DE4446479A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Stimulieren von Zellen- bzw. Gewebestrukturen lebender Organismen mit Hilfe elektromagnetischer Wechselfelder - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Stimulieren von Zellstrukturen bzw. Gewebestrukturen lebender Organismen mit Hilfe elektromagnetischer Wechselfelder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Gattung sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und auf eine bevorzugte Anwendung.

Es ist bereits bekannt, Knochengewebebereiche, welche nach einem Knochenbruch aneinander anliegen, mit elektromagnetischen Wechsel­ feldern zu beaufschlagen, um die Bildung neuer Knochenmasse zu be­ günstigen.

Darüber hinaus wurde auch schon festgestellt, daß schwache magne­ tische Wechselfelder Einflüsse auf Neuronenverbände haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Zell- bzw. Gewebestruk­ turen lebender Organismen mittels elektromagnetischer Wechselfel­ der so zu beeinflussen, daß diese zu eigener Aktivität angeregt werden.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet und in Unteransprü­ chen sind bevorzugte Ausbildungen derselben beansprucht.

Gemäß der Erfindung wird die Zell- bzw. Gewebestruktur einem insb. kohärenten magnetisch-induktiven Wechselfeld einer solchen Frequenz bzw. eines solchen Frequenzbereiches ausgesetzt, welche bzw. welcher der Frequenz bzw. dem Frequenzbereich der Eigen­ oszillation der betreffenden Struktur oder zumindest wesentlicher Teile der Struktur weitgehend entspricht. Durch derartige Stimu­ lierung ist es möglich, "aktive Rezeptoren" in der Struktur aus­ zubilden aufgrund des Phänomens der "endogenen Oszillatoren". Bekanntlich treten in vielen Rezeptoren und Neuronen sowie in Muskeln und anderen Zelltypen rhytmische Schwankungen von Infor­ mationsträgern, Substrateinschleusungen, Ionenleitfähigkeiten und dergl. auf. Derartige Oszillationen steuern durch Beeinflussung der Membranpotentiale bestimmte Wirkungen. Beispielsweise ein neuronaler Membran-Oszillator kann aus völliger Ruhe bis zu extrem hoher Erregbarkeit bis unmittelbar vor die nächste endogene Ent­ ladung angeregt werden, so daß dann bereits schwache Energie­ dichten als solche Reize wirken, die den derart "vorgeladenen" Membranoszillator zur Entladung auslösen. Wenn beispielsweise nur 1% von 10⁶ Neuronen innerhalb eines Neuronennetzes ein synchro­ nisiertes Oszillationsmoment im Einfluß des äußeren kohärenten magnetisch-induktiven Wechselfeldes mit einem Wirkeffekt von 10^-5 V einnehmen, erhält das Signal-Rausch-Verhältnis der resultie­ renden Information das hohe Niveau von 10 : 1. Überraschenderweise bleibt in solchen Fällen die extern eingeleitete bzw. angestoßene Synchronisierungswirkung über die eigentliche Einwirkung des ange­ legten kohärenten magnetisch-induktiven Wechselfeldes hinaus be­ stehen. Der Organismus kann dann selbsttätig mit neueingestellten Oszillatorfrequenz-Informationen weiterarbeiten. Mit zunehmender Kohärenz verbessert sich das Signal-Rausch-Verhältnis.

Der "Output" von Neuronen kann unter der Voraussetzung leicht von den außen aufgeprägten, an sich niedrigen Spannungsgradienten bzw. Strömen so moduliert werden, daß bereits eine Autorhytmie der Nervenfaser als Folge eines konstanten Inputs und eine optimale Gradientenrichtungseinwirkung stattfindet.

Es wurde festgestellt, daß ein neuraler Oszillator zeitlich nach­ einander zuerst eine Erregungsphase, dann eine Refraktärphase und schließlich eine Ruhephase durchläuft. Haben mehrerer solcher Oszillatoren gegenseitigen Kontakt, wie bei bestimmten Gehirn­ regionen, so erregt der Oszillator mit der höchsten Frequenz den trägeren in der Ruhephase befindlichen und beschleunigt dadurch die resultierende Erregungsfrequenz.

