Узел Ранвье как массив био-наноантенн для инфракрасной связи в нервной ткани.

Андреа Зангари ,Давиде Микели ,Роберта Галеацци &Антонио Тоцци

Опубликовано: 11 января 2018 года. NATURE.COM -

Аннотация
Электромагнитное излучение в видимом и инфракрасном спектре все чаще исследуется на предмет его возможной роли в наиболее развитых способностях мозга. Помимо экспериментальных доказательств электромагнитных клеточных взаимодействий, возможность распространения света в аксоне была недавно продемонстрирована с помощью компьютерного моделирования, хотя объяснение его источника до сих пор не до конца понятно. Мы исследовали возникновение и распространение электромагнитного излучения на оптических частотах в миелинизированных аксонах в предположении, что токи ионных каналов в узле Ранвье ведут себя как массив наноантенн, излучающих в диапазоне длин волн от 300 до 2500 нм. Наши результаты показывают, что длины волн ниже 1600 нм наиболее вероятно распространяются по миелинизированным сегментам.

Введение
Интригующе сложная природа мозга всегда поощряла обширные исследования нейронального общения с целью понимания механизмов передачи сигналов и их интеграции в нервные функции самого высокого уровня. Новые перспективы были открыты при сближении различных биофизических механизмов, которые могут сосуществовать с установленными химическими и электрическими свойствами клеточных мембран 1 . В этом контексте предыдущие исследования электромагнитных свойств нейронов приобрели все больший интерес, что привело к дальнейшим достижениям и новым открытым вопросам 2 , 3 , 4 . Поэтому представляется целесообразным изучить возможные последствия, которые могут добавить дополнительные знания к текущей теоретической и экспериментальной работе в этом направлении.

Со времени первых решительных исследований было показано, что электрохимические явления преобладают при генерировании и распространении информации 5 .

Проводимость сигналов внутри нейронов поддерживается распространяющимся явлением, известным как потенциал действия (AP), который представляет собой резкое изменение электрического потенциала через клеточную мембрану, в которую вовлечены различные виды ионов. После запуска этот процесс движется по всему аксону к синапсам. Некоторые аксоны покрыты миелином, многослойной липидной оболочкой, которая обеспечивается окружающими глиальными клетками и прерывается на регулярные расстояния. Эти промежутки называются узлами Ранвье (NR) 6 . В миелинизированных волокнах AP запускается в начальном сегменте аксона (AIS) и в NR, где сосредоточены ионные каналы, и прыгает от узла к узлу со скоростью, значительно большей, чем в немиелинизированных аксонах. Этот процесс известен как «солевая проводимость» 7 .

Первоначальная теория Ходжкина-Хаксли (HH) моделирует каждый компонент возбудимой клетки как электрический элемент, принимая во внимание концентрацию основных участвующих ионных частиц 5 . Передача AP в миелинизированных волокнах была описана с использованием некоторых концепций теории кабеля, чтобы моделировать импульсное инициирование и солевое распространение 8 .

Помимо фундаментальных механизмов возбудимости нейрональных мембран, описанных моделью HH, с нейрональной активностью связан ряд других биофизических явлений 1 .

Различные физические подходы к этим процессам, которые учитывают механические силы, термодинамику и электромагнетизм, вызывают растущий интерес со стороны исследователей и могут обеспечить дальнейшее понимание механизмов, лежащих в основе передачи сигналов нейронов и кодирования информации 2 , 9 .

Мы сосредоточили наше внимание на возможных электромагнитных (ЭМ) аспектах аксонной импульсной проводимости, которые были исследованы до сих пор. Недавно было показано, что оптическое распространение фотонов через миелиновые волноводы возможно путем детального моделирования, и поэтому возникает вопрос о том, что может быть источником такого излучения 4 .

Как и любой другой клеточный процесс, активность аксонов включает генерацию и обмен энергии. Начиная с ранних исследований нейрональной функции, измерения во время потенциала действия выявили выработку тепла 10 , в то время как передача инфракрасного излучения между нервными окончаниями после стимуляции была обнаружена экспериментально 11 .

Помимо этих сообщений, многие исследователи рассматривали возможную роль электромагнитного излучения инфракрасного или видимого спектра в нервной возбудимости и передаче сигналов, что привело к теоретической работе над тем, что называют электромагнитной теорией нейронной связи 2 .

На самом деле, существование и транспорт инфракрасного и видимого света были недавно продемонстрированы в разных тканях и даже в нервах 3 , 12 , 13 .

