bannerbannerbanner
Психотроника и днк. Искусственный интеллект в битве со старением организма человека. Психотроника и днк

Сергей Николаевич Юхин
Психотроника и днк. Искусственный интеллект в битве со старением организма человека. Психотроника и днк

Полная версия

W = (U2C) /2. (8)

Величина С для цилиндрического конденсатора с расстоянием между обкладками (d) и радиусом внутреннего цилиндра (R) при условии d « R будет равна

С = (2пе0£ f) / [ln (l+d/R)]» (2п£0£ fR) /d

а величина

W = (U2tx£0£ fR) /d. (9)

Подставим в (9) такие значения для нерва с R = 5 мкм: U ~ 0,07В; £0= 8,85 10» 12 Ф/м; £ ~ 5; f ~ 10“7 м; d ~ 10“8 м, получим

W ~ 510“17 Дж или 3107 Дж/моль. (10)

Такая же величина W получится, если подставить в (8) значение С = 10—2 Ф/м2 при тех же параметрах перехвата Ранвье и величине U. Величина (10) сравнима с энергией, выделяемой при окислении около десяти молекул глюкозы и при гидролизе около десять в третьей степени молекул АТФ. Известно, что при гидролизе одной молекулы АТФ через мембрану проходят ~3 иона Na+ в обмен на два иона К+, а при возбуждении потенциала действия плотность потока ионов Na+ через мембрану перехвата составляет JNa около четыреста десять в третьей степени ионов на микрометр в квадрате. Тогда число вошедших в аксон ионов 1\1а+ будет равно JNa (2nRf) около десяти в четвёртой степени, им соответствует около триста десяти в третьей степени молекул АТФ, суммарная энергия которых по порядку величины согласуется с (10). При концентрации АТФ в аксоплазме аксона кальмара около одного мили моль на один килограмм Н20, общее число молекул АТФ в цилиндре перехвата Ранвье (радиуса пять микрометров и длиной одного микрометра) будет равно около четыре умноженное на десять в седьмой степени молекул. Следовательно, величина W составит только ноль целых одну сотую процента от полного энергетического ресурса перехвата Ранвье. Очевидно, что энергия электромагнитного – кванта, играющего роль стимула генерации потенциала действия в перехвате Ранвье будет на один, два порядка меньше величины W. Например, за верхний предел энергии электромагнитного кванта можно взять энергию фотона с длиной волны шестьсот нано метров (четыре умноженное на десять в минус девятнадцатой степени джоулей), которой достаточно, чтобы возбудить сигнал в рецепторной клетке сетчатки глаза.

Подчинение нейронной физики закону электромагнитной индукции можно формализовать, введя в эквивалентную электрическую схему мембраны нерва с миелиновой оболочкой вместе с конденсатором еще катушку индуктивности (Рисунок восемь). Такая модификация эквивалентной схемы, преобразуя ее в колебательный контур, существенно расширяет диапазон электрофизических свойств нейрона.


Рисунок восемь.

Модифицированная электрическая схема мембраны нерва.

Rj., U – ионный канал;

С – емкость мембраны;

L – индуктивность глиальных миелиновых спиралей мембраны; Rin – сопротивление аксоплазмы.

Помимо этого, введение катушек индуктивности в электрическую схему

мембраны нерва позволяет смоделировать фактор хиральности нейрона и связать его с механизмом дифференциации нервных сигналов на возбуждающие и тормозящие. Сочетание фактора хиральности с биохимическим фактором (синаптические связи) наделяет логический элемент нейронных сетей возможностью кодировать сигналы «да» и «нет» (рисунок девять).



Рисунок девять. Модифицированная функциональная схема формального нейрона. Хп – биохимические, Zn – электрофизические факторы активности нейрона; Y («да»), Y* («нет») -аналоги возбуждающего и тормозящего сигналов.

