблицю, загальний обсяг - 362 сторінки, список використаних джерел містить 526 назв, додатки - 5 сторінок.
Основний зміст роботи
В першому розділі проведено аналіз існуючих експериментальних і теоретичних робіт, що стосуються визначення закономірностей впливу КФ на біосистеми. З'ясовано, що в основному досліджувалися лише зв'язки деяких показників організму людини з окремими показниками КФ. Інформаційні технології в дослідженнях практично не застосовувалися.
В другому розділі сформовано концепцію ІТ моніторингу.
Розглянуто основні аспекти дії КФ на середовище і здійснено обґрунтований вибір інформативних показників КФ. Екологічно значущі зміни в навколишньому середовищі (варіації радіації, електромагнітно-акустичного фону тощо) пов'язані з динамікою параметрів космічних променів (КП), геомагнітної (ГМА) та сонячної активності (СА), полярності (знаку) міжпланетного магнітного поля (ММП). Дослідження спрямовані на встановлення зв'язків біологічних процесів з показниками (індексами) КП, СА, ГМА, знаку ММП, швидкості сонячного вітру, а також з екологічно ефективними космофізичними подіями - геомагнітними збурюваннями (ГМЗ), геомагнітними штилями (ГМШ), змінами знаку ММП, сонячними спалахами (СС), а також запропонованими нами комбінованими індексами «ГМА•СА» і «ГМА/СА», які відображають, відповідно, сукупну активність магнітосферного і іоносферного каналів передачі впливу космічних чинників на середовище і інтенсивність атмосферного інфразвуку, пов'язаного з варіаціями КФ. Особливе значення КФ для біосистем полягає в тому, що пов'язані з ними складні мінливі параметри електромагнітно-акустичного фону і радіації несуть важливу прогностичну інформацію. Проте, спостережувані закономірності залежності стану людини від КФ часто невідтворювані та непорівнювані. Тому побудова об'єкту дослідження потребує врахування особливостей реагування біосистеми на КФ в залежності від сукупності зовнішніх чинників, від стану і етапу онтогенезу індивіда і від рівня ієрархії досліджуваної біосистеми (рис. 1).
Методологічною основою для ІТ дослідження обрано моніторинг стану біосистем. Показано, що єдиним способом виявлення їх різноманітних реакцій на КФ є якомога триваліше моніторування, протягом якого в середовищі будуть багаторазово спостерігатися ті чи інші особливості КФ, у відповідь на які можна очікувати відтворюваних біоефектів. В таких дослідженнях в якості діючих на біосистему факторів розглядаються природні впливи, що відображаються динамікою космофізичних індексів і виникненням екологічно значущих ситуацій, пов'язаними з екстремумами КФ. Комплексний біологічний об'єкт дослідження містить ієрархічні рівні, які оцінюються за визначеними складовими (рис. 2). На індивідуальному рівні об'єднання складових за показниками системи гемодинаміки, ВНС, ЦНС і психіки дозволяє оцінювати інтегральний стан людини; показники цих систем найбільш чутливі до дії КФ. Для досліджень на індивідуальному рівні оптимальною є щоденна (в один і той же час доби) реєстрація стану кожного випробуваного. Концепція ІТ моніторингу стану людини для визначення залежності його стану від КФ включає етапи: 1) збір і збереження даних моніторингу (із застосуванням ПЗ та інтернет-технологій для забезпечення можливості самотестування випробуваних); 2) аналіз отриманої інформації (у віддаленому режимі за допомогою технології «клієнт-сервер»); 3) формування висновків і рекомендацій (за допомогою організованого на веб-сайті інтерфейсу в автоматизованому режимі та з підключенням консультацій експертів) (рис. 3).
Методичне забезпечення ІТ ґрунтується на дотриманні вимог відповідно обраним завданням на кожному етапі. Умови проведення досліджень та їх методики мають забезпечити: чутливість вимірюваних показників до КФ; неінвазивність, швидкість, простоту і необтяжливість вимірювальних процедур; відсутність необхідності використання особливих датчиків; надійність, валідність, об'єктивність методик і вимірювань тощо.
Для того, щоб ІТ була ефективним і доступним інструментом проведення уніфікованих і тривалих досліджень, доцільно здійснювати її розробку і реалізацію поетапно:
1) виявлення закономірностей зв'язків біосистем з КФ і визначення інформативних показників, методик вимірювання, методів і алгоритмів обробки даних і аналізу інформації;
2) створення ІС діагностики для визначення залежності стану людини від КФ (рис. 4).
Рис. 1. Модель ефектів впливу космофізичних факторів на стан людини в залежності від сукупності внутрішніх і зовнішніх динамічних факторів. |
Рис. 2. Комплексний ієрархічний біологічний об'єкт дослідження.
Рис. 3. Концепція інформаційної технології моніторингу стану людини.
Рис. 4. Етапи реалізації ІТ для визначення залежності стану людини від КФ. |
ІС має забезпечувати проведення вимірювань у віддалених регіонах, що дозволить виявляти як загальні закономірності впливу КФ на стан людини, так і його особливості в залежності від різноманітних місцевих факторів.