Das Magnetfeld kann mit Hilfe induzierter Ströme eingekoppelt werden, zumal der Strombedarf der Synapsen im Gehirn nur bei etwa nA = 10^-9 A liegt. So hat ein Versuch bei einem Wasserfloh gezeigt, daß schon eine kleine elektrische Spule mit einem "pulsierenden Magnetfeld" von 6·10^-2 T/cm die Herzfrequenz des Daphnia pulix (Wasserfloh) innerhalb einer beschränkten Band­ breite triggern kann.

Wird eine das magnetisch-induktive Wechselfeld erzeugende elektrische Spule in die Nähe einer Gewebestruktur des menschlichen Körpers gebracht, gelangen neue bewegte Elektronen mit ihren Photonenhüllen in die Nähe der Körperelektronen. Die in Form von Photonensignale entstehende Kraft kommuniziert; dabei nimmt die von den Photonen übertragene Kraft regelmäßig mit dem Quadrat der Entfernung von den Magnetpolen ab. Die Energieüber­ tragung ist daher um so besser, je näher die Spule (mit der Hauptkomponente des Magnetfelds) der betreffenden Struktur gelegen ist und je genauer die Frequenz des applizierten elektromagnetischen Wechselfeldes mit der eigenen Oszillations­ frequenz der Struktur bzw. des betreffenden Organismus über­ einstimmt.

Auf Seiten des wechselfelderzeugenden Gerätes ist vor allem auf die Impulsfrequenz und die der Photonenenergie entsprechende Wellenlänge, den Kraftvektor, die Impulsform und die Feld­ leistung zu achten. Optimale Wirkungen werden bei Gleichtakt aller einfallenden Quanten in Raum und Zeit, also möglichst guter Kohärenz und Polarisation erwartet.

Auf Seiten des zu beeinflussenden Organismus ist entscheidend, wie­ viel der kohärenten Felder strategisch wichtige Strukturen treffen und ob der momentane Status der Struktur eine Energieabsorption (Austausch resonanter Photonen) bzw. Energieleistung zuläßt.

Die Wechselfelder sollten daher solche Feldvektoren aufweisen, die in der betreffenden Struktur Wechselwirkungen benachbarter Atom- bzw. Molekülverbände zuläßt. Die Kohärenz- und Polarisationsrich­ tung des Wechselfeldes in der Struktur sollte dem Hauptoszilla­ tionsgradienten derselben weitgehend entsprechen.

Die zum Erzeugen des elektromagnetischen Wechselfeldes dienenden Impulse sollten eine steile Anstiegsflanke, aber eine demgegen­ über wesentlich flachere Abfallflanke aufweisen. Vielfach sollten zuerst größere Amplituden des Wechselfeldes der betreffenden Fre­ quenz - zum "Anstoßen" der Eigenschwingung in der Struktur - auf­ treten, worauf die Amplitude bzw. die Wechselfeldstärke bei gleicher Frequenz abnimmt.

Es empfiehlt sich, ein solches magnetisch-induktives Wechselfeld anzuwenden, daß in der Struktur eine Oszillation bis kurz vor eine endogene Entladung stimuliert, da dann bereits geringfügige Reize zu einer endogenen Entladung führen.

Was die Frequenz des elektromagnetischen Wechselfeldes anbetrifft, werden solche im MHz-Bereich, insb. zwischen 30 und 40, 60 und 80 sowie 120 und 130 MHz bevorzugt; Harmonische dieser Frequenz sind ebenfalls geeignet. Grundsätzlich sind Wechselfelder mit Frequen­ zen zwischen 10 MHz und 10³ THz möglich. Zwischen 60 und 80 MHz befindet sich ein Absorptionsoptimum bei vielen Strukturen des menschlichen Körpers.

