автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.13, диссертация на тему:Методы и устройства газоразрядной визуализации для оценки влияния окружающей среды на состояние биологических объектов

На правах рукописи

ООЗОБВО16

Прияткин Николай Сергеевич

МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Специальность. 05 11.13 — Приборы и методы контроля природной

среды, веществ, материалов и изделий

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2007

003058016

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор Коротков К Г

Официальные оппоненты

Доктор технических наук, профессор Сидоренко В М , Кандидат технических наук, Орлов В А

Ведущая органгаация - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Защита диссертации состоится « » 2007 г в 12. часов

на заседании диссертационного совета Д 212 238 06 Санкт-Петербургского Государственного Электротехнического Университета «ЛЭТИ» им. В И Ульянова (Ленина) по адресу 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф Попова, 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «_ /7е-» ежр^ЫЩ 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

Юлдашев 3 М

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Экологический риск, экологически обусловленные патологические явления и симбиотрофная заболеваемость, во многих отношениях экологически зависимая, являются реальностью современного общества Важнейшей проблемой в современной экологии является выявление донозологических (до проявления внешних симптомов) отклонений в строении и функционировании организмов, обусловленных повреждающем воздействием окружающей среды Своевременная и оперативная дифференциальная численная диагностика этих изменений позволит существенно повысить эффективность защитных мероприятий в случае развития массовых заболеваний сельскохозяйственных растений (эпифитотий) и промышленно значимых видов животных (эпизоотий)

Воздействие человеческого общества на биосферу угрожает не только состоянию окружающей среды, но и самого человека В связи с этим оценка различных воздействий и их последствий на состояние человека остается насущной проблемой В условиях реализации широкомасштабных производственных программ, пахучие вещества, нередко, напрямую связаны с информационными признаками специфического хода технологических процессов Около 30 нормативных санитарно-гигиенических документов, регламентируют физические факторы окружающей природно-техногенной среды солнечную радиацию, ультразвук, шум, производственную вибрацию, электромагнитные излучения радиочастотного диапазона и т д Воздействие пахучих веществ не поддается нормированию из-за отсутствия технических средств измерений

Существующие методы оценки влияния данных факторов окружающей среды на организмы обладают рядом ограничений и недостатков В частности, методы визуальной оценки организмов животных и растений не позволяют выявлять донозологические отклонения, химические методы требуют специальных реактивов и значительных трудозатрат Использование различных биофизических методов (демаркационный потенциал, импедансометрия, спектрофотометрия и др) пока не находит широкого применения в экологии, главным образом, в силу отсутствия стандартизированных методик измерений и анализа результатов

Большинство методов выявления различных стимулов-раздражителей, в том числе пахучих веществ, малоэффективны из-за их низкой специфичности, а применение таких прогрессивных методик, как позитронно-эмиссионная томография, к сожалению, требует сложной и дорогостоящей аппаратуры В связи с этим, определенную перспективу имеет метод оценки состояния физических сред обитания и жизнедеятельности организмов на основе анализа характеристик

газоразрядного свечения объектов различной природы - методика газоразрядной визуализации (ГРВ), осуществляемая с использованием специального программно-аппаратурного комплекса «ГРВ Камера» Современная аппаратура, выпускаемая промышленно, дает возможность регистрировать и анализировать газоразрядное свечение, индуцированное у биологических объектов и их структур

Следует отметить, что точность и воспроизводимость метода ГРВ может быть снижена по сравнению с ожидаемой из-за отсутствия модели процессов, происходящих в результате взаимодействия наружного слоя биологического объекта с электрическим полем высокой напряженности, методов извлечения значимой информации из получаемых газоразрядных изображений биологических объектов (БО), и способов пробоподготовки

Таким образом, актуальность проблемы, лежащей в основе настоящей диссертации, обусловлена необходимостью развития на основе существующей технологии ГРВ новых методов оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО

Целью диссертационной работы является повышение достоверности оценки влияния окружающей среды на состояние БО путем использования новых методик и устройств на основе существующей технологии газоразрядной визуализации

Для достижения поставленной цели в диссертации необходимо решить следующие задачи:

• Построить математическую модель процессов взаимодействия наружного слоя биологического объекта с электрическим полем высокой напряженности

• Выделить информативные параметры ГРИ, позволяющие оценивать реакцию БО на воздействие факторов окружающей среды

• Разработать методики подготовки образцов для обеспечения воспроизводимости параметров ГРИ БО

• Усовершенствовать существующие автоматизированные методы фильтрации исходного ГРИ для обеспечения связи его характеристик с состоянием БО

• Разработать структуру биотехнической системы и программные средства для оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО

• Апробировать разработанные методики в экспериментальных исследованиях

Предмет исследования. Методики и технические средства регистрации газоразрядной визуализации для оценки свойств БО.

Объект исследования. Состояние биологических объектов, оцениваемое по характеристикам газоразрядных изображений

Методы исследования. Использовались методы теории моделирования, статистической обработки данных и поиска

информативных признаков, теория биотехнических систем В экспериментальных исследованиях применены методы

фитопатологического контроля, методики оценки психофизиологического состояния Экспериментальные исследования выполнены на базе Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им В И Ульянова (Ленина)

Научные положения, выносимые на защиту:

1) Математическая модель взаимодействия объекта исследования с электрическим полем высокой напряженности показывает, что массоперенос вещества жидкости в тканях биологических объектов является определяющим показателем при формировании газоразрядных изображений, отражающих свойства биологического объекта

2) Воздействие факторов окружающей среды на биологические объекты имеет следствием изменение параметров их газоразрядных изображений

3) Анализ динамики изменения газоразрядных изображений биологических объектов дозволяет оценивать воздействие факторов окружающей среды в реальном масштабе времени

Научная новизна работы.

1) Модель взаимодействия наружного покрова БО с электрическим полем высокой напряженности

2) Выявлены параметры ГРИ, отражающие влияние факторов окружающей среды на состояние БО

3) Разработаны методики подготовки проб и получения ГРИ БО

4) Структура БТС оценки влияния окружающей среды на состояние БО.

5) Применение разработанных методик для оценки влияния различных факторов окружающей среды на состояние растений, беспозвоночных животных и человека

Практическая ценность работы

• Математическая модель процессов взаимодействия наружного покрова БО с электрическим полем высокой напряженности, доказывающая ведущую роль массопереноса вещества жидкости в микропорах на формирование ГРИ

• Программное обеспечение «GDV SciLab», реализующее оптимальную последовательность обработки, анализа ГРИ и представление результатов оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО различных классов

• Методики подготовки биологических проб и получения ГРИ БО различных классов для оценки влияния факторов окружающей среды

• Технологии оценки качества посевного зерна и методика выявления подсознательной реакции человека на воздействие различных стимулов (резкий звук, воздействие пахучих веществ [натуральных эфирных масел])

Внедрение результатов. БТС оценки воздействия пахучих веществ (на примере эфирных масел) на ПФС человека прошла апробацию в компании Аведа (США) в качестве элемента системы тестирования косметических средств БТС оценки состояния спортсменов и прогнозирования их соревновательной готовности внедрена в систему училищ олимпийского резерва Внедрение результатов подтверждено соответствующими актами Работа выполнена при поддержке аспирантского гранта Министерства образования РФ (шифр гранта МО-3 5К-48, 08 06 2004-07 06 2005)

Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных международных конгрессах «Наука Информация Сознание» (Санкт-Петербург 2002, 2004 гг), Конференции аспирантов СПбГУИТМО (2002, 2003), Всероссийской конференции «Современные проблемы физкультуры и спорта», (Санкт-Петербург, 2003 г), Всероссийской научно-технической конференции «Биотехнические системы в XXI веке», 2004г, международном научном конгрессе «Нейробиотелеком, Санкт-Петербург, 2004 г, Итоговой конференции НИИ Физической культуры, Санкт-Петербург, 2004г, семинаре "Methods, Approaches, and Caveats for functionally Evaluating Olfaction and Chemesthesis", Monell Chemical Senses Center, Philadelphia, Pennsylvania, USA, 2004r

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них - 3 статьи в перечне изданий, рекомендованных ВАК, 6 работ - в материалах всероссийских и международных научно-технических конференций

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, одного приложения и списка литературы, включающего 159 наименований Основная часть работы изложена на 122 страницах машинописного текста Работа содержит 49 рисунков и 13 таблиц СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований, приводится краткое содержание работы по главам

В первой главе приводится анализ основных физических методов исследования влияния окружающей среды на биологические системы, обсуждаются их преимущества и недостатки Доказывается возможность и необходимость использования в экологических исследованиях характеристик газоразрядного свечения как биологического маркера

состояния организмов и оценки воздействия различных факторов окружающей среды

Описывается сущность методики газоразрядной визуализации ГРВ Методика газоразрядной визуализации позволяет регистрировать и количественно оценивать свечение, возникающее вблизи поверхности объекта при помещении его в электромагнитное поле высокой напряженности Аппаратурное обеспечение технологии ГРВ представлено аппаратом «ГРВ Камера» Выпускаемый серийно прибор имеет следующие параметры, амплитуда биполярных импульсов от 9 до 20 кВ со ступенчатой регулировкой в четырех диапазонах, длительность импульсов 10 мкс, частота следования импульсов 1024 Гц, формирование пачки импульсов регулируемой длительности 0,1с, 1с, 2с, 32с,

Анализируются данные отечественных и зарубежных исследователей, показывающих, что программно-аппаратурный комплекс ГРВ при наличии специализированных устройств может быть использован при анализе состояния растений, животных и человека, в том числе для оценки влияния окружающей среды

