[論文レビュー] Can Resonant Oscillations of the Earth Ionosphere Influence the Human Brain Biorhythm?

V. D. Rusov, K. A. Lukin+6 more|arXiv (Cornell University)|Aug 23, 2012

Magnetic and Electromagnetic Effects参考文献 26被引用数 9

ひとこと要約

本論文は、地球・イオン圏アルフェン共振器（IAR）における共鳴電磁界振動、特に0.1–10 Hzの周波数帯域が、スペクトルの重なりにより人間の脳波リズム、特にデルタ（0.5–4 Hz）およびスイマ（4–7 Hz）リズムに影響を与える可能性を提唱している。アルフェンメーザ理論を用いて、イオン圏の微小振動をモデル化し、それらの発生が太陽の磁気活動と関連することを示唆しており、弱い電磁界が脳の安定性に影響を与え、神経疾患のパターンに寄与する可能性のある磁気生物学的メカニズムを示唆している。

ABSTRACT

Within the frames of Alfvén sweep maser theory the description of morphological features of geomagnetic pulsations in the ionosphere with frequencies (0.1-10 Hz) in the vicinity of Schumann resonance (7.83 Hz) is obtained. It is shown that the related regular spectral shapes of geomagnetic pulsations in the ionosphere determined by "viscosity" and "elasticity" of magneto-plasma medium that control the nonlinear relaxation of energy and deviation of Alfvén wave energy around its equilibrium value. Due to the fact that the frequency bands of Alfvén maser resonant structures practically coincide with the frequency band delta- and partially theta-rhythms of human brain, the problem of degree of possible impact of electromagnetic "pearl" type resonant structures (0.1-5 Hz) onto the brain bio-rhythms stability is discussed.

研究の動機と目的

• 地球・イオン圏アルフェン共振器（IAR）における共鳴電磁界振動が人間の脳波リズムに影響を与えるかどうかを調査すること。
• アルフェンメーザ理論を用いて、イオン圏における地磁気微小振動（Pc1「パール」）の形態的特徴を分析すること。
• 弱い電磁界がIAR共鳴によって生成され、それが生物学的系、特に細胞および神経系レベルに影響を与える物理的メカニズムを探索すること。
• IAR「パール」発生率と脳腫瘍およびリンパ腫を含む脳疾患の死亡率の時間的変動との相関関係を検討すること。
• 銀河宇宙線とIARが生成する電磁放射線の協同的効果が、生殖細胞に及ぼす影響を評価し、6–10年遅れを伴う多世代にわたる健康影響を明らかにすること。

提案手法

• アルフェンメーザ理論を応用し、イオン圏の磁気プラズマ媒質内におけるアルフェン波エネルギーの非線形的緩和をモデル化すること。
• IARの「粘性係数」と「弾性係数」のパラメータを用いて、0.1–10 Hz帯域の地磁気微小振動の形態的特徴を記述すること。
• 「パール」生成の基準（式41）を導出することで、IAR「パール」発生と太陽活動との逆相関を説明すること。
• 皮膚深さの公式 δ = c(2πμωσ)⁻¹/² を用いて、電磁波が人体内にどの程度浸透するかを分析し、10 cm未満の深さで周波数 <10⁶ s⁻¹ の場合、減衰が最小限（fs ≈ 1）であることを示すこと。
• IAR「パール」発生の時系列データ、太陽磁場変動、および出生コhortにおける脳疾患およびがんの長期的死亡率との相関分析を実施すること。
• 3大陸にまたがる5か国からの実験データを用いて、銀河宇宙線の変動とがん死亡率との長期的相関を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 地球・イオン圏アルフェン共振器における共鳴電磁界振動が、特にデルタおよびスイマリズムに影響を与える可能性は何か？
• RQ2 磁気プラズマ媒質内に存在する物理的メカニズムは、イオン圏Pc1微小振動（いわゆる「パール」）の形態的特徴をどのように支配しているか？
• RQ3 0.1–10 Hz帯域のアルフェンメーザ放射のスペクトル特性は、人間の脳波リズムの周波数帯域とどの程度相関しているか？
• RQ4 IAR「パール」発生率と脳腫瘍やリンパ腫などの脳疾患死亡率との間に測定可能な時間的相関が存在するか？
• RQ5 IARが生成する電磁放射線が、銀河宇宙線の生物学的効果を生殖細胞に拡大させ、多世代にわたる健康影響を引き起こす可能性は何か？

主な発見

• アルフェンメーザモデルは、磁気プラズマ媒質内での「粘性」および「弾性」の相互作用を介して、イオン圏Pc1微小振動（いわゆる「パール」）の形態的特徴をうまく説明している。
• IAR「パール」のスペクトル特性（0.1–10 Hz帯域）は、人間の脳波デルタ（0.5–4 Hz）およびスイマ（4–7 Hz）リズムと強く重複しており、共鳴結合の可能性が示唆される。
• 「パール」の発生は太陽活動と逆相関しており、太陽磁場データを用いて過去100年間の時間的変化を再構築可能である。
• 太陽磁場変動と脳疾患死亡率との間に高い逆相関が観察され、約10年遅れを伴う多世代的影響を支持する。
• 「パール」からの電磁界は人体にほとんど減衰せず（h ≤ 10 cmでfs ≈ 1）、生物学的系との相互作用が可能である。
• 本研究は、IARが生成する電磁放射線が、銀河宇宙線の放射能効果を生殖細胞に拡大させ、出生コhortにおけるがん死亡率の6–10年遅れの傾向に寄与する協同的メカニズムを示唆している。