Российская академия космонавтики имени К.Э.Циолковского
Центр научных исследований биоинформационных проблем (ЦНИБИП)
Государственный институт усовершенствования врачей МО РФ
Кафедра терапии усовершенствования врачей (с курсом военно-морской терапии)
ООО «Медэлком», ООО «Медскрин»

В.М.УСПЕНСКИЙ

Роль центральной нервной системы в механизме модуляции кардиосигналов
Предназначение информационной функции сердца
Информационная функция сердца с позиции термодинамики  живой открытой системы
Резюме

В настоящее время доминирует мнение о том, что информационная среда организма человека имеет сложный многоуровневый характер. При определенной самостоятельности каждого информационного уровня между ними существует сложная взаимосвязь (К.В.Судаков, [49]). Несомненно, что сложная взаимосвязь существует также между информационной функцией центральной нервной системы и информационной функцией сердца. Мы сочли возможным рассмотреть в предположительном варианте лишь некоторые стороны такой взаимосвязи.

Роль центральной нервной системы в механизме модуляции кардиосигналов

Как следует из главы 1.4., модулирующий механизм закладки информации в кардиоимпульсы предположительно может осуществляться в двух режимах: с участием нейрогенных механизмов центральной нервной системы и без них в автономном режиме. В первом случае механизм модуляции начинается в сердце в зоне синусно-предсердного узла, включает афферентный поток импульсов из этой зоны в подкорковые образования и корковое представительство головного мозга, где формируются не только регулирующий, но, возможно, и модулирующий сигналы. Затем эти сигналы с участием нервной вегетативной системы реализуются в нем же, т.е. в синусно-предсердном узле, оказывая влияние на выраженность амплитудной и частотно – фазовой модуляции кардиоимпульсов. При втором варианте механизм модуляции ограничивается пределами хорошо развитой органной системы регуляции сердечного ритма. Вместе оба режима обеспечивают исключительно высокую степень надежности информационной функции сердца и широкие адаптивные возможности для ее реализации в процессе жизнедеятельности человека.

При этом следует подчеркнуть, что как в первом, так и во втором варианте механизм непосредственной модуляции является единым для электрических, магнитных и гидродинамических импульсов, генерируемых сердцем. Разная биофизическая природа носителей одной и той же информации создает потенциальную информационную избыточность и ее дублирование, что в совокупности определяет надежность доставки информации к органу-мишени и свидетельствует о высокой степени ее устойчивости.

Признавая очевидность двух режимов в деятельности механизма модуляции кардиоимпульсов, следует иметь в виду ведущую роль автономной системы регуляции сердца. Только признав её решающую роль ,можно объяснить возможность восстановления информационной функции сердца после его ортотрансплантации. На базе института трансплантологии сердца и искусственных органов были проведены пробные исследования состояния информационной функции сердца в различные сроки после его ортотрансплантации, а также характера генерируемой им информационной сущности. Все обследованные были мужчины (4 человека) в возрасте от 24 лет до 51года. Сроки исследования информационной функции сердца после его трансплантации колебались от 14 дней до восьми месяцев.

Технология информационного анализа электрокардиосигналов позволила установить у всех обследованных наличие информационной функции трансплантированного сердца. Несмотря на полную денервацию трансплантированного сердца уже через две недели после операции отмечена устойчивая вариабельность амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними. Информационный анализ электрокардиосигналов донорского сердца выявил информационные сущности тех заболеваний, которые были диагностированы у реципиента до ортотрансплантации.

Данный факт свидетельствует о том, что пересаженное донорское сердце в послеоперационном периоде осваивает информационную функцию в соответствии с той семантикой, которая определяла модуляцию кардиоимпульсов собственного сердца. При этом возникает вопрос: какую роль выполняет нервная система по отношению к информационной функции сердца. Факт восстановления информационной функции денервированного пересаженного сердца убедительно свидетельствует о том, что нейрогенный механизм в модуляции кардиосигналов не является единственным.

При сопоставлении вариабельности основных параметров электрокардиосигналов денервированного трансплантированного сердца и интактного сердца обращает на себя внимание существенное различие в степени её выраженности. Фармакологическая и особенно анатомическая денервация сердца сопровождаются снижением выраженности вариабельности амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними, но не влияют на саму вариабельность. В частности, это подтверждается тем, что количество комбинаций символов при кодировании динамики основных параметров электрокардиосигналов в условиях денервации сердца не уменьшается. Оно соответствует тому разнообразию и частоте встречаемости комбинаций символов, которые позволяют подтвердить заболевания, установленные до трансплантации донорского сердца.

В работах сотрудников Научно-исследовательского института трансплантологии и искусственных органов высказывается мнение о том, что в условиях денервации сердца адаптация его деятельности осуществляется через медиаторы нервной вегетативной системы и гуморальные факторы внутренней среды [70, 72]. Признавая их важное регулирующее влияние, тем не менее трудно себе представить чтобы они оказывали также и модулирующее влияние на синусовый узел. Влияние нервной вегетативной системы и особенно гуморальных факторов весьма инертно. Они не могут вызывать изменение основных параметров каждого последующего электрокардиоимпульса по отношению к аналогичным параметрам предыдущего кардиоимпульса. По результатам исследований отмечены колебания активности отделов нервной вегетативной системы, а также чувствительности рецепторов особенно в зоне синусового узла к тем или иным медиаторам. Эти изменения охватывают периоды от нескольких часов до нескольких суток. При этом никто из исследователей не отмечает импульсного характера этих изменений, могущих оказывать модулирующее влияние на синусовый узел в режиме информационной функции сердца.

