CN107864612A - 用于产生影响昆虫的神经系统的电磁场的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助于两通道脉冲模式发射器(1)驱逐昆虫的方法和设备，其借助于集成天线(34a、34b)发射相位偏移180度且以脉冲模式(24、23)调制并脉冲化的两个电磁波(35a、36a),并且产生两个电磁场(35b、36b)，其以如下方式做用于位于辐射范围(76)中的昆虫(45)，位于吸血昆虫(45)的食管上神经节和食管下神经节(48、51)中的神经元(50、53)和存在于中枢和外围神经系统(63、64)中的感觉神经元(65)、运动神经元(66)和中间神经元被影响，使得由这些神经元生成的信号和反射触发异常行为，其使昆虫进入不活动状态，使得吸血昆虫不能刺透人体皮肤从而不能吸血。

Description

用于产生影响昆虫的神经系统的电磁场的方法和设备

现有技术

疟疾、黄热病和登革热仍然是人类最常见的传染病，其通过吸血节肢动物(媒介昆虫)传播并且每年夺走几百万受害者(特别是儿童)的生命。不管所有的对抗措施如何，由于战争和难民的相关流动、大众旅游以及气候和环境变化，除了其他疾病之外，疟疾当前不断变得更为普遍。疟原虫(疟疾的介质)对大多数化学疗法有抵抗力，并且载体蚊子(疟蚊)还产生了对杀虫剂的抵抗力。对于研发抵抗疟疾的疫苗已经做出了巨大的努力。但是，很有可能的对于这种疫苗将花费几年才可用于市场。发展中国家之后是否能负担得起这种疫苗仍然值得怀疑。还必须假定，疟原虫将对未来的疫苗产生抵抗力。除了经化学处理的蚊帐(其仍然为人类提供针对蚊子的非常有限的保护)之外，迄今为止，没有方法或策略能够保护人类免受媒介昆虫传播的疾病(例如，疟疾、黄热病、登革热)。

描述

本发明涉及用于借助于两通道脉冲模式发射器1来驱逐吸血昆虫的方法和设备，该两通道脉冲模式发射器1生成相对于彼此相位偏移180度的正和负脉冲模式15、14，并且生成一体式发射器28、29的载波来调制和控制的开关频率4，使得经由集成的两部分天线34a、34b，这发出了彼此相位偏移180度且以脉冲模式15、14进行脉冲化的两个调制的电磁波35a和36a，并且生成了影响位于吸血昆虫的神经系统48、53、63、64中的神经细胞50、53的两个电磁场35b、36b，使得由神经元生成的信号和反射引发使昆虫进入非活动状态的功能障碍，使得它们不能够刺透人类皮肤且由此无法吸取血液。

出于这个目的，本发明由在权利要求1中列出的特征来限定。

根据本发明的方法和根据本发明的设备包括自治两通道脉冲模式发射器1(图1)，其中集成了复杂的部件以便生成正、负和相移脉冲模式，其调制两个发射器中的载波信号并且经由天线将这些信号作为电磁波和电磁场发到外部环境，其作用于昆虫的神经系统，特别是作用于位于食管上神经节和食管下神经节中的神经元以及在神经元之中建立信号传送的对接的轴突末端，使得所述昆虫无法叮咬。

微处理器2、调制器5、相位变换器17、发射器28、29与具有检测器34c和34d的天线34a和34b、以及能够经由充电控制进行充电的具有集成电池的电源40被实质上集成作为两通道脉冲模式发射器1中的部件。此外，两通道脉冲模式发射器1具有两个天线检测器34c、34d，其经由传输功率和发射的电磁波35a、36a及电磁场35b、36b传输信息到微处理器2的输入端38，使得这个信息能够经由接口39被读出(图1)。

微处理器2生成由具有204ms的脉冲宽度的脉冲41和5000ms的脉冲暂停42构成的脉冲模式3。第二脉冲源建立在脉冲41内，由具有12ms的脉冲宽度的三个脉冲43a和两个84ms的脉冲暂停44构成(图2)。在微处理器2的输出端4处生成调制信号，在于脉冲模式3由284Hz的脉冲频率43b覆盖(图3)。