В третьому розділі представлено методичне забезпечення роботи і матеріали статистичних (на основі збору, обробки й аналізу медичної та іншої документальної інформації) та експериментальних (за участю випробуваних-добровольців) досліджень. Поєднання в роботі статистичного (популяційно-епідеміологічного) і експериментального блоків досліджень необхідно для виявлення універсальних ефектів дії КФ на стан людини. Популяційні дослідження, зокрема, спрямовані на визначення ефектів впливу КФ: на організм людини у стані конкретного захворювання або стресу, на початкових (протягом гаметогенезу і ембріогенезу) і кінцевих етапах онтогенезу (смертність), на динаміку соціально-психологічних явищ (суїциди, теракти). Експерименти з участю здорових випробовуваних спрямовані на встановлення індивідуальних, групових і загальних закономірностей реакцій фізіологічних і функціональних систем людини на дію КФ. Дослідження залежності реакції МТХ волютинових гранул спрямовано на виявлення впливу КФ на процеси внутрішньоклітинного рівня біологічних систем [Чижевский А.Л., 1963].
Розроблено архітектуру і узагальнену структуру функціонування засобів ІС, яка включає сукупність засобів, що поєднують ПК, програмне забезпечення (ПЗ) та мережеву і обчислювальну архітектуру «клієнт-сервер» (з одного боку), і випробуваного як об'єкта дослідження і дослідника як суб'єкта дослідження (з іншого боку) за допомогою ПЗ та веб-інтерфейсу (рис. 5).
Рис. 5. Узагальнена структура функціонування засобів інформаційної системи.
В четвертому розділі викладені результати статистичних досліджень впливу КФ на стан біосистем різного рівня ієрархії.
Для визначення впливу КФ на внутрішньоклітинному рівні здійснено аналіз змін ступеню реакції МТХ за даними багаторічного щоденного моніторингу, що проводиться в Інституті мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного НАНУ під керівництвом д.б.н. О.М. Громозової з 2001р. Реакція МТХ (оцінена від 1 до 3) є тестовою для визначення неорганічних поліфосфатів [Lorenz B., 1999], які виконують важливі функції в організмі людини [Кулаев И.С., 2005]. Ритміка реакції МТХ в діапазоні 3.5-160 діб практично повністю збігається з відомими космофізичними періодами (зокрема, ? 9, 21, 27, 34, 44, 53, 87, 114, 120, 152-155 діб), що свідчить про синхронізацію біоритмів на мікрорівні біосистем з КФ. Встановлено монотонний зв'язок МТХ з космічними променями переважно галактичного походження (за допомогою однофакторного дисперсійного аналізу, F(2)=151.14, p<10-7 за критерієм Фішера) - рис. 6A. Зв'язки МТХ з КФ суто сонячної природи є меншими: з ГМА (F(2)=19.90, р<10-4) - рис. 6Б, з СА (F(2)=70.99, р<10-6) - рис. 6В; зі швидкістю сонячного вітру (F(2)=20.01, р<10-4) - рис. 6Г. Ймовірно, основний агент, що впливає на МТХ, пов'язаний безпосередньо з КП. Зв'язки МТХ з суто геліогеофізичними чинниками може бути обумовлений тим, що параметри сонячного вітру і випромінювання модулюють інтенсивність КП.
Рис. 6. Залежність реакції МТХ від рівня: А) космічних променів; Б) геомагнітної активності; В) сонячної активності; Г) швидкості сонячного вітру.
В наступному дослідженні виявлено інформативні індикатори впливів космофізичних факторів на процеси раннього онтогенезу людини, де в якості залежного від КФ параметра використовуються варіації зачать потомства з хромосомною патологією (ХП) і різними порушеннями нервової системи та психіки. Зібрано і проаналізовано незалежні вибірки з регіонів України, Росії, Німеччини і Франції (24105 випадків з 20 когорт). Для більшості когорт завдяки анамнестичній інформації з точністю до 3 діб були встановлені дати зачаття. Інтервал дат зачаття: 1868-2007 рр. При аналізі випадків з хромосомною патологією (визначеною протягом 1 триместру вагітності) з 4 незалежних груп, виявлено, що їх виникнення пов'язане з підвищеним рівнем СА під час зачаття (табл. 1), незалежно від року зачаття та сезонності.
Таблиця 1. Сонячна активність під час зачаття потомства з хромосомною патологією та з нормальним каріотипом
Сонячна активність Вибірки |
СА під час зачаття плодів з ХП |
СА під час зачаття плодів без ХП |
Рівень значущості відмінностей в рівні СА (за критерієм Вілкоксона) |
|
Завмерлі вагітності (Дніпропетровська та прилягаючі області) за 1997-2002 рр. |
103.3±3.4 |
98.9±6.2 |
p=0.04 |
|
Завмерлі вагітності (Крим) за 2002-2007рр. |
42.5±2.3 |
32.5±2.4 |
р=0.02 |
|
Каріотипування плідного матеріалу з груп ризику по ХП (Крим) за 1991-2007 рр. |
55.8±5.2 |
51.2±1.6 |
р=2.30·10-4 |
|
Суцільне каріотипування матеріалу індукованих абортів (Дніпропетровська та сусідні області) за 1996-2002 рр. |
99.4±2.4 |
85.1±1.3 |
р=2.26·10-6 |
Для визначення конкретних термінів впливу окремих КФ на процеси раннього онтогенезу людини всі вибірки були розподілені на два класи, до одного з яких увійшли групи порівняння з ХП, у другому - з іншими типами порушень без ХП. За допомогою ретроспективного аналізу визначено статистично значущі ефекти в рівнях і змінах різних космофізичних індексів у гаметогенезі та пренатальному розвитку випадків з груп порівняння, обчислені частки встановлених ефектів по кожному з космофізичних індексів (табл. 2).
