RU2708040C2 - Method of detecting human microwave electromagnetic brain activity - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medical equipment. Method involves a transcranial brain examination by recording brain wEW using a log-periodic UHF/SHF antenna with a built-in low-noise amplifier, the receiving portion of which is located in close proximity to the examined cerebral part of the skull of the person being tested, and determining the amplitude-frequency characteristic of the electromagnetic field-emission device using a high-sensitivity UHF/SHF spectrum analyzer with low intrinsic and phase noise, connected to the output of the antenna through a radio-frequency cable, wherein recording of the brain wEW is carried out when at least the person being tested and the antenna in the anechoic shielded chamber are found.

EFFECT: invention is used for carrying out neurophysiological studies of microwave electromagnetic activity of different areas of the human brain (HB) by transcranial detection of amplitude-frequency characteristics of weak electromagnetic waves (wEW) in the range of ultrahigh (UHF) and superhigh (SHF) frequencies from 1,5 to 5 GHz.

3 cl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области физиологии и медицины, в частности, к способам исследования и мониторинга нейрофункционального состояния головного мозга (ГМ) человека и может быть использовано для проведения нейрофизиологических исследований микроволновой электромагнитной активности разных участков ГМ человека путем транскраниальной (через кости черепа) регистрации амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) слабых электромагнитных волн (сЭМВ) в диапазоне ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот от 1,5 до 5,0 ГГц.The invention relates to the field of physiology and medicine, in particular, to methods for the study and monitoring of the neurofunctional state of the human brain (GM) and can be used to conduct neurophysiological studies of microwave electromagnetic activity of different sections of human GM by transcranial (through the bones of the skull) amplitude-frequency recording characteristics (AFC) of weak electromagnetic waves (sEMV) in the range of ultra-high (UHF) and ultra-high (microwave) frequencies from 1.5 to 5.0 GHz.

Уровень техникиState of the art

История изучения электромагнитной активности ГМ берет свое начало с середины 19-го века. Начало изучению электрических процессов в ГМ было положено Д. Реймоном (Du Bois Reymond) в 1849 году, который показал, что ГМ, так же как нерв и мышца, обладает электрогенными свойствами. 24 августа 1875 года английский врач Ричард Катон (R. Caton, 1842-1926) сделал доклад на заседании Британской медицинской ассоциации, в котором он представил научному сообществу свои данные по регистрации слабых токов от мозга кроликов и обезьян. В том же году независимо от Катона русский физиолог В.Я. Данилевский в докторской диссертации изложил данные, полученные при изучении электрической активности мозга у собак. В своей работе он отметил наличие спонтанных потенциалов, а также изменения, вызываемые различными стимулами. В 1882 г. И.М. Сеченов опубликовал работу «Гальванические явления на продолговатом мозгу лягушки», в которой впервые был установлен факт наличия ритмической электрической активности мозга. В 1884 г. Н.Е. Введенский для изучения работы нервных центров применил телефонический метод регистрации, прослушивая в телефон активность продолговатого мозга лягушки и коры больших полушарий кролика. Введенский подтвердил основные наблюдения Сеченова и показал, что спонтанную ритмическую активность можно обнаружить и в коре больших полушарий млекопитающих.The history of the study of the electromagnetic activity of GM originates from the mid-19th century. The beginning of the study of electrical processes in GM was made by D. Reimond (Du Bois Reymond) in 1849, which showed that GM, like the nerve and muscle, has electrogenic properties. On August 24, 1875, the English physician Richard Caton (R. Caton, 1842-1926) made a report at a meeting of the British Medical Association, in which he presented to the scientific community his data on the registration of weak currents from the brain of rabbits and monkeys. In the same year, regardless of Cato, the Russian physiologist V.Ya. Danilevsky in his doctoral dissertation outlined the data obtained by studying the electrical activity of the brain in dogs. In his work, he noted the presence of spontaneous potentials, as well as changes caused by various incentives. In 1882, I.M. Sechenov published the work "Galvanic phenomena on the medulla oblongata of the frog", in which the fact of the presence of rhythmic electrical activity of the brain was first established. In 1884, N.E. Vvedensky used the telephone registration method to study the work of nerve centers, listening to the activity of the medulla oblongata of the frog and the cortex of the cerebral hemispheres on the telephone. Vvedensky confirmed Sechenov's basic observations and showed that spontaneous rhythmic activity can also be detected in the cortex of mammalian hemispheres.

Все современные научные представления об электромагнетизме ГМ человека основаны на научных представлениях 60-х годов прошлого века, когда нейрофизиологи научились регистрировать биоэлектрическую активность ГМ в герцовом электромагнитном диапазоне, и в дальнейшем были значительно дополнены магнитографическими данными об электромагнитной активности ГМ уже в начале 21-го века. Еще в середине 20-го века были описаны различные ритмы биоэлектрической активности ГМ и показана их представленность в норме и патологии: альфа-ритм (полоса частот 8-14 Гц, средняя амплитуда 30-70 мкВ), бета-ритм (14-30 Гц, 5-30 мкВ), тета-ритм (4-8 Гц, 10-400 мкВ), дельта-ритм (0,3-4 Гц, сотни мкВ). Основные положения электро- и магнитоэнцефалографических исследований подробно изложены в основных нейрофизиологических руководствах и целом ряде научных монографий и учебников (Гусельников В.И., 1976; Иванов Л.Б, 2000; Зенков Л.Р., 2002).All modern scientific ideas about the electromagnetism of human GM are based on scientific ideas of the 60s of the last century, when neurophysiologists learned to record the bioelectric activity of GM in the hertz electromagnetic range, and were further significantly supplemented by magnetographic data on the electromagnetic activity of GM already in the beginning of the 21st century . Back in the mid-20th century, various rhythms of bioelectric activity of GM were described and their representation in normal and pathological conditions was shown: alpha rhythm (frequency band 8-14 Hz, average amplitude 30-70 μV), beta rhythm (14-30 Hz , 5-30 μV), theta rhythm (4-8 Hz, 10-400 μV), delta rhythm (0.3-4 Hz, hundreds of μV). The main provisions of electro- and magnetoencephalographic studies are described in detail in the main neurophysiological manuals and a number of scientific monographs and textbooks (Guselnikov V.I., 1976; Ivanov LB, 2000; Zenkov L.R., 2002).