или квазифотоны можно объединить в динамичную квантовую систему (Бозе-газ) и представить мозг процессором, элементной базой которого служит вся совокупность многоуровневой иерархии нейрон-нейронных и нейроглиальных связей. При этом оперативность квантового уровня организации нейронные сети будет лимитироваться величиной V (5) и время передачи и обработки сигнала в масштабе нейронные сети от одного микрометра до десяти сантиметров будет меняться в диапазоне от десяти в минус пятнадцатой до десяти в минус десятой степени секунд. Первое значение сопоставимо с временем жизни синглетного электронновозбужденного состояния молекулы (оптический квазифотон), а второе с характерным временем жизни тетраэдрических кластеров воды.

Капсулированные нервные окончания

Тельце Фатера Пачини

Электромагнитную индукцию можно привлечь и для объяснения механизма генерации электрических импульсов в капсулированных нервных окончаниях. Наиболее важным для физики мозга представителем такого рода окончаний является тельце Фатера – Пачини (Рисунок десять). Тельца Фатера – Пачини в изобилии присутствуют в подкожном слое ладоней и стоп, в женских гениталиях и в соединительных тканях внутренних органов.

Очевидно, что тельце Фатера – Пачини помимо сенсорной функции могут акцептировать гравитационную и геомагнитную энергии и одновременно исполнять роль генераторов электромагнитных – квантов. Предполагают, что в основе механизма генерации потенциала действия в тельце Фатера – Пачини лежит биохимический отклик тельца Фатера – Пачини на его механическую деформацию. Однако, изоморфизм тельца Фатера – Пачини и сложных электромагнитных устройств, имеющих на стержне две вложенных одна в другую катушек индуктивности, позволяет предположить участие электромагнитной индукции в механизме генерации потенциала действия. Деформация тельца Фатера – Пачини, будучи сопряжена с изменениями его индукционных или емкостных характеристик, может приводить к возбуждению электромагнитных импульсов, стимулирующих генерацию потенциала действия. В этом случае снижение величин L и С в соответствие с формулой (6) должно привести к возрастанию частоты генерации стимулов (w), а значит, и частоты следования потенциала действия, что и наблюдается на опыте. Отметим, что при отсутствии внешней деформации тельца Фатера

Пачини их фоновую активность в качестве «генераторов» квазифотонов может обеспечивать ритмическая деформация клетчатки вокруг тельца Фатера – Пачини, отвечающая пульсации кровеносной системы. Не исключено также, что LC-контур в структуре тельца Фатера – Пачини при движениях рук и ног может резонансно поглощать энергию геомагнитного поля.

Глаз

Глаз можно считать интегральным капсулированным окончанием большого числа аксонов зрительного нерва. Его основная функция – преобразование фронта фотонов видимого диапазона в сложную пространственно- временную мозаику потенциала действия и квазифотонов. Электрическая энергия (импульс) поглощенного сетчаткой фотона стимулирует генерацию в ней потенциала действия и частично преобразуется в импульс спайка зрительного нерва. В такой роли выступают около десяти процентов от попадающих в глаз фотонов, остальные девяносто процентов поглощаются оптическими средами глаза. При поглощении фотонов, как в сетчатке, так в других элементах глаза высока вероятность генерации состояний с внутри- и межмолекулярным переносом заряда в донор – акцепторых фрагментах. Такие метастабильные состояния называются экситонами. Кинетика процесса релаксации экситонов в сетчатке коррелирует с кинетикой генерации потенциала действия. Достаточно большое время жизни и высокая фотостационарная концентрация этих состояний обусловливают дипольную поляризацию поверхности сетчатки.