Наряду с исследованиями существования фотонных излучений как возможных носителей сотовой информации были выдвинуты различные гипотезы распространения ЭМ через мембраны или аксонные структуры 14 , до недавнего времени, когда во всеобъемлющей модели описывалось возможное распространение ЭМ-волн по оптическим каналам связи. в аксоне 4 . Наряду с растущим интересом к взаимодействию между электромагнитным излучением и биологическими тканями для его диагностических и терапевтических последствий, были обнаружены некоторые свидетельства аксонального ответа на инфракрасный и видимый свет, добавив еще один шаг к интерпретации электромагнитных сигналов нейронов 15 .

Однако, как указывалось в вышеупомянутом исследовании путей оптической связи в аксоне, возможные источники электромагнитных волн в определенных клеточных компартментах еще не изучены, кроме предположительных гипотез, и требуют дальнейшего изучения 4 .

Если предположить, что распространение потенциалов действия в миелинизированных волокнах происходит вдоль аксонных структур в виде электромагнитных оптических волн, то необходимо объяснить их происхождение. Это должно происходить в НР, где потенциал действия восстанавливается. В частности, поскольку электромагнитное излучение может генерироваться за счет движения заряда, можно предположить, что его источник зависит от потока ионов через каналы во временном интервале, в котором имеет место потенциал действия.

Здесь мы опишем модель генерации электромагнитных волн активными натриевыми каналами в местах, где потенциал действия инициируется или восстанавливается, как в начальном сегменте аксона, так и в NR миелинизированных аксонов. Имитация их распространения по аксональным путям, ведущим себя в качестве волноводов, также находится в полном согласии с недавно опубликованными данными 4 .

Полученные результаты
Подход распространения электромагнитных волн к узлу Ранвье
В нашей модели мы предполагаем, что электромагнитные волны возникают на начальном сегменте аксона и NR, которые действуют как система решеток наноантенны, способная излучать оптические волны, распространяющиеся через миелинизированный аксон. Такой механизм может, в свою очередь, объяснить так называемую AP солевую проводимость с учетом распространения электромагнитной волны через миелинизированный аксон, как в оптическом волокне 4 .

В частности, ионные токи через каналы могут быть приняты в качестве источников импульсов электрических токов и ведут себя как фазированная матрица элементарных дипольных наноантенн.

...

Схема и сетка строения зрительного нерва крысы. Размер осей в м.

Компонента электрического поля E x и распределение нормы электрического поля вдоль нервной структуры крысы при длине волны 300 нм для различных значений эффективного показателя преломления, n эфф .

...ПРОДОЛЖЕНИЕ по ссылке...

Подпись автора

Информационный перенос частот веществ, важные ссылки - ПУТЕВОДИТЕЛЬ
Калькуляторы пересчета в частоту высылаю по запросу в личку (после первых результатов)

Моделирование неоднородных электромагнитных полей в нервной системе: новая парадигма в понимании клеточных взаимодействий, этиологии заболевания и терапии

27 августа 2018 г. Nature.com

Абстрактно

Все основные процессы в нервной системе зависят от взаимодействия между клетками и нервными волокнами. В этой работе мы представляем новую модель неоднородных электромагнитных полей, исходящих от нервных волокон, и описываем их влияние на клетки. Разложив приложенный ток Ходжкина-Хаксли до осевого тока, регулируемого соотношением Jj + 1я= K×Jjя , мы обнаруживаем, что ячейка с нейроном взаимодействия регулируются силой электромагнитных полей, которые однородны на расстоянии до 2,066  мкм или 6,606  мкм от нейрилеммы и аксолеммы соответственно. В узлах Ранвье эти поля достигают напряженности 3,0 × 10 -12 Тл , в то время как в миелинизированных сегментах они достигают максимума только при 2,3 × 10.−12 Тл . Это те же поля, которые из-за неоднородности обнаруживаются магнитоэнцефалографией в 1000 раз слабее. Принимая во внимание широкое распространение нейродегенеративных заболеваний, наша модель показывает, что 50% демиелинизация увеличивает напряженность поля на 0,35 × 10 -12 Тл , а полная демиелинизация увеличивает ее на 0,7 × 10 -12 Тл . Поскольку это говорит о том, что неоднородные электромагнитные поля вокруг нейронов играют роль в физиологических и патологических процессах, включая межклеточное взаимодействие и межклеточную коммуникацию, их улучшенное понимание открывает новые терапевтические стратегии, основанные на модуляции электромагнитного поля или поверхностном заряде клетки. внесение изменений.