Суммируя изложенные данные, можно заключить, что механизмы нервной регуляции сердца как центральные так и вегетативные, предназначены обеспечивать адаптацию функций сердца к потребностям внутренней и внешней среды организма. Они оказывают адаптивное влияние и на модуляцию кардиоимпульсов, не принимая при этом принципиального участия непосредственно в модуляции кардиоимпульсов, т.е. в закладке в них информации. Этот факт, с одной стороны, свидетельствует о высокой степени самостоятельности и независимости информационной функции сердца. С другой стороны, важно подчеркнуть, что при очевидной самостоятельности информационной функции сердца, реализуется она только в условиях живого организма человека. Об этом свидетельствует отсутствие информационной функции изолированного сердца, но ее реальное проявление в живом организме несмотря на полную денервацию органа в случае ортотрансплантации.

Изложенное дает повод предполагать существование еще пока неизвестного медицине механизма, осуществляющего модуляцию основных параметров импульсов, генерируемых сердцем. Важно отметить, что этот механизм может обеспечивать модуляцию кардиоимпульсов без участия нейрогенных механизмов, непосредственно воздействуя на автономную систему регуляции сердца и, в первую очередь, на синусовый узел.

Высказывая такое предположение, уместно отметить, что упомянутый механизм наиболее вероятно связан с центральной нервной системой. Характер и особенности течения заболеваний у больных с трансплантированным сердцем существенно не меняются после трансплантации так же, как и не меняются информационные сущности этих заболеваний, хотя и генерируемые другим (донорским) сердцем. Следовательно, имеются прямые и косвенные данные, свидетельствующие о ведущей роли центральной нервной системы в информационной функции сердца, а биофизический механизм закладки информации в кардиоимпульсы ждет своего научного исследования.

Предназначение информационной функции сердца

Многократные повторные исследования здоровых людей и больных свидетельствуют о том, что сердце обеспечивает длительное, устойчивое «стратегического» значения информационное воздействие на внутреннюю среду организма человека. Сердце генерирует информационную сущность внутренней среды, которая складывается из информационных сущностей нормы и заболеваний и поддерживает ее постоянство. При этом логично возникают вопросы: в каком информационном взаимодействии находятся центральная нервная система и сердце?; каково предназначение информационной функции сердца?; каким образом центральная нервная система включается в процесс реализации информационной сущности нормы и заболеваний?. Эти вопросы правомочны потому что у больных с трансплантированным сердцем не отмечено каких-либо заметных изменений в психоэмоциональном состоянии и клинических проявлений имеющихся заболеваний. Привлекает также внимание отмеченный нами привычный параллелизм изменений с одной стороны в информационной сущности внутренней среды, создаваемой сердцем, а с другой, — в психо-эмоциональном, вегетативно-соматическом, нравственном и поведенческом состоянии людей.

Изменения в информационной сущности, создаваемой сердцем, проявляются в двух вариантах. Первый — меняющаяся активность информационных сущностей нормы и болезней, в основе которой лежит изменение частоты встречаемости в кодограмме человека комбинаций символов, входящих в состав их эталонных комбинаций. Второй вариант – наличие непостоянных, т.е. периодически появляющихся и исчезающих информационных сущностей отдельных заболеваний. Изменение активности информационных сущностей так же, как и их появление или исчезновение, как правило, сопровождается вегетативно-соматическим компонентом, определенным психо-эмоциональным состоянием и нравственным мотивом поведения, характерным для того или иного заболевания.

Целенаправленные клинические сопоставления у обследуемых с учетом динамики активности информационной сущности заболеваний внутренних органов выявили высокую взаимозависимость последней с морально-нравственным состоянием и мотивами  поведения в период стрессовых ситуаций. В частности, среди 162 наблюдаемых больных гипертонической болезнью у 143 повышение активности реализации информационной сущности заболевания более 50%, проявляющееся артериальной гипертензией или гипертоническим кризом, возникали при различных стрессах, которые сопровождались раздражительностью, озлоблением, гневом, агрессивностью. На этой основе у больных возникали соответствующие мотивы поведения и психоэмоциональные реакции с бурным выходом переживаемых чувств. У больных язвенной болезнью (у 48 из 67 обследованных) анализ стрессовых ситуаций ставших, по их мнению, причиной обострения заболевания, выявил другой вариант морально-нравственного состояния, определявшего мотивы поведения и психо-эмоционального реагирования в период переживаемого стресса. Для них оказались характерными «ущербность», неудовлетворенность реализацией личных планов и замыслов, конфликт в профессиональной деятельности или в семье с ожиданием негативных последствий, «уход в себя», затаенная обида или злоба.