Перемещение зарядов сетчатки при движении глаз индуцирует вихревые магнитные поля (электромагнитный – вихрь), максимальная плотность энергии которых достигается в лобных и височных долях, а также в пазухах черепа (верхнечелюстных, клиновидных, лобных) (Рисунок одиннадцать). Известно, что в данных областях локализованы функции внимания и самосознания, поэтому электромагнитные – вихри глаз могут принимать прямое участие в их активации. С учетом этого предположим, что глаза и их нервная система наряду со своей сенсорной функцией играют доминирующую роль в физике когнитивных функций мозга. Именно поэтому при усиленной умственной работе, даже не связанной с чтением, сильно устают глазные мышцы, что провоцирует развитие специфического рисунка морщин вокруг глаз. Отметим, что при врожденном поражении отделов центральной нервной системы, ответственных за формирование наглядных представлений внешнего мира («центральная врожденная слепота»), ребенок обречен остаться идиотом.



Рисунок одиннадцать. Распределение магнитной индукции при различных движениях глаз (а, б, с) и схема потоков магнитной индукции во фронтальной проекции (д). Положительно-магнитное поле направлено внутрь, отрицательно- наружу объекта. Величина В-поля пропорциональна радиусу кружка. А), б) – горизонтальное движение глаз справа налево в пределах угла в 55°; с) – движение глаз снизу вверх. На рисунке одиннадцать е… показаны области мозга (вид спереди), ответственные за самосознание: красным цветом выделена медиальная префронтальная кора (связываетсамоощущения и память о себе); желтым – предклинье (активация ретроспективной памяти о себе).

Геометрия вихревых В- и D-полей глаз задается траекториями зарядов сетчатки и мышц при движении глаз в вертикальном и горизонтальном направлениях. Локализация максимального значения В-поля при горизонтальном перемещении глаз в срединной точке (рисунок одиннадцать а…) указывает на суммирование в этой точке В-полей от обоих глаз. Такое возможно при условии, если метрики вихрей индуцируемых правым и левым глазам зеркально симметричны. Не исключено, что хиральность электромагнитного стимула, а значит, и знаки миелиновых спиралей нервов правого и левого глаза противоположны. Можно представить, что электромагнитные – вихри индуцируют в ликворе продольной щели между полушариями зеркально симметричные пары энергоформ, их слияние, в принципе, может давать квазифотон и такой механизм генерации энергоформ – квантов, очевидно, лежит в основе экзотермического процесса рекомбинации двух разноименных электрических зарядов. Очевидно, что организующее действие электромагнитных – вихрей глаз в процессе формирования самосознания ребенка обусловливает образование в медиальной префронтальной области коры нейронов уникальной формы, называемых клетками-веретенами. Аналогичные реакции слияния-рекомбинации энергоформ, индуцируемых в правом и левом полушарии, могут идти также и в ликворе третьего и четвертого желудочков, принимая активную роль в их биоэнергетике. Упрощенная схема фронтальной проекции D-, В-вихрей глаз показана на рисунке одиннадцать д…

 

Крестик в центре глаза обозначает уходящий в плоскость рисунка спайк зрительного нерва. Данная схема совпадает также с распределением силовых линий магнитного диполя, ориентированного по линии носа. Это согласуется также с тем фактом, что пористые кости стенок носа, клиновидной пазухи и решетчатой кости имеют высокое значение остаточной намагниченности.

В подтверждение важной роли глаз в когнитивной физике мозга говорит наличие сложных взаимоотношений между энергетикой глаз и базовым ритмом электрофизики мозга (альфа-ритмом):

альфа-ритм имеют только высшие млекопитающие и он устанавливается синхронно с половым созреванием, после чего он не фиксируется в лобных долях;

альфа-ритм, как и бета-ритм, может локализоваться обособленно в правом- или левом полушарии мозга;

альфа-ритм исчезает при потере сознания и открывании глаз, однако у слепых он либо плохо выражен, либо отсутствует;

частоту альфа – ритма (около десяти герц) соотносится с частотой стоячей электромагнитные – волны в сферическом резонаторе, который образует поверхность Земли и ее ионосфера.