Впервые о влиянии электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на функции ГМ человека стало известно во Вторую мировую войну, когда военнослужащие и служащие радиолокационных станций периодически попадали в полосу СВЧ-излучений от антенн СВЧ-радаров, и тогда они слышали голоса «внутри головы», причем воспринимаемые ими звуки не были слышны другим людям. Сегодня этот феномен широко известен как микроволновый слуховой эффект или эффект Фрея - эффект, заключающийся в слуховом восприятии микроволнового излучения. Это явление было объяснено американским нейрофизиологом Аланом Фреем в его работе, опубликованной в журнале «Journal of Applied Physiology» в 1962 году [11]. Алан Фрей пришел к заключению, что при воздействии импульсного или модулированного микроволнового излучения на участки вокруг улитки уха происходит поглощение этого излучения тканями внутреннего уха, сопровождающееся их термическим расширением. В ходе этого процесса возникают ударные волны, воспринимаемые человеком как звук, который больше никому не слышен. Также было обнаружено, что при соответствующем выборе модулирующего сигнала существует возможность передавать человеку информацию в виде отдельных слов, фраз и других звуков.For the first time, the effect of microwave electromagnetic radiation on the functions of human GM became known in World War II, when military personnel and employees of radar stations periodically fell into the microwave radiation band from microwave radar antennas, and then they heard voices “inside the head,” moreover, their sounds were not heard by other people. Today, this phenomenon is widely known as the microwave auditory effect or the Frey effect - the effect of the auditory perception of microwave radiation. This phenomenon was explained by the American neurophysiologist Alan Frey in his work published in the journal "Journal of Applied Physiology" in 1962 [11]. Alan Frey concluded that when pulsed or modulated microwave radiation is applied to areas around the cochlea, this radiation is absorbed by the tissues of the inner ear, accompanied by their thermal expansion. During this process, shock waves arise, perceived by a person as a sound that is no longer heard by anyone. It was also found that with the appropriate choice of a modulating signal, it is possible to transmit information to a person in the form of separate words, phrases and other sounds.

В СССР также проводились научные исследования этого эффекта, например, на базе Научного центра биологических исследований АН СССР, в Пущинском научном центре, в Институте теоретической и экспериментальной биофизики Академии наук СССР. В 1991 профессор, доктор физико-математических наук Р.Э. Тигранян выпустил монографию «Физические основы слухового эффекта СВЧ» [19], в которой показал, что «радиозвук - это явление возникновения слухового ощущения у человека при облучении его головы импульсами электромагнитной энергии СВЧ. На сегодня - это единственный известный науке объективно воспринимаемый человеком эффект биологического действия СВЧ».In the USSR, scientific studies of this effect were also carried out, for example, on the basis of the Scientific Center for Biological Research of the USSR Academy of Sciences, at the Pushchino Scientific Center, at the Institute of Theoretical and Experimental Biophysics of the USSR Academy of Sciences. In 1991, Professor, Doctor of Physical and Mathematical Sciences R.E. Tigranyan published the monograph “Physical foundations of the auditory microwave effect” [19], in which he showed that “radio sound is a phenomenon of the occurrence of auditory sensation in a person when his head is irradiated with microwave electromagnetic energy pulses. Today, this is the only known biological effect of microwave action that is objectively perceived by man. ”

В 2008 г. американская компания Sierra Nevada на базе микроволнового слухового эффекта разработала систему под названием MEDUSA (от англ. Mob Excess Deterrent Using Silent Audio - «средство сдерживания эксцессов толпы с применением неслышного звука»), которая позволяет генерировать в голове «цели» громкий «крик», дестабилизирующий ее психологическое состояние [13].In 2008, the American company Sierra Nevada based on the microwave auditory effect developed a system called MEDUSA (from the English Mob Excess Deterrent Using Silent Audio - “a means of restraining crowd excesses using inaudible sound”), which allows you to generate loud “Scream” destabilizing her psychological state [13].