Вступление

Нейровоспаление - один из центральных элементов большинства патологических процессов в нервной ткани. Он включает в себя привлечение, миграцию и накопление клеток, которые поддерживают каскад событий, участвующих как в повреждении, так и в регенерации ткани. Одним из первых шагов, необходимых клеткам для преодоления гематоэнцефалического барьера, является их прикрепление к эндотелию через молекулы клеточной адгезии (CAM). Изменяя конформацию своих центральных элементов - интегринов, САМ взаимодействуют через катионы (Mg, Na, Ca), которые, в свою очередь, чрезмерно задействуют определенные количества зарядов - либо увеличивают, либо уменьшают клеточную адгезию 1 . Интересно, что хотя тела нейрональных клеток не экспрессируют САМ, они присутствуют во всех клетках белого вещества, включая миелиновую оболочку 2.. Действительно, появляется все больше свидетельств того, что элементы клеточной мембраны, которые участвуют в регуляции заряда клетки, действительно выполняют многочисленные роли. Таким образом, было показано, что насос Na / K-ATPase оказывает значительное влияние на подвижность клеток и инвазивность клеток 3 , распространение рака 4 , апоптоз 5 и образование рубцов 6 . Кроме того, растущий список доказательств показывает, что адгезия иммунных клеток, регулируемая различными механизмами, не только поддерживает, но и может запускать иммунную реакцию 7 , 8. Точнее, это было недавно предложено , что изменения заряда мембраны клетки могут способствовать набору сигнальных молекул к внутреннему листку плазматической мембраны в клеточных рецепторах микрокластерах 9 , 10 . Аналогичное наблюдение о роли поверхностного заряда было также получено в экспериментах, в которых заряд модулировался биоматериалами, действующими как «иммунокамуфляж» 11 . В целом, пора выдвинуть гипотезу о том, что поверхностный заряд клетки играет гораздо более важную роль в клеточной адгезии и активации взаимодействий как в физиологических, так и в патологических процессах, чем считалось ранее.

В этой работе мы моделируем неоднородные электромагнитные (ЭМ) поля вокруг нервных волокон и их взаимодействие с клетками нервной системы. Поскольку клеточная мембрана состоит из фосфолипидного бислоя с белками, заключенными между ними, она несет отрицательный заряд. Помимо фосфолипидного бислоя, мгновенный относительный отрицательный заряд на клетке также обусловлен притоком и оттоком ионов хлора через ворота трансмембранного регулятора проводимости при муковисцидозе (CFTR) и вкладом насоса Na / K-ATPase. При этом отрицательный заряд на поверхности клетки, чистое электричество, является результатом трансмембранного потенциала, уровней заряженных компонентов на плазматической мембране и активности ионных каналов на плазматической мембране.

Нервная ткань состоит из тел нейронов, которые в основном сгруппированы в сером веществе, и клеточных выступов различной длины, которые образуют нервные волокна. Миелинизированные волокна - это выступы клеток, окруженные миелиновой оболочкой, которая состоит из липидного слоя, образованного шванновскими клетками или олигодендроцитами. Во время распространения потенциала действия (AP) каждый из миелинизированных сегментов и узлов Ранвье, периодические промежутки в миелиновой оболочке, несут отрицательный внешний поверхностный заряд и положительный внутренний заряд внутри нейрона. По мере того, как AP распространяется, это вызывает приобретение чистого заряда во внеклеточном и истощение заряда во внутриклеточном пространстве через внутриклеточный и внеклеточный ток. В этой статье мы описываем, как этот поток тока генерирует разницу в мембранном потенциале через мембрану и аксиальный поток тока от предыдущего к последующим аксональным сегментам, что приводит к возникновению электромагнитного поля вокруг нейронов. В отличие от однородного статического магнитного поля, которое измеряется с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ), здесь мы моделируем и точно описываем, как временное и пространственное распространение потенциала действия и последующий внутриклеточный и внеклеточный потоки тока создают неоднородное изменяющееся во времени электромагнитное поле. который служит источником поля, регистрируемого MEG. Из-за изолирующей природы миелиновой оболочки это поле представляет собой магнитное поле в миелинизированных областях аксона и электромагнитное поле в узлах Ранвье.

Используя передовое математическое моделирование, подкрепленное экспериментальным подтверждением концепции, мы демонстрируем, что электромагнитные поля, генерируемые вокруг нейронов, значительно, в гораздо большей степени, чем предполагалось ранее, влияют на миграцию, адгезию и активность отрицательно заряженных клеток. Из-за заряженной природы всех клеток в организме человека наша модель предоставляет новый механизм, который можно использовать для направления стволовых клеток, Т- и В-лимфоцитов, естественных клеток-киллеров (NKC) и других типов клеток на место повреждения. или предотвратить их дальнейшую активацию. Это также вводит новый набор параметров в наше понимание начала и развития нейровоспалительных явлений и открывает новые направления для потенциальных терапевтических целей.