Eine besonders zweckmäßige Vorrichtung zur Anwendung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens insb. bei oszillierfähigen Neuronennetzen ist in einem Unteranspruch gekennzeichnet, wonach auf einem Datenträger, insb. einer Compact- bzw. einer Harddisc -CD-, Signale mit mindestens einer das induktiv-magnetische Wechselfeld initiierenden Frequenz aufgezeichnet sind. Mittels eines CD- Players o. dergl. Abfragegeräts werden die Signale abgetastet und nach Weiterverarbeiten dazu verwendet, durch die elektrische Spule das magnetisch-induktive Wechselfeld zu erzeugen. Hierzu empfiehlt sich die Anwendung eines Impedanzwandlers und eines Integrators insb. mit fester Zeitkonstante, der das Ausgangssignal des Impedanzwandlers integriert. Der Integrator hat die Aufgabe, dafür zu sorgen, daß im Organismus genau das Ursprungssignal auftritt, also die Differenzierwirkung der Signalübertragung von der Spule auf den Organismus zu kompensieren.

Spannungs-Frequenz-Wandler können dazu dienen, die auf der CD aufgezeichneten Frequenzen wesentlich zu erhöhen, insb. um mehrere Zehnerpotenzen zu vervielfachen. Stromverstärker vermögen die Signale von Störungen zu "säubern".

Besonders bevorzugt werden elektrische Spulen, deren Windungen im wesentlich elliptisch angelegt sind. Von derartigen Ellipsenspulen werden zweckmäßigerweise jeweils zwei Pakete so angeordnet, daß die beiden Pakete um 180° zueinander ausgebreitet sind. Die Beauf­ schlagung mittels elektrischem Wechselstrom erfolgt derart, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt gleiche Pole, beispielsweise die Nord­ pole, benachbarter Pakete jeweils nebeneinander an einer Spulen­ seite, die entgegengesetzten Pole, beispielsweise Südpole, dagegen jeweils nebeneinander an der entgegengesetzten Spulenseite.

Die in den Organismus induzierte elektromotorische Kraft (EMK) und die dort initiierten pulsierenden "Ströme" entsprechen über ein Integrierglied weitgehend dem Impulsrhytmus, der auf der CD aufgezeichnet ist. Entsprechend könnten grundsätzlich auch Musikstücke mit dem Magnetfeld als Vehikel zur resonanten Strom­ stimulierung im Organismus angewendet werden. Auch Überlagerungen normaler Musikstücke und spezieller Stimmhörungsprogramme und deren gleichzeitige -simultane- Anwendung können sich empfehlen.

Bevorzugte Ausbildungsform der Erfindung werden anhand der Zeichnung im folgenden näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen CD-Player in schematischer Ansicht, wie er zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann;

Fig. 2 eine schematische elektrische Schaltskizze von bei der Erfindung angewendeten Aggregaten;

Fig. 3 die schematische Darstellung einer bevorzugten elektrischen Spule und

Fig. 4a ein Stück einer als "Antenne" dienenden geradlinigen Spule und

Fig. 4b einen Querschnitt derselben mit einem angedeuteten Magnetfeld.

Gemäß Fig. 1 wird ein CD-Player 1 mit einer CD "bespielt", auf welcher Daten bzw. Signale aufgezeichnet sind, welche dem be­ vorzugten Frequenzbereich entsprechen, der in den organischen Strukturen die erwünschten Stimulierungen durch Anregen von Eigenoszillationen bzw. zum Aufschaukeln derselben gegebenen­ falls auch durch Schwebungen initiiert. Dem Wissenschaftler, der auch zukünftig organismenwirksame Frequenzen bzw. Frequenzberei­ che ermittelt, ist hierdurch ein praktisches und wohlfeiles Mittel in die Hand gegeben, um beispielsweise anzuregen.

Gemäß Fig. 2 gelangen die am Ausgang 1a des CD-Players 1 abgegriffenen Ausgangssignale zu dem Impedanzwandler 2, über Lautsprecher bzw. einen Stromverstärker dessen Ausgang an einen Integrator 3 mit fester Zeitkonstante angekoppelt ist. Gegebe­ nenfalls kann das Signal zwischenzeitlich noch verstärkt worden sein. Das Ausgangssignal des Integrators 3 gelangt in einen Generator 4 zum Erzeugen des Wechselstroms, mit dem die elektri­ sche Spule 5 beispielsweise nach Fig. 3 gespeist wird, so daß die in den Organismus stattfindende induktive Übertragung als Diffe­ rentierung dB/dt erfolgt. Die im Organismus induzierte EMK und der hierdurch entstehende pulsierende Strom im Organismus ent­ sprechen weitgehend dem Impulsrhytmus wie er auf der CD aufge­ prägt ist.