Идея о важнейшей биологической роли электромагнитного излучения миллиметрового (ММ) диапазона для работы мозга человека и возможности специфического воздействия электромагнитного излучения ММ-диапазона волн на биологические объекты, в т.ч. на организм человека, активно разрабатывалась с 1964 г. советскими учеными Н.Д. Девятковым, Ю.В. Гуляевым и М.Б. Голантом [2, 3, 4]. Обширные исследования, проводимые в ИРЭ АН СССР и НПП «Исток» (Фрязино) заключались в изучении воздействия низкоинтенсивных электромагнитных полей миллиметрового диапазона на функционирование биологических организмов с помощью разработанного ими оригинального широкополосного генератора ММ-волн на основе вакуумных приборов - ламп обратной волны с продольным магнитным полем (ЛОБ-О). Широкие научно-исследовательские работы по проблеме миллиметровой электромагнитобиологии были поставлены по инициативе академика Н.Д. Девяткова в десятках НИИ и медицинских организаций СССР. Среди важнейших научных достижений было обнаружение так называемых, «резонансных» частот воздействия на организм человека низкоинтенсивных электромагнитных полей ММ-диапазона на средних частотах 50,3; 51,8; 65,0 ГГц [10]. Была предложена эффективная система миллиметровой или крайне высокочастотной терапии, которая получила дальнейшее развитие и признание в отечественной и зарубежной медицине как концепция применения миллиметровых волн в медицине. В ИРЭ (совместно с ведущими предприятиями страны в области электронной промышленности) были разработаны серия терапевтических приборов, а также лечебно-диагностический комплекс, которые нашли широкое применение на практике [5]. Значимость этой работы была подтверждена присуждением ряду сотрудников ИРЭ Государственной премии РФ в области науки и техники за 2000 г.The idea of the most important biological role of millimeter-wave (MM) electromagnetic radiation for the functioning of the human brain and the possibility of a specific effect of the electromagnetic radiation of the MM-wave range on biological objects, including on the human body, has been actively developed since 1964 by Soviet scientists N.D. Devyatkov, Yu.V. Gulyaev and M.B. Golant [2, 3, 4]. Extensive research conducted at the IRE of the Academy of Sciences of the USSR and NPP Istok (Fryazino) consisted in studying the effect of low-intensity millimeter-wave electromagnetic fields on the functioning of biological organisms using their original broadband MM-wave generator based on vacuum devices — backward-wave lamps with longitudinal magnetic field (LOB-O). Extensive research work on the problem of millimeter-wave electromobiology was put at the initiative of Academician N.D. Devyatkova in dozens of research institutes and medical organizations of the USSR. Among the most important scientific achievements was the discovery of the so-called "resonant" frequencies of exposure to the human body of low-intensity electromagnetic fields of the MM range at medium frequencies of 50.3; 51.8; 65.0 GHz [10]. An effective system of millimeter or extremely high-frequency therapy was proposed, which was further developed and recognized in domestic and foreign medicine as a concept for the use of millimeter waves in medicine. In the IRE (together with the leading enterprises of the country in the field of electronic industry), a series of therapeutic devices, as well as a treatment and diagnostic complex, were developed that are widely used in practice [5]. The significance of this work was confirmed by the award of a number of IRE employees of the RF State Prize in the field of science and technology for 2000.

Однако эти научные исследования были основаны, прежде всего, на облучении биологических объектов низкоинтенсивными электромагнитными полями миллиметрового диапазона. Убедительных научных доказательств существования сЭМВ, излучаемых нервными клетками коры головного мозга в УВЧ/СВЧ диапазоне, так и не было получено. Таким образом, прототипа настоящего изобретения в настоящее время в мире не существует.However, these scientific studies were based primarily on the irradiation of biological objects with low-intensity electromagnetic fields of the millimeter range. Convincing scientific evidence for the existence of EMSs emitted by nerve cells of the cerebral cortex in the UHF / UHF range has not been obtained. Thus, the prototype of the present invention currently does not exist in the world.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является разработка способа обнаружения и регистрации электромагнитной активности ГМ человека в диапазоне УВЧ и СВЧ электромагнитных волн.The present invention is to develop a method for detecting and recording the electromagnetic activity of human GM in the range of UHF and microwave electromagnetic waves.

Решение указанной задачи достигается в настоящем изобретении тем, что предложен способ регистрации амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) слабых электромагнитных волн (сЭМВ) головного мозга (ГМ) человека в диапазоне ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот, включающий в себя транскраниальное исследование головного мозга путем регистрации сЭМВ ГМ с помощью логопериодической антенны УВЧ/СВЧ-диапазонов со встроенным малошумящем усилителем, приемную часть которой располагают в непосредственной близости от исследуемого мозгового отдела черепа испытуемого, и определения АЧХ сЭМВ с помощью высокочувствительного анализатора спектра УВЧ/СВЧ-диапазонов с низкими собственными и фазовыми шумами, подключенного к выходу антенны посредством радиочастотного кабеля, причем регистрацию сЭМВ ГМ проводят при нахождении по меньшей мере испытуемого и антенны в безэховой экранированной камере.The solution to this problem is achieved in the present invention by the fact that the proposed method for recording the amplitude-frequency characteristics (AFC) of weak electromagnetic waves (EMS) of the human brain (GM) in the range of ultra-high (UHF) and ultra-high (microwave) frequencies, including transcranial research of the brain by registering a GMEM with a log-periodic antenna of the UHF / microwave ranges with a built-in low-noise amplifier, the receiving part of which is located in the immediate vicinity of the studied brain of the test subject’s skull, and determining the frequency response of the EMS using a high-sensitivity UHF / microwave spectrum analyzer with low intrinsic and phase noise, connected to the output of the antenna via an RF cable, and recording the GM EMC is carried out when at least the subject and the antenna are in an anechoic shielded camera .

Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым настоящим изобретением, является регистрации АЧХ сЭМВ ГМ человека в диапазоне УВЧ и СВЧ, в результате чего представлены доказательства научного факта существования электромагнитной активности ГМ человека в диапазоне УВЧ и СВЧ.Thus, the technical result provided by the present invention is the registration of the frequency response of EMH of a human GM in the UHF and microwave ranges, as a result of which evidence of the scientific fact of the existence of electromagnetic activity of human GM in the UHF and microwave ranges is presented.