Нами запропоновані комплексні космофізичні індекси:
; ,
де Ap - індекс геомагнітної активності Ар, W - індекс сонячної активності «Числа Вольфа».
Таблиця 2. Частки ефектів різних космофізичних показників, виявлені в групах порівняння із хромосомною патологією та без хромосомної патології
СА |
ГМА |
ГМА/СА |
ГМА•СА |
Знак ММП |
КП |
||
Порушення з ХП |
12.5% |
14% |
22% |
9.5% |
18.5% |
23.5% |
|
Порушення без ХП |
7% |
25% |
14% |
12.5% |
18% |
23.5% |
Максимуми кількості ефектів КФ у вибірках з ХП припадають на відрізки: -6; -1, 0; +3 тижні (рис. 7, де «-» - кількість тижнів до тижня зачаття, «+» - кількість тижнів після тижня зачаття, «0» - тиждень зачаття). Максимуми частоти ефектів КФ у вибірках з ХП припадають на -6, -1, 0, +3 тижні.
Всі етапи найбільшої частоти ефектів КФ припадають на критичні для розвитку відповідних систем і структур періоди.
Протягом -6 тижня відбувається мейоз в сперматоцитах 1-го порядку, коли можуть трапитися нерозходження хромосом, триплоїди тощо [Молнар Е., 1968]. Інтервал {-1, 0 тижнів} важливий для дозрівання яйцеклітини і проходження мейотичних ділень в ооцитах [Sadler T., 2000]. На етапі +3 тижня КФ вже не здатні вплинути на виникнення ХП; цей максимум частоти ефектів може бути обумовлений повторюваністю однотипних космофізичних ситуацій з чіткою 27-добовою складовою (в даному випадку - після їх прояву на -1, 0 тижнях). Серед КФ, ефекти яких супроводжують виникнення ХП, з найбільшою частотою зустрічаються КП і ГМА/СА (див. табл. 2).
Максимуми частоти ефектів КФ у вибірках з порушеннями нервової системи та психіки без ХП припадають на -6; +2; +9; +15; +16; +29 тижні. Протягом -6 тижня в сперматоцитах можуть виникати мікроделеції, точкові мутації тощо, але при цьому каріотип зазвичай оцінюється як нормальний [Bowen J., 1998]. Впливи зовнішнього середовища протягом ключових стадій розвитку статевих клітин можуть зумовити також епігенетичні модифікації [Вайсерман О.М., 2004]. Зокрема, періоду закладення нервової системи відповідає +2 тиждень після тижня зачаття.
Рис. 7. Частоти ефектів КФ, виявлені протягом кожного з тижнів гаметогенезу і ембріогенезу для груп порівняння з ХП і без ХП.
Результати проведеного аналізу показали, що серед даних випробуваного, одержуваних в ІТ моніторингу, доцільно фіксувати його дату народження (якщо відомо, то й термін гестації) для визначення закономірностей, пов'язаних з впливом космофізичних умов раннього онтогенезу на індивідуально-типологічні властивості та стан здоров'я.
При аналізі інформації про осіб, померлих протягом 1990-2000 рр. у м. Вишгороді та 5 районах м. Києва (51863 чоловіків і 50402 жінок) встановлено відтворювані тенденції КФ поблизу дат настання смертей. Наростання рівня смертності незалежно від віку та статі людей є ймовірним з достовірністю p<10-5 за (критерієм Вілкоксона) за таких умов: спаду ГМА з -8 по -5 доби, спаду СА з -5 по +4 доби (де зі знаком «-» відмічені доби до смерті, зі знаком «+» - після смерті, «0» - доба настання смерті). Загальна смертність чоловіків підвищена (в порівнянні з іншими добами) на 8.4±1.6% у 2-3 доби після початку ГМШ (р<0.05 за критерієм ч2-Пірсона), знижена в більшості вікових когорт чоловіків поблизу дат СС, смертність чоловіків від інфекційних захворювань підвищена на 59.7±7.8% в день початку ГМШ; від злоякісних новоутворень - за добу до початку ГМЗ на 21.2±2.7%. Смертність жінок від захворювань органів травлення підвищена на 33.4±6.4% у 2-3 доби після змін знаку ММП від «+» до «-», від захворювань нервової системи - на 205.1±12.9% у +1 добу після змін знаку ММП від «-» до «+» (р<0.05). Чоловіки більш чутливі до КФ в похилому та старечому віці, ніж у середньому віці, та більш чутливі, ніж жінки. Смертність чоловіків від захворювань органів кровообігу залежить від КФ в усіх вікових когортах, крім 45-59 років, проте чутливість жіночого організму до КФ за даним показником максимальна саме в 45-59 років. Ймовірно, вгасання ендогенної ритміки у клімактеричний період створює умови для патологічної синхронізації фізіологічних процесів з КФ.