但是，本发明不仅限于284Hz的调制频率(脉冲频率)4，特别地，频率可以针对不同的吸血节肢动物而被调节和限定。

为了接收正和负的调制的脉冲模式，由微处理器2生成的脉冲模式3(图2)传送到下游调制器5和触发器6的输入端7，其在输出端8(图2)处生成正脉冲模式3，该正脉冲模式3传送到与下游的与非门13的输入端10b。同时，在(触发器6的)输出端9处生成负脉冲模式3(图2)，该负脉冲模式3传送到下游的与非门12的输入端11b。由微处理器2生成的调制信号4(图3)传送到下游的与非门13的输入端10a和下游的与非门12的输入端11a。正的调制的脉冲模式由此应用于与非门13的输出端15，而负的调制的脉冲模式应用于与非门12的输出端14(图4)。

脉冲模式转换器16由彼此连接以便接收彼此相位偏移180度的两个调制脉冲模式3的四个FET构成。为了满足这些要求，脉冲模式3经由驱动器25a和输入端25b被引导至FET21和FET 22的两个漏极。同时，调制的正脉冲模式15经由输入端17被传送到FET 19和21的栅极，并且调制的负脉冲模式14经由输入端18被传送到FET 20和22的栅极。从这个动作开始，应用于FET 21的源极的正脉冲模式24的信号流的方向通过经由FET 20的脉冲序列建立到接地，并且应用于FET 19的漏极的负脉冲模式23的信号流的方向通过经由FET 22的脉冲序列建立到应用于输入端25b的脉冲模式3，使得生成了彼此相位偏移180°的两个脉冲模式24、23(图5)。

从这个动作开始，调制的脉冲模式24(其相对于脉冲模式23相位偏移180度)传送到发射器28的输入端26，以便调制并控制其振荡器，该振荡器生成160kHz的载波频率。同时，调制的脉冲模式23(其相对于脉冲模式24相位偏移180度)传送到发射器29的输入端27，以便调制并控制其振荡器，该振荡器生成160kHz的载波频率。通过这些动作，两个载波产生，其以脉冲模式24和23(图5)被脉冲化且调制，并且其具有160kHz的载波频率30、31，并且其相对于彼此相位偏移180度(图6)。两个载波经由各自的发射器输出端30和31(其各自具有2MW的传输功率)被传送到集成的两部分磁天线34a和34b(磁回路)的端子32和33，其发射相对于彼此相位偏移180度且以脉冲模式24、23进行脉冲化的两个调制的电磁波35a和36a，并且生成两个电磁场35b、36b(图7)。在相对于集成的两部分磁天线34a和34b大约30米的辐射范围76(图12、图13)中，存在这样的功率密度(在天线中供应的2MW的功率)：其足够用于发射的电磁波35a、36b和生成的电磁场35b、36b以作用于吸血昆虫，使得它们能够影响且破坏神经系统。(在图7、图12、图13中的图像中，电磁波35a、36a和电磁场35b、36b的传播方向仅被示出为一种方向和一个平面。)

但是，本发明不仅限于功率密度、发射能量以及调制频率(开关频率)、载波频率和传输功率的指定参数，特别地，指定的脉冲模式和载波及调制频率值能够对于不同种类的昆虫进行调节且被限定。利用飞行笼的实验室测试和利用埃及伊蚊、黄热病发射器和利用斯氏按蚊(其传播疟疾)的现场测试已经显示出，不同的载波频率(例如，433MHz、910MHz、1800MHz、2.44GHz、10GHz、24.4GHz)和开关频率(例如，43Hz、470Hz、1800Hz、2457Hz、22kHz、56kHz)已经产生了好的结果以便影响昆虫的中枢神经系统63和周围神经系统64(图12)，特别是位于食管上神经节48和食管下神经节53中的神经元50、53及其轴突末端62(其位于生物界面72、73、74和75中)，使得所述昆虫无法叮咬(图8、图9、图12、图13)。根据本发明的方法的实施例，图8中更具体地限定了进一步的过程。

如果吸血昆虫45发现它们自己处于相对于集成的两部分磁天线34a和34b大约30米的辐射范围76中(图12、图13)(电磁波和电磁场在此空间中的传播)，那么它们将变成辐射接收器，这是由于昆虫的辐射借助于电磁波35a和36a及电磁场35b、36b(其通过集成天线34a和34b在两通道脉冲模式发射器1中来发射)的作用来执行，使得壳质/外骨骼47承担解调器的功能，这是由于甲壳素纤维形成了在自然共振中设置的振荡电路，使得只有低频调制频率4和相对于彼此相位偏移180度的电磁脉冲模式37a和37b仍然到达食管上神经节48和食管下神经节51，其位于昆虫的头部46中。由此通过低频电磁波35a和36a以及电磁场35b、36b产生了感觉神经元50(位于食管上神经节48中)和运动神经元53(位于食管下神经节51中)的辐射，使得生物过程(激发传递、电信号和反射生成)被极大地被破坏。