Полученные результаты

Начиная от схемы представительства Ходжкина-Хаксли аксона (рис.  1 ), в настоящем документе преобразования и значительно повысило их модель новым способом путем включения пространственной и временной прогрессии потенциала действия и соответствующие изменения в ионной и емкостного тока через изменение применяемого термина тока для включения осевого, внутриклеточного продольного распространения тока. Кроме того, мы предполагаем существование изменяющегося во времени неоднородного электромагнитного поля вокруг аксонов, которое возникает из-за изменчивости тока и может значительно влиять на движение клеток в центральной нервной системе (ЦНС).

Схема модели Ходжкина-Хаксли нейрональной мембраны. Схема состоит из конденсаторной ячейки, генерирующей емкостной ток и поток ионов через мембрану ячейки, генерирующий ионный ток. Ионные каналы и ионные токи вызывают накопление чистого заряда во внеклеточном пространстве и истощение заряда во внутриклеточном пространстве. Это приводит к разности потенциалов V на мембране нейрона. (Источник: Mind the Graph на https://mindthegraph.com/ , используется по лицензии CC BY-SA ( https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en ) / производная от оригинала ).

Для начала, чтобы клетка могла взаимодействовать с любым электромагнитным полем, таким как изменяющиеся во времени электромагнитные поля вокруг аксонов, описанные в этой статье, она должна быть заряженной частицей в относительной близости к источнику поля. Это было разработано Киршивинком и др ., Которые показали, что по всей ЦНС белые кровяные тельца ведут себя как «диамагнитные микрочастицы в плазме» 12 . Идея о том, что клетки обладают магнитными свойствами, подразумевает, что они сами подвержены влиянию электромагнитных сил, генерируемых электромагнитными полями вокруг нейронов.

Комбинируя представление о том, что аксон может быть смоделирован как однородный проводящий кабель с нейронными импульсами, проходящими через него, как в модели Ходжкина-Хаксли, эта статья объясняет, как изменяющееся во времени неоднородное электромагнитное поле создается вокруг него, и количественно определяет его силу и расстояния. он может действовать. Это электромагнитное поле, в свою очередь, оказывает электрические и магнитные силы на клетки в ЦНС, потенциально влияя на их миграцию и адгезию в патологических состояниях, когда клетки уже проникли через гематоэнцефалический барьер (рис.  2 ).

Силы, действующие на клетки в непосредственной близости от нейрона. Когда клетки проникают через гематоэнцефалический барьер и оказываются в непосредственной близости от электромагнитных полей, генерируемых вокруг нейронов, на их миграцию и адгезию начинают влиять электрические и магнитные силы, действующие на них. В то время как магнитное поле действует по кругу вокруг нейрона, электрическое поле распространяется перпендикулярно ему. Оба этих поля действуют на ячейки сил, которые зависят от величины внешнего заряда на ячейки, а также от их угла падения, и поэтому могут либо отклонять, либо притягивать ячейки. (Источник: Mind the Graph на https://mindthegraph.com/ , используется по лицензии CC BY-SA ( https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.en ) / производная от оригинала ).

Несмотря на то, что аксон, окруженный диэлектрической миелиновой оболочкой, электрически изолирован, а поляризация, которую вызывает электрическое поле внутри нейрона, почти рассеивается за счет обмена калия и натрия внутри аксона, магнитный поток проходит прямо через миелиновую оболочку, что приводит к возникновение электромагнитных полей в узлах Ранвье и чистых магнитных полей в миелинизированных областях.
....

Электромагнитные свойства клеток делают их восприимчивыми к воздействию электромагнитных полей, создаваемых осевым и продольным током внутри нервных волокон.
После создания новой модели, которая включает пространственно-временную прогрессию потенциала действия, как в форме ионных, так и аксиальных токов, ее влияние на заряженные клетки можно оценить количественно. В этом разделе мы сосредоточились на пространственно-временном распространении потенциала действия, который индуцирует неоднородное изменяющееся во времени электромагнитное поле вокруг нейронов, которое затем воздействует на клетки, тем самым влияя на их миграцию и адгезию.

Поскольку клетки рассматриваются как отрицательные точечные заряды, а нейрон можно смоделировать как токопроводящий провод с периодической изоляцией в виде миелиновой оболочки, в этой статье мы также предполагаем, что характер взаимодействия клеток с нейронами и миелиновой оболочкой выходит за рамки просто химической связи и включает силу, которую вызывает электромагнитное поле, создаваемое протекающим внутри нейрона током.
...