На основании анализа состояния проблемы формулируются цель и задачи работы

Вторая глава посвящена разработке параметров для анализа ГРИ, биотехнических систем, специализированных устройств, протоколов и алгоритмов программной обработки ГРИ для исследования влияния среды природных экосистем на состояние биологических объектов, математическому моделированию процессов взаимодействия кожного покрова с электрическим полем высокой напряженности

Для задач технологии ГРВ в целом различные виды обработки изображений ГРИ включают в себя следующие виды вычислений

• Анализ гистограмм, выделение перепадов яркостей и границ, фильтрация и подавление шумов,

• Построение списка информативных фрагментов изображения,

• Вычисление центра свечения газового разряда,

• Векторизация контура изображения и его параметрическое описание,

• Различные виды сегментации и топологические преобразования

• Расчет множества параметров преобразованного изображения его сегментов и фрагментов,

• Визуализация в заданной цветовой палитре

Особое внимание в работе было обращено на разработку автоматизированных методов фильтрации исходного изображения от шума и алгоритмов вычисления стандартизированных параметров

Исходное ГРИ кроме полезного сигнала содержит множество «шумовых» пикселей Можно выделить два вида помех Первая (высокочастотная составляющая) выражается в виде случайно распределенных по всему изображению пикселей низкой интенсивности и

вызвана шумом ПЗС-матрицы и наводками со стороны высоковольтных компонент прибора Вторая (низкочастотная составляющая) представляет собой отдельные небольшие, но яркие фрагменты свечения и вызывается, в основном, загрязненностью электрода

Рассмотрим произвольный пиксель изображения, находящийся в строке у и столбце х (в дальнейшем будем говорить о пикселе с координатами у)) Высокочастотная составляющая шума

осуществляется путем удаления из изображения точек, интенсивность которых меньше заданного порога 1„ор Новая интенсивность точки вычисляется как

Величина порога « выбирается одним из трех способов

1 Задается пользователем

2 Вычисляется по максимальному среднему контрасту (для этого требуется осуществление дополнительного прохода по изображению) Пусть I, и 12 интенсивности двух смежных точек Р, и Р2 Порог 1„ср выделяет перепад между этими точками, если /, < ¡пор <, 12 или ;2 < ¡пор < Число перепадов, которые выделяются порогом 1„ор

^('(^М^кД где .если ,„ор выделяет порог

Л п

между Р{ и Р2, и в[1(Р,),1{Р2),г„ор)=0 - иначе Контраст между точками определяется как С(Р,,/'2) = ^(р|)-1(/,;,)| Средний контраст изображения

3 Вычисляется по яркостному спектру (величина порога вычисляется в процентах от какой-либо статистической характеристики спектра среднего, стандартного отклонения, медианы, моды и т.п.)

На втором этапе происходит построение списка фрагментов свечения, т.е. восьмисвязных групп пикселей с ненулевой интенсивностью свечения Каждый фрагмент представляется в виде списка непрерывных горизонтальных линий сканирования. При проходе по изображению каждый новый пиксель с интенсивностью ¡(х, у) >1„ор вызывает либо увеличение линии сканирования текущего фрагмента, либо присоединение новой линии сканирования к фрагменту, либо объединение двух фрагментов Для этого используется описания фрагментов, которым принадлежат три соседних пикселя предыдущий в строке - ¡(х~\,у), слева и сверху - и над текущим ¡(х,у-1)

;(*,>'), если у) > 1, О, если 1(х,у)<1„ор

пор

Единственным требованием к характеристикам, измеряемым по описанному алгоритму, является следующее должно существовать правило вычисления характеристики объединенного фрагмента по характеристикам объединяемых фрагментов Конкретнее, пусть Х(р) -характеристика вычисляемая по фрагменту ^ Тогда должно существовать правило Ф такое, что

где Р, пК, =0 - фрагменты не пересекаются Это не очень жесткое ограничение В частности, ему удовлетворяют произвольные характеристики следующих видов

1 х(р) = ~£)р(х,у) - «аддитивные» характеристики,

2 х(р)= ех^{у/(х,у)} - «экстремальные» характеристики,

(х

где <р{х,у) и у(х,у) - произвольные функции координат (х,у) В частности, при обработке ГРИ такими характеристиками являются

1 Площадь свечения фрагмента

Е^оО.где ср{х,у)=\\

2 Суммарная интенсивность свечения фрагмента

7еИ= У>(*,.у), где <р(х,у)=1{х,у),

{'У^Р

3 Суммы координат точек фрагмента.

хт(р)= 2М*>.>'). гДе Ф'У)=Х и У <р(х,у), где <р(х,у)=у,

4 Координаты углов минимального охватывающего прямоугольника

*™=тщМ> Ли.=ттМ» =тахМ. ^=тахЬ'}. где

(»О^ («Ля1 ('У>?

ух(х,у) = х и у7{х,у) = у Подобные «объединяемые» характеристики можно назвать первичными (базовыми) По ним можно вычислять некоторые вторичные (производные) характеристики, которые сами по себе не удовлетворяют сформулированным требованиям В данной работе таким образом вычисляются следующие характеристики

I (р)

1. Средняя интенсивность свечения - ,

2 Центр тяжести фрагмента (хс,ус). - > =

После завершения работы описываемого алгоритма из изображения удаляются все пиксели, которые принадлежат фрагментам Р с площадью меньшей заданного порога . (,(х,у),еслир(х,у)еР 5(^)>=5тш

'[Х'У> 1 0,еслир(х,у)еР

Величина порога 5тт задается пользователем, исходя из условий эксперимента и типа объекта исследования Таким образом осуществляется фильтрация низкочастотной составляющей шума

Координаты центра свечения (хс,ус) вычисляются после фильтрации шума одним из нескольких способов

1 Задаются пользователем,

2 Вычисляются как геометрический центр изображения

у/ И

хг-— и уг = — ,

с 2 2

3 Центр тяжести всех точек свечения (используются значения координат (л:с,ус) вычисленные в процессе формирования списка фрагментов)

4 Центр тяжести всех точек образующих внутренний контур свечения,

5 Центр тяжести всех точек образующих внешний контур свечения,

6 Центр тяжести точек, принадлежащих фрагменту, ближайшему к середине изображения

Таким образом, проектировщик БТС получает в свое распоряжение инструментарий, выполняющий расчет широкого набора параметров ГРИ и упрощающего отбор наиболее информативных из них

Опыт применения технологии ГРВ в медицине, психофизиологии и биологии для оценки свойств различных биологических объектов и материалов позволяет сформировать следующие, в зависимости от характера основной целевой функции, биотехнические системы с использованием технологии ГРВ в качестве базового элемента

• Биотехническая система лабораторного анализа (БТС-ЛА) оценки влияния среды природных экосистем на состояние биологических объектов на основе технологии ГРВ

• Измерительно-вычислительная Биотехническая система (БТС-ИВ) оценки влияния внешних факторов среды при помощи технологии ГРВ на психофизиологическое состояние человека

На основе данных БТС-ЛА и БТС-ИВ был разработаны следующие протоколы проведения исследований

1 Протокол исследования по оценке воздействия повреждающих факторов окружающей среды на состояние биологических объектов (растений и беспозвоночных животных)

2 Протокол исследования индивидуальных особенностей динамики газоразрядного свечения пальца руки в условиях моделирования целенаправленной деятельности и нервно-психического напряжения Алгоритм программной обработки ГРИ и статистической обработки данных при исследовании влияния различных стимулов на психоэмоциональное состояние человека имеет следующие особенности

1) Индивидуальные данные имеют вид временного ряда, где каждая точка соответствует одному измерению (кадру), интервал между

кадрами определяется динамикой психофизиологической реакции на прикладываемый стимул,

2) Визуализация данных применима как для выявления в группе испытуемых отдельных подгрупп, отличающихся характером динамики показателей газоразрядного свечения, так и для ориентировочной оценки воздействия Для суждения о величине реакции, экстремумы, зарегистрированные во время нагрузки, сравниваются со значениями, зарегистрированными до и после выполнения задания-теста,

3) Алгоритм включает операцию детрендирования временного ряда, что позволяет оценивать как абсолютные значения амплитуды показателя, так и относительные (отклонение показателя от его средней величины), в пикселях,

4) Статистическая обработка подразумевает как индивидуальную и групповую оценку и производится с использованием методов непараметрической статистики

Разработанные алгоритмы позволили создать программную среду, реализующую оптимальную последовательность проведения вычислений и представления результатов пользователю (Программное обеспечение GDV SciLab)

Программа "SciLab" имеет следующие основные возможности

• Одновременная работа с несколькими статическими ГРИ,

• Предварительная обработка ГРИ, выделение полезного сигнала

• Просмотр монохромного ГРИ в различных режимах псевдоокраски,

• Расчет параметров ГРИ площадь, коэффициент формы, средний радиус изолинии, нормализованное СКО радиуса изолинии, длина изолинии, средняя интенсивность, количество фрагментов свечения, энтропия по изолинии, фрактальная размерность,

• Определение вида распределений параметров ГРИ,

• Определение методов анализа параметрическими и непараметрическими критериями на основании вида распределения,

• Определение методов анализа на основании информации о зависимости или независимости сравниваемых групп данных,

• Выявление статистической значимости различий двух групп выборок статических ГРИ с использованием методов параметрической и непараметрической статистики,

• Возможность построения графиков,

• Сохранение исходных и обработанных данных в формате EXCEL,

• Вывод на печать результатов анализа

Моделирование процессов взаимодействия наружного покрова биологического объекта с электрическим полем высокой напряженности Основным объектом исследования в методе ГРВ является поверхность