根据本发明的方法的另一实施例，图9和图11中更具体描述且限定了进一步的过程。调制频率4以及脉冲模式37a和37b辐射到感觉神经元50(其位于食管上神经节48中)影响了细胞膜49上的电势(电信号)的结构(信号结构SS)，其源自在细胞膜49内侧上的电荷从负到正(或小于负值)状态的电去极化，使得通过相位偏移180度的脉冲模式37a和37b、通过从正相位到负相位的变化以及将细胞膜49的恢复为其固有振荡的状态的调制频率4，其被极大地破坏。复极化(在之前的去极化之后，其余的膜电势的恢复)被影响，使得它在去极化期间仍然活动或者部分地衰退。缺陷信息(电信号)到达树突57，其将大幅下降的信号经由对接的轴突60a、60b从界面74传送到运动神经元53(其位于食管下神经节51中)的树突57。脉冲模式37a和37b辐射到运动神经元53中以与信号结构SS中所描述的生物过程相同的方式影响细胞膜52上的反射的结构，该生物过程具有与感觉神经元49中的那些相同的生物过程，除了替代了电信号之外，反射和反射信息建立在细胞膜52的表面上。

经由细胞界面75的轴突60b，对中枢神经系统63的反射信号传送发生在运动神经索56上。经由相关联的生物界面，缺陷反射被传送到运动神经，其控制肌肉、腺体和器官运动，使得发现它们自己在电磁波35a和36a以及电磁场37a、37b的辐射范围76中的昆虫显示了部分地导致睡眠状态的不活跃行为，使得吸血昆虫无法叮咬。

根据本发明的方法的另一实施例，图10中更具体地限定了进一步的过程。生物界面72、73、74和75内的信号的或反射传输的生物过程发生在于，输入信号(其源自感觉神经元50中的相关联的树突57或者源自运动神经55)传送到轴突末端62的对接轴突60a，其激活神经发射器61b，使得在那里发生了到神经接收器61a的电化学脉冲传输61c(突触)，其将所接收到的信息转发到轴突60b，使得其到达运动神经元53或运动神经索56中的相关联树突57。当神经发射器61b和神经接收器61a之间的电化学脉冲传输61c(突触)发生时，离子传输和分子传输受到调制频率4和脉冲模式37a及37b的向内辐射影响，使得在神经接收器61a处的膜电势强烈降级，这导致随后过程序列中的故障。

根据本发明的另一设计(图13)，通过脉冲模式发射器发射且以脉冲模式3调制且脉冲化的电磁波35a和36a以及电磁场37a、37b在位于触须68上的感觉器69的刺激接收器71处触发刺激信号，该刺激信号在蚊子中发出逃离反应。相同的动作起因于源自周围环境(例如，源自大气放电)的脉冲模式，其具有类似的脉冲模式。

借助于电磁场的作用，位于感觉细胞70中的刺激接收器71进入共振状态，使得生成了刺激信号，其在感觉细胞70的情况中触发了在感觉细胞70的细胞表面上建立的电脉冲的动作(电势)，其源自在细胞膜的内侧上从电荷的负到正的状态的电去极化。从这个动作开始，所生成的电信号到达生物表面72。电磁信号传输经由感觉神经55产生至生物界面73的轴突60a，经由轴突60b至感觉神经元50的树突57a，该感觉神经元50位于食管上神经节48(昆虫的大脑)中。信号转发到细胞核59通过树突57和细胞体58进入激发状态而发生，该激发状态刺激细胞核59使得电势以电脉冲的形式在细胞表面上建立，该电脉冲源自在细胞膜的内侧上的电荷从负到正的状态的电去极化，使得神经突57借助于电脉冲经由细胞体58建立动作电势，所述动作电势发起电信号至生物界面74的对接轴突60a的转发，该生物界面74交叉连接食管上神经节48与食管下神经节51。激发对于蚊子体内的逃离反应的移动序列的运动过程的发起发生在于，电脉冲经由生物界面74的轴突60b转发到位于食管下神经节51中的运动神经元50的树突57a。信号到细胞核59的转发发生在于，树突57a和细胞体58进入激发状态，该激发状态刺激核59使得电势以电反射的形式在细胞表面上建立，该电反射源自在细胞膜的内侧上的电荷从负到正的状态的电去极化，使得神经突57a借助于所生成的电反射和反射信息经由细胞体58建立动作电势，使得反射到生物界面75的对接轴突60a的转发被执行。经由细胞界面75的轴突60b，对中枢神经系统63的反射传送发生在运动神经索56上。经由相关联的生物界面，反射信息被传送到运动神经元，其控制昆虫翅膀的运动功能(肌肉和腺体)，以便引入逃离反应，使得昆虫将其自身从通过两通道脉冲模式发射器1发出的电磁波35a和36a以及电磁场37a、37b的辐射范围中移开。