Стекловидное тело глаза в фоновом режиме может конденсировать электромагнитную – энергию внешней среды и, возможно, энергию солнечного нейтрино, напрямую питая этой энергией мозг. В пользу данного предположения свидетельствуют данные:

быстрое движение глаз в фазе парадоксального сна сопряжено с интенсификацией физики мозга;

образование специфического пятипальцевого рельефа на поверхности глазницы, обращенной к мозгу и искривление линии носа;

мышцы глазного яблока спонтанно подергиваются с частотой от двадцати до ста пятидесяти герц (микросаккады, тремор);

граничащий со стекловидным телом слой ганглиозных клеток сетчатки в темноте и при закрытых глазах проявляют фоновую активность с частотой от одного до приблизительно двадцати импульсов в секунду;

воздействие на закрытые глаза механического давления и импульсного магнитного поля инициирует «видение» белого света (фосфены);

увеличение интенсивности света ведет к возрастанию частоты генерации потенциала действия в зрительном нерве;

хрусталик и стекловидное тело глаза оптически активны;

гликолиз глюкозы в стекловидном теле дает наряду с АТФ еще хиральную молочную кислоту;

– характерное время гидродинамики глаза составляет около девятьсот секунд, за это время обновляется половина жидкости стекловидного тела.

Онтогенез асимметрии зрения, обоняния, слуха, лица (искривление носа) и половых органов синхронизован с процессом стабилизации частоты альфа – ритма и за двенадцать тринадцать лет повторяет этап филогенеза, соответствующий прямохождению. Причем уже к двум годам, когда ребенок начинает самостоятельно ходить, в генезис асимметрии мозга включается энергетика тельца Фатера – Пачини стоп и физика половых органов, гендерные особенности которой накладывают свой отпечаток на топологию и функции мозга мужчины и женщины.

Квазифотон. Типы квазифотонов

Для описания свойств различных конденсированных сред широко используют понятие квазичастица. Поскольку содержание воды в мозгу достигает ~75%, его можно считать высококонцентрированным коллоидным раствором. Для описания механизмов энергоинформационных процессов, лежащих в основе физики мозга, удобно использовать понятие квазифотона, как обобщение электромагнитного – кванта. Таким образом, квазифотон является носителем избыточной энергии электромагнитного поля, локализованной на электроне или на системе электронов той или иной упорядоченной атомно-молекулярной структуры. Предшественником квазифотона могут быть фотон или электромагнитный – квант, в случае их поглощения системой. В зависимости от энергии фотона и электронной структуры системы метрика, время жизни и судьба квазифотона варьируются в широких пределах. Физика квазифотонов генетически наследует законы атомно-молекулярной спектроскопии и свойства возбужденных состояний молекул различных типов (электронные, колебательные, трансляционные, вращательные). Смешанным электронноядерным конфигурациям возбужденных состояний будут отвечать вращательные и колебательные квазифотоны, а чисто электронным возбужденным состояниям – оптические квазифотоны.

Примерами оптического квазифотона служат, электромагнитный – стимул генерирующий потенциал действия, экситон или электронно-возбужденное состояние молекулы. Колебательный квазифотон в упругой связанной структуре подобен фонону. Вращательный квазифотон в системе связанных ядерных или электронных спинов можно отождествить с магноном. Квазифотоны могут быть свободными и связанными в зависимости от свойств среды и механизма взаимодействия ее элементов. Таким образом, метрикодинамические характеристики квазифотонов будут определяться типом химических связей и видом межмолекулярных взаимодействий, которые определяют степень упорядоченности среды. Энергия квазифотонов различных типов меняется в широком диапазоне, верхней границей которого можно считать энергию квазифотона стимулирующего генерацию потенциала действия в перехвате Ранвье (около десяти в минус девятнадцатой степени джоулей). За низший предел энергии квазифотона можно принять энергию вихревого электромагнитного – поля, генерируемого движением глаз. Плотность данной энергии имеет порядок, при В ~ 4 пТ:

Е = В2/ (2р0ц) ~ 10—23 Дж/см3 или ~0,01 кДж/моль в см3. (11)

Степень влияния данного поля на магнитно-восприимчивые микро и макро структуры и среды мозга будет определяться величиной плотности энергии:

Е = (М В) /2

где М – удельная намагниченность (удельная плотность магнитных моментов – т), равная:

М = I т.