Хірургічне втручання та наркоз є стресовими чинниками для хворого, тому протягом післяопераційного періоду можуть скластися умови, в яких дія несприятливих КФ на організм хворого спровокує розвиток важких ускладнень, аж до летального результату. Проаналізовано 47663 історії хвороби, серед них у післяопераційного періоду (0-28 діб після операції) зареєстровано 668 смертельних випадків. Встановлено особливості КФ поблизу дат проведення операцій, які призвели до смерті, та дат післяопераційних смертей. СА напередодні планових операцій підвищена, починаючи з дня операції по +8 добу після операції (р<0.001 за критерієм Вілкоксона) у порівнянні з контрольною групою (випадки одужання та покращення стану). Проте напередодні ургентних операцій, що призвели до смертельного результату, підвищення СА не спостерігається.
Таким чином, отримані результати свідчать про те, що в ІТ моніторингу доцільно використовувати спеціальні методики (опитувальники тощо) для урахування знаходження випробуваного в стані стресу або захворювання.
Наступне дослідження проведено з метою з'ясування впливу КФ на зміни домінування півкуль головного мозку, які можуть проявлятися на рівні популяцій у змінах поведінки і стилях мислення людей [Маслов С.Ю., 1983]. Встановити такі залежності можливо, оцінюючи зв'язки динаміки розподілу мозкових інсультів по півкулях мозку з КФ, оскільки гостре порушення кровообігу, як правило, відбувається в більш функціонально навантаженій півкулі [Изнак А.Ф., 2005; Цыганков К.В., 2003]. Зв'язки розподілу інсультів по півкулях мозку з КФ досліджено за первинними даними розтинів померлих за період 1981-2008 рр. (3680 випадків, інформацію з Дніпропетровської міської лікарні № 2 централізованого типу зібрано К.В. Циганковим). Розмах варіації в латералізації інсультів становить 43%-63% для лівопівкульних і 37%-57% для правопівкульних інсультів. В динаміці латералізації інсультів виявляється єдиний значущий період 5.1±0.4 років. Близьким є період зміни полярності ММП - 5.7±0.4 років. У змінах показника ГМА•СА є єдиний значущий період 10.2±0.5 років, який в 2 рази перевершує період латералізації інсультів. Виявляється систематичне підвищення частки інсультів у правій півкулі в роки максимумів індексів ГМА•СА і ГМА/СА. Динаміка латералізації інсультів також пов'язана зі змінами полярності ММП (рис. 8): у 1981-1991 рр. спостерігається зв'язок частки лівопівкульних інсультів з полярністю ММП з запізнюванням на 1 рік відносно ММП (rs=0.97, p <10-7, rs - коефіцієнт кореляції Спірмена), а протягом 1991-2008 рр. - синхронний зв'язок (rs=0.96, p<10-6).
Рис. 8. Зіставлення частки лівопівкульних інсультів і полярності ММП. По осі абсцис - роки, по осі ординат - досліджувані показники в одиницях стандартизованої шкали.
Залежність змін співвідношення інсультів у різних півкулях від КФ може бути обумовлена синхронізацією автоколивань в біосистемах [Пиковский А. и др., 2003] за допомогою космофізичних факторів [Агаджанян Н.А., 1998]. Синхронізація здійснюється при цілочисельних співвідношеннях періодів коливань, зокрема, при співвідношенні 2:1, яким пов'язані ритми латералізації інсультів і ГМА•СА. Результати дослідження на патологоанатомічному матеріалі доводять необхідність впровадження неінвазивних експрес-методик аналізу функціональної асиметрії мозку здорової людини в ІТ моніторингу.
Оскільки КФ впливають на процеси в мозку людини, варто з'ясувати їх дію на специфічні типи поведінки, зокрема, суїцидальну і терористичну. Незважаючи на соціальну складову цих явищ, безпосередній момент для скоєння суїцидів і терактів зазвичай припадає на загострення депресії, маніакального і агресивного стану [Дубовик О.Л., 1997; Шнейдман Э., 2001], і вибір цього моменту може бути обумовлений впливом КФ на стан людини.
Проаналізовано інформацію про 1311 випадків завершених суїцидів у м. Києві та м. Вишгороді за 1989-2000 рр.; 896 випадків тяжких суїцидальних спроб за 1954-2005 рр. у регіонах України, 4732 суїцидальних спроб з незначними наслідками у м. Одесі за 1998-2008 рр. та 4671 випадок завершених суїцидів за 2000-2005 рр. у м. Одесі. Суїцидальна поведінка чоловіків в усіх вибірках реалізується на фоні спаду ГМА з -1 по +1 добу (р<0.001 за критерієм Вілкоксона) (рис. 9).
Рис. 9. Зміни геомагнітної активності в діапазоні ±10 діб відносно дат суїцидальних дій чоловіків. По осі абсцис - доби відносно дат суїцидальних актів; по осі ординат - С9-індекс ГМА за стандартизованою шкалою.