Продолжающиеся исследования в этом русле убеждают в том, что причиной заболеваний внутренних органов являются не столько стрессовые ситуации, сколько морально-нравственная основа мотиваций поведения, определяющих адекватность, неадекватность или парадоксальность реагирования человека в период переживаемых стрессов. Оценка эффективности различных методов лечения, в том числе и духовно-нравственного воздействия с целью положительного изменения морально-нравственной основы поведения и реагирования в стрессовых ситуациях свидетельствуют о том, что последнее имеет более важное, а в некоторых случаях решающее значение в достижении стойкой ремиссии заболевания. Неустойчивое и тем более устойчивое исчезновение информационной сущности заболевания наблюдается только в случаях эффективного лечения в сочетании с формированием новой нравственной жизненной позиции больного, исключающей мотивацию поведения в жизни и профессии, которая вызывала появление и последующую реализацию данной информационной сущности или реализацию в случае ее наследственной природы.

Данные факты согласуются с представлениями А.М.Вейна [12, 13] о системной целостности поведенческих реакций организма при заболевании, представляющей сложную психо-эмоционально-сомато-вегетативную интеграцию. Этим представлениям соответствует известное мнение представителей практической медицины, согласно которому всякому психо-эмоциональному и нравственному состоянию человека свойствен свой вегетативно-соматический эквивалент во внутренней среде организма. Напротив, любое отклонение от нормы в деятельности внутренних органов, а, следовательно, и в поддерживаемой сердцем информационной сущности внутренней среды организма человека, должно быть сигналом к поиску соответствующих изменений в психо-эмоциональной сфере, нарушений в душевном состоянии и отклонений в нравственной мотивации человека.

Исходя из принципа психо-эмоционально-сомато-вегетативной интеграции (по А.М.Вейну) есть основание предполагать, что корковое представительство, воспринимающее афферентную импульсацию из зоны синусно-предсердного узла, помимо участия в формировании регулирующего сигнала, адресованного синусному узлу, вероятно переключает информацию через систему ассоциативных связей в сферу высших функций центральной нервной системы, свойственной только человеку, и в систему регуляции внутренних органов с участием нервной вегетативной системы. Реализация информационной сущности нормы или заболеваний закономерно сопровождается одновременным эквивалентным формированием психо-эмоционального, поведенческого и вегетативно-соматического их сопровождения.

Опыт наблюдения за больными с трансплантированным сердцем дает возможность оценить с одной стороны значимость информационного воздействия на центральную нервную систему кардиосигналов электрической, магнитной и гидродинамической природы, а с другой предполагаемого информационного воздействия нейроимпульсов в составе афферентного потока из сердца в центральную нервную систему.

В частности, если денервация сердца не оказывает влияние на течение имеющихся заболеваний, то есть основание предполагать, что афферентный поток импульсов из сердца либо не содержит нейроимпульсов информационного воздействия на центральную нервную систему, либо их информационное воздействие не играет решающей роли и в полной мере дублируется кардиосигналами электрической, магнитной и гидродинамической природы. Центральная нервная система, как и другие органы, вероятно способна воспринимать и реализовывать информацию, заложенную в кардиосигналы любой физической природы.

Попытка представить роль информационной функции сердца в поддержании нормы и при развитии патологии неизбежно ставит перед необходимостью выяснения пускового механизма в формировании и реализации информационной сущности, генерируемой сердцем во внутреннюю среду организма. Если учесть современные представления о связи рецепторной зоны синусного узла сердца с центральной нервной системой [71, 83] и корой головного мозга [10], то представления о механизмах взаимодействия центральной нервной системы и информационной функции сердца приобретают более конкретный характер.

Действительно, симметричность коркового представительства зоны синусно-предсердного узла и поступление афферентной импульсации двумя независимыми путями ставит сердце в особое положение среди других внутренних органов. Ни один, даже жизненно важный орган, не имеет подобного коркового представительства, какое имеет сердце. Данное обстоятельство дает основание, по нашему мнению, рассматривать рецепторную зону синусно-предсердного узла как источник потока импульсов, несущих в центральную нервную систему не только информацию о сердце. Синусно-предсердный узел и его зону можно рассматривать как место, в котором осуществляется преобразование семантики образа нормы и заболеваний, создаваемых головным мозгом в информационную сущность нормы или болезни, генерируемую сердцем во внутреннюю среду организма и в виде афферентных модулированных нейроимпульсов в центральную нервную систему.

На основе сложившихся представлений о нейрофизиологии центральной нервной системы дальнейшее восприятие и реализацию информационного воздействия афферентного потока из зоны синусного узла можно представить в виде следующей схемы. Корковое представительство зоны синусного узла через каскад ассоциативных связей информацию афферентного потока ретранслирует в другие зоны головного мозга, которые в совокупности формируют психо-эмоциональный и поведенческий эквивалент. Одновременно информация афферентного потока переключается в систему подкорковых образований, через которую формируется, как вегетативно-соматическое сопровождение, так и орган-мишень с нацеленностью селективно воспринимать соответствующую информационную сущность, генерируемую сердцем во внутреннюю среду.

Опыт изучения вариабельности ритма сердца-трансплантата свидетельствует о том, что деафферентация сердца не снижает участие центральной нервной системы и вегетативного обеспечения в реализации этой семантики. Данный факт дает основание полагать, что центральная нервная система в равной степени способна воспринимать информационный поток, генерируемый сердцем в виде сигналов электрической, магнитной и гидродинамической природы.

С другой стороны, восстановление информационной функции трансплантированного сердца наводит на мысль, что головной мозг способен оказывать модулирующее воздействие на синусно-предсердный узел даже в условии полной денервации сердца. Вероятно именно этот неизвестный, но предполагаемый механизм и является основным механизмом модулирующего воздействия центральной нервной системы на сердце, определяющим саму информационную функцию и ее семантическое содержание и предназначение.