Поскольку наша модель предполагает взаимодействие клеток и тканей на основе электромагнитных полей, наша теория также выдвигает концепцию «электромагнитных рецепторов», присутствующих на клетках. Эти рецепторы позволят им распознавать электромагнитные поля в своем окружении, реагируя либо на общее присутствие электромагнитного поля, либо на его силу, объем и изменения по сравнению с исходным здоровым состоянием. Основываясь на открытиях, сделанных в последнее десятилетие, необходимо учитывать, что взаимодействия между электромагнитными полями и клетками влияют на их адгезию к волокнам, ECM или другим клеткам, а также на динамику возможных иммунных реакций 9 , 10 . Кроме того, недавно было показано, что заряд клетки дополняет активность клетки по отношению к поверхностному заряду клетки-мишени.10 . В другом подходе, который пытался повлиять на иммунную реакцию, «иммунокамуфляж» клеток приводит к значительным изменениям реактивности лимфоцитов 12 . Наконец, в своем подробном анализе Килюк и Скотт объяснили, как по крайней мере часть взаимодействий между лимфоцитами и клетками-мишенями модулируется точными квантами заряда 11 , демонстрируя важность заряда клетки в регулировании ее активности и, тем самым, ее движения и активации. вокруг неоднородных изменяющихся во времени электромагнитных полей, предложенных в нашей работе.
...

В конечном итоге теоретическую основу нашей новой модели можно найти в работах Киршивинга и др . и Nordenstrom et al . В своей статье «Биомагнетизм магнетита в мозге человека» Киршивинк и др . описал, что по всей ЦНС «белые кровяные тельца ведут себя как магнитные микрочастицы в плазме» 12., предполагая, что электромагнетизм играет активную роль в иммунных реакциях. Идея о том, что клетки сами по себе обладают магнитными свойствами, подразумевает, что они сами по себе подвержены влиянию электромагнитных сил, создаваемых электромагнитными полями вокруг нейронов, и затем их следует оценивать на предмет любого влияния, которое электромагнитные поля могут оказывать на их миграцию, адгезию и активацию. . Более того, в своей книге «Биологически замкнутые электрические объекты» (BCEC) Норденстрем выдвинул гипотезу о том, что, как только микроорганизм попадает в организм, он начинает производить электрическое поле 16.который затем изменяет функцию иммунной системы, привлекая лейкоциты к этому месту. Применяя аналогичную идею к опухолевым клеткам при раке груди и легких, Норденстрем показал, что «электроотрицательные» белые кровяные тельца «притягиваются к опухоли во время ее фазы электроположительной поляризации как электрофоретический процесс в сосудисто-интерстициальном замкнутом контуре (VICC)» 16. . Опираясь на их теории, наша модель была направлена ​​на объяснение роли заряда клетки в ее миграции, адгезии и активации после того, как она в патологическом состоянии проникла через гематоэнцефалический барьер и вступила в контакт с неоднородными изменяющимися во времени электромагнитными полями. вокруг аксонов.

Предполагая существование неоднородного изменяющегося во времени электромагнитного поля вокруг нервных волокон, наша модель открывает возможность новых потенциальных терапевтических подходов, основанных на взаимодействиях между электромагнитными полями и отрицательно заряженными клетками. Найдя способ модулировать поверхностный заряд на клетках, сохраняя при этом их «функциональность», на их миграцию и адгезию можно повлиять или запрограммировать исключительно на спасение, а не на преувеличение места повреждения. В одной из таких попыток недавно было показано, что включение хондроитинсульфата в мембрану модели бактериальной клетки изменяет поверхностный заряд и поведение клеток 17.. Другой потенциальный подход - определение частоты, силы и направления магнитных полей. Если природа электромагнитного поля вокруг нейрона в здоровом состоянии определяется как наличие электромагнитных полей вокруг узлов Ранвье и магнитных полей вокруг миелинизированных сегментов с силой B 1, то в патологическом состоянии, когда миелиновая оболочка и нейрон начал дегенерировать, направление и частота магнитного поля изменится по мере того, как миелиновая оболочка дегенерирует, что приведет к изменению силы в B 2. Это приведет к появлению электрического поля даже в миелинизированных областях, поскольку миелиновая оболочка начнет разрушаться и больше не будет идеальным изолятором. В таком случае мы предполагаем, что применение точных внешних электромагнитных полей в виде шлема, приложенного к голове с локализованными передатчиками электромагнитного поля, направленными на целевые области, может повлиять на взаимодействие между клетками и врожденными электромагнитными полями в ЦНС и помочь в восстановлении поврежденной ткани. Наконец, альтернативный подход, основанный на использовании комбинации ультразвукового открытия гематоэнцефалического барьера и магнитного наведения клеток в ЦНС с использованием их электромагнитного сродства, также может быть использован, поскольку он все чаще используется и уже доказал свою осуществимость 18, с изменениями, предлагаемыми в данной работе, в виде модификации заряда поверхности ячейки. Будь то нацеливание поверхностного заряда клеток для изменения их функций в ЦНС, направление их на целевой участок или применение локализованных передатчиков электромагнитного поля, мы считаем, что такие подходы не только позволят нам лечить нейровоспалительные и нейродегенеративные заболевания, но и модулировать их начало и улучшать их патогенез, поэтому их следует изучить дополнительно.