Проте, у жінок тенденції в КФ не виявляються для спроб самогубств із незначними медичними наслідками. Цей факт пояснюють статеві особливості суїцидальної поведінки: спроби жінок з незначними наслідками для здоров'я є переважно демонстративними [Kerkhof A., 2000]. Навпаки, завершені суїциди або тяжкі за наслідками спроби, незалежно від статі, кояться на фоні депресії та неадекватного реагування на стрес [Зотов М.В., 2006]. В такому разі, зміни у довкіллі, пов'язані з КФ, можуть провокувати беззвітну тривогу або депресивні настрої. В ІТ моніторингу доцільно враховувати ймовірність наявності депресії у випробовуваних, а також моніторувати динаміку психоемоційного стану в якості інформативних показників.
З'ясовано особливості КФ, на фоні яких здійснюються теракти-суїциди, за даними з Афганістану, Ізраїлю, Іраку (1062 випадків за 1994-2008 рр.), одержаних з джерел «MIPT Terrorism Knowledge Base» (США) і МЗС Ізраїлю. Відтворювані для різних регіонів результати отримані для ГМА і полярності ММП. ГМА підвищена в добу теракту і в наступну добу після теракту (р<0.001 за критерієм Вілкоксона) (рис. 10). Ймовірні перехід полярності ММП до «+» за добу до теракту (р<0.02) і переважання позитивної полярності ММП за добу до теракту і в день теракту (р<0.01). Аналогічні результати було отримано при аналізі терактів відомих груп (Хезболла, Хамас, Аль-Каєда і Талібан - 1620 випадків за 1983-2007 рр.): теракти кояться на фоні максимумів ГМА (р < 0.02) і при змінах знаку ММП від «-» до «+» (р < 0.05).
З одержаних результатів видно, що теракти-суїциди реалізуються на фазі росту-максимуму ГМА, а суїцидальні дії - після максимуму - на спаді ГМА). Це можна пояснити тим, що звичайні суїциди, як правило, кояться на фоні депресії, а терористичні акти - на піці емоційного збудження. Відомо, що терористи зазвичай є епілептоїдними психопатами [Ольшанский Д.В., 2004], і стан хворих на епілепсію сильніше за все змінюється саме за умов різкого зростання ГМА [Persinger M. et al, 1998, 1999]. Ці факти про залежність реакцій психіки на КФ від особливостей психіки індивідів слід враховувати при аналізі даних, одержуваних в ІТ моніторингу.
Рис. 10. Зміни геомагнітної активності в діапазоні ±10 діб відносно дат терактів-суїцидів. По осі абсцис - доби відносно дат терактів-суїцидів; по осі ординат - С9-індекс геомагнітної активності за стандартизованою шкалою.
Для встановлення загальних залежностей динаміки тероризму від КФ використані дані світової терористичної активності за 1968-2007 рр. (44855 випадків з «MIPT Terrorism Knowledge Base» а також з чотирьох інформаційних агенцій). Більшість ритмів терактів співпадають або є дуже близькими за тривалістю до ритмів у КФ: ? 7, 14, 27, 31, 41, 56 діб; ? 0.5, 1.5, 1.7, 1.8, 3, 9, 13 років тощо. Кількість терактів зростає на 24.1±3.1% в добу ГМЗ з раптовим початком (p=0.05 за критерієм Пірсона), на 14.9±2.5% - в добу ГМЗ з поступовим початком (p=0.02), на 12.4±0.5% при змінах знаку ММП від «-» до «+» (р=0.008), та незначно зростає в добу СС. Типовою космофізичною ситуацією для скоєння терактів є зростання ГМА/СА напередодні теракту (р<10-5 за критерієм Вілкоксона) (рис. 11). Існування даної тенденції підтверджується на інших незалежних базах даних. Підсилення інтенсивності атмосферного інфразвуку на фоні підвищення ГМА/СА може спричинити психотропну дію на стан терориста (зростає тривожність, збудливість [Didyk L.A. et al, 2008]). За даними двох проаналізованих незалежних джерел, піки терористичної активності завжди підпадають на роки мінімумів СА і максимумів ГМА. Це відповідає зростанню частоти терактів при підвищенні ГМА/СА, що реально і виявляється. У зв'язку з отриманими результатами, в ІТ моніторингу слід враховувати запропонований індекс ГМА/СА при врахуванні впливу КФ на емоційний стан і поведінку людини.
Рис. 11. Зміни ГМА/СА в діапазоні ±26 діб відносно дат терактів. По осі абсцис - доби відносно дат терактів; по осі ординат - значення індексу ГМА/СА.
Таким чином, стан біосистем на різних етапах онтогенезу і рівнях ієрархії залежать від КФ, які є найважливішим синхронізуючим чинником.
У п'ятому розділі викладені результати експериментальних досліджень, в яких виявлено закономірності зв'язку стану здорової людини з КФ за показниками фізіологічних і функціональних систем, здійснено вибір інформативних показників стану людини для їх впровадження в ІТ.