В случае кольцевых токов любой природы (J) m = J AS, где AS – площадь поверхности, охватываемой током. Причем поляризационный эффект магнитного поля может усиливаться под влиянием теплового движения частиц среды.

Сравнима с величиной (11) энергия теплового эффекта от светового раздражения глаз крысы, который проявляется повышением локальной температуры зрительной коры мозга на ~0,06° С. Величина энергии квазифотона отвечающего данному кванту тепловой энергии составит ~10~24 Дж или ~10~3 кДж/моль. В диапазон 10~3 – 102 кДж/моль попадает энергия биогенного микроволнового – излучения (Л = 100 -1 мм, Е = 10-3-0,1 кДж/моль); в том числе и энергия резонансных частот воды (Л ~ 6 мм, Е = 0,02 кДж/моль). Известно, что энергия активации процессов ассоциирования сахаров и квантов биогенного микроволнового – излучения на один-два порядка меньше тепловой энергии и сравнима по порядку величины с (11). Отсюда следует, что в процессах самоорганизации жидких сред мозга ключевую роль играют квазифотоны вращательного типа и физика лобно-височных долей, ответственная за когнитивные функции мозга, непосредственно связана с электрофизикой глаз.

Метрика квазифотона

Элементарной структурной ячейкой жидкой воды является динамический тетраэдр, образованный из четырех молекул воды, связанных между собой водородными связями. Пятая молекула воды или соразмерная с ней молекула или атом могут находиться в центре тетраэдра, тогда он называется центрированным тетраэдром (Рисунок тринадцать). Благодаря водородным связям, вода эффективно взаимодействует с растворенными молекулами, расширяя тем самым спектр их физико-химических свойств. Данная особенность водных коллоидов и гелей особенно важна для физики мозга, поскольку его межклеточные объемы, как правило, сравнимы с размерами биомолекул, клеток и органелл.

В силу этого следует предполагать существенное влияние эпитаксиального эффекта на процессы, регулирующие межнейронные и нейроглиальные взаимодействия. Известно, например, что в химических реакциях, протекающих в оптически активной среде или на поверхности кварца, возрастает выход хиральных продуктов. Увеличению эпитаксиального эффекта мембран и стенок различных органов, помимо посредничества воды, очевидно, способствуют связанные или адсорбированные поверхностью полипептидные и полисахаридные цепочки, а также микроворсинки (Рисунок двенадцать). Эпитаксиальный эффект и присутствие хиральных сахаров сказывается на кинетике обратимой адсорбции ионов и нейромедиаторов на поверхностях мембран нейронов как в перехватах Ранвье, так и в синапсах.



Рисунок двенадцать. Схема мембраны и выходящих из нее полисахаридных и полипептидных цепочек.

Метаболиты, имеющие заряд, диполь, механический или магнитный

моменты, а также хиральность, влияя на электродинамическую постоянную (ец) среды, метрику и динамику надмолекулярных структур, могут в широких пределах менять кооперативные свойства растворов, эффективность генерации и механизм движения квазифотонов. Это относится, прежде всего, к ионам (Na+, К+. Cl~, Р3+) (Таблица 1) и к молекулам, играющим роль переносчиков, акцепторов и преобразователей квазифотонов (кислород, углекислый газ, вода, сахара, АТФ, нейромедиаторы, гормоны, ферменты).



Рисунок тринадцать. Схема слияния двух зеркально симметричных подвижных энергоформ (v/g-nap) в покоящийся квазифотон с тетраэдрической метрикой (а) и схема электронных орбиталей молекулы воды (6).