кожного покрова. Как показано в многочисленных исследованиях, параметры ГРИ зависят от электропроводности кожи, в частности, от нал*чия точек и областей повышенной проводимости, и уровня перспирации потовых желез Принципиальным является вопрос об условиях формирования микрокапель, являющихся инициирующим центрами развития ГР Это явление возникает на нелинейной стадии разв ития неустойчивости Тонкса-Френеля

Рассмотрим поверхность диэлектрика, пронизанного микроканалами, заполненными идеально проводящей, маловязкой несжимаемой жидкостью (в качестве модельной жидкости, близкой по химическому составу к потовой выбран 1% раствор NaCl плотностью ¿>=1,005 кг/м , коэффициентом кинематической вязкости v=1,02*10"6 м2с и поверхностным натяжением а=0,074 дж/м2) Жидкость выходит на поверхность поры, контактирующей с газоразрядным промежутком, без ограничения уровня жидкости Примем, что на границе раздела твердое тело - газ жидкость формирует мениск с радиусом R, равным радиусу кожной поры При этом объект находится в электрическом поле напряженностью E(t) Учтем также, что в капле происходит капиллярное волновое движение, влияющее на сферичность формы мениска В сферической системе координат с началом в центре капли уравнение ее поверхности с учетом разложения возмущения £(6,<p,t) по сферическим фушщиям имеет вид

Г{в, v. t)=R+m<p,t)(i)

/ж0 тш-1

где 2t зависящие от времени амплитуды отдельных мод капиллярных волн, из которых складывается возмущенные формы поверхности <f

Во внешнем электрическом поле Eft) амплитуды мод могут изменяться, что описывается уравнением-

у-(2)

где РЕ дополнительная величина к давлению электрического поля на поверхность капли, вызванная искажением £(6,(p,t) ее сферической поверхности и имеющая вид

ре + cos26>j, (3)

С учетом известных рекуррентных соотношений для cosffT", cos2 подставим (1) в (3), и результат в (2) Тогда, используя ортогональность У", приравняем к нулю коэффициенты при сферических функциях разного порядка, получим систему связанных уравнений типа Матъе-Хилла (4), описывающих эволюцию в электрическом поле

различных

мод

капиллярных

волн

+ 2г ' + ^ _ ¿(оЦ/Ч:, „+К1 + 2)вД. к + /у - 2)аы „а, + /'в,

Г/+1 та/42^»*/+2

т

}=о

где а, = (/ -1X2/ ,

о,2 = о)1Ъ,, Ь,= /(/-1)(/ + 2); а,„ =

Если диссипация в системе мала, то система реагирует на те чести спектра внешнего воздействия, частоты которых близки к собственным частотам системы Поэтому в (2) для обобщенного рассмотрения внецнее поле моделируется белым шумом, спектральная плотность которого равна спектральной плотности входного сигнала при собственных частотах системы При этом принято, что £2(/) = £„£(й>,г), где 0стационарный нормальный белый шум единичной интенсивности Учтем, что при е >0, со] > неустойчивость в системе может быть только параметрической Поэтому дальнейшее рассмотрение проведем в предположении, что |дг(0|«®о В этом случае взаимодействие между модами мало, и в линейном приближении его можно не учитывать Тогда (4) можно переписать в виде (5)

Уравнения типа (5) достаточно хорошо исследованы на устойчивость, неустойчивые решения появляются при условии (Л"о»)2 > ау или при

Значения коэффициента а определяются порядком корреляционных моментов, учтенных при анализе Согласно (2) а~0,25. Отсюда можно найти минимальное значение напряженности поля Е0, при кото эом возможна параметрическая стохастическая неустойчивость Для наиболее неустойчивой основной моды с 1=2, от=О в гауссовой системе получим

Полагая размер микропоры Я=200 нм подставим в (7) значения а, V и р для 1% раствора №С1 Получим £0=7,О1*1О4 В/см Отсюда следует, что при используемых в ГРВ напряженностях поля происходит реакция

где г, = Ю),, Е2 (I) = Е*С(г, 1,у,=ш-'. т = ^^,

(6)

Е0>2,7^ (7)

жидкости в порах кожи на это поле Отрыв микрокапель от поверхности мениска произойдет при условии, когда внешнее поле превысит лапласовскую силу, удерживающую жидкость ¥=21гот Отсюда получим выражение для минимального размера капель 1ло Е1

пб

(8)

Для напряженности поля в устройствах ГРВ £=10 В/см получим г = 10"5 см, что соответствует размеру микропоры Поэтому можно констатировать, что микрокапли будут формироваться непосредственно у поверхности кожного покрова, приводя к инициации лавинных стримеров за счет формирования локальных неоднородностей электрического поля. Этот вывод позволяет объяснить неоднородность распределения ГРВ свечения вдоль поверхности кожного покрова пальцев рук человека, наиболее сильно пронизанных потовыми железами Непосредственное отношение это заключение имеет и к ГРВ свечению растительных объектов с влажной поверхностью

Как отмечалось выше, появление микрокапель будет приводить к изменению локальной напряженности электрического поля вблизи поверхности Поле вблизи капли можно оценить как (9)

р - & „ гол

V У' (,к2-1)2

Здесь к - отношение полуосей сфероида, примем А=1,25, е=106 В/см В результате локальная напряженность на поверхности капли £¿=5,65*106 В/см

Разработанная модель процессов взаимодействия кожного покрова с электрическим полем высокой напряженности подтверждает наличие процесса массопереноса вещества жидкости, находящейся в микропорах с выносом в газоразрядный промежуток, что имеет кардинальное значение для формирования начальных стадий лавинного газового разряда

Для исследования влияния различных раздражителей на состояние вегетативной нервной системы человека посредством регистрации и анализа динамики ПРИ было разработано специализированное устройство (Рис), отвечающее следующим основным требованиям:

1) Фиксированное положение биологи-ческого объекта (пальца руки) в стандартном положении в течение всей процедуры измерений,

2) Недопустимость засветки в момент получения ГРИ,

3) Обеспечение газообмена в области развития газового разряда

В третьей главе приведены характеристики разработанных методик получения, количественной обработки и анализа ГРИ, адаптированных для исследования состояния различных организмов

Светозащитный кожух

1 Методика получения и обработки ГРИ растительных организмов

2 Методика получения и обработки ГРИ беспозвоночных животных

3 Методика регистрации реакции вегетативной нервной системы человека на воздействие различных стимулов

Экспериментальным путем выявлены оптимальные режимы работы прибора и программной обработки ГРИ биологических объектов

В четвертой главе приведены основные экспериментальные результаты исследований влияния окружающей среды на состояние БО, проведенных с использованием разработанных ГРВ методик

1 Применение методики газоразрядной визуализации для оценки состояния древесины стебля однолетнего побега вяза шершавого Ulmus glabra, инфицированного Graphium ulmi

Анализ состояния отрезков стебля (табл 1) осуществлен на 10-е и 20-е сутки после искусственной инокуляции стебля

Табл 1

Анализ состояния отрезков стебля однолетнего побега вяза шершавого U glabra, неинфицированных и инфицированных G Ulmi

Блок формирования высокого напряжения Блок преобразования рЗС-магрга;

Процессор

кий индикатор компьютер

Рис Устройство для регистрации ГРИ — показателя реакции вегетативной нервной системы человека на различные стимулы

Содержание инфицирующих конидий й и1т1 в водной суспензии, млн /мл Показатели жизнеспособности стебля однолетнего побега

1* 3* 3*

- 54+16 1,10+0,10 5,6+0,9

33,2 86+17, рп=0,020 0,70+0,16 3,9+0,3

59,6 109+25, р,3=0,001 0,65+0,09 3,8+0,5

1* - площадь свечения неинфицированной и инфицированной древесины, пиксели, 2* - масса 10 отрезков стебля, длина 10 см, г, 3* - средний прирост активных боковых почек, см

Состояние инфицированных стеблей (20-е сутки) ослаблено по сравнению с не инфицированными Площадь газоразрядного свечения (10-е сутки) инокулированной древесины (86+17 и 109+25 пикселей) больше, чем у неинокулированной (54+16 пикселей) Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что метод газоразрядной

визу.шизации может быть использован для выявления сосудистых миксзов, в том числе и в донозологические сроки

2. Применение методики газоразрядной визуализации для оценки состояния зерновок Triticum aestivum, зараженных грибами года Fusarium

Установлено (табл 2), что зерновки Т aestivum, не инфицированные Fusarium spp характеризуются максимальным значением параметров ГРИ распределением яркости, коэффициентом формы и трехмерной фрактальностью по сравнению инфицированными зерновками Корреляционный анализ не выявил значимой связи ГРВ параметров и размгра зерновок (г=0,06 для Распределения яркости, г=0,28 для коэффициента формы и г=0,11 для трехмерной фрактальности) Различия параметров ГРИ обусловлено состоянием зерновок

Табл 2

Характеристики газоразрядного свечения внешне неинфицированных

зерновок Г aestivum и зерновок, инфицированных Алшггцт spp

1* 2* 3* 4* 5*

Распределение яркости 0,289+0,019 0,261+0,015 0,233+0,018 р,г=0,02,р23=0,024 Pi3=0,0001

Коэффициент формы 2,47+0,30 1 >69+0,14 1,51+0,14 р,2=0,00003 Р,з=0,000001

Трехмерная фрактальность 2,446+0,049 2,352+0,052 2,378+0,025 р,2=0,001 Рп=0,002

1* Параметры ГРИ, 2* - не инфицированные зерновки, 3* -слабоинфицированные зерновки, 4* - сильноинфицированные зерновки, 5* - уровень значимости р.

