Фазовый портрет эталонного кардиоцикла как инвариант

Фазовый портрет эталонного кардиоцикла
как инвариант индивидуальности и
биологический детектор внешних воздействий
М. В. Рагульская
Институт земного магнетизма, ионосферы и
распространения радиоволн РАН
mary@izmiran.rssi.ru
Адаптация биологических систем к космогеофизическим и
техногенным факторам носит активный характер.
Биологический смысл активной адаптации состоит в
установлении и поддержании гомеостаза, что позволяет
существовать в изменяемой внешней среде.
Гомеостаз - это процесс сохранения квазипостоянства
состава внутренней среды и показателей деятельности
различных систем организма, что обеспечивается
определенными регуляторными механизмами. Однако, для
нелинейных открытых динамических биологических
систем существенная не только стабилизация состояния,
но и стабилизация потоков. Динамическое сохранение
квазипостоянства внутренней среды открытой
биологической системы описывается понятием гомеореза,
означающего наличие стационарного состояния или
стационарной замкнутой траектории на фазовом портрете
открытой системы.
С точки зрения исследования особенностей
физиологических процессов, порождающих ЭКГ,
более предпочтительным является метод
обработки ЭКГ в фазовом пространстве,
координатами которого являются амплитуда и
производные по времени наблюдаемого сигнала.
Проводимый в течение 2-х лет мониторинговый
эксперимент на базе комплекса “Фазаграф - М”
показал, что создаваемый таким образом фазовый
портрет является инвариантом гомеоретического
индивидуального состояния обследуемого,
определяется только внутренним психофизиологическим статусом данного человека и
имеет характерную индивидуальную форму в
фазовом пространстве.
Реальная ЭКГ и фазовые портреты отдельных
частей ЭКГ одного и того же обследуемого без
нагрузки (слева) и под нагрузкой (справа)
Эталонные кардиоциклы
двух
обследуемых за 2002 - 2003 гг.
январь 2002 г.
март 2002 г.
сентябрь 2002 г.
февраль 2003 г.
Изменение эталонного кардиоцикла в фазовом
пространстве под нагрузкой
(два человека с близкими формами фазового портрета).
а) состояние покоя ; б) под нагрузкой ; в) через 5 минут
после нагрузки
Все психические и физиологические
изменения организма в норме
укладываются в ограниченную устойчивую
область фазовых параметров. Изменение
угла наклона оси фазового портрета
больше чем на 3 означает переход
биологической системы в новое
динамическое состояние с другим уровнем
гомеореза. Именно такие переходы и
наблюдаются у участников эксперимента
при сочетанном воздействии магнитной
бури и дополнительной психофизиологической нагрузки
22.03
107,64
111,62
131,17
54,24
26.03 04.04 25.04 14.05 16.05 22.05 30.05
104,53 100,01 110,62 109,75 115,15 113,49 125,17
51,88 129,69 128,31 131,84 104,74 60,58 58,96
86,54 63,4 112,46 108,85 130,09 118,84 74,44
108,06 112,08 152,95 123,23 111,7 102,31 102,87
Таблица 1. Величина угла наклона  фазового портрета
(в градусах ) одного из обследуемых в период март-май
2002 года.
Среднее значение  без физической нагрузки за все
время измерений =112,1
среднеквадратичное отклонение = 2,2
Среднее значение  после психотеста = 112,5,
среднеквадратичное отклонение = 4,8
Среднее значение  после физической нагрузки = 113,6,
среднеквадратичное отклонение = 4,55
Среднее значение  после 10 мин отдыха от физической
нагрузки = 112,3 , среднеквадратичное отклонение = 4,4
Видно существенное отклонение физиологических
параметров более чем на 3 во временной окрестности
магнитовозмущенных дней, приведенных в Таблице 1.
Результаты изучения морфологических параметров ЭКГ
сердца здорового человека программно- аппаратным
комплексом “Фазаграф” (более 3 000 измерений) показали,
что фазовый портрет эталонного кардиоцикла каждого
обследуемого является инвариантом гомеоретического
индивидуального состояния организма человека.
Воздействие комплексных слабых внешних полей на
организм человека приводит к изменению угла наклона
фазовых кардиопортретов обследуемых без изменения
характерной индивидуальной формы портрета, что
свидетельствует о изменении уровня гомеореза. Таким
образом, фазовые портреты эталонного кардиоцикла,
являясь нелинейной характеристикой функционального
состояния человека, одновременно выступают в роли как
инварианта индивидуальности, так и в роли эффективного
биологического детектора внешних воздействий.