Основным механизмом движения квазифотонов будет их резонансное поглощение и переизлучение молекулами среды, метаболитами и надмолекулярными структурами. Главным элементом трехмерной метрики жидкой среды и большинства органических метаболитов служит тетраэдр, электронно-ядерной матрицей которого является зр3-гибридизированная система электронных орбиталей атомов углерода, азота и кислорода. Следовательно, квазифотон, локализованный на том или ином метаболите, с наибольшей вероятностью будет иметь метрику изоморфную геометрии зр3-гибридизации. Используя представление о v/g-napax, покоящуюся энергоформу или локализованный квазифотон с тетраэдрической метрикой можно получить по схеме, показанной на Рисунке тринадцать. Правила комбинирования и конденсации энергоформ (v/g-nap) позволяют моделировать и рассчитывать метрику квазифотонов различных типов, в том числе изоморфных метрике sp- и зр2-гибридизированных атомных орбиталей. Энергия квазифотонов, связанных с тт-электронами, будет меньше энергии квазифотонов, отвечающих колебательно-вращательным возбуждениям атомов или деформациям о-скелета. Низшие колебательные уровни молекулы углекислого газа (0=С=0), имея энергию от 10~21 до Ю“20 Дж, могут заселяться за счет поглощения тепловых квантов (кТ).

Специфика расположения уровней допускает их инверсную заселенность, что позволяет использовать углекислый газ в качестве активной среды лазера (Л ~ 10 мкм). В жидких средах предрасположенных к самоорганизации молекула С02 может быть донором колебательных квазифотонов для молекул с карбоксильной группой (-НСО). Аналогично, молекулы с ароматическими циклами будут акцепторами квазифотонов, отвечающих конформационным колебаниям изоморфных им насыщенных углеродных циклов и гетероциклов. Высокая активность, например, стероидных гормонов производных холестерола, имеющих конденсированные гексановые цикла, может быть обусловлена насыщенностью их молекул квазифотонами с зр3-метрикой (рисунок тринадцать). При этом изоморфные фрагментам гормонов ароматические молекулы (бензол, антрацен, пирен), эффективно дезактивируя гормоны и искажая их метаболические функции, могут инициировать канцерогенез.



Метаболические квазифотоны

Для унификации языка биоэнергетики соотнесем с величинами энергий химических связей, колебательно-вращательных и тепловых движений атомов и молекул энергию квазифотонов соответствующей метрики. Дееспособность мозга обеспечивает энергия ферментативные реакции окисления глюкозы в митохондриях и анаэробного ее гликолиза в глазном яблоке. В этих реакциях электромагнитная – энергия химических связей глюкозы и кислорода трансформируется в энергию макроэргических связей АТФ, которая в последующих реакциях гидролиза АТФ преобразуются в кинетическую и колебательно-вращательную энергию метаболитов и молекул среды. Химическая активность этих молекул реализуется затем через действия их энергии возбуждения, которую и моделируют квазифотоны соответствующей энергии и метрики.

 

Суммарный энергетический эффект всех стадий ферментативной реакции окисления глюкозы в митохондриях имеет своим пределом тепловой эффект реакции горения глюкозы в атмосфере кислорода:

C6Hi206 +6 02 -> 6 С02 +6 Н20 +2800 (кДж/моль). (12)

Реакция окисления глюкозы в митохондриях сопряжена с реакцией синтеза АТФ, при этом на одну молекулу глюкозы приходится 38 тридцать восемь молекул АТФ. При анаэробном гликолизе глюкозы образуются только две молекулы АТФ и две молекулы хиральной молочной кислоты, которые, очевидно, вносят свой вклад в хиральность энергетики глаз и мозга. Максимальный выход метаболической энергии даст гидролиз 38 тридцать восемь молекул АТФ по схемам:

АТФ -> АДФ + Р~Р +36 (кДж/моль)

Р~Р -> Р + Р +33,4 (кДж/моль).