3 Применение методики ГРВ для оценки состояния красного калифорнийского дождевого червя Eisenia fétida подвергнутого повреждающим воздействиям (кратковременному сдавливанию и дваддатиминутного погружению в водную среду)

Установлено, что краткосрочное воздействие механического сдавливания и двадцатиминутного погружения в водную среду статистически достоверно (р<0,05) изменило значение- 1) нормализованной площади свечения ГРИ (сдавливание - S = 1,05+0,39, погружение в водную среду - S = 0,74+0,32; контроль - S = 0,29±0,18), 2) энтропии ГРИ: (сдавливание - Е = 3,03+0,27, погружение в водную среду -Е = 2,59+0,38; контроль Е = 2,00+0,45); 3) фрактальности ГРИ-(сдавливание/ = 11,52+1,57, контроль/ = 14,37+2,00)

Полученные экспериментальные данные свидетельствует, что методика газоразрядной визуализации позволяет выявлять изменения, возникающие у беспозвоночных при повреждающих воздействиях в природных условиях и в условиях экспериментального моделирования

4 Применение методики газоразрядной визуализации для исследования влияния различных функциональных проб на психофизиологическое состояние человека

Функциональные пробы (дыхательная проба, а также два тегта, модулирующих нервно-психическое напряжение [воздействие резвого звука и устный счет]), были выполнены группой волонтеров (16 юношей и 13 девушек) Установлено, что динамика показателя площади свечения в момент выполнения испытуемыми функциональных проб в 2 4% (дыхательная проба), 17% (воздействие звука) и 48% (устный счет) изменилась — во всех случаях значения показателя снизились, по сравнению с контрольными (донагрузочными) значениями

Шесть пахучих веществ - натуральных эфирных масел (Olibanum, Peppermint, Roman Chamomile, Lavender, Lemon, Blue Chamomile) и оцно вещество, не имеющее запаха (Glycerin) были использованы в качестве стимулов-раздражителей при тестировании 30 волонтеров (17 юношей и 13 девушек).

Зарегистрированы эффекты, связанные с воздействием стимула -значения показателя «площадь свечения» в момент предъявления стимула в 3-17 % (в зависимости от конкретного одоранта), снизились по сравнению с контрольными (фоновыми) значениями показателя Выявлено, что не менее 5% зарегистрированных сдвигов вызваны причинами, не зависящими от характера предъявляемого стимула. иерЕНо-психологическим напряжением, обусловленным процедурными манипуляциями оператора-исследователя либо ожиданием воздействия стимула Выявлено, что характер динамики газоразрядного свечения (степень вариабельности) коррелирует с уровнем нейротис.ма, рассчитанному по тесту Айзенка (г=0,47; р=0,002).

Разработанная процедура исследования может рассматриваться как дополнительный инструмент в решении проблемы учета воздействия окружающей среды на состояние человека

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В рамках данной работы показано, что метод ГРВ может блть использован для оценки влияния окружающей среды на состояние БО. Разработана модель взаимодействия наружного покрова БО с электрическим полем высокой напряженности Выявлены параметров ГРИ, отражающие влияние факторов окружающей среды на состояние БО На основе разработанных методик и программных средств выполнены экспериментальные исследования по оценке влияния различных факторов окружающей среды на состояние растений, животных и человека ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 1) Построена математическую модель процессов взаимодействия наружного слоя биологического объекта с электрическим почем высокой напряженности

2) Выделены информативные параметры ГРИ, позволяющие оценивать реакцию БО на воздействие факторов окружающей среды.

3) Разработаны методики подготовки образцов для обеспечения воспроизводимости параметров ГРИ БО.

4) Усовершенствованы существующие автоматизированные методы фильтрации исходного ГРИ для обеспечения связи его характеристик с состоянием БО

5) Разработаны структура биотехнической системы и программные средства для оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО

6) Разработанные методики апробированы в экспериментальных исследованиях.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1 Прияткин, Н С Разработка методики биоэлектрографической регистрации воздействия пахучих веществ на психофизиологическое состояние человека /НС Прияткин, В А Куземкин, К Г Коротков, А Вайншелбойм // Материалы Веер научн -техн конф «Биотехнические системы в XXI веке» - СПб , 2004 - С. 98-99

2 Прияткин, Н С Программно-аппаратурные методики и основные результаты исследований влияния внешней среды на функциональное состояние биологических объектов на основе технологии Газоразрядной визуализации (ГРВ) /НС Прияткин, К.Г Коротков, В А Куземкин, А Вайншелбойм, П Матраверс // Материалы 1-го международного конгресса «Нейробиотелеком» СПб, 2004.-С 86-89

3 Прияткин, Н С Оценка влияния внешней среды на функциональное состояние биологических объектов на основе ГРВ технологии / НС Прияткин // Сборник трудов Санкт-Петербургского НИИ Физической культуры. - СПб, 2004 - С 126-130

4 Бундзен, П В Психофизиологические корреляты успешности соревновательной деятельности спортсменов олимпийского резерва / ПВ Бундзен, КГ. Коротков, А.К Короткова, НС Прияткин // Физиология человека -2005 -Т. 31.-№3 -С 84-92

5 Прияткин, НС Метод ГРВ биоэлектрографии для исследования влияния пахучих веществ на психофизиологическое состояние человека / Н С Прияткин, К Г Коротков, В А Куземкин, А Вайншелбойм, П Матраверс // Известия вузов Приборостроение - 2006 - Т 49 - №2 - С 3743

6 Прияткин, Н С Исследование влияния внешней среды на состояние растений на основе метода ГРВ биоэлектрографии /НС Прияткин, К Г Коротков, В А Куземкин, Т.Б Дорофеева // Известия вузов Приборостроение - 2006 - Т 49 - №2 - С 67-72

Подписано в печать 13 04 07 Формат 60*84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Печ л 1,0 Тираж ЮОэкз Заказ 19

Отпечатано с готового ориптал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С -Петербург, ул Проф Попова, 5

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Физические методы исследования влияния окружающей среды на состояние организмов.

1.1.1. Физические методы исследования влияния окружающей среды на состояние растений.

1.1.2. Физические методы исследования влияния окружающей среды на состояние беспозвоночных животных.

1.1.3. Физические методы исследования окружающей среды на состояние человека.

1.2. Методика оценки состояния организмов и биологических объектов

- Газоразрядной визуализации (ГРВ).

1.3. Опыт применения ГРВ технологии для оценки состояния организмов.

1.3.1. Оценка свойств жидкофазных объектов с помощью технологии ГРВ.

1.3.2.Исследование влияния окружающей среды на состояние растительных организмов с помощью технологии ГРВ.

1.3.3. Исследование влияния окружающей среды на состояние беспозвоночных и позвоночных животных с помощью технологии ГРВ.

1.3.4. Исследование влияния окружающей среды на состояние человека с использованием технологии ГРВ.:.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИЧЕСКИХ ПРИНЦИПОВ, ПРОТОКОЛОВ И АЛГОРИТМОВ ПРОГРАММНОЙ ОБРАБОТКИ И АНАЛИЗА ГАЗОРАЗРЯДНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ, ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ

СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ НАРУЖНОГО ПОКРОВА С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ПОЛЕМ ВЫСОКОЙ

НАПРЯЖЕННОСТИ

2.1. Основные принципы анализа газоразрядных изображений (ГРИ).

2.1.1. Автоматизированный анализ и обработка ГРИ.

2.1.2. Архитектура биотехнических систем (БТС) и принципы проектирования систем анализа газоразрядных изображений.

3.1.3. Предварительная обработка изображений.

2.1.4. Расчет параметров статических ГРИ.

2.2. Биотехнические системы оценки влияния окружающей среды на состояние организмов на основе технологии ГРВ.

2.2.1.Биотехническая система лабораторного анализа (БТС-ЛА) оценки влияния окружающей среды на состояние биологических объектов на основе технологии ГРВ.

2.2.2. Измерительно-вычислительная Биотехническая система (БТС-ИВ) оценки влияния окружающей среды на психофизиологическое состояние человека на основе технологии ГРВ.

2.3. Разработка протокола исследования влияния окружающей среды на состояние организмов на основе технологии ГРВ.

2.3.1. Протокол исследования по оценке воздействия окружающей среды на состояние биологических объектов.

2.3.2. Протокол исследования влияния окружающей среды на психоэмоциональное состояние человека.

2.4. Разработка протокола программной обработки для исследования влияния окружающей среды на состояние организмов на основе технологии ГРВ.

2.5. Разработка алгоритма программной обработки для исследования влияния окружающей среды на состояние организмов на основе технологии ГРВ.

2.6. Практическая реализация методов анализа ГРИ биологических объектов.

2.7. Моделирование процессов взаимодействия наружного покрова с электрическим полем высокой напряженности.

2.8. Разработка специализированного устройства для исследования воздействия различных стимулов-раздражителей на психоэмоциональное состояние человека посредством регистрации и анализа ГРИ.

ГЛАВА. 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДИК ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ ОРГАНИЗМОВ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ГРВ

3.1. Методика получения и обработки ГРИ фрагментов древесины и зерен растений.

3.1.1. Методика получения и обработки ГРИ фрагментов древесины Ulmus glabra Huds.

3.1.2. Методика исследования получения и обработки ГРИ зерен.

3.2. Методика получения и обработки ГРИ беспозвоночных животных.

3.3. Методика регистрации реакции автономной нервной системы человека на воздействие различных стимулов.