蚊子不能够区分其面对的是自然生成的危险还是人为生成的危险，并且不管怎样都将逃跑。所述蚊子因此不能进化对根据本发明的方法和设备以生成具有与来自天然源的那些相似的参数和结构的电磁波35a、36a和电磁场35b、36b的抵抗力(或有条件的抵抗力)。

应当指出，以上所述的设计变型中的每一个(还有位于昆虫的神经系统中的感觉神经元65、运动神经元66和中间神经元67)通过由两通道脉冲模式发射器1生成的电磁波35a、36a和电磁场35b、36b的向内辐射而影响且破坏，使得不活动的机能障碍被引发。

昆虫不能存储固有行为，因为它们缺乏在食管上神经节中的复杂神经结点和食管下神经节的第三神经索。肌肉、腺体和器官移动通过电反射(反射信号，反射信息)来控制，从而通过反射的集中序列使得进行对行为和条件学习过程的方法成为可能。这些反射信号和反射信息通过由两通道脉冲模式发生器1生成的电磁波35a、36a和电磁场35b、36b的向内辐射而影响且破坏，使得引发使昆虫进入不活动状态的机能障碍。

在吸血昆虫中存在几十万神经细胞，并且这些将由此在图8、图9、图10、图11、图12、图13中示出为单独的神经细胞50、53、65、66、67。

Claims (10)

1.一种用于借助于两通道脉冲模式发射器(1)驱逐吸血昆虫的方法和设备，所述两通道脉冲模式发射器经由集成天线(34a、34b)发射彼此相位偏移180度且以脉冲模式(24、23)调制并脉冲化的两个电磁波(35a、36a)，并且生成两个电磁场(35b和36b)，所述电磁场影响位于吸血昆虫(45)的食管上神经节和食管下神经节(48、51)中的神经元(50、53)以及位于中枢神经系统和外围神经系统(63、64)中的神经元，使得所述昆虫进入不活动状态，使得所述昆虫不能够穿透人体皮肤且从而无法吸血。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述两通道脉冲模式发射器(1)采用紧凑的自治模块的形式。

3.根据权利要求1和2所述的设备，其特征在于，线圈连接到驱动器(25a)，所述线圈被与所述脉冲模式(3)同步地控制，使得生成电压峰值，该电压峰值经由相位转换器(17)的输入端(25b)被传递到FET(21、22)，使两个脉冲模式(24、23)另外由尖峰脉冲覆盖。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，调制器(5)扩展有两个与非门，以便用高频信号覆盖应用于输出端(14、15)，的所述脉冲模式，以便在所述相位转换器(17)的输出端(24、23)处生成被转发到天线端子(32、33)的两个载波信号。

5.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述两通道脉冲模式发射器(1)能够经由接口(39)集成到移动系统、手表、袖口和垂饰中。

6.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述两通道脉冲模式发射器(1)集成到干线操作的系统和电池操作的系统中，或者集成到具有由太阳能电池或燃料电池供应的电源的系统中。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述处理器(2)的操作系统被扩展且编程，使得医疗应用另外还是可能的。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述处理器(2)的操作系统被扩展且编程，使得哺乳动物被保护免受非吸血昆虫的危害。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述两通道脉冲模式发射器(1)作为紧凑的自治模块集成到橡皮膏中。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的设备，其特征在于，所述两通道脉冲模式发射器(1)包括两个附加的功率放大器，所述两个附加的功率放大器串联连接到发射器(28、29)，以便扩展辐射范围(76)。