В качестве гипотезы можно предположить способность головного мозга создавать образы нормы и болезней, семантика которых через механизм модуляции основных параметров кардиоимпульсов ретранслируется во внутреннюю среду организма в виде соответствующих информационных сущностей. Генерация во внутреннюю среду организма информации нормы и болезней, по-видимому, имеет значение для ее реализации как в системе регуляции, так и на уровне органов и тканей путем настраивания их на целенаправленное избирательное восприятие информации и реализацию ее в соответствии с программой нормы или заболеваний.

С предлагаемой гипотезой в определенной степени согласуется классическое исследование Н.А.Бернштейна в области физиологии движения и некоторые его идеи, которые предвосхитили ряд положений кибернетики. В частности, нечто подобное было отмечено Н.А.Бернштейном [7, 8] при изучении физиологии движений у животных и человека. Он пришел к выводу, что в мозгу живых существ, действующих целенаправленно, должны формироваться две жизненно необходимые модели: модель реальности, в которой находится существо и модель “потребного будущего”, ради достижения которого совершается то или иное действие. Одно из свойств модели “потребного будущего” заключается в том, что она обеспечивает формирование оптимальной биомеханики движения. Это достигается избирательностью восприятия на основе этой модели именно той информации, которая способствует наилучшей ее реализации в модели реальности.

Основные теоретические положения Н.А.Бернштейна получили развитие в работах И.М.Фейгенберга [57] и К.С.Тринчер [52].  В частности, И.М.Фейгенберг на основе результатов исследований утверждает, что в поведении животных и в действиях человека можно наблюдать способность к вероятностному прогнозированию ситуации и к действиям, адекватным предстоящей (прогнозируемой с высокой вероятностью) ситуации, т.е. к действиям, опережающим эту ситуацию. К.С.Тринчер [52] также допускает модель «потребного будущего» в виде образа, семантика которого и составляет программу всех последующих изменений в организме человека, обеспечивающих оптимальную мобилизацию и адаптацию к предстоящим событиям. Он рассматривает семантику «потребного будущего» в аспекте биологической термодинамики живой открытой системы и отводит информации, являющейся содержанием этого образа, важную роль. При этом информация будущих действий, по его мнению, в виде образа «потребного будущего» формируется и поддерживается в центральной нервной системе, а реализуется, по нашему мнению, с участием информационной функции сердца.

В связи с предлагаемой гипотезой возможен новый аспект осмысления биологической значимости блока информационной функции сердца. Привлекает внимание противоречивость данных о состоянии информационной функции сердца в условиях его денервации. Действительно, изолированное сердце, т.е. вне организма, хотя и способно выполнять механическую деятельность, но прекращает информационную функцию, о чем свидетельствует отсутствие вариабельности параметров электрокардиосигналов.

Аналогичная ситуация возникает при полном блоке информационной функции сердца у тяжелых больных незадолго до их смерти несмотря на полную сохранность всей системы его регуляции. С другой стороны, имплантированное сердце донора, не имеющее никакой нервной связи с центральной и вегетативной нервной системой реципиента, тем не менее весьма скоро после имплантации  начинает выполнять информационную функцию.

Приведенные факты дают основание предполагать, что блокада информационной функции может отражать не только и не столько состояние механизма модуляции кардиоимпульсов. В большей степени, вероятно, она отражает прекращение (отсутствие) семантического воздействия образа нормы на сердце. Отсутствие информационной функции изолированного сердца несложно объяснить: при функционирующей автономной системе регуляции и автоматической генерации импульсов в синусно-предсердном узле отсутствует семантическое воздействие информационных образов головного мозга. Напротив, денервированное сердце, в случае успешной ортотрансплантации, вскоре начинает функционировать и как информационный орган, свидетельствуя о семантическом воздействии на него информационных образов, создаваемых центральной нервной системой реципиента. Причем, информационный анализ электрокардиосигналов позволяет установить у больного наличие в потоке кардиосигналов тех информационных сущностей, которые соответствуют заболеваниям, диагностированным  до пересадки сердца.

Что касается информационного блока у тяжелых больных, возникновение которого сопряжено с угрозой смерти, то он может быть результатом двух процессов. Первый вариант отражает ослабление, а затем и прекращение семантического воздействия на сердце создаваемых головным мозгом образов нормы и заболеваний. Второй вариант, наиболее вероятный, по нашему мнению, обусловлен ослаблением функции головного мозга и прекращением генерации этих образов. Появление полного блока информационной функции сердца у тяжелых больных можно рассматривать в качестве одного из ранних симптомов умирания, сущность которого – нарастающая слабость вплоть до прекращения способности центральной нервной системы поддерживать информационные образы семантического воздействия на синусный узел. В свою очередь возникающий блок информационный функции сердца, как признак угрозы смерти, составляет значимый аргумент, доказывающий реальность существования информационной функции сердца, которая осуществляет преобразование семантики воздействия образов нормы и здоровья в информационный поток, воспринимаемый внутренней средой и центральной нервной системой для реализации.