ГЛАВА 4. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ГРВ МЕТОДИК ДЛЯ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА СОСТОЯНИЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ

4.1. Оценка состояния растений (дрёвесины стебля однолетнего побега вяза шершавого Ulmus glabra Huds., инфицированного Graphium ulmi Schw и зерновок Triticum aestivum L., зараженных грибами рода Fusarium).

4.2. Оценка состояния беспозвоночных (красного калифорнийского дождевого червя Eisenia fétida [Savigny]) в условиях повреждающего воздействия.

4.3. Оценка реакции автономной нервной системы человека на воздействие различных стимулов.

Актуальность работы. Экологический риск, экологически обусловленные патологические явления и симбиотрофная заболеваемость, во многих отношениях экологически зависимая, являются реальностью современного общества. Насущная проблема в связи с этим, требующая объективного и действенного решения - обоснование и разработка аппаратурных технологий, обеспечивающих возможность выявления и краткосрочной дифференциальной численной диагностики изменений, имеющих значение: во-первых, свидетельств возникновения донозологических отклонений в строении и функционировании организмов, и, во-вторых, свидетельств появления начальных нарушений, возникающих в физических средах.

Своевременная и оперативная дифференциальная численная диагностика этих изменений позволит существенно повысить эффективность защитных мероприятий в случае развития массовых заболеваний сельскохозяйственных растений (эпифитотий) и промышленно значимых видов животных (эпизоотий).

В диссертационной работе рассматриваются несколько примеров взаимоотношений «биологический объект - окружающая среда», представляющих насущный интерес для практической экологии.

Одним из наиболее опасных заболеваний, погубившим ильмовые на тысячах гектаров во всём мире, является графиоз ("голландская болезнь ильмовых"). Это сосудистое заболевание, вызываемое грибом - СгарЫит и1т18сЫ. Развиваясь в камбиальном слое, паразит закупоривает проводящие сосуды, в результате чего дерево усыхает [33, 53]. Принимая во внимание факт, что вяз является одной из важнейших пород, формирующих зеленые насаждения в условиях города, снижение количества и качества этих деревьев может существенно ухудшить состояние окружающей среды [34, 88].

Опаснейшим заболеванием зерновых является фузариоз колоса «пьяный хлеб злаков», вызываемый грибами рода Fusarium. Вредоносность заболевания проявляется не только в снижении урожая за счет снижения массы и качества зерен, но и образовании токсинов, способных вызывать отравление сельскохозяйственных животных и человека [87]. Существенный вред от заболевания ячменя фузариозом заключается в снижении качества пивного сусла (появления повышенного пенообразования - гашинга) [130]. Своевременный контроль качества посевного зерна - один из основных путей решения проблемы продовольственной безопасности.

Одной из задач современной экологии является контроль состояния красного калифорнийского дождевого червя Eisenia fétida Savigny основного вида почвенных олигохет, используемых в целях вермикомпостирования, и перспективного биоиндикатора для оценки состояния почв [39].

Воздействие человеческого общества на биосферу угрожает не только состоянию окружающей среды, но и самого человека. В связи с этим оценка различных воздействий и их последствий на состояние человека остается насущной проблемой. В условиях реализации широкомасштабных производственных программ, пахучие вещества, нередко, напрямую связаны с информационными признаками специфического хода технологических процессов. Около 30 нормативных санитарно-гигиенических документов, регламентируют физические факторы окружающей природно-техногенной среды: солнечную радиацию, ультразвук, шум, производственную вибрацию, электромагнитные излучения радиочастотного диапазона и т.д. Воздействие пахучих веществ не поддается нормированию из-за отсутствия технических средств измерений. Существующие методы оценки влияния данных факторов окружающей среды на организмы обладают рядом ограничений и недостатков. В частности, методы визуальной оценки организмов животных и растений не позволяют выявлять донозологические отклонения, химические методы требуют специальных реактивов и значительных трудозатрат. Использование различных биофизических методов (демаркационный потенциал, импедансометрия, спектрофотометрия и др.) пока не находит широкого применения в экологии, главным образом, в силу отсутствия стандартизированных методик измерений и анализа результатов. Трудность исследования проблемы влияния пахучих веществ на состояние человека определяется множеством факторов, обуславливающим реакцию на стимул-одорант. За решение некоторых аспектов проблемы исследования механизмов воздействия пахучих веществ на человека (открытие генов, ответственных за формирование рецепторов, чувствительных к определенным запахам [103]), была присуждена Нобелевская премия в 2004 году.

Большинство методов выявления различных стимулов-раздражителей, в том числе пахучих веществ, малоэффективны из-за их низкой специфичности, а применение таких прогрессивных методик, как позитронно-эмиссионная томография, к сожалению, требует сложной и дорогостоящей аппаратуры.

В связи с этим, определенную перспективу имеет метод оценки состояния физических сред обитания и жизнедеятельности организмов на основе анализа характеристик газоразрядного свечения объектов различной природы - методика газоразрядной визуализации (ГРВ), осуществляемая с использованием специального программно-аппаратурного комплекса «ГРВ Камера». Эта технология, основанная на эффекте Кирлиан, позволяет оценивать состояние абиотических и биотических составляющих экологических систем в реальном масштабе времени. Современная ГРВ аппаратура, выпускаемая промышленно, дает возможность регистрировать и анализировать газоразрядное свечение, индуцированное у организмов и у их структур, в том числе у биологических жидкостей, природных вод, почв, грунтов, включая химически загрязненные.

В связи с все более широким распространением технологии ГРВ исследователи различных стран начинают применять эту технологию для изучения влияния факторов окружающей среды на биологические объекты. Технология ГРВ привлекает, прежде всего, чувствительностью в сочетании со стабильностью.

Следует отметить, что точность и воспроизводимость метода ГРВ может быть снижена по сравнению с ожидаемой [14] из-за отсутствия модели процессов, происходящих в результате взаимодействия наружного слоя биологического объекта с электрическим полем высокой напряженности, методов извлечения значимой информации из получаемых газоразрядных изображений биологических объектов (БО), и способов пробоподготовки.

Таким образом, актуальность проблемы, лежащей в основе настоящей диссертации, обусловлена необходимостью развития на основе существующей технологии ГРВ новых методов оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО.

Целью диссертационной работы является повышение достоверности оценки влияния окружающей среды на состояние БО путем использования новых методик и устройств на основе существующей технологии газоразрядной визуализации.

Для достижения поставленной цели в диссертации необходимо решить следующие задачи:

• Построить математическую модель процессов взаимодействия наружного покрова биологического объекта с электрическим полем высокой напряженности.

• Выделить информативные параметры газоразрядных изображений (ГРИ), позволяющие оценивать реакцию БО на воздействие факторов окружающей среды.

• Разработать методики подготовки образцов для обеспечения воспроизводимости параметров ГРИ БО.

• Усовершенствовать существующие автоматизированные методы фильтрации исходного ГРИ для обеспечения связи его характеристик с состоянием БО.

• Разработать структуру биотехнической системы и программные средства для оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО.

• Апробировать разработанные методики в экспериментальных исследованиях.

Предмет исследования. Методики и технические средства регистрации газоразрядной визуализации для оценки свойств БО.

Объект исследования Состояние биологических объектов, оцениваемое по характеристикам газоразрядных изображений.

Методы исследования. Использовались методы теории моделирования, статистической обработки данных и поиска информативных признаков, теория биотехнических систем. В экспериментальных исследованиях применены методы фитопатологического контроля, методики оценки психофизиологического состояния. Экспериментальные исследования выполнены на базе Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина).

Технология газоразрядной визуализации может быть использована для решения различных проблем современной экологии для контроля состояния организмов различного уровня организации.

Научные положения, выносимые на защиту:

1) Математическая модель взаимодействия объекта исследования с электрическим полем высокой напряженности показывает, что массоперенос вещества жидкости в тканях биологических объектов является определяющим показателем при формировании газоразрядных изображений, отражающих свойства биологического объекта.

2) Воздействие факторов окружающей среды на биологические объекты имеет следствием изменение параметров их газоразрядных изображений.

3) Анализ динамики изменения газоразрядных изображений биологических объектов позволяет оценивать воздействие факторов окружающей среды в реальном масштабе времени.

Научная новизна работы.

1) Модель взаимодействия наружного покрова БО с электрическим полем высокой напряженности

2) Выявлены параметры ГРИ, отражающие влияние факторов окружающей среды на состояние БО.

3) Разработаны методики подготовки проб и получения ГРИ БО.

4) Структура БТС оценки влияния окружающей среды на состояние БО.

5) Применение разработанных методик для оценки влияния различных факторов окружающей среды на состояние растений, беспозвоночных животных и человека.

Практическая ценность работы.

• Математическая модель процессов взаимодействия наружного покрова БО с электрическим полем высокой напряженности, доказывающая ведущую роль массопереноса вещества жидкости в микропорах на формирование ГРИ.

• Программное обеспечение «GDV SciLab», реализующее оптимальную последовательность обработки, анализа ГРИ и представление результатов оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО различных классов.

• Методики подготовки биологических проб и получения ГРИ БО различных классов для оценки влияния факторов окружающей среды.

• Технологии оценки качества посевного зерна и методика выявления подсознательной реакции человека на воздействие различных стимулов резкий звук, воздействие пахучих веществ [натуральных эфирных масел]).