Согласно настоящему изобретению определение АЧХ сЭМВ проводят преимущественно при нахождении также и указанных анализатора спектра и радиочастотного кабеля в безэховой экранированной камере.According to the present invention, the determination of the frequency response of an EMS is carried out mainly when the indicated spectrum analyzer and the radio frequency cable are also located in an anechoic shielded chamber.

Преимущественно, в качестве безэховой экранированной камеры используют камеру с коэффициентом экранирования не менее 80 Дб, в частности, камеру первого класса защиты по ГОСТ Р 50414-92.Advantageously, a camera with a screening factor of at least 80 dB is used as an anechoic shielded camera, in particular, a camera of the first class of protection according to GOST R 50414-92.

Перечень чертежейList of drawings

На фиг. 1 представлена блок-схема одного варианта устройства для осуществления способа по настоящему изобретению (в безэховой экранированной камере расположены антенна и испытуемый);In FIG. 1 is a block diagram of one embodiment of a device for implementing the method of the present invention (an antenna and a test subject are located in an anechoic shielded chamber);

на фиг. 2 - блок-схема другого варианта устройства для осуществления способа по настоящему изобретению (в безэховой экранированной камере расположены антенна, испытуемый, анализатор спектра и радиочастотный кабель).in FIG. 2 is a block diagram of another embodiment of a device for implementing the method of the present invention (an antenna, a test subject, a spectrum analyzer, and an RF cable are located in an anechoic shielded chamber).

на фиг. 3А представлены АЧХ электромагнитного фона в безэховой экранированной камере 6, полученные в первой серии исследований (в ФГБУ "Ростест-Москва");in FIG. 3A shows the frequency response of the electromagnetic background in an anechoic shielded chamber 6 obtained in the first series of studies (at the Federal State Budget Institution Rostest-Moscow);

на фиг. 3Б - АЧХ электромагнитного излучения от теменной области мозга испытуемого, полученные в первой серии исследований;in FIG. 3B - frequency response of electromagnetic radiation from the parietal region of the subject’s brain, obtained in the first series of studies;

на фиг. 3В - АЧХ электромагнитного излучения от затылочной области мозга испытуемого, полученные в первой серии исследований;in FIG. 3B - frequency response of electromagnetic radiation from the occipital region of the subject’s brain, obtained in the first series of studies;

на фиг. 4 - АЧХ электромагнитного фона в безэховой экранированной камере бив пластиковой емкости с водой, полученные во второй серии исследований (в ФГУП "ЦЭНКИ");in FIG. 4 - frequency response of the electromagnetic background in an anechoic shielded chamber against a plastic container of water, obtained in the second series of studies (in FSUE TsENKI);

На фиг. 5А-5З представлены АЧХ электромагнитного фона в безэховой экранированной камере 6 и электромагнитного излучения от различных отделов головного мозга человека (испытуемого), полученные во второй серии исследований, а именно:In FIG. 5A-5Z show the frequency response of the electromagnetic background in an anechoic shielded chamber 6 and electromagnetic radiation from various parts of the human brain (subject) obtained in the second series of studies, namely:

на фиг. 5А - левая лобная область мозга;in FIG. 5A - the left frontal region of the brain;

на фиг. 5Б - правая лобная область мозга;in FIG. 5B - the right frontal region of the brain;

на фиг. 5В - левая височная область мозга;in FIG. 5B - the left temporal region of the brain;

на фиг. 5Г - правая височная область мозга;in FIG. 5G - the right temporal region of the brain;

на фиг. 5Д - левая теменная область мозга;in FIG. 5D - the left parietal region of the brain;

на фиг. 5Е - правая теменная область мозга;in FIG. 5E - the right parietal region of the brain;

на фиг. 5Ж - левая затылочная область мозга;in FIG. 5G - the left occipital region of the brain;

на фиг. 5З - правая затылочная область мозга.in FIG. 5Z - the right occipital region of the brain.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Методологической основой настоящего изобретения явились собственные научные теоретические построения авторов, изложенные в целом ряде научных работ в России и за рубежом [14-18]. В рамках предложенной авторами альтернативной теории устройства головного мозга человека было показано, что основные системные процессы информационно-коммутационного взаимодействия между различными отделами ГМ осуществляются сЭМВ, излучаемыми модулями нервной ткани коры ГМ в межоболочечном ликворном пространстве. В соответствии с расчетами, авторы пришли к выводу, что эти сЭМВ находятся в диапазоне электромагнитных волн УВЧ и СВЧ частот от 1,5 до 5,0 ГГц.The methodological basis of the present invention was their own scientific theoretical constructs of the authors, set forth in a number of scientific works in Russia and abroad [14-18]. In the framework of the alternative theory of the human brain device proposed by the authors, it was shown that the main systemic processes of information-switching interaction between different parts of the GM are carried out by SEMW, emitted by the modules of the nervous tissue of the GM cortex in the meninges. In accordance with the calculations, the authors came to the conclusion that these EMSs are in the range of electromagnetic waves of UHF and microwave frequencies from 1.5 to 5.0 GHz.

Способ по настоящему изобретению был осуществлен путем проведения нескольких серий научных исследований по выявлению и изучению собственных излучений различных областей ГМ нескольких испытуемых в диапазоне электромагнитных волн УВЧ и СВЧ частот.The method of the present invention was carried out by conducting several series of scientific studies to identify and study the intrinsic emissions of various areas of the GM of several subjects in the electromagnetic wave range of UHF and microwave frequencies.