Возможность блока информационной функции сердца, как результат прекращения семантического воздействия головного мозга человека на сердце, проясняет и другой не менее актуальный вопрос – важную информационную роль сердца в масштабе информационной системы человека. Именно через сердце головной мозг насыщает внутреннюю среду организма информационной сущностью образов нормы и болезней. Сердце семантику этих образов переводит на информационный язык, воспринимаемый органами и самой центральной нервной системой как программу их реализации. Способность образов нормы и заболеваний оказывать модулирующее влияние на синусовый узел в соответствии с их семантикой может свидетельствовать о чрезвычайно важной роли и, в этой связи, относительной самостоятельности и независимости информационной функции сердца. Что же касается головного мозга, то он осуществляет сложнейшую функцию реализации ретранслированной сердцем семантики создаваемых им же образов будущего в реальную жизнь человека.

Таким образом, в аналогии с моделью «потребного будущего» можно предполагать существование и возникновение в головном мозгу образов нормы и заболеваний.  Исходя из реальности, в которой находится человек, включая и его психо-эмоциональное состояние и духовно-нравственный мир, головной мозг создает многочисленные модели «потребного будущего», среди которых особое место могут занимать образы нормы и болезней. Свойство этих образов как моделей «потребного будущего» заключается, вероятно, в том, что их реализация возможна при условии ретрансляции семантики образов в виде специфических информационных сущностей во внутреннюю среду организма для восприятия и реализации органами, тканями и всей системой регуляции, в том числе и центральной нервной системой.

К сожалению, мозговые механизмы вероятностного прогнозирования и формирования образов будущего, в том числе нормы и болезней пока неизвестны и они могут составить важное научное направление. Остается неясным также сам биофизический процесс модуляции кардиосигналов. КВЧ-сигналы, гуморальные факторы и другие обсуждаемые биофизические механизмы являются лишь предположениями, которые могут быть далекими от истинного механизма модуляции.

Информационная функция сердца с позиции термодинамики живой открытой системы

В связи с предлагаемой нами гипотезой о существовании информационной функции сердца и роли генерируемой им информации во внутреннюю среду организма представляют интерес работы В.А.Фролова и соавт. [61, 62] о важной роли информации в формировании заболеваний. Авторы, рассматривая организм человека с позиции живой термодинамической системы, пришли к заключению, что болезнь – это стесненная в своей информации жизнь.

Известно, что живые организмы, как открытые неравновесные термодинамические системы существуют в соответствии с законами термодинамики. Их эволюция и борьба за выживаемость направлена на снижение энтропии (неопределенности). Нарастающая в процессе жизни энтропия отражает движение открытой системы к равновесной закрытой системе, каковой является неживая природа.

Действительно, с позиции термодинамики все живые организмы являются открытыми неравновесными термодинамическими системами. В них существует равенство между количеством вещества и энергии, которые они получают извне и возвращают обратно [41, 42, 74]. Необходимость такого обмена вытекает из второго закона термодинамики, согласно которому он направлен на уменьшение энтропии, непрерывно нарастающей в связи с процессами старения, потери тепла, броуновским движением молекул, стремлением системы к хаосу. Выживаемость живых систем достигается их способностью противодействовать росту энтропии. Такая способность достигается открытостью и неравновесностью живых систем. При этом И.Пригожин и И.Стенгерс [42] считают, что интенсивность снижения энтропии находится в прямой зависимости от логарифма величины, поступающей в систему информации. Живая система стремится к минимальному уровню энтропии, так как именно он свидетельствует о максимальной устойчивости системы. Информация при этом, являясь причиной изменения состояния системы путем внесения определенности в реализации того или иного события (процесса), определяет, согласно закону адаптации, тот уровень энтропии, при котором система способна выжить [52, 61, 62]. Таким образом, между уровнем энтропии и информацией существует взаимосвязь. Для достижения наименьшего уровня энтропии требуется максимальная напряженность информационных систем, необходимая для достижения максимальной устойчивости организма.

Работы Н.Винера [15], И.Пригожина [41], Ч.Уолтера [54] и Г.М.Франка с соавт. [60] дали примеры применения второго закона термодинамики для анализа работы живых систем. Н.Винер [15], У.Р.Эшби [74], В.И.Дмитриев [24] и другие исследователи внесли в этот процесс принципы кибернетики и показали важную роль информации. В частности, ответ живой системы на любое воздействие внешней среды проявляется в виде случайного процесса стационарного или нестационарного, но обладающего определенными вероятностными характеристиками и содержащими информацию, доступную для анализа. Биологическая система действует в соответствии с кибернетикой. Она переводит сигнал извне в сигнал, воспринимаемый внутренней средой. Не исключено, что образ нормы, в центральной нервной системе, реализуясь через информационную функцию сердца, составляет важнейший механизм информационного воздействия на внутреннюю среду с целью включения и поддержания тех термодинамических процессов, которые способны сохранить устойчивость неравновесного состояния организма как термодинамической системы и обеспечить ее выживаемость.

В отношении информационных сущностей болезней, которые генерирует сердце во внутреннюю среду организма, возникают следующие предположения. Во — первых, устойчивость и длительность их присутствия в составе информационной сущности, генерируемой сердцем,  свидетельствует об отсутствии в большинстве случаев радикальной эффективности применяемых лечебно-профилактических средств.