Внедрение результатов. БТС оценки воздействия пахучих веществ (на примере эфирных масел) на ПФС человека прошла апробацию в компании Аведа (США) в качестве элемента системы тестирования косметических средств. БТС оценки состояния спортсменов и прогнозирования их соревновательной готовности внедрена в систему училищ олимпийского резерва. Внедрение результатов подтверждено соответствующими актами. Работа выполнена при поддержке аспирантского гранта Министерства образования РФ (шифр гранта МО-3.5К-48, 08.06.2004) «Разработка программно-аппаратурных методик исследования влияния внешней среды на функциональное состояние БО на основе технологии ГРВ» [82].

Апробация работы. Научные и практические результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на ежегодных международных конгрессах по «Наука. Информация. Сознание» (Санкт-Петербург 2002, 2004 гг.), Конференции аспирантов СПбГУИТМО (2002, 2003), Всероссийской конференции «Современные проблемы физкультуры и спорта», (Санкт-Петербург, 2003 г), Всероссийской научно-технической конференции «Биотехнические системы в XXI веке», 2004г, Международном научном конгрессе «Нейробиотелеком» -2004, Санкт-Петербург, 2004 г, семинаре «Методы, подходы и пояснения и функциональной оценки обоняния и химического восприятия», Monell Chemical Senses Center, Philadelphia, Pennsylvania, USA., 2004r.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 научных работ, из них - 3 статьи в перечне изданий, рекомендованных ВАК, 6 работ - в материалах всероссийских и международных научно-технических конференций.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, одного приложения и списка литературы, включающего 159 наименований.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1) Построена математическая модель процессов взаимодействия наружного слоя биологического объекта с электрическим полем высокой напряженности.

2) Выделены информативные параметры ГРИ, позволяющие оценивать реакцию БО на воздействие факторов окружающей среды.

3) Разработаны методики подготовки образцов для обеспечения воспроизводимости параметров ГРИ БО.

4) Усовершенствованы существующие автоматизированные методы фильтрации исходного ГРИ для обеспечения связи его характеристик с состоянием БО.

5) Разработаны структура биотехнической системы и программные средства для оценки влияния факторов окружающей среды на состояние БО.

6) Разработанные методики апробированы в экспериментальных исследованиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ результатов проведенных исследований [8, 9, 16, 21, 25, 41, 47, 74-82], публикаций отечественных и зарубежных ученых по оценке состояния различных организмов и физических сред [4, 6, 20, 24, 28,46, 120 и мн. др.], а также критических статей различных исследователей, [106, 107, 110, 131, 133, 134, 149, 152] позволяют выделить следующие возможные направления применения технологии ГРВ в экологии:

1) Объективизация воздействия механических, физических, химических и биологических повреждающих факторов окружающей среды на биологические объекты (биологические жидкости, растения и низших животных) с целью выявления экологического риска.

2) Оценка влияния различных факторов окружающей среды на психофизиологическое и психоэмоциональное состояние человека.

3) При определенных условиях ГРВ технология может служить дополнительным инструментом для выявления и оценки некоторых экологически зависимых патологических состояний, причиной или следствием которых является нарушение функционирования сердечно-сосудистой и нервной систем организма человека.

В рамках данной работы показано, что метод ГРВ может быть использован для оценки влияния окружающей среды на состояние БО. Разработана модель взаимодействия наружного покрова БО с электрическим полем высокой напряженности. Выявлены параметров ГРИ, отражающие влияние факторов окружающей среды на состояние БО. На основе разработанных методик и программных средств выполнены экспериментальные исследования по оценке влияния различных факторов окружающей среды на состояние растений, животных и человека.

1. A.c. 1456047 СССР, МКИ А 01 D 33/08. Способ отделения клубней картофеля от камней и почвенных комков / К.Г. Короткое, В.А. Павлык, В.М. Кудрявцев (СССР). -N 4200324; Заявл. 24.02.87; Опубл. 07.02.89, Бюл. №5. -4с.

2. Авакимян, С.Б. Изучение динамики газоразрядного свечения крови, содержащей ионы серебра / С.Б. Авакимян, А.П. Бойченко, И.В. Щимаева // Теория и практика газоразрядной фотографии : Сб. науч. тр. Кубан. гос. ун-та -Краснодар, 2003, Т.ЗЗ. С. 91-96.

3. Бабицкий, М.А. Автоматизированное проектирование систем анализа динамических газоразрядных изображений. Автореф. дис. канд. техн. наук. / М.А. Бабицкий СПб, 2004. -18 с.

4. Байкова, С.К. Антиоксиданты в питании юных спортсменов / С.К. Байкова, П.В. Бундзен, Н.С. Прияткин // Сборник методических рекомендаций для училищ олимпийского резерва. Орел, 2004. - С. 141-169.

5. B.М. Ахутин, А.П. Немирко, H.H. Першин, A.B. Пожаров, Е.П. Попечителев,

6. C.B. Романов JI. : Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. 220 с.

7. М.Бойченко, А.П. Получение объемных газоразрядных изображений рептилий на примере ящерицы обыкновенной (Laceria agilis) / А.П. Бойченко // Теория и практика газоразрядной фотографии : сб. науч. тр. Кубан. гос. ун-та

8. Краснодар, 2003. Т.ЗЗ. - С. 74-76.

9. Борисова, М.В. Оценка погрешностей экспериментальных результатов при исследовании методом ГРВ биоэлектрографии / М.В. Борисова, Э.В. Крыжановский, B.J1. Ткалич // Известия вузов. Приборостроение. 2006. - Т.49. - №2. - С. 30-31.

10. Боровиков, В. STATISTICA: искусство обработки данных на компьютере для профессионалов / В. Боровиков СПб.: Питер, 2001. -656 с.

11. Бундзен, П.В. Комплексный биоэлектрографический анализ механизмов альтернативного состояния сознания / П.В. Бундзен, В.В. Загранцев, К.Г. Короткое, П. Лейснер, Л.Э. Унесталь // Физиология Человека. 2000. - Т.26. -№5. - С. 59-68.

12. Бундзен, П.В. Психофизиологические корреляты успешности соревновательной деятельности спортсменов олимпийского резерва / П.В. Бундзен, К.Г. Короткое, А.К. Короткова, Н.С. Прияткин // Физиология человека. 2005. - Т. 31. - №3. - С. 84-92.

13. Бундзен, П.В. Психофизиологический прогноз спортивной победы / П.В.

14. Бундзен, К.Г. Коротков, А.К. Короткова, Н.С. Прияткин // Медицина и спорт. -2005.-№2.-С. 23-24.

15. Бундзен, П.В. Современные технологии валеометрии и укрепления здоровья населения / П.В. Бундзен, В.И. Баландин, В.В. Загранцев, О.М. Евдокимова // Теория и практика физической культуры. 1998. - № 9. - С. 7-12.

16. Гагуа, П.О. Исследование применения метода ГРВ Биоэлектрографии в онкологии / П.О. Гагуа, Е.Г. Гедеванишвили, Л.Г. Георгобиани, К.Г. Коротков, С.А. Короткина, Г.Г. Ахметели, Э.В. Крыжановский // Изв. вузов. Приборостроение. 2006. Т.49. - №2. - С.47-50.

17. Григорьев, А.И. О механизме эмиссии зарядов с поверхности проводящей жидкости во внешнем электрическом поле / А.И. Григорьев, С.О. Ширяева // Журнал технической физики. 1987. - Т.57. - Вып. 1. - С.196-198.

18. ЗО.Гудакова, Г.З. Исследование характеристик газоразрядного свечения микробиологических культур / Г.З. Гудакова, В.А. Галынкин, К.Г. Короткое // Журнал прикладной спектроскопии. 1988. - Т. 49. - №3. - С. 412-417.

19. ЗЬГурвич, А.Г. Теория биологического поля. /А.Г. Гурвич М. : Госиздат. -1944.-125 с.

20. Дмитриев, А.П. Фотометрический метод определения устойчивости зерновых культур к болезням. / А.П. Дмитриев, И.С. Лискер, Г.С. Коновалова, C.B. Соловьев // Микол. и фитопатол. 1999. - Т . 33. - Вып. 6. - С. 412-420.

21. Инюшин, В.М. О биологической сущности эффекта Кирлиан (Концепция биологической плазмы). / В.М. Инюшин, B.C. Гриценко, H.A. Воробъев. -Алма-Ата: Изд-во КазГУ, 1968. 45 с.

22. Кирлиан С.Д. В мире чудесных разрядов. / С.Д. Кирлиан, В.Х. Кирлиан. -М. : Знание, 1964. 40с.

23. Кожа : Строение, функция, общая патология и терапия / A.M. Чернух, И.Н. Михайлов, Е.В. Михайлов и др. М. : Медицина. 1982. - 336 с.

24. Козлов, К.С. Влияние загрязнения почвы нефтепродуктами на дождевых червей: Автореф. дис . канд. биол. наук. / К.С. Козлов. Томск, 2003. - 13 с.

25. Колисниченко, Г.С. Электрофизиологические параметры как индикаторы при диагностике заболеваний некоторых сельскохозяйственных культур:

26. Автореф. дис. .канд. биол. наук. / Г.С. Колисниченко. Кишинев, 1969. -12 с.

27. Короткое, К.Г. Анализ воздействия геофизических факторов методом ГРВ / К.Г. Короткое, Н.С. Прияткин // Космос и биосфера : тезисы международной конференции, г. Симферополь, 28 сентября 3 октября, -2003.

28. Коротков, К.Г. ГРВ измерения на больших высотах / Коротков, К.Г. // Наука. Информация. Сознание. Тезисы V Международного научного конгресса по ГРВ биоэлектрографии. СПб., 2001. - С. 81-83.

29. Коротков, К.Г. Новый концептуальный подход к диагностике рака / К.Г. Коротков, Б.Л. Гурвиц, Б.А. Крылов // Сознание и физическая реальность. -1998. Т. 3. - № 1.-С. 50-58.