Первая серия успешных экспериментальных исследований была проведена в ФГБУ "Ростест-Москва" с помощью устройства, блок-схема которого представлена на фиг. 2. Это устройство включает в себя логопериодическую антенну 1 УВЧ/СВЧ-диапазонов со встроенным малошумящем усилителем 2, высокочувствительный анализатор спектра 3 УВЧ/СВЧ-диапазонов с низкими собственными и фазовыми шумами, блок управления 4 и безэховую экранированную камеру 5. Выход усилителя 2 подключен ко входу анализатора спектра 3 посредством радиочастотного кабеля 6. Вход-выход анализатора спектра 3 подключен к первому входу-выходу блока управления 4, второй вход-выход которого подключен к выходу усилителя 2. Антенна 1, анализатор спектра 3, блок управления 4 и кабель 6 расположены в камере 6. В естественных условиях обычного помещения зарегистрировать параметры столь слабых электромагнитных излучений ГМ человека не представляется возможным, так как на высокочувствительную антенну 1 действуют излучения и переизлучения различных предметов окружающей среды - естественного электромагнитного фона, электрической проводки, мобильных телефонов и базовых станций, компьютеров, электронных планшетов, телевизоров, СВЧ-печей и т.д. При наличии высококачественного радиочастотного кабеля 6 достаточной длины анализатор спектра 3 и блок управления 4 можно расположить вне камеры 5, как показано на фиг. 1.The first series of successful experimental studies was carried out at Rostest-Moscow Federal State Budgetary Institution using a device whose block diagram is shown in FIG. 2. This device includes a log-periodic antenna 1 UHF / microwave ranges with built-in low-noise amplifier 2, a highly sensitive spectrum analyzer 3 UHF / microwave ranges with low intrinsic and phase noise, a control unit 4 and an anechoic shielded camera 5. The output of amplifier 2 is connected to the input of the spectrum analyzer 3 by means of a radio-frequency cable 6. The input-output of the spectrum analyzer 3 is connected to the first input-output of the control unit 4, the second input-output of which is connected to the output of the amplifier 2. Antenna 1, spectrum analyzer and 3, the control unit 4 and cable 6 are located in the chamber 6. In the natural environment of a normal room, it is not possible to register the parameters of such weak electromagnetic radiation from a human GM, since the highly sensitive antenna 1 is affected by radiation and re-radiation of various environmental objects - a natural electromagnetic background, electrical wiring, mobile phones and base stations, computers, electronic tablets, televisions, microwave ovens, etc. If there is a high-quality RF cable 6 of sufficient length, the spectrum analyzer 3 and the control unit 4 can be positioned outside the camera 5, as shown in FIG. one.

В первой серии исследований в качестве камеры 5 использовали экранированную камеру модели SAC-3 (аттестат ФГУП НИИФТРИ №18/ПА-008/12 от 15.03.2012) с эффективным диапазоном частот от 10 кГц до 40 ГГц и коэффициентом экранирования 80 дБ. В качестве антенны 1, анализатора спектра 3, блока управления 4 и кабеля 6 использовали соответствующие изделия производства компании Rohde & Schwarz (Германия), а именно логопериодическую антенну с предусилителем (встроенным усилителем 2) R&S HL050S7 с рабочим диапазоном частот 850 МГц - 26,5 ГГц и коэффициентом усиления 8,5 дБ, анализатор сигналов R&S FSV 40 с диапазоном частот от 10 Гц до 40 ГГц, блок управления марки R&S GB016 и кабель марки R&S AC008W2.In the first series of studies, a shielded camera model SAC-3 (certificate of FSUE NIIIFTRI No. 18 / PA-008/12 dated 03.15.2012) with an effective frequency range from 10 kHz to 40 GHz and a screening coefficient of 80 dB was used as camera 5. As antenna 1, spectrum analyzer 3, control unit 4 and cable 6, we used the corresponding products manufactured by Rohde & Schwarz (Germany), namely a log-periodic antenna with a preamplifier (built-in amplifier 2) R&S HL050S7 with an operating frequency range of 850 MHz - 26.5 GHz and a gain of 8.5 dB, the R&S FSV 40 signal analyzer with a frequency range from 10 Hz to 40 GHz, the R&S GB016 control unit and the R&S AC008W2 cable.

Способ по настоящему изобретению осуществляют с помощью вышеописанного оборудования следующим образом. Приемную часть антенны 1 располагают в непосредственной близости от исследуемого мозгового отдела черепа испытуемого 7, который также находится внутри камеры 5. Электромагнитные сигналы, улавливаемые антенной 1 от исследуемого мозгового отдела, по радиочастотному кабелю 6 поступают в анализатор спектра 3, на экране которого эти сигналы визуализируются. Режимы работы антенны 1 и анализатора спектра 3 можно изменять с помощью блока управления 4. При необходимости, к анализатору спектра 3 может быть подключен управляющий компьютер (не показан) для удобства управления антенной 1 и анализатором спектра и для сбора и дальнейшей обработки данных, получаемых от анализатора спектра 3. Управляющий компьютер может быть интегрирован с анализатором спектра 3. Кроме того, полученные результаты измерений можно записать на подключенный к анализатору спектра 3 USB-накопитель 8 (флэш-память) для дальнейшего анализа в любом другом персональном компьютере.The method of the present invention is carried out using the above equipment as follows. The receiving part of the antenna 1 is located in the immediate vicinity of the examined brain part of the skull of the test subject 7, which is also located inside the chamber 5. The electromagnetic signals captured by the antenna 1 from the studied brain section are sent through the RF cable 6 to the spectrum analyzer 3, on the screen of which these signals are visualized . The operating modes of the antenna 1 and spectrum analyzer 3 can be changed using the control unit 4. If necessary, a control computer (not shown) can be connected to the spectrum analyzer 3 for the convenience of controlling the antenna 1 and the spectrum analyzer and to collect and further process data received from spectrum analyzer 3. The control computer can be integrated with a spectrum analyzer 3. In addition, the obtained measurement results can be recorded on a USB drive 8 (flash memory) connected to the spectrum analyzer 3 for further Aliza any other PC.