Во- вторых, по результатам наших исследований, более высокую, а в ряде случаев радикальную эффективность имеют изменения в нравственном поведении и психо-эмоциональном реагировании больных в период стрессовых ситуаций. Именно в этот период при неадекватном или парадоксальном, с позиции нравственности, реагировании может значительно возрастать активность уже существующих информационных сущностей заболеваний или зарождаться информационные сущности новых заболеваний. Создается впечатление, что головной мозг реагирует созданием образов болезней именно при духовно- нравственном повреждении человека как личности, которое происходит в период стрессовых ситуаций или при соответствующей сложившейся духовно-нравственной позиции в жизни.

В- третьих, с позиции термодинамики в живой открытой системе наиболее значимыми повреждающими факторами, способными создать термодинамические процессы в организме человека, нарушающие его равновесное и устойчивое состояние с риском возрастания энтропии (неопределенности), следует признать духовно-нравственные и психо-эмоциональные повреждающие факторы. Именно в ответ на эти повреждающие факторы в головном мозгу возникают или активизируются уже существующие эквивалентные им образы заболеваний. С другой стороны, именно духовно- нравственные акты, формирующие новую жизненную позицию, основу поведения и психо-эмоционального реагирования при любой стрессовой ситуации следует признать наиболее эффективным направлением в исцелении от болезней. В этом убеждают, хотя не многочисленные, но весьма показательные случаи исцеления больных при тяжелых заболеваниях, когда решающая  роль принадлежит не медицинским лечебным мероприятиям, а духовно-нравственному преобразованию их жизни.

С нашими наблюдениями согласуются результаты анализа случаев «самоисцеления» при онкологических заболеваниях, проведенного немецкими исследователями. В своей статье Claudia Gottschling [79] приводит результаты анализа психологами каждого случая необъяснимого исцеления, доказанного  всесторонним целенаправленным обследованием, подтвердившим отсутствие онкопатологии. Все случаи, подвергнутые анализу, представляли в прошлом онкопатологию финальной стадии, когда применяемые методы лечения оказались неэффективными и больные были преданы естественному доживанию. Во всех случаях исцеления психологи отметили  наличие событий, вызвавших значительные изменения в жизни больных. Общей характерной особенностью этих событий было то, что они имели ярко выраженный позитивный характер в большинстве случаев радикально менявший образ жизни и духовно-нравственный настрой больных. В этой же статье автор дает краткую информацию об аналогичных данных, полученных американскими исследователями при изучении 1050 случаев  «самоисцеления».

Результаты вышеизложенных аналогичных исследований, проведенных нами, убедительно показали, что во всех случаях исцеления имело место стойкое исчезновение у больных информационной сущности онкопатологии. Так же как немецкими и американскими исследователями, нами отмечена прямая связь исцеления с духовно- нравственным преобразованием больных. Действительно, основой такого преобразования было формирование другой духовно-нравственной позиции, радикально менявшей образ жизни, характер и содержание взаимоотношений в семье, на работе, в обществе.

Таким образом, информационная сущность тяжелых заболеваний, среди которых онкопатология занимает одно из ведущих мест, вносит в организм человека, как термодинамическую систему, информацию и программу фатальных термодинамических процессов. Устранение информационной сущности таких заболеваний возможно через духовно-нравственную и психо-эмоциональную сферу жизни человека. Под ее влиянием в головном мозгу могут  формироваться или исчезать образы заболеваний, поддерживаться или повреждаться образ нормы.

Приведенные факты свидетельствуют также о том, что человек в отличие от животных обладает возможностями активно информационно воздействовать  на свой организм, его адаптивные возможности и жизнеспособность через информационные сущности, генерируемые сердцем под воздействием головного мозга. При этом, есть основание отметить важную, и может быть, решающую, в ряде случаев, роль духовно-нравственного ориентира в жизни человека.

Факт существования блока информационной функции сердца, предшествующий нередко смертельному исходу, а также уникальные сведения, полученные при пересадке сердца, в совокупности составляют ценный и убедительный материал. Он подчеркивает важность информационной функции сердца, через которую центральная нервная система с помощью, в первую очередь, образа нормы создает стабильный информационный поток во внутреннюю среду организма. Важность его трудно переоценить, так как он способствует удержанию организма как живой открытой термодинамической системы в устойчивом неравновесном состоянии с минимальной энтропией и, следовательно, с максимальной жизнеспособностью. Стационарность (стабильность) термодинамической открытой системы обеспечивает минимальный риск нарастания энтропии при возможных флюктуациях (отклонениях), возникающих в ней в процессе жизнедеятельности.

Центральная нервная система через информационную функцию сердца как бы создает необходимый устойчивый информационный базис для стабильности и живучести. Он особенно важен в период стрессовых ситуаций, могущих внести информационные помехи и термодинамические сдвиги в сторону неравновесного состояния с неблагоприятными последствиями, итогом которого может быть возрастание неопределенности (энтропии) в системе регуляции, в поведении, в мотивации решений и поступков.

Мы осознаем, что предлагаемая гипотеза имеет много спорного, а для многих она может быть неприемлема. С другой стороны, мы не исключаем плодотворность научных исследований применительно к информационной функции сердца.