Полная энергия макроэргических связей 38 тридцати восьми молекул АТФ равна 2640 кДж/моль, что составляет ~95% девяносто пять процентов от предельного значения энергии сгорания одной молекулы глюкозы. Это говорит о высокой эффективности ферментативных реакций трансформации квазифотонов, соответствующих о-связям С-С, С-О-С, С-Н глюкозы в квазифотоны, локализованные на двух макроэргических связях Р~0- в АТФ.

Предположим, что квазифотоны равновероятно распределяются по связям продуктов реакций окисления глюкозы и гидролиза АТФ, тогда предельные значения энергий квазифотонов, отвечающих данным реакциям будут равны 1/12 и 1/152 от теплового эффекта реакции (12), равного 4,5 10~18 Дж, то есть ~3 10~19 и ~3 Ю-20 Дж, соответственно. Если к этим квазифотонам применить универсальное соотношение между энергией и характерным размером (г) дискретного элемента материи (v/g-napa, элементарная частица):

Е ~ fic/r, (13)

то для квазифотона, действующего в виде кванта метаболической энергии, получим радиус ~1 мкм, сравнимый с радиусом аксона.

Метаболические квазифотоны могут принимать активное участие в ферментативном синтезе белков и нуклеиновых кислот, а также в репликации и транскрипции ДНК. Можно представить участие квазифотонов в расплетении двойной спирали ДНК следующим образом. В области репликативной вилки сахарофосфатный остов цепи ДНК резонансно поглощает метаболические квазифотоны колебательного типа. Возрастает упругость цепей, что и приводит к разрыву водородных связей между ними. Учитывая, что на два сахарофосфатных звена спирали ДНК приходится одна водородная связь и ее энергия равна ~19 кДж/моль (3 Ю-20 Дж), получится, что для ее разрыва достаточно поглощения цепью ДНК одного метаболического квазифотона.

Присутствие изоморфных аминокислотных фрагментов в пептидных цепях белка и в структуре нейромедиаторов (глицин, ацетилхолин, глутаминовая кислота, дофамин, серотонин и др.) позволяет предложить резонансный механизм передачи квазифотона колебательного типа при контакте нейромедиатора с рецептором. Из-за наличия в структурах медиаторов электроно-, протонодонорных и акцепторных групп их основное электронное состояние характеризуется внутримолекулярным переносом заряда Д-С-А'6. Здесь Д- аминогруппы, метоксигруппа, бензольное кольцо и А – карбонильная и гидроксильные группы, а С – цепочка из о-связей. Этот фактор и предрасположенность медиаторов к образованию водородных связей лежат в основе их физической и химической сорбции на рецепторах постсинаптических мембран. Рецептор, принимая или отдавая квазифотон при контакте с нейромедиатором, меняет свою конформацию, запирая или открывая при этом кальциевый канал мембраны.

Термодинамика мозга

Мозг в целом можно считать реакционной термодинамической системой, находящейся в стационарном состоянии. Приток энергии и сброс избыточного тепла мозгом сбалансированы в узком диапазоне температур от~37°(центр мозга) до ~36°С (кора мозга). Этот градиент температуры, будучи обусловлен более низкой температурой внешней среды, может играть существенную роль в ориентировании тепловых потоков внутри мозга. Аналогичный градиент температуры наблюдается и для тела, она имеет максимум в прямой кишке, а минимум в поверхностном слое клетчатки и мужских яичках. Диапазон оптимальной температуры метаболизма находится в пределах значений температур, для которых изобарная теплоемкость чистой воды имеет минимум. Особенности термодинамики фазовых переходов водных растворов в процессе филогенеза легли в основу механизма адаптации живых систем, которая, по сути, представляет собой изоэнергетические переходы или переходы с энергией активации порядка кДТ (при АТ ~ ОД – 1 К) между состояниями разной степени упорядоченности белковых молекул или однородных, молекулярно-клеточных ансамблей. Снижение энтропийной составляющей внутренней энергии живой системы сопряжено с резонансным поглощением ею кванта внешней электромагнитной или нейтринной энергии, который она преобразует в активный метаболический квазифотон. Жидкостная среда обеспечивает отвод кванта тепловой энергии (энтропии) за границы системы, а действием квазифотона реализуется функция той или иной структуры мозга, включающей в себя упорядоченную подсистему.