Полученные результаты позволили выявить наличие микроволновой активности головного мозга в диапазоне от 1,5 до 5,0 ГГц (фиг. 3А, 3Б).The results obtained revealed the presence of microwave activity of the brain in the range from 1.5 to 5.0 GHz (Fig. 3A, 3B).

Вторая серия исследований проводилась в Центре эксплуатации объектов наземной космической инфраструктуры - ФГУП "ЦЭНКИ" (Роскосмос) также с помощью устройства, блок-схема которого представлена на фиг. 2. В качестве камеры 6 использовали экранированную камеру первого класса защиты по ГОСТ Р 50414-92 с коэффициентом экранирования от 80 до 120 дБ и диапазоном частот от 9 кГц до 18 ГГц. В качестве антенны 1 использовали логопериодическую антенну с предусилителем (встроенным усилителем 2) R&S HL050S7 с рабочим диапазоном частот 850 МГц - 26,5 ГГц и коэффициентом усиления 8,5 дБ, в качестве анализатора спектра 3 - анализатор сигналов R&S FSW 50 (диапазон частот от 2 Гц до 50 ГГц), в качестве блока управления 4 - блок управления марки R&S GB016, а в качестве кабеля 7 - кабель марки R&S AC008W2.The second series of studies was carried out at the Center for Ground-Based Space Infrastructure Facilities Operation - FSUE TsENKI (Roskosmos) also using a device, the block diagram of which is shown in FIG. 2. As camera 6, a shielded camera of the first class of protection was used according to GOST R 50414-92 with a shielding coefficient from 80 to 120 dB and a frequency range from 9 kHz to 18 GHz. As antenna 1, a log-periodic antenna with a preamplifier (built-in amplifier 2) R&S HL050S7 with an operating frequency range of 850 MHz - 26.5 GHz and a gain of 8.5 dB was used, as a spectrum analyzer 3 - a signal analyzer R&S FSW 50 (frequency range from 2 Hz to 50 GHz), as a control unit 4 - a control unit of the R&S GB016 brand, and as cable 7 - a cable of the R&S AC008W2 brand.

В задачи второй серии исследований входило подтверждение наличия собственных сЭМВ ГМ в диапазоне от 1,5 до 5,0 ГГц путем более тщательного исключения влияния посторонних источников электромагнитной активности на собственную электромагнитную активность ГМ и оценка мощности этих электромагнитных излучений. Для исключения влияния посторонних источников электромагнитной активности на собственную электромагнитную активность ГМ несколько раз был замерен естественный электромагнитный фон в месте расположения испытуемых в камере 6 (контроль №1), электромагнитный фон воды в пластиковой бутылке (контроль №2, фиг. 4), СВЧ-излучений рук испытуемых (контроль №3), СВЧ-излучений брюшной стенки испытуемых (контроль №4), СВЧ-излучений от правого плеча испытуемых (контроль №5). Измерения по всему рабочему диапазону антенны 1 показали практически идентичные АЧХ контролей №№1-5. Однако имелись явно выраженные отличия в измерениях от различных участков головы испытуемого (фиг. 5А-5З).The tasks of the second series of studies included confirmation of the presence of intrinsic GMEs in the range from 1.5 to 5.0 GHz by more thoroughly eliminating the influence of extraneous sources of electromagnetic activity on the intrinsic electromagnetic activity of the GM and evaluating the power of these electromagnetic radiation. To exclude the influence of extraneous sources of electromagnetic activity on the GM's own electromagnetic activity, the natural electromagnetic background was measured several times at the test subjects' location in chamber 6 (control No. 1), the electromagnetic background of water in a plastic bottle (control No. 2, Fig. 4), microwave radiation of the hands of the subjects (control No. 3), microwave radiation of the abdominal wall of the subjects (control No. 4), microwave radiation from the right shoulder of the subjects (control No. 5). Measurements over the entire operating range of antenna 1 showed almost identical frequency response of controls No. 1-5. However, there were pronounced differences in measurements from different parts of the subject’s head (Fig. 5A-5Z).

Полученные результаты позволяют утверждать, что согласно настоящему изобретению обнаружена и зарегистрирована микроволновая электромагнитная активность ГМ человека в диапазоне электромагнитных волн УВЧ и СВЧ частот от 1,5 до 5,0 ГГц с мощностью сигналов на уровне от -100 дБм до 80 дБм (от 1е^-13 до 1е^-11 Вт). Результаты подтвердили также, что различные мозговые отделы ГМ человека проявляют различную активность.The results suggest that the present invention is detected and registered microwave electromagnetic activity of human GM in the range of electromagnetic waves of UHF and SHF frequencies from 1.5 to 5.0 GHz with an output signal level from -100 dBm to 80 dBm (from 1e ^{- 13} to 1e ^-11W ). The results also confirmed that different brain regions of human GM exhibit different activity.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Как показано выше, способ по настоящему изобретению может быть осуществлен с использованием комбинации существующих приборов и инструментов.As shown above, the method of the present invention can be implemented using a combination of existing instruments and tools.