Таким образом, в теории информационной функции сердца находят свое место многие положения теории информации, передачи сигналов и связи. Биологическая целесообразность информационной функции сердца понятна при оценке ее роли  в обеспечении и поддержании жизнеспособности человека как открытой термодинамической системы,  существующей в условиях постоянно воздействующих на нее негативных факторов внешней среды и социума. Важно также отметить, что информационная  система  человека, составной частью которой является информационная функция сердца, помимо определенного сходства с техническими информационными системами имеет свои особенности и закономерности функционирования. Это обстоятельство составляет важный импульс дальнейшего всестороннего изучения информационной функции сердца.

На данном этапе развития научных знаний имеется достаточно сведений, которые в совокупности с материалами, полученными в процессе создания и апробации технологии информационного анализа электрокардиосигналов, дают основание на признание информационной функции сердца и дальнейшее развитие теории и практики на ее основе.

Резюме

 

Основные положения теории информационной функции сердца,теории и практики диагностики заболеваний внутренних органов методом информационного анализа электрокардиосигналов

1) Сердце обладает информационной функцией, которая направлена на создание и поддержание информационной среды организма человека, включающей в себя совокупность информационных сущностей нормы, заболеваний и различных состояний.

2) Информационная функция сердца проявляется через вариабельность показателей пространственно – временной динамики кардиоимпульсов электрической, магнитной и гидродинамической природы, которая у здоровых людей и у большинства больных представляет собой случайный нестационарный процесс и отражает закладку информации путем амплитудной и частотно-фазовой модуляции соответствующих параметров кардиоимпульсов в согласии с семантикой нормы и заболеваний. Она осуществляется сердцем постоянно и независимо от того состояния, в котором находится человек: во время сна, бодрствования, активного отдыха и любого вида деятельности.

3) Информационная функция сердца, в основном, не зависит от состояния других его функций. Однако такие нарушения сердечного ритма, как трепетание и мерцание предсердий, трепетание и фибрилляция желудочков, пароксизмальная тахикардия, частая, особенно политопная, экстрасистолия, нарушения предсердно — желудочковой проводимости (периоды Венкебаха, неполная или полная атриовентрикулярная блокада), наличие искусственного водителя ритма, могут существенно затруднять информационный анализ электрокардиосигналов, но не исключают проявления информационной функции сердца. Подобная ситуация возникает при выраженной тахикардии, обусловленной приемом медикаментов, интенсивной физической нагрузкой, гипертермией и заболеваниями.

4) Информационная функция сердца может блокироваться частично (блокада частотно-фазовой модуляции) и полностью (блокада частотно-фазовой и амплитудной модуляции). При установлении блока информационной функции сердца важно учитывать чувствительность системы измерения амплитуды QRS- комплексов и интервала времени между ними, а также диапазон регистрации входного сигнала. Условным признаком частичного или полного блока информационной функции сердца следует считать отсутствие вариабельности интервалов времени между QRS-комплексами электрокардиограммы при точности отсчета времени не более 0,001 секунды и амплитуды QRS- комплексов при полосе пропускания входного сигнала в пределах не менее от 0,5 до 500 Гц.

Амплитудная модуляция является более устойчивой по сравнению с частотно-фазовой модуляцией. Полный блок информационной функции сердца отмечен в крайне тяжелых случаях и, как правило, незадолго до смерти. При полном блоке амплитудной и частотно-фазовой модуляции амплитуда QRS-комплексов и интервал времени между ними приобретают  неизменную величину.

Формирование блока информационной функции сердца начинается всегда с возникновения блока частотно-фазовой модуляции и отражает качественный переход модуляции как случайного нестационарного процесса, свойственного здоровому человеку, в модуляцию, представляющую случайный стационарный процесс с фиксированной частотой следования электрокардиоимпульсов, что характерно для заболеваний опасных для жизни человека. Последующий переход модуляции, представляющей случайный стационарный процесс, в регулярный процесс, для которого характерны фиксированные по величине как временные интервалы, так и амплитуды QRS-комплексов, составляют сущность полного блока информационной функции сердца. Качественные изменения модуляции электрокардиоимпульсов от случайного нестационарного процесса через его стационарность к регулярному процессу свидетельствует о глубоких изменениях в организме и отражает динамику качества жизни человека. Действительно, если для здоровых людей вариабельность амплитуды QRS-комплексов и интервалов времени между ними соответствует случайному нестационарному процессу, то в случаях неблагоприятного развития заболеваний она может приобрести характер случайного стационарного процесса, а при тяжелых состояниях и особенно угрозе смерти трансформируется в регулярный процесс, соответствующий полному блоку информационной функции сердца.

5) Семантика (информационная сущность) информационного потока, генерируемого сердцем, может быть установлена с помощью технологии информационного анализа кардиосигналов. Она проявляется через «кодовые портреты» (коды или эталонные кодограммы) нормы и возможных заболеваний.

Данный факт свидетельствует о том, что в такой совершенной и сложной биологической системе, каковой является человек, кардиоимпульсы, генерируемые сердцем, хотя и обладают свойствами сигналов случайного нестационарного процесса, тем не менее,  имеют семантические взаимосвязи друг с другом, которые могут носить весьма устойчивый характер и быть специфичными для определенных заболеваний. При этом важно отметить, что взаимосвязанные сигналы выявляются не методами статистического анализа параметров электрокардиосигналов, показатели которых при нестационарности случайного процесса сами варьируют по закону случайности, но определяются на основе кодирования динамики этих параметров с последующей обработкой кодограммы в соответствии с принципом “кода Морзе”.