...ПОДРОБНОСТИ по ссылке...

Подпись автора

Информационный перенос частот веществ, важные ссылки - ПУТЕВОДИТЕЛЬ
Калькуляторы пересчета в частоту высылаю по запросу в личку (после первых результатов)

Старая новость, но пригодится:

Открытие российских ученых может стать переворотом в фармакологии и медицине

12.12.2012, gmpnews.ru

Об этом рассказал в своём научном сообщении на заседании президиума Российской академии наук руководитель исследовательского коллектива академик Александр Иванович Коновалов - http://www.ras.ru/news/shownews.aspx?id … mp;print=1

Сообщение имеет строго академическое звучание и название — «Образование наноразмерных молекулярных ансамблей /наноассоциатов/ в высокоразбавленных водных растворах». Известно, что при разбавлении некоего раствора водою он теряет свои свойства тем больше, чем больше добавляется воды. Достаточно сравнить качества чистого спирта, его 40-процентной смеси с водой и такой же смеси, в которой его остаётся полпроцента.

Однако в ходе 6-летних исследований группе российских учёных удалось установить, что подобным — классическим – представлениям соответствуют лишь 25% растворов. Зато остальные 75% «ведут себя неклассически: у них свойства изменяются неожиданно», — отметил академик Коновалов.

Это явление, впрочем, отмечается лишь в высокоразбавленных водных растворах — вплоть до 10 в минус двадцатой степени моля /т.е. единицы количества вещества/ на 1 литр. Но именно при таких ничтожных концентрациях некоторые растворы получают такие физико-химические и, что особенно важно, биологические свойства, которых в соответствии с существующими научными воззрениями не должно быть! Детали важны для узких специалистов, но широкой публике новое российское открытие обещает зримые перемены в медицине и фармакологии: ведь при освоении соответствующих технологий можно будет получать необходимые эффекты от действия лекарственных препаратов в ультранизких дозах.

«Лекарственные вещества могут быть эффективными в сверхнизких дозах, — подчеркнул Александр Коновалов. — При ничтожных концентрациях вещества могут быть созданы эффективные лекарственные препараты, применяемые, например, при лейкемии».

Как выяснили учёные, это происходит в силу того, что в таких растворах образуются наноразмерные молекулярные ансамбли, названные авторами работ «наноассоциатами». Размер наноассоциатов варьируется в зависимости от степени разбавления растворов не линейно и не монотонно: от нескольких десятков до нескольких сотен нанометров. При этом необходимыми условиями образования наноассоциатов являются наличие внешнего естественного электромагнитного поля. В свою очередь, обязательная необходимость внешнего электромагнитного поля для образования наноассоциатов может оказаться одним из каналов влияния электромагнитных полей на живые организмы.

«Наноассоциаты диктуют «погоду» в этих растворах, — заявил академик Коновалов. – Именно образование наноассоциатов является причиной неклассического поведения растворов. Причиной является изменённая структура растворённого вещества. А вот какая она – мы пока не знаем. Это вызов физикам, биологам, биохимикам».

Учёный подчеркнул, что с точки зрения методической и статистической чистота экспериментов обеспечена: «У специалистов к экспериментам претензий нет». А поскольку его даже теоретически не предсказывали, то «предстоит существенная трансформация наших представлений о природе», — подытожил Александр Коновалов.

__________________

Очень похоже на инфоперенос свойств веществ сверхмалой концентрации.

Учитывая, что частота вещества, передаваемая в организм генератором с катушкой через образец ДНК - это по сути информация о веществе, не имеющая концентрации вещества, но тем не менее в большинстве ситуаций доказывает свою эффективность, то это косвенно подтверждает данное открытие.

Сходство конечно есть, но скорее сходство этого открытия с гомеопатией.