Проведення синхронних моніторингів у різних географічних регіонах дозволило встановити типові зв'язки змін показників серцевої діяльності (яка є одним із важливих індикаторів впливів КФ) випробуваних з КФ. Щоденно проводилася 4-разова реєстрація ЕКГ-сигналу (за допомогою пристрою «Фазаграф» [Файнзильберг Л.С., 2007]): у стані спокою, при дозованих психічних і фізичних навантаженнях, після відпочинку, - в м. Сімферополі, м. Києві, м. Москві, м. Якутську (127 осіб, які моніторувалися) протягом різних сезонів 2006-2008 рр. в рамках проекту «Геліомед». За параметрами: нетипових кардіоциклів (НК), коефіцієнту симетрії Т-зубця (КСТЗ), який відображає функціональне навантаження на міокард і ступінь його ішемії, - в усіх містах виявлені подібні реакції на космофізичні події певних класів. Так, поблизу дат ГМЗ зростає КСТЗ за добу до початку головної фази ГМЗ (р=0.01 за критерієм Вілкоксона) (рис. 12). Кількість НК достовірно зростає поблизу ГМЗ, змін знаку ММП, СС і, навпаки, мінімальна під час ГМШ (p<0.05).
Рис. 12. Зміни показника «коефіцієнт симетрії Т-зубця» (при його реєстрації одразу після психічного навантаження) в об'єднаній вибірці з усіх пунктів вимірювань протягом ±4 діб відносно дат ГМЗ (нульова точка).
Якщо за умов ГМЗ зростання КСТЗ при вимірюваннях у стані спокою є незначним, то при психічному навантаженні - КСТЗ зростає за добу перед ГМЗ, а при фізичному навантаженні - через добу після ГМЗ. КСТЗ є максимальним за 3 доби перед ГМШ, через добу після змін знаку ММП - лише при психічному навантаженні. Проте поблизу дат СС КСТЗ є мінімальним. За результатами множинного регресійного аналізу, серед 18 показників ЕКГ-сигналу, що реєструвалися, тісніший статистично значущий зв'язок з ГМА і СА мають варіабельність форми кардіоциклів та кількість НК. Їх можна розглядати як маркери впливу КФ. Параметри серцевої діяльності є чутливими індикаторами впливів КФ, особливо при функціональних навантаженнях, що слід враховувати в ІТ моніторингу.
Крім КФ, на стан людини істотно впливають локальні метеоумови. Виявлено систематичні, відтворювані у двох серіях моніторингів зв'язки показників гемодинаміки і ВНС (оцінки варіабельності серцевого ритму, АТ і ЧСС) з динамікою КФ та метеофакторів у 17 здорових випробуваних у 2007 р. Наявність стійкого зв'язку вегетативних реакцій у більшості випробовуваних в двох серіях вимірювань, незалежно від сезону, спостерігалася з чинниками а) ГМА (89%), швидкості вітру (76%), атмосферного тиску (70%), змін знаку ММП (60%); на відміну від чинників: б) СА (15%), температури (43%), вологості (22%), хмарності (27%). З факторами ГМА та швидкості вітру переважно пов'язані симпатичні реакції, а з фактором змін знаку ММП - зниження симпатичної активності. Більшість випробуваних реагувала на геліометеофактори електромагнітно-акустичної природи зі значною амплітудою коливань в низькочастотній області біоефективних частот КФ (< 100 Гц) [Хабарова О.В., 2002]. Варто зазначити, що інтенсивність атмосферного інфразвуку, швидкість вітру, ГМА та флуктуації атмосферного тиску є взаємозалежними у довкіллі [Владимирский Б.М., 1974; Горго Ю.П., 2000]. Також з'ясовано, як мінливі КФ і метеофактори впливають на ефективність біологічного зворотного зв'язку (БЗЗ) за параметрами ВСР [Поскотінова Л.В., Семенов Ю.М., 2006] з керованим параметром індексом напруження регуляторних систем організму. Серед геліометеофакторів, виявлено залежність успішності БЗЗ тільки від геомагнітної збурюваності та мінливості полярності ММП: позитивний зв'язок типу вегетативної реактивності (при ранжируванні їх типів за зростанням симпатичної активності) з геомагнітною збуреністю (rs=0.68, p<0.003), і негативний зв'язок з мінливістю знаку ММП: (rs= -0.49, p<0.043). На фоні магнітозбурюваної обстановки ймовірне зниження якості БЗЗ у осіб з переважанням вагусних впливів на ритм серця; а на фоні мінливої полярності ММП - у осіб з переважанням симпатичних механізмів впливу на ритм серця. Таким чином, складні форми цілеспрямованої людської активності (ефективність яких залежить від здатності керувати власним станом) залежать від КФ. Подальше врахування цих чинників доцільне при аналізі динаміки ефективності людської діяльності в усіх сферах, з урахуванням індивідуально-типологічних особливостей її виконавця.