Кодовые тексты, полученные в соответствии с разработанной технологией информационного анализа кардиосигналов, подобны лингвистическим текстам. Для них характерны семантические связи между ближайшими символами, которые при их повторяемости и устойчивости могут представлять специфическую дискретную информацию нормы и заболеваний. Именно это свойство кодограмм, обследованных в группах здоровых и больных людей с тем или иным заболеванием, определили возможность получения специфичных эталонных кодограмм нормы и различных заболеваний и на этой основе создание диагностических систем.

6) Модулирующий механизм закладки информации в кардиоимпульсы заложен в автономной системе регуляции сердца. Он может осуществляться в двух режимах: с участием нейрогенных механизмов и в автономном режиме без их участия. Причем последний режим  играет решающую роль. В совокупности оба режима обеспечивают исключительно высокую степень надежности информационной функции сердца и широкие адаптивные возможности для ее реализации в процессе жизнедеятельности человека.

Механизм модуляции является единым для электрических, магнитных и гидродинамических импульсов, генерируемых сердцем. Разная биофизическая природа носителей одной и той же информации создает информационную избыточность, а её дублирование надежность доставки информации к органу-мишени.

7) Сердце, в отличие от регулирующей и преимущественно оперативно – адаптационной информационной функции центральной нервной системы, обеспечивает устойчивое стратегическое информационное воздействие на внутреннюю среду организма человека. Сердце поддерживает постоянство информационной сущности внутренней среды, которая складывается из информационных сущностей нормы и заболеваний. При этом привлекает внимание параллелизм изменений, с одной стороны, в информационной сущности внутренней среды, создаваемой сердцем, а с другой — в психо-эмоциональном, вегетативно-соматическом, нравственном и поведенческом состоянии людей.

8) Изменения информационных сущностей нормы и различных заболеваний, генерируемые сердцем, проявляются в двух вариантах. Первый – в меняющейся активности информационных сущностей нормы и болезней, в основе которой лежит изменение частоты входящих в состав кодограмм обследуемых эталонных комбинаций символов. Второй вариант – в непостоянстве информационных сущностей отдельных заболеваний. Изменение активности информационных сущностей так же, как и их появление или исчезновение, как правило, сопровождается вегетативно-соматическим компонентом, определенным психо-эмоциональным состоянием и нравственным мотивом поведения. Существует высокая зависимость активности информационной сущности нормы и заболеваний от морально-нравственного состояния и мотивов поведения, особенно в период стрессовых ситуаций. Информационную функцию сердца следует рассматривать в сложном и многообразном взаимодействии с центральной и вегетативной нервной системой.

9) Изолированное сердце, т.е. вне организма, хотя и способно выполнять механическую деятельность, но прекращает информационную функцию, о чем свидетельствует отсутствие вариабельности параметров электрокардиосигналов. Аналогичная ситуация возникает при полном блоке информационной функции сердца у тяжелых больных незадолго до их смерти несмотря на полную сохранность всей системы его регуляции. С другой стороны, имплантированное сердце донора, не имеющее никакой нервной связи с центральной и вегетативной нервной системой реципиента, тем не менее, весьма скоро после трансплантации начинает выполнять информационную функцию. Приведенные факты дают основание предполагать, что блок информационной функции может отражать не только и не столько состояние механизма модуляции кардиоимпульсов. В большей степени, вероятно, он отражает прекращение семантического воздействия на сердце образов нормы и болезней, возникающих в головном мозгу и обладающих способностью воздействовать на модуляцию кардиоимпульсов. Отсутствие информационной функции изолированного сердца при функционирующей автономной системе регуляции и автоматической генерации импульсов в синусно-предсердном узле понятно только в случае признания отсутствия семантического воздействия на орган образов нормы и заболеваний , существующих в головном мозгу.

Напротив, денервированное сердце, в случае успешной ортотрансплантации, вскоре начинает функционировать и как информационный орган, свидетельствуя о семантическом воздействии на него со стороны головного мозга реципиента. При этом информационный анализ электрокардиосигналов выявляет информационные сущности тех заболеваний, которые были установлены до трансплантации сердца. Что касается информационного блока у тяжелых больных, возникновение которого сопряжено с угрозой смерти, вероятно является результатом ослабления, а затем прекращения семантического воздействия на сердце, в первую очередь, образа нормы. Появление полного блока информационной функции сердца у тяжелых больных можно рассматривать в качестве одного из ранних и достоверных симптомов умирания. Блок информационной функции сердца при угрозе смерти, в свою очередь, составляет значимый аргумент, который доказывает предназначение этой функции – преобразование семантического воздействия головного мозга в информационный поток, воспринимаемый внутренней средой и центральной нервной системой для реализации. При этом следует признать, что конкретные механизмы модулирующего воздействия головного мозга на генерацию электромагнитных импульсов в синусном узле в настоящее время трудно представить. Ясно одно, что нейрогенные механизмы при этом не играют решающей роли. Что же касается образов нормы и болезней, которые могут формироваться в головном мозгу и длительно поддерживаться устойчивыми ассоциативными связями, то их семантическое воздействие на сердце вероятно возможно, и оно может иметь характер непосредственного модулирующего воздействия на генерацию кардиоимпульсов. Данное  предположение может составить предмет исследований. При этом уместно напомнить слова Н.Винера: «Информация есть информация, а не материя и энергия».