Подпись автора

Информационный перенос частот веществ, важные ссылки - ПУТЕВОДИТЕЛЬ
Калькуляторы пересчета в частоту высылаю по запросу в личку (после первых результатов)

Оптомеханический резонатор измерил частоту колебаний одной бактерии.

15.04.20  nplus1.ru

Возможные четыре вида колебаний бактерии (слева направо): изгибные колебания, сфероидальные радиально дышащие колебания, вытягивание и сфероидальные квадрупольные колебания
Eduardo Gil-Santos  et al./ Nature Nanotechnology, 2020

Биомеханики измерили низкочастотные колебания бактерии с помощью оптикомеханического резонатора. Также ученые построили теоретическую модель связанных затухающих гармонических осцилляторов и определили, каким образом колеблется бактерия на поверхности резонатора. Статья опубликована в журнале Nature Nanotechnology.

Ученые измеряют колебательные свойства молекул методами оптического неупругого рассеяния и оптического поглощения для определения их химического строения, что особенно интересно для биологических молекул и структур. Давно существуют теоретические предсказания существования низкочастотных колебательных мод в нуклеиновых кислотах, белках, вирусах и бактериях. С помощью этих мод физики могут получать информацию о гибкости биологических объектов, которая чувствительна к конформационным изменениям, комплексообразованию и изменению условий окружающей среды. Известно, например, что многие болезни напрямую связаны с гибкостью молекул и биологических структур.

Оценки колебаний биологических структур: белков, вирусов и бактерий
Eduardo Gil-Santos  et al./ Nature Nanotechnology, 2020

Биофизики уже проводили численный расчет основной резонансной частоты для сферической частицы на поверхности в зависимости от радиуса методом конечных элементов. Собственная частота колебаний сферических частиц падает с увеличением радиуса. Для наноструктур вирусов и белков такая частота по теоретическим оценкам — сотни и десятки гигагерц соответственно. Однако пока что ученым не удалось измерить собственную частоту колебаний вирусов распространенными методами оптического неупругого рассеяния и поглощения.

(Вопрос: если не измерили частоту вируса, то какие частоты отправляет в организм аппарат ТОР при воздействии на вирус SARS-CoV-2? Или их спецы уже измерили, но не сообщили никому )

Биомеханики использовали нано и микрорезонаторы для того, чтобы определить массу биочастиц, а с помощью микрокантилевера — иглы атомно-силового микроскопа — у них получилось измерить жесткость. За счет своей массы частица уменьшает резонансную частоту резонатора в меньшую сторону, в то время как жесткость частицы наоборот незначительно повышает. В этом приближении биочастица статичная и игнорирует термическое движение, связанное с низкочастотными колебаниями

Эдуард Хиль-Сантос (Eduardo Gil-Santos ) со своими коллегами предложил использовать для определения низкочастотных колебаний одной бактерии ультравысокочастотный механический резонатор, который в состоянии достичь частоту колебаний биочастиц размером в десятки и сотни нанометров. В частности, они измерили частоту колебаний эпидермального стафилококка (Staphylococcus epidermidis) на оптомеханических дисках. Ученые выбрали эти диски из-за того, что они имеют ультравысокую резонансную частоту, большую площадь чувствительной поверхности, повышенную чувствительность к сдвигу за счет мод шепчущей галереи и малые механические потери за счет радиальных дышащих мод.

Результаты измерения спектра колебаний: серым - до нанесения бактерии, красным - после. Верхняя - крупный диск, нижняя - малый.

Большой и маленький оптикомеханический резонатор с бактерией стафилококка.

Оптикомеханический резонатор — система, в которой колебания вещества связываются с электромагнитным полем. Биомеханики сконструировали такие резонаторы из многослойной структуры полупроводника арсенида галлия с прослойкой Al0,8Ga0,2As, которую удаляли выдерживанием в плавиковой кислоте для образования характерной ножки. Они подключили к этому резонатору волновод и соединили систему с инфракрасным лазером. Ученые создали два резонатора толщиной в 320 нанометров с радиусами в пять и два с половиной микрометра, основная колебательная радиальная мода которых составила 272 и 546 мегагерц соответственно.

Одну бактерию эпидермального стафилококка нанесли на поверхность электронапылением с последующей отгонкой растворителя. Для широкого диска с высокой частотой колебаний добавление бактерии привело к массовому смещению резонансной частоты. Однако для узкого диска в низкой частотой ситуация в корне меняется: изначальный узкий пик резонансного колебания расщепился на два широких пика. Этот эффект похож на расщепление частоты, когда связываются практически идентичные механические резонаторы, а уширение пиков связано с увеличением механических потерь из-за наличия бактерии на поверхности.