30. Коротков, К.Г. Основы ГРВ Биоэлектрографии. / К.Г. Коротков. Л. : Изд-во СПбГУИТМО, 2001. - 360 с.

31. Коротков, К.Г. Эффект Кирлиан. / К.Г. Коротков. СПб. : Изд-во Ольга, 1995.-215 с.

32. Кошкин, Н.И. Справочник по элементарной физике / Н.И. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М.: Наука, 1972. - 255 с.

33. Крашенюк, А.И. Квантово-биофизические подходы в понимании динамики ГРВ-грамм при гирудотерапии / А.И. Крашенюк, К.Г. Коротков,

34. Ю.Ф. Камынин // Наука. Информация. Сознание. Навстречу олимпийским играм : Тезисы VIII международного конгресса по медицинской и прикладной биоэлектрографии. СПб, 2004. - С. 88-90.

35. Крыжановский, Э.В. Оценка влияния минеральных вод на состояние человека методом ГРВ биоэлектрографии / Э.В. Крыжановский, М.В. Борисова, К.Ч. Лим, Т.Ш. Чан // Известия вузов. Приборостроение. 2006. - Т.49. - №2. -С. 62-66.

36. Крюкова, С.А. Биологические основы защиты дуба и вяза от инфекционного усыхания. / Е.А. Крюкова, Т.С. Плотникова. М. : Агропромиздат, 1991. -127 с.

37. Лазарьянц, А.Э. Неустойчивость капли проводящей жидкости в стохастически изменяющимся электрическом поле / А.Э. Лазарьянц, А.И. Григорьев // Журнал технической физики. -1990. Т.60. - Вып. 9. - С. 33-39.

38. Ланецкий, В.П. Методы регистрации флуоресцирующих веществ в тканях растений, инокулированных фитопатогенными организмами : Автореф. дис. канд. биол. наук. / В.П. Ланецкий Л., 1966. - 22 с.

39. Лысиков, В.А. Метод фотографирования биологических объектов. Использование методов биофизики в селекционно-генетических исследованиях149

40. В.А. Лысиков. Кишинев, 1960. - 186 с.

41. Марищук, B.J1. Методики психодиагностики в спорте / B.J1. Марищук, Ю.М. Блудов, В.А. Плахтиенко, J1.P. Серова. М. : Просвещение, 1990. - 256 с.

42. Медведев, С.С. Электрофизиология растений : Учебн. пособие. / С.С. Медведев. Л.: Изд-во С-Петербургского университета, 1998. - 184 с.

43. Муромцев, Д.И. Автоматизированная система обработки и анализа динамических ГРВ-грамм биологических объектов : Автореф. дис. канд. техн. наук. / Д.И. Муромцев. СПб, 2003. - 16 с.

44. Николаевский, В.В. Ароматерапия : Справочник. / В.В. Николаевский. -М.: Медицина, 2000. 336 с.

45. Пекли, Ф.Ф. Ароматология / Ф.Ф. Пекли. М.: Медицина, 2001. - 288 с.

46. Попечителев, Е.П. Биотехнические системы интерпретации экспериментальных данных: учебное пособие / Е.П. Попечителев Л.: ЛЭТИ, 1985.-71 с.

47. Попкова, К.В. Практикум по сельскохозяйственной фитопатологии / К.В. Попкова. М.: Колос, 1976. - 336 с.

48. Прияткин, Н.С. Исследование влияния внешней среды на состояние растений на основе метода ГРВ биоэлектрографии / Н.С. Прияткин, К.Г. Коротков, В.А. Куземкин, Т.Б. Дорофеева // Известия вузов. Приборостроение. -2006. Т.49. №2. - С. 67-72.

49. Прияткин, Н.С. Оценка влияния внешней среды на функциональное состояние биологических объектов на основе ГРВ технологии / Н.С. Прияткин // Сборник трудов Санкт-Петербургского НИИ Физической культуры. СПб, 2004.-С. 126-130.

50. Руководство по физиологии труда. Под ред. З.М. Золиной, Н.Ф. Измерова. М.: Медицина, 1983. - 528 с.

51. Рябухина В. Опыт исследования влияния театра на энергетическое состояние зрителя (метод ГРВ) / В. Рябухина // От эффекта Кирлиан к биоэлектрографии. Сборн. под ред. К.Г. Короткова. СПб.: Ольга, 1998. - С. 212-227.

52. Савицкая Ж.С. Воспалительный процесс в бронхах и ГРВ-графия / Ж.С. Савицкая // Вестник Северо-западного отделения Акад. мед.-техн. наук РФ. Выпуск 4. Под ред. К.Г. Короткова. СПб. : Изд-во Агенство «РДК принт», 2001.-С. 59-64.

53. Саркисов А.Х. Микотоксикозы / А.Х. Саркисов. М. : Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1954. - 216 с.

54. Степанов, A.B. Использование метода ГРВ биоэлектрографии для оценки реакции антиген-антитело / A.B. Степанов, Л.П. Свиридов, С.А. Короткина, Г.Г. Ахметели, Э.В. Крыжановский // Известия вузов. Приборостроение.2006. Т.49. - №2. - С. 32-36.

55. Суворов, А.В. Общая химия : Учебное пособие для вузов. / А.В. Суворов, А.Б. Никольский. СПб.: Изд-во Химия, 1955. - 624 с.

56. Тамбиев, А.Х. Летучие вещества, запахи и их биологическое значение /

57. A.Х. Тамбиев. М.: Знание, 1974. - 64 с.

58. Физиология человека. Т. 2: Органы чувств. Под ред. Акад. П.Г. Костюка. -М.: Мир, 1985.-233 с.

59. Филиппова Н.А. ГРВ грамма и другие биоэлектрические характеристики организма / Н.А. Филиппова // Вестник Северо-западного отделения Акад. мед.-техн. наук РФ. Выпуск 4. Под ред. К.Г. Короткова. СПб. : Изд-во Агенство «РДК принт», 2001. - С. 47-59.

60. Чоухан, Р.С. Сравнение био-электрографических изображений больных раком и здоровых пациентов / Р.С. Чоухан, П. Падфаран, Ш. Рао // От эффекта Кирлиан к биоэлектрографии. Сборн. под ред. К.Г. Короткова. СПб. : Ольга, 1998.-С. 133-140.

61. Яншин, В.В. Анализ и обработка изображений: принципы и алгоритмы /

62. B.В. Яншин. М.: Машиностроение. - 1994. - 112 с.

63. Asahina, М. Emotional sweating response in a patient with bilateral amygdala damage / M. Asahina, A. Suzuki, M. Mori, T. Kanesaka, T. Hattori // Int. J. Psychophysiol. 2003. -Vol. 47. -N1. - P.87-93.

64. Bensafi, M. Autonomic nervous system responses to odours: the role of pleasantness and arousal / M. Bensafi, C. Rouby, V. Farget, B. Bertrand, M. Vigouroux, A. Holley // Chem. Senses. 2002. Vol. 27. - N8. - P. 703-709.

65. Bindokas, V.P. Laboratory investigations of the electrical characteristics of honey bees and their exposure to intense electric fields / V.P. Bindokas, J.R. Gauger, B. Greenberg // Bioelectromagnetics. 1989. - Vol. 10. -Nl. -P. 1-12.

66. Bosco, C. Influence of vibration on mechanical power and electromyogram activity in human arm flexor muscles / C. Bosco, M. Cardinale, O. Tsarpela // Eur. J. Appl. Physiol. Occup. Physiol. 1999. - Vol. 79. N4. - P. 306-311.

67. Buck, L. A novel multigene family may encode odorant receptors: a molecular basis for odor recognition / L. Buck, R. Axel // Cell. 1991. - Vol. 65. -Nl.-P. 175-187.

68. Bustos-Obregon, E. Pesticide soil contamination mainly effects earthworm male reproductive parameters / E. Bustos-Obregon, R.I. Goicoshea // Asian J. Androl. 2002. - Vol. 4. - P. 195-199.

69. Doty, R.L. Human odor intensity perception: correlation with frog epithelial adenylatecyclase activity and transepithelial voltage response / R.L. Doty, D.S. Kreiss, R.E. // Frye Brain Res. 1990. - Vol. 527. -Nl.-P. 130-134.

70. Duerden, T. An aura of confusion Part 2: the aided eye "imaging the aura?" / T. Duerden // Complement Ther. Nurs. Midwifery. - 2004. Vol. 10. - N2. -P. 116-23.

71. Ebrahim, H. Kirlian photography an appraisal / H. Ebrahim, R. Williams // J. Audiov. Media Med. - 1982. - Vol. 5. - N3. - P. 84-91.

72. Glascher, J. Processing of the arousal of subliminal and supraliminal emotional stimuli by the human amygdale / J. Glascher, R. Adolphs // J. Neurosci. -2003. Vol. 23. -N32. - P. 10274-10282.

73. Greyson, N.D. "Kirlian photography" film artifacts / N.D. Grey son // Can. Assoc. Radiol. J. 1989. - Vol. 40. - N6. -P. 331.

74. Hakimi, R. Kirlian photography, holistic blood diagnosis, capillarity tests. Cancer diagnosis of a different kind / R. Hakimi // MMW Fortschr. Med. -2003. Vol.145. - N23. - P.49-50.