Виявлено ідентичність вегетативних реакцій за оцінкою методу варіабельності серцевого ритму і аналізом показників АТ і ЧСС. Тому АТ і ЧСС і похідні показники (пульсовий тиск, індекс Кердо) можна використовувати в якості індикаторів впливів КФ на стан ВНС і системи гемодинаміки в ІТ моніторингу, що позбавляє від необхідності використання дорогих датчиків і ПЗ. За результатами багаторічного моніторингу систолічного (САТ) і діастолічного тиску (ДАТ), ЧСС, індексу Кердо (ІК) у 20 практично здорових осіб віком 50-74 років протягом виявлено індивідуальні вегетативні реакції поблизу дат квазіперіодичних космофізичних подій, відтворювані в різних сезонах і фазах 11-річного циклу сонячної активності.
Для отримання інтегральної інформації про поточний функціональний людини потрібно реєструвати не тільки фізіологічні показники, але й характеристику психічного стану суб'єкта. Встановлено типові та індивідуальні реакції психоемоційних станів на КФ у трьох серіях вимірювань: у 2004 р. (спільно з Н.П. Верко), 2007, 2009 рр. (в різні фази циклів СА) за участю 58 випробуваних. В моніторингу для виявлення типових реакцій на КФ у 2004 році більшість показників психічного стану мали помітний статистично значущий (р<0.01) кореляційний зв'язок з СА з запізненням динаміки психічного стану відносно СА на 1 добу: r=0.6543 (настрій); r=0.5894 (самопочуття), r= -0.575 (тривожність), r=0.5511 (активність). Отже, СА є синхронізуючим і активуючим фактором для психіки і ЦНС, особливо на фоні середніх величин та виразної ритмічної складової сонячної активності. В дослідженні 2009 року виявлено помірний зв'язок самопочуття з СА (r=0.28, p<0.05). Тіснішій зв'язок з СА був у показника активності (r=0.4511, p<0.01). Показник самопочуття був істотно негативно пов'язаний з ГМА з випередженням на 2 доби: r = -0.447, p<0.01. Позитивно пов'язана з ГМА агресивність (r=0.3517, p<0.03). Отже, в 2009 році (на фоні мінімуму СА) реалізується більш тісний зв'язок психічного стану з ГМА, ніж з СА, причому фактор ГМА впливає на психічний стан негативно, а СА - позитивно. В дослідженні зв'язків індивідуального психічного стану найбільш часто відмічалися зміни його показників у зв'язку з ГМШ (у 72% випробовуваних), дещо рідше - з ГМЗ (62%) і змінами знаку ММП (59%). Найчастіше від КФ залежать настрій (73%) і самопочуття (71%), дещо рідше - тривожність (53%). У випробуваних спостерігалися різноманітні, в тому числі протилежні, типи реакцій на КФ, проте достовірно переважали реакції погіршення всіх психічних станів поблизу дат ГМЗ, ГМШ і змін знаку ММП (p<0.05). Тривожність поблизу дат ГМЗ, ГМШ, змін знаку ММП теж частіше зростає (p<0.05). Агресивність посилюється поблизу дат ГМШ і змін знаку ММП (p=0.05).
Проведені дослідження доводять, що психічний стан є чутливим індикатором впливів КФ не тільки на психічно хвору, але й на здорову людину, на індивідуальному, груповому і популяційному рівнях, а методику самооцінки психічних станів методом семантичного диференціала, яку використано в дослідженнях, доцільно включити в ІТ моніторингу.
Для підтвердження наявності впливів КФ на процеси адаптації організму досліджено зв'язок з КФ неспецифічних адаптаційних реакцій організму (НАРО) людини, які визначалися за індексом стресу - відношенням процентного вмісту лімфоцитів до сегментоядерних нейтрофілів (Л/НСЯ) [Гаркави Л.Х. и др., 1998]. Шляхом аналізу результатів моніторингових вимірювань, проведених спільно з Н.П. Верко у 2004 р., встановлено, що Л/НСЯ залежить від ГМА та СА з запізнюванням реакції організму на 1 добу. У ейтоніків і ваготоніків визначено статистично значущу негативну кореляцію Л/НСЯ з ГМА (r= -0.83, р<0.02), на відміну від симпатикотоніків (r= -0.538, p>0.1). Навпаки, симпатикотоніки більш чутливі до чиннику СА (r=0.82, р<0.05), ніж ваготоніки та ейтоніки (r=0.476, р > 0.1). СА та ГМА впливають на НАРО протилежним чином: їх ефекти взаємно пригнічуються в залежності від того, який чинник (ГМА або СА) домінує. Підвищення ГМА зсуває реактивність організму в бік реакції стресу, а СА - в бік підвищеної активації.
...Подобные документы
Коротка характеристика основних теорій походження людини. наукові ідеї Чарльза Дарвіна і його докази тваринного походження людини. Основні етапи еволюції людини та вплив на неї біологічних чинників. Антропогенез і характерні особливості сучасної людини.
реферат [22,4 K], добавлен 27.03.2011Розвиток еволюційного вчення і еволюція людини. Властивості популяції як біологічної системи. Закономірності існування популяцій людини. Вплив елементарних еволюційних факторів на генофонд людських популяцій. Демографічні процеси в популяціях людини.
дипломная работа [106,9 K], добавлен 06.09.2010Зовнішня будова тіла колорадського жука, особливості його внутрішньої будови, розмноження та розповсюдження. Визначення систематичного положення листоїдів, біологічні особливості розвитку виду. Вплив екологічних факторів на розвиток і розмноження комах.