Модель осцилляторов и границы применимости по частоте.

Результаты численного моделирования спектра колебаний.

Для описания этого эффекта ученые разработали теоретическую модель одномерного затухающего гармонического осциллятора связанного с N гармоническими осцилляторами, которые могут колебаться в направлениях N-мерного пространства, образованного собственными векторами колебаний добавленной частицы. Сложность решения экспоненциально растет с ростом количества добавленных осцилляторов, а потому был рассмотрен случай, в котором N равен двум. Биомеханики меняли соотношение резонансной частоты детектора и аналита и получили спектр колебания этой системы. Чтобы подтвердить его правильность, они провели моделирование методом конечных элементов системы диска и бактерии, относительное положение между ними перенесено из электронной микрофотографии. Плотность бактерии была получена из измерения частоты с помощью микрокантилевера — 920 миллиграмм на кубический сантиметр. Использовав плотность и зафиксировав коэффициент Пуассона в значении 0,35, исследователи получили четыре возможных типа колебания: изгиб, два типа сфероидальных колебаний и колебания перпендикулярные плоскости диска. Экспериментальные данные соответствуют колебаниям системы при модуле Юнга бактерии в 5,5 гигапаскалей, резонансные колебания расщепляются на два широких пика из-за колебаний в фазу и противофазу с радиальными колебаниями диска, а движения молекулы сочетают колебания изгиба и квадрупольного сфероидального колебания.

Спектр колебаний системы в зависимости от влажности окружающей среды
Eduardo Gil-Santos et al./ Nature Nanotecnology, 2020

Чтобы проверить применимость нового метода для изучения процессов с бактериями, ученые измерили спектр колебаний при различных условиях влажности атмосферы. Масса и вязкоупругие свойства биополимеров сильно зависят от уровня влажности, однако очень мало известно о влиянии воды на микробные частицы: при изменении уровня влажности с практически нуля до 80 процентов масса бактерии увеличивается на 20 процентов, а жесткость бактерии в первую очередь зависит от клеточной стенки, состоящей отчасти из полимера пептидогликана. Из спектра стало понятно, что при увеличении влажности, положения резонансных пиков смещаются за счет увеличения массы частицы, а сами пики становятся шире. Авторы объяснили это нарастающими механическими потерями из-за уменьшения жесткости бактерии.

Новое использование оптикомеханических резонаторов позволит лучше разобраться с процессами в биологических структурах. Три года назад японские физики научили раскрашивать изображения иглу атомно-силового микроскопа в зависимости от ее частоты колебаний, частоты внешнего источника колебаний и сдвига частоты при контакте с поверхностью.

Подпись автора

Информационный перенос частот веществ, важные ссылки - ПУТЕВОДИТЕЛЬ
Калькуляторы пересчета в частоту высылаю по запросу в личку (после первых результатов)

Магнитная стимуляция мозга усилила склонность людей к альтруизму

16 ноября 2021. lenta.ru

Нейрофизиологи Высшей школы экономики (ВШЭ) обнаружили, что при магнитной стимуляции мозга человек делается более щедрым, то есть у него усиливается склонность к альтруизму. Результаты были опубликованы в журнале Scientific Reports, кратко о них рассказывается в пресс-релизе на сайте Годнауки.рф.

В ходе исследования специалисты применили транскраниальную магнитную стимуляцию определенных областей префронтальной коры у 46 добровольцев. Этот неинвазивный метод заключается в генерации коротких магнитных импульсов, которые проникают сквозь череп и подавляют нейронную активность.

Испытуемые играли в экономические игры «Диктатор» и «Щедрость». В первой игре один из участников распределяет деньги между игроками, а другие оценивают, насколько справедливо такое разделение. Во второй игре участник, распределяющий деньги, оставляет себе фиксированную сумму.

Оказалось, что при подавлении активности дорсолатеральной префронтальной коры участники в «Диктаторе» становились более щедрыми, тогда как в «Щедрости» испытуемые не меняли своего поведения. Это указывает на то, что дорсолатеральная кора участвует в принятии решений лишь в случае, когда конфликтуют эгоистические и альтруистические (просоциальные) мотивы. Это объясняет, почему результаты предыдущих исследований эгоистических и просоциальных решений были противоречивы.
=======================
Предполагаю, что те, кто этим занимается и увлеченно болтает об этом на разных форумах, делает что-то не так

Подпись автора

Информационный перенос частот веществ, важные ссылки - ПУТЕВОДИТЕЛЬ
Калькуляторы пересчета в частоту высылаю по запросу в личку (после первых результатов)