Настоящее изобретение открывает новые перспективы для дальнейшей разработки и создания приборов для анализа микроволновой биоэлектрической активности головного мозга в условиях нормы и патологии, в том числе для диагностики целого ряда функциональных и эмоциональных состояний головного мозга (депрессии, агрессии, эмоциональной неустойчивости), психических расстройств и психических заболеваний, для экспертизы (военно-врачебной, медико-социальной, клинико-социальной и трудовой), для неврологической и нейрохирургической практики, для военной медицины и медицины катастроф.The present invention opens up new prospects for the further development and creation of devices for the analysis of microwave bioelectric activity of the brain under normal and pathological conditions, including for the diagnosis of a number of functional and emotional states of the brain (depression, aggression, emotional instability), mental disorders and mental diseases, for examination (military medical, medical, social, clinical, social and labor), for neurological and neurosurgical practice, for military medicine and disaster medicine.

Изобретение открывает возможность создания нового информационного канала управления головным мозгом человека и создания систем воздействия на ГМ с обратной связью - нейроинтерфейса). Разработка такого нейроинтерфейса откроет широкие перспективы для создания целого комплекса оборудования для инвалидов-колясочников, для инвалидов по зрению и по слуху (слепых, глухих).The invention opens up the possibility of creating a new information channel for controlling the human brain and creating systems for influencing GM with feedback (neurointerface). The development of such a neural interface will open up broad prospects for creating a whole range of equipment for wheelchair users, for the visually and hearing impaired (blind, deaf).

Изобретение позволяет также создать новый канал передачи информации между мозгом человека или млекопитающего и компьютером. Данное изобретение позволяет также создать работающий в реальном режиме времени аппаратный комплекс для картирования микроволновой активности головного мозга в достаточно узком частотном диапазоне (1,5-5,0 ГГц). Применений этого изобретения в практическом аспекте, как для мирных, так и военных целей, существует достаточно много, и все они могут быть созданы в ближайшее время с использованием способа по настоящему изобретению.The invention also allows you to create a new channel for transmitting information between the brain of a person or a mammal and a computer. This invention also allows you to create a real-time hardware complex for mapping the microwave activity of the brain in a fairly narrow frequency range (1.5-5.0 GHz). There are quite a lot of practical applications of this invention for both peaceful and military purposes, and all of them can be created in the near future using the method of the present invention.

Список литературыList of references

1. Гусельников В.И. Электрофизиология головного мозга. - М.: Высшая школа, 1976.1. Guselnikov V.I. Electrophysiology of the brain. - M .: Higher school, 1976.

2. Девятков П.Д., Голант М.Б., Бецкий О.В. Миллиметровые волны и их роль в процессах жизнедеятельности. - М.: Радио и связь, 1991.2. Devyatkov P.D., Golant M.B., Betsky O.V. Millimeter waves and their role in the processes of life. - M .: Radio and communications, 1991.

3. Бецкий О.В., Голант М.Б., Девятков Н.Д. Миллиметровые волны в биологии. Сер. Физика, 6/1988. - М.: Знание, 1988.3. Betsky OV, Golant MB, Devyatkov ND Millimeter waves in biology. Ser. Physics, 6/1988. - M.: Knowledge, 1988.

4. Девятков П.Д., Гуляев Ю.В., Белый Ю.П. и др. Электрофизические основы и клинические применения диагностики и КВЧ-коррекции функциональных состояний человека. - Радиотехника и электроника, 1995, т. 40, №12, с. 1887-1899.4. Devyatkov P.D., Gulyaev Yu.V., Belyi Yu.P. and others. Electrophysical foundations and clinical applications of diagnostics and EHF-correction of human functional conditions. - Radio engineering and electronics, 1995, v. 40, No. 12, p. 1887-1899.

5. Девятков П.Д., Кислое В.Я., Колесов В.Б. и др. Лечебно-диагностический комплекс "Шарм". - В сб. докладов: Миллиметровые волны в медицине и биологии. - М.: ИРЭРАН, 1995, с. 178-179.5. Devyatkov P.D., Kisloe V.Ya., Kolesov VB and other Medical and diagnostic complex "Charm". - On Sat of reports: Millimeter waves in medicine and biology. - M.: IRERAN, 1995, p. 178-179.

6. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефалография с элементами эпилептологии. - М.: МЕДпресс-информ, 2002.6. Zenkov L.R. Clinical electroencephalography with elements of epileptology. - M .: MEDpress-inform, 2002.

7. Иванов Л.Б. Прикладная компьютерная электроэнцефалография. - М.: Антидор, 2000.7. Ivanov L.B. Applied computer electroencephalography. - M .: Antidor, 2000.

8. Жирмунская Е.А. Клиническая электроэнцефалография. - М.: МЭЙБИ, 1991.8. Zhirmunskaya EA Clinical electroencephalography. - M.: MAYBY, 1991.

9. Уолтер Грей. Живой мозг. - М.: Мир, 1966.9. Walter Gray. Living brain. - M .: Mir, 1966.

10. Петросян В.П., Синицын П.П., Елкин В.А. и др. Проблемы косвенного и прямого наблюдения резонансной прозрачности водных сред в миллиметровом диапазоне. - Биомедицинская радиоэлектроника, 2000, №1, с. 825-832.10. Petrosyan V.P., Sinitsyn P.P., Elkin V.A. et al. Problems of indirect and direct observation of the resonance transparency of aqueous media in the millimeter range. - Biomedical Radio Electronics, 2000, No. 1, p. 825-832.