курсовая работа [214,3 K], добавлен 26.03.2019Організація організму людини як цілісної живої системи. Виокремлені рівні: молекулярний, клітинний, клітинно-органний, організменний, популяційно-видовий, біоценотичний, біосферний. Розвиток організму людини - онтогенез. Методи дослідження генетики.
контрольная работа [22,6 K], добавлен 09.01.2009Наукова, релігійна та космічна теорії походження людини. Теорія Дарвіна, обґрунтування положення про походження людини від людиноподібних мавп. Теологічна гіпотеза створення людини Богом. Припущення, що життя принесено на Землю з космічного простору.
презентация [461,5 K], добавлен 09.10.2014Теоретичний аналіз ряду еволюційних напрямків, джерела яких виявляються ще в приматів. Основні етапи еволюції людини, яка складається із двох процесів - органічної еволюції й культурної еволюції. Виявлення залежності між органічною й культурною еволюцією.
реферат [24,7 K], добавлен 27.05.2010Особливості визначення систематичного положення мікроорганізмів. Виявлення взаємозв'язку між морфологічними властивостями та ідентифікацією сапрофітних мікроорганізмів. Дослідження кількісних та якісних закономірностей формування мікрофлори повітря.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 26.01.2016Методичний зміст та теоретичне обґрунтування навику привчання собак до пошуку та виявлення речей людини на ділянці місцевості. Методика дресирування собак по привчанню собак до пошуку та виявлення речей людини. Вимоги до підготовленості дресирувальника.
реферат [30,5 K], добавлен 21.11.2010На основі вивчених еколого-біологічних властивостей рослин водних та прибережно-водних біоценозів проведення визначення стану їхніх ценозів русла річки Сіверський Донець. Визначення видів біоіндикаторів водного середовища, екологічні особливості видів.
курсовая работа [63,9 K], добавлен 07.05.2009Вивчення геному людини в рамках міжнародної програми "Геном людини". Особливості гібридизації клітин у культурі, картування внутрішньо хромосомного і картування за допомогою ДНК-зондів. Можливості використання знань про структуру геному людини в медицині.
курсовая работа [354,6 K], добавлен 21.09.2010Біологія людини як комплекс наук. Антропологічні дослідження людського організму. Диференціація локальних груп людства, виділених як раси. Ознаки внутрішнього середовища людини. Шляхи впливу біосфери на організм людини. Резерв адаптивної мінливості.
реферат [26,3 K], добавлен 24.07.2010Аналіз концепцій визначення місця людини і суспільства у Всесвіті, що є одними із найважливіших елементів складної системи світосприйняття людства. Особливості учення В. Вернадського про генезис людини та ноосфери, що були наслідком розвитку біогеосфери.
реферат [27,7 K], добавлен 12.06.2010Визначення тканини як системи клітин і міжклітинної речовини, що мають подібну будову. Поняття єдності фізіологічних систем організму. Характеристика, будова та функції опорно-рухового апарату людини. Хімічна, анатомічна і мікроскопічна будова кісток.
конспект урока [16,3 K], добавлен 06.04.2012Поняття мінеральних речовин та визначення їх необхідності в раціоні людини. Характеристика основних макро- та мікроелементів та їх походження, джерела в харчуванні. Результати нестачі в організмі людини, особливо дитини, даних речовин, їх поповнення.
контрольная работа [31,9 K], добавлен 08.12.2010Дослідження біологічних особливостей представників класу "Двостулкові молюски", визначення їх значення в природі, житті людини. Характеристика морфологічних, фізіологічних та екологічних особливостей двостулкових молюсків. Особливості систематики класу.
курсовая работа [5,6 M], добавлен 21.09.2010Особливості стану кардіо-респіраторної системи у підлітковому віці. Характеристика серцево-судинної системи: функції і будова серця, серцевий цикл та його регуляція. Дослідження впливу режиму дня підлітків та фізичних навантажень на стан серцевої системи.
творческая работа [44,6 K], добавлен 07.09.2014Мобільні елементи у геномі людини. Характеристика ендогенних ретровірусів. Приклади позитивного впливу ендогенних ретровірусів на геном тварин і людини. Ендогенні ретровіруси у геномі людини. Інструменти лікування різних генетичних захворювань.
реферат [19,8 K], добавлен 18.03.2014Теоретичні основи отруєння і взаємодія зоотоксинів на організм живих істот. Проблеми і науковий пошук шляхів вирішення морфолого–біологічних особливостей гадюки степової та вплив отрути на організм людини. Перша допомога від укусів отруйних тварин.
контрольная работа [691,6 K], добавлен 26.07.2014Поняття нервової системи людини, її значення для організму. Будова спиного мозоку, його сегментарний апарат та головні елементи. Функції корінців спинномозкових нервів. Головний мозок як вищий відділ нервової системи людини: його будова та функції.
презентация [1,2 M], добавлен 17.12.2012Загальна характеристика захворювання та фактори ризику. Гістологічні типи карциноми прямого кишечника людини та їх молекулярні маркери. Характеристика генів підродини FOXP. Створення бібліотеки геномної ДНК із зразків пухлин прямого кишечника людини.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.12.2013