75. Handbook of Flavor Characterization. Dekker Reprint Program. P. 21.

76. Holmes, F.W. Dutch Elm Disease The Early Papers / F.W. Holmes, H.M. Heybroek. - APS Press, St Paul, MN, 1990. - 324 p. (114)

77. Hudry, J. Odorants elicit evoked potentials in the human amygdala. / J. Hudry, P. Ryvlin, J.P. Royet, F. Mauguiere // Cereb. Cortex 2001. - Vol. 11. - N7. -P. 619-627. (113)

78. Ilmberger, J. The influence of essential oil on humam ettention / J. Ilmberger, E. Heuberger, C. Mahthofer, H. Dessovic, D. Kovarik, G. Buchbauer // Chem. Senses. 2001. -Vol. 26. -P. 239-245.

79. Jellinek, J.S. Psychodynamic odor effects and their mechanisms. J.S. Jellinek // Cosmet. Toiletr. 1997. - Vol. 112. - P. 61-71.

80. Kareken, D.A. Olfactory system activation from sniffing: effects in piriform and orbitofrontal cortex / D.A. Kareken, M. Sabri, A.J. Radnovich, E. Claus, B. Foresman, D. Hector, G.D. Hutchins // Neuroimage. 2004. - Vol. 22. -Nl.-P. 456-465.

81. Konikiewicz, L.W. Kirlian photography in theory and clinical application / L.W. Konikiewicz // J. Biol. Photogr. Assoc. 1977. - Vol. 45. - N3. -P. 115-134.

82. Kononenko, I. The influence of mobile telephones on human bioelectromagnetic field /1. Kononenko, Z. Bosnic, B. Zgajnar // Proc. New Science of Consciousness, Ljubljana, 2000. P. 69-72.

83. Kononenko, I. Vitality of plants through coronas of fruits and leaves. I.

84. Kononenko, A. Sadikov // VI International Scientific congress on GDV Bioelectrography: Science, Information, Spirit, 2002. Proceedings. P. 45-46.

85. Korotkov, K.G. Human Energy Field: study with GDV bioelectrography- study with GDV bioelectrography / Korotkov K.G. BACKBONE PUBLISHING Co., Fair Lawn, NY, USA, 2002. - 360 p.

86. Korotkov, K. Concentration dependence of gas discharge around drops of inorganic electrolytes / K. Korotkov, D. Korotkin // J. Appl. Phys. 2001. -Vol.89.-No 9.-P. 4372-4376.

87. Mandel, P.F. Energy Emission Analysis: New application of Kirlian photography for holistic health / P.F. Mandel // Synthesis Publishing Co W. Germany, 1986. 280c.

88. Mc Nair M. POMS Manual. / M. Mc Nair, M. Lorr, L. Droppleman. -San Diego, California, 1992. -40 c.

89. Miltner, W. Emotional qualities of odors and their influence on the startle reflex in humans / W. Miltner, M. Matjak, C. Braun, H. Diekmann, S. Brody. // Psychophysiology. 1994. - Vol. 31. - N1. - P. 107-110.

90. Monti-Bloch, L. The human vomeronasal system / L. Monti-Bloch, C. Jennings-White, D.S. Dolberg, D.L. Berliner // J. Dent. Res. 1998. - Vol. 77. - N8. -P. 1638-1646.

91. Motojama, H. Comparisons of diagnostic methods in Western & Eastern Medicine / Motojama H. Human Science Press. Tokyo. 1999.

92. Narzi, L. Investigation into the gushing problem / L. Narzi, W. Back, E.

93. Reicheneder, A. Simon, R. Grandl // Monatsschrift fur Brauwissenschaft. 1990. -Vol. 43.-P. 296.

94. Oepen, I. Unconventional diagnostic and therapeutic methods in environmental medicine / Oepen I. // Gesundheitswesen. 1998. - Vol. 60. - N7. -P. 420-430.

95. Pehek, J.O. Image modulation in corona discharge photography / J.O. Pehek, H.J. Kyler, D.L. Faust // Science. 1976. Vol. 194. N4262. - P. 263-270.

96. Quickenden, T.I. A critical examination of the bioplasma hypothesis T.I. Quickenden, R.N. Tilbury // Physiol. Chem. Phys. Med. NMR. 1986. - Vol. 18. -N2.-P. 89-101.

97. Rao, J.V. Toxic effects of chlorpyrifos on morphology and acetylcholinesterase activity in the earthworm, Eisenia foetida / J.V. Rao, Y.S. Pavan, S.S. Madhavendra // Ecotoxicol. And Environ. Safety. 2003. - Vol. 54. -N3. -P. 296-301.

98. Rein, G. Corona discharge photography of human breast tumour biopsies / G. Rein // Acupunct. Electrother. Res. 1985. - Vol. 10. - N4. - P. 305308.

99. Robin, O. Emotional responses evoked by dental odors: an evaluation from autonomic parameters / O. Robin, O. Alaoui-Ismaili, A. Dittmar, E. Vernet-Maury // J. Dent. Res. 1998. - Vol. 77. - N8. - P.1638-1646.

100. Robin, O. Gender influence on emotional responses to primaiy tastes / O. Robin, S. Rousmans, A. Dittmar, E.Vernet-Mauiy // P. hysiol. Behav. 2003. -Vol. 78.-N3.-P. 385-393.

101. Royet, J.P. fMRI of emotional responses to odors: influence of hedonic valence and judgment, handedness, and gender / J.P. Royet, J. Plailly, C. Delon

102. Martin, D.A. Kareken, C. Segebarth // Neuroimage. 2003. -Vol. 20. - N2. - P. 713-728.

103. Sadikov, A. Latest Experiments with GDV Technique in Agronomy / A. Sadikov, I. Kononenko // Proceedings 6th International Multi-Conference Information Society IS' 2003 C, Ljubljana, Slovenia. 2003. - P. 110-113.

104. Sano, A. Influence of cedar ehssence on spontaneous activity and sleep of rats and human daytime nap / A. Sano, H. Sei, H. Seno, Y. Morita, H. Moritoki // Psychiatry Clin. Neurosci. -1998.-Vol. 52.-N2. -P.133-135.

105. Savic, I. Passive perception of odors and semantic circuits / Savic I., Berglund H. // Hum. Brain Mapp. 2004. - Vol. 21. - N4. - P. 271-278.

106. Skarja, M. Influence of ionic composition of water on the corona discharge around water drops / M. Skaija, M. Berden, I. Jerman // J. Appl. Phys. -1998. Vol. 84. - N5. - P. 2436-2560.

107. Skocaj, D. Classification of grapevine cultivars using Kirlian camera and machine learning / D. Skocaj, I. Kononenko, I. Tomazic, Z. Korozec-Koruza // Res. Rep. Biot. Fac. UL Agriculture - ISSN 1408-340X. - 2000. Vol. 75. - N1. - P. 133-138.

108. Smith, J.J. An electrical model for Periplaneta americana pronotal integument: an epidermal location for hydration-dependent resistance / J.J. Smith, J. Machin, G.J. Lampert // J. Exp. Biol. 1995. - Vol. 198. (Pt 1). - P. 249-261.

109. Sobel, N. Time course of odorant-induced activation in the human primary olfactory cortex / N. Sobel, V. Prabhakaran, Z. Zhao, J.E. Desmond, G.H. Glover, E.V. Sullivan, J.D. Gabrieli // J. Neurophysiol. 2000. - Vol. 83. - N1. - P. 537-551.

110. Sorour, J. Toxic Effects of Benomyl on the Ultrastructure during Spermatogenesis of the Earthworm Eisenia fetida / J. Sorour, O. Larin // Ecotoxicol.

111. And Environ. Safety. 2001. - Vol. 50. - N3. - P. 180-188.

112. Stanwick, M. Aura photography: mundane physics or diagnostic tool? / Stanwick M. // Nurs Times. 1996. - Vol. 92. - N25. - P. 39-41.

113. Suzuki, N. Characterization of electro-olfactogram oscillations and their computational reconstruction / N. Suzuki, M. Takahata, T. Shoji, Y. Suzuki // Chem. Senses. -2004. Vol.29. -N5.-P. 411-424.

114. Treugut, H. Kirlian photography: accidental or person-specific pattern? / Treugut H., Koppen M., Nickolay B., Fuss R., Schmid P // Forsch. Komplementarmed Klass Naturheilkd. 2000. - Vol. 3. - N1. - P. 12-16.

115. Uryvaev, Y.V. Differences in human involuntary reactions to perceptible and imperceptible odors. / Y.V. Uryvaev, N.K. Golubeva, A.M. Nechaev // Dokl. Akad. Nauk. SSSR. 1986. - Vol. 290. -P. 501 -504.

116. Vernet-Maury, E. Basic emotions induced by odorants: a new approach based on autonomic pattern results / E. Vernet-Maury, O. Alaoui-Ismaili, A. Dittmar, G. Delhomme, J. Chanel // J. Auton. Nerv. Syst. 1999. - Vol. 75. - N2-3. -P. 176-83.

117. Warm, J.S. Effects of olfactory stimulation on performance and stress in a visual sustained attention task //J.S. Warm, W.N. Dember, R. Parasuraman // J. Soc. Cosmet. Chem. 1991. - Vol. 42. - P. 199-210.

118. Wicker, B. Both of us disgusted in My insula: the common neural basis of seeing and feeling disgust / B. Wicker, C. Keysers, J. Plailly, J.P. Royet, V.

119. Gallese, G. Rizzolatti // Neuron. 2003. - Vol. 40. - N3. - P. 655-664.

120. Zald, D.H. Zald DH, Pardo JV. Emotion, olfaction, and the human amygdala: amygdala activation during aversive olfactory stimulation / D.H. Zald, J.V. Pardo // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1997. Vol. - N8. - P. 4119-4124.