Zur besseren Anpassung an natürliche Elektrolytbahnen im Organismus, wie Blut und Lymphbahnen, empfiehlt sich die Ver­ wendung von Spulen 5 beispielsweise gemäß Fig. 3, bei denen ein Paar von Windungspaketen 5a und 5b zu einer solchen Spule zu­ sammengesetzt ist, welche sich in einer Ebene derart ausdehnt, daß jeweils gleichnamige Pole der benachbarten Windungspakete 5a, 5b, zu einem bestimmten Zeitpunkt beispielsweise die Nordpole N, benachbart sind, während die entgegengesetzten Pole, beispiels­ weise die Südpole S, sich an den voneinander entferntesten Be­ reichen der Windungspakte 5a, 5b befinden. Bei Anlegen elektri­ scher Ströme an die Spule 5 werden Magnetfelder M erzeugt, die in Fig. 3 - und in Fig. 4b - lediglich angedeutet sind. Die Spule 5 nach Fig. 3 ist insofern gewissermaßen "aufgeklappt"; jede Hälfte ist in Bezug zur anderen Hälfte um 180° gedreht. Hierdurch wird die Kraftlinienübertragung in den Organismus begünstigt.

Die Spule kann jedoch auch als langgestreckter Leiterstab 5c, d. h. als eine Art "Antenne", ausgebildet sein. Fliest der Strom 1 bei­ spielsweise in Pfeilrichtung von Fig. 4a, dann bildet sich um den Leiterstab 5c ein im wesentlich kreisförmiges Magnetfeld M gemäß Fig. 4b. Es versteht sich, daß die Spulenformen dem jeweiligen Anwendungsfall entsprechend optimal gebogen und angeordnet sein sollten.

Es ist besonders bevorzugt, wenn dem CD-Player 1 ein Spannungs- Frequenz-Wandler nachgeschaltet ist, der den üblichen Frequenzbereich von CD-Playern (Abspielgeräten) zwischen etwa 2 Hz und 20 kHz erweitert nach wesentlich höheren Frequenzen, so daß höherfrequentere Signale zur Erzeugung des Wechselfeldes in den Organismus gelangen.

Für viele Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, durch Interferenzen Schwebungen zu erzeugen, indem Signale eng benachbarter Fre­ quenzen angewendet werden.

Falls die Dosierung des magnetischen Wechselfeldes bei Daueran­ wendung unerwünscht hoch ist, empfiehlt sich die Anwendung eines Zeitgliedes, das nach einer bestimmten Betriebszeit von z. B. 10 Minuten die Amplitude des Wechselstroms wesentlich, beispiels­ weise um mindestens eine Zehnerpotenz vermindert oder über­ haupt abschaltet. Eine entsprechende Programmierung ist auch auf dem Datenträger CD möglich. So empfiehlt sich auch, auf dem Datenträger, insb. den Disketten oder dem Datenband, ganze Stimulationsprogramme zu speichern, mit denen aufeinanderfolgend - in bestimmten Zeitabständen - ganz bestimmte Wechselfelder initiiert werden, die in unterschiedliche Frequenzen abwechseln, z. B. zuerst mit 20 MHz und anschließend - nach einer Pause von einigen Sekunden - mit 70 MHz, um anschließend die Frequenz in einem dritten Zeitabschnitt auf 125 MHz zu erhöhen. Die Erfindung ist daher ein gutes Mittel, die nach wissenschaftlichen und empirischen Gesichtspunkten ermittelte Optimalstimulierung unverlierbar zu speichern und im Bedarfsfall voll reproduzierbar sogar von Laien abzurufen. Für unterschiedliche Strukturen können unterschiedliche Speicher, z. B. Disketten, programmiert sein.