11. Frey A. Journal of Applied Physiology, Vol. 17, pages 689-692, 1962.11. Frey A. Journal of Applied Physiology, Vol. 17, pages 689-692, 1962.

12. Шорохов B.B. "Механизм слухового эффекта импульсных полей СВЧ". Автореф. диссертации к.б.н. - 1988.12. Shorokhov B.B. "The mechanism of the auditory effect of pulsed microwave fields." Abstract. dissertations - 1988.

13. MEMBRANA | Мировые новости | Оружие-медуза создает трубный глас в голове жертвы, http://www.membrana.ru/particle/12809.13. MEMBRANA | World News | The jellyfish weapon creates a trumpet voice in the victim’s head, http://www.membrana.ru/particle/12809.

14. Bryukhovetskiy A.S. Novel theory of the human brain: information-commutation basis of architecture and principles of operation // Journal of Neurorestoratology, February 2015, Volume 3, pages 39-55, DOI http://dx.doi.org/10.2147/ JN. S75126. Approved for publication by Prof. Dr. Hari Shanker Sharma.14. Bryukhovetskiy A.S. Novel theory of the human brain: information-commutation basis of architecture and principles of operation // Journal of Neurorestoratology, February 2015, Volume 3, pages 39-55, DOI http://dx.doi.org/10.2147/ JN. S75126. Approved for publication by Prof. Dr. Hari Shanker Sharma.

15. Bryukhovetskiy A.S. Human Brain Theory. Information-Commutation Device of the Brain and Principles of its Work and Modeling. - New York, Nova Science Publisher, 2016.15. Bryukhovetskiy A.S. Human Brain Theory. Information-Commutation Device of the Brain and Principles of its Work and Modeling. - New York, Nova Science Publisher, 2016.

16. Брюховецкий A.C. Проблемы теоретической неврологии. Информационно-коммутативное устройство и принципы работы мозга человека. - М.: Изд. "Полиграф-Плюс", 2014.16. Bryukhovetsky A.C. Problems of theoretical neurology. Information-commutative device and principles of the human brain. - M.: Publishing. Polygraph-Plus, 2014.

17. Брюховецкий А.С. Клиническая онкопротеомика: Протеом-основанная персонифицированная противоопухолевая клеточная терапия М.: Изд. "Полиграф Плюс", 2013.17. Bryukhovetsky A.S. Clinical Oncoproteomics: Proteome-based personified antitumor cell therapy M .: Ed. Polygraph Plus, 2013.

18. Брюховецкий А.С. Проблемы теоретической неврологии: информационно-коммутативная теория и принципы работы головного мозга человека // Журнал «Клиническая практика», №4, 2013, с. 55-78.18. Bryukhovetsky A.S. Problems of theoretical neurology: information-commutative theory and principles of the human brain // Journal "Clinical Practice", No. 4, 2013, p. 55-78.

19. Р.Э. Тигранян, В.В. Шорохов. Физические основы слухового эффекта СВЧ. - Пущино: ОНТИ Пущинского научного центра АН СССР, 1991.19. R.E. Tigranyan, V.V. Shorokhov. The physical basis of the auditory effect of the microwave. - Pushchino: ONTI Pushchino Scientific Center of the Academy of Sciences of the USSR, 1991.

Claims (3)

1. Способ регистрации амплитудно-частотных характеристик (АЧХ) слабых электромагнитных волн (сЭМВ) головного мозга (ГМ) человека в диапазоне ультравысоких (УВЧ) и сверхвысоких (СВЧ) частот, включающий в себя транскраниальное исследование головного мозга путем регистрации сЭМВ ГМ с помощью логопериодической антенны УВЧ/СВЧ-диапазонов со встроенным малошумящим усилителем, приемную часть которой располагают в непосредственной близости от исследуемого мозгового отдела черепа испытуемого, и определения АЧХ сЭМВ с помощью высокочувствительного анализатора спектра УВЧ/СВЧ-диапазонов с низкими собственными и фазовыми шумами, подключенного к выходу антенны посредством радиочастотного кабеля, причем регистрацию сЭМВ ГМ проводят при нахождении по меньшей мере испытуемого и антенны в безэховой экранированной камере.1. A method for recording the amplitude-frequency characteristics (AFC) of weak electromagnetic waves (EMS) of the human brain (UHF) in the range of ultrahigh (UHF) and ultrahigh (UHF) frequencies, which includes transcranial examination of the brain by recording sEMV GM using log-periodic UHF / UHF antennas with a built-in low-noise amplifier, the receiving part of which is located in the immediate vicinity of the examined brain of the test subject’s skull, and the determination of the frequency response of the EMS using a highly sensitive th spectrum analyzer UHF / SHF bands with low phase noise eigenvectors and connected to the output of the radio-frequency antenna through the cable, the GM sEMV registration is performed when the at least the test and the antenna in an anechoic shielded chamber. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что определение АЧХ сЭМВ проводят при нахождении указанных анализатора спектра и радиочастотного кабеля в безэховой экранированной камере.2. The method according to p. 1, characterized in that the determination of the frequency response of the EMW is carried out when the specified spectrum analyzer and radio frequency cable are located in an anechoic shielded chamber. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в качестве безэховой экранированной камеры используют камеру с коэффициентом экранирования не менее 80 Дб.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that as an anechoic shielded camera using a camera with a shielding factor of at least 80 dB.

Images