Энергия, выделяемая или поглощаемая при таких переходах, может оказаться намного порядков меньше кТ. В неравновесных условиях колебания отдельных макромолекул могут синхронизироваться, в частности, посредством электромагнитного поля.

Таким образом, термодинамика мозга сочетает равновесно-стационарную термодинамику метаболизма и неравновесную термодинамику нейросети, «рабочего телом» которой является Бозе-газ квазифотонов. Соответственно, внутренняя энергия U мозга как функция его состояния будет зависеть в общем случае от температуры (или энтропии S), от тензора деформаций G, зависящего от внутричерепного давления, от магнитного момента М отдельных метаболитов и макроструктур, от суммарного момента количества движения ядер и атомов L и от поляризация среды Р. Следовательно, полный дифференциал внутренней энергии U- U (S, G, М, L, Р) будет иметь вид:

dU= TdS – ndG + BdM + DdP + FdJ, (14)

где T – абсолютная температура системы; П – тензор давлений; F – вектор ориентационной поляризации системы спинов или моментов импульса. В выражении (14) член FdL характеризует работу, связанную с ориентационной поляризацией системы ядерных спинов или моментов импульса атомов и молекул (подобно тому, как члены DdP и BdM определяют работу, связанную с поляризацией и намагничиванием системы).

Ориентационные и поляризационные эффекты существенную роль играют в инициации фазовых переходов в однородных газовых и жидкостных системах мозга и организма. Высокую чувствительность данных систем к параметрам входящим в (14) обеспечивает хиральность метаболитов (в основном сахаров) и физико-химические особенности молекулярной и жидкой воды. Такие системы формируются в следующих структурах и средах организма и мозга:

– желудок, матка, трахея, черепно-лицевые пазухи, полость эпифиза; -оболочки и желудочки мозга, венозные синусы, глазное яблоко;

кровеносная и лимфатические системы;

паренхима органов (легкие, печень, селезенка, яички, женская грудь);

подкожная клетчатка, соединительная и костная ткань.

Все перечисленные системы в норме функционируют в двух режимах- стационарном (квазиравновесном) и неравновесном. Первый характерен для бодрствующего состояния организма и мозга не занятого мыслительной работой, а второй режим соответствует состоянию сна или творческой работе. В первом режиме обмен энергией со средой происходит непрерывно, а во втором – квантуется. Механизм акцепции кванта внешней энергии в фазовом переходе кооперативной системы иллюстрируют процессы конденсации паров воды в точке росы и квантовой Бозе- конденсации.

Акцептированию квантов энергии микроволнового – диапазона или нейтринной энергии в указанных средах способствует снижение температуры организма во сне на ~1К, а также пониженные температуры стекловидного тела глаз, периферийной (депонированной) крови и яичек. В акцепции хиральных квантов нейтринной энергии большую роль играют сахара, содержание которых в крови возрастает в утренние часы до восхода солнца. В это время нейтринная составляющая солнечного излучения отфильтровывается от электромагнитного – излучения поверхностным сегментом коры земного шара. Важную роль в акцепции энергии стекловидным глазом играет полисахарид – гиалуроновая кислота. Почти половина всей гиалуроновой кислоты организма человека сосредоточено в его коже, где она располагается в соединительной ткани дермы между волокнами коллагена и эластина, а также в клетках рогового слоя корнеоцитах. В дерме содержится 70% воды, что составляет ~20% двадцать процентов всей воды организма. Поглощаемая организмом энергия, конденсируясь на метаболитах в составе жидких сред (кровь, спинномозговая жидкость), передается в мозг по нейрогуморальным и воздушным каналам (из легких).

1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25  26  27  28  29  30  31  32  33  34  35  36 
Рейтинг@Mail.ru