Claims (17)

1. Verfahren zum Stimulieren von Zellstrukturen bzw. Gewebe­ strukturen lebender Organismen mit Hilfe elektromagnetischer Wechselfelder, bei dem der Organismusbereich der betreffenden Struktur in den Wechselfeldbereich gebracht und hierdurch Reaktionen mindestens eines Teils der Struktur ausgelöst werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zell- bzw. Gewebestruktur einem magnetisch-induktiven Wechselfeld einer solchen Frequenz bzw. eines solchen Frequenz­ bereiches ausgesetzt wird, welche bzw. welcher der Frequenz bzw. dem Frequenzbereich der Eigenoszillation der betreffenden Struktur weitgehend entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisch-induktives Wechselfeld einer solchen Stärke im Bereich der betreffenden Struktur angewendet wird, die in der Struktur zu einer Energieabsorption führt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisch-induziertes Wechselfeld eines solchen Kraft­ vektors in der betreffenden Struktur angewendet wird, daß dort eine Wechselwirkung benachbarter Atom- bzw. Molekülverbände stattfindet.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des magnetisch-induktiven Wechselfeldes Impulse mit einer steilen Anstiegsflanke, aber mit einer dem­ gegenüber wesentlich flacheren Abfallflanke angewendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein kohärentes magnetisch-induktives Wechselfeld angewendet wird, dessen Kohärenz- und/oder Polarisationsvektor in der Struktur dem Hauptoszillationsgradienten der Struktur weitgehend entspricht.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisch-induziertes Wechselfeld angewendet wird, daß in der Struktur eine Oszillation bis kurz vor einer endogenen Entladung stimuliert.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß magnetisch-induzierte Wechselfelder engbenachbarter Frequenzen, die zu Schwebungen führen, angewendet werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wechselfeld einer Frequenz zwischen 30 MHz und 1 THz angewendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetisch-induziertes Wechselfeld mit einer Frequenz aus mindestens einem der folgenden Frequenzbereiche angewendet wird: 30-40 MHz
60-80 MHz
120-130 MHz.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Datenträger aufgezeichnete Signale mit mindestens einer das induktiv-magnetische Wechselfeld initiierenden Frequenz abgetastet werden, die in einer elektrischen Spule einen Wechselstrom initiieren, welcher das magnetisch-induktive Wechselfeld in der Struktur erzeugt.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Datenträger eine Compact- bzw. Harddisk (CD) dient, daß ein Impedanzwandler (2) die vom CD-Player (1) von der Hard­ disk (CD) abgetasteten Signale verarbeitet, daß ein Integrator (3) mit insb. fester Zeitkonstante das Ausgangssignal des Impedanzwandlers (2) integriert und daß das integrierte Aus­ gangssignal des Integrators (3) den Wechselstrom in der elektrischen Spule (5) auslöst.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der Spule (5) im wesentlichen elliptisch angelegt sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Spule (5) zwei Pakete (5a, 5b) von jeweils im wesentlichen elliptisch angelegtem Windungsverlauf aufweist und daß die beiden Pakete (5a, 5b) um 180° zueinander derart ausgebreitet und mit elektrischem Wechselstrom beaufschlagt sind, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt gleiche Pole (N) der benachbarten Pakete (5a, 5b) jeweils nebeneinander an einer Seite, z. B. oben, und die entgegengesetzten Pole (S) jeweils an der entgegengesetzten Seite, z. B. unten, der Spule (5) entstehen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungs-Frequenz-Wandler zwischen den CD-Player (1) und einen das Wechselfeld erzeugenden Strom- bzw. Spannungser­ zeuger für die Spule (5) eingeschaltet ist, um höhere als die auf dem Datenträger (CD) gespeicherten Frequenzen zu erzeugen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschaltglied die Amplitude des Stromes bzw. der Spannung der Spule nach einer vorbestimmten Zeit wesentlich vermindert.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11-15, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenträger (CD) sowohl Musikstücke als auch ein spezielles Stimulierungs-Frequenzprogramm aufweist.

17. Anwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen bei oszillierfähigen Neuronen­ netzen als Zell- bzw. Gewebestrukturen.