Elektrische Wirkung auf die Nerven

Um mit Radiofrequenzstrahlung, also elektromagnetischer Energie Nervenzellen zu reizen ist es notwendig, diese Energie so abzustrahlen, daß sie Spannungen und Ströme verursacht wie sie von den Nervenzellen zur Informationsweiterleitung verwendet werden. Dazu muß man wissen, wie Nervenzellen miteinander kommunizieren.

Das folgende Bild zeigt zwei Nervenzellen, die mit einer Nervenfaser, dem Axon, verbunden sind.


Quelle

Elektrische Signale laufen als Pulse entlang dem Axon bis zur Synapse. An der Synapse werden Botenstoffe freigesetzt, die die elektrische Information auf chemischem Weg an die nächste Nervenzelle übertragen.

Eine Nervenzelle fängt an Pulsfolgen zu feuern, wenn ihre Spannung über eine bestimmte Schwelle angehoben wird (das innere einer Zelle hat gegenüber ihrer Umgebung einen Spannungsunterschied von ca. - 70 Millivolt). Das folgende Bild zeigt den Verlauf des Spannungszustands, wenn eine Nervenzelle einen Puls feuert (ein Aktionspotential).


Quelle

Die zu übertragenden Informationen werden in den Pulsfolgen kodiert. Die Pulsstärke bleibt in der Regel gleich. Variabel ist jedoch die Anzahl der Pulse in den einzelnen Pulsfolgen, der zeitliche Abstand der Pulse in den Pulsfolgen und der zeitliche Abstand der Pulsfolgen zueinander. Das folgende Bild zeigt 2 Pulsfolgen. In diesem Beispiel folgt die zweite Pulsfolge im Abstand von 100 Millisekunden auf die erste und besteht aus weniger Pulsen.


Quelle

Die Abstände der Einzelpulse in einer Pulsfolge müssen einen Abstand von mindestens einer Millisekunde zueinander haben, da eine Nervenzelle diese Zeit braucht um nach dem Feuern des Pulses ihren Spannungszustand so zurückzustellen, daß sie den nächsten Puls feuern kann. Konstruiert man Pulsfolgen, sollte der Abstand zwischen einzelnen Pulsen nicht unter 2 Millisekunden liegen.

Soll von außen eine biologische Wirkung durch elektrischen Strom erzielt werden, muß dieser auf die Nerven übertragen werden. Das kann zum einen durch Einwirkung eines entsprechend aufbereiteten elektromagnetischen Hochfrequenzfeldes, eines niederfrequenten elektrischen Feldes oder eines niederfrequenten Magnetfeldes erreicht werden. Diese Felder verursachen einen entsprechenden Strom im Körper. Der Strom kann auch durch Elektroden auf der Haut oder direkt an den Nervenzellen in den Körper eingeleitet werden.

Kaufen kann man Geräte bei denen Elektroden verwendet werden. Die bekanntesten sind die elektrischen Muskeltrainer und Geräte zur Schmerzlinderung (Transkutane elektrische Nervenstimulation, kurz TENS genannt). Die einstellbaren Pulsformen, Pulslängen, Pulsabstände und Pulsfolgen dieser Geräte sind veröffentlicht und geben einen grundsätzlichen Rahmen vor, in dem Pulse von den Nervenzellen verstanden werden.

Folgende Werte sind veröffentlicht:
Pulsdauer: 50 Mikrosekunden bis 1 Sekunde
Interval zwischen den Pulsen: 10 Millisekunden bis 2 Sekunden
Die Pulsfrequenz kann zwischen 20 und 150 Pulsen pro Sekunde liegen (20-150 Hz)

Im Internet finden sich viele Geräte mit Beschreibung der Pulsarten, z.B. bei Debmar Distributing Inc..

Ein Nerv kann maximal 1000 Pulse pro Sekunde feuern.

Je kürzer der Puls ist, desto höher ist die Spannung die nötig ist um die Nerven zu beeinflussen.

Verwendet werden zum Beispiel Pulse von 2 Millisekunden Dauer bei einem Pulszwischenraum von 5 Millisekunden.

Manche Betriebsarten varriieren die Pulsdauer über einen gegebenen Zeitraum (Modulationsmodus). Bei einem Gerät nimmt die Pulsdauer gleichmäßig über einen Zeitraum von 1,5 Sekunden ab, bis sie nur noch 55% der Ausgangspulsdauer beträgt. Die kurze Pulsdauer wird für 2 Sekunden beibehalten und dann über einen Zeitraum von 1,5 Sekunden wieder gleichmäßig verlängert bis sie dem Ausgangswert entspricht. Diese Schleife von 5 Sekunden wird dann wiederholt.

Ein Beispiel für verwendbare Pulsfolgen zeigt das folgende Bild:


Quelle

Um einen Muskelkrampf zu verursachen, kann man folgende Pulsfolge verwenden. (Pulsabstand bei 50 Hz ist 20 Millisekunden und bei 100 HZ 10 Millisekunden)


Quelle

Verwendet werden entweder Rechteckpulse (oben im Bild) oder Dreieckpulse.


Dreieckpulse (Quelle)

Das folgende Bild zeigt Pulse, die einen negativen Anteil haben. Die Spannung in einem Nerv ändert sich, indem die Ionen in eine Richtung gezogen werden, in diesem Fall durch den Puls. Durch den negativen Anteil werden die Ionen nach dem Puls wieder in die entgegengesetzte Richtung gezogen und die Spannung wird auf den Ausgangswert zurückgestellt. Die Pulslänge beträgt 12,5 Millisekunden. Der Abstand zwischen den Pulsen ist so berechnet, daß die Energie des positiven Anteils (A) gleich der Energie des negativen Anteils (B) ist.


Quelle: "Electrical Stimulation of the brain", Daniel E. Sheer, University of Texas Press, Austin 1961; Seite 289

Es gibt verschiedene Arten, wie abgestrahlte Hochfrequenz eine biologische Wirkung erzielt. Seit 1941 ist bekannt, daß eine Gleichrichtung an der Zellmembran stattfindet, der Strom dann also nur in eine Richtung fließt. (Electrical Rectification in Single Nerve Fibers). Welche Stromstärken durch die Gleichrichtung in den Nerven entstehen können, wird in Reception of microwaves by the brain berechnet.

Um mit noch geringerer Sendeleistung eine Wirkung zu erzielen kann das Hochfrequenzfeld gleichgerichtet abgestrahlt werden. Wie das gemacht wird, wird in Gleichgerichtete Hochfrequenz und Abstrahlung eines gleichgerichteten Radiofrequenzfeldes beschrieben.

Einen niederfrequenten Strom kann man im Körper auch durch Wellenüberlagerung hervorrufen. Dabei werden 2 gleiche Hochfrequenzsignale so abgestrahlt, daß sie sich überlagern. Die Phasenlage der beiden Signale wird kontinuierlich gegeneinander verschoben. Dadurch entsteht am Ort der Überlagerung der beiden Signale ein niederfrequentes Signal.

Ein ähnliches Verfahren beruht auf der Abstrahlung eines doppelseitenbandmodulierten Hochfrequenzsignals. Möglich ist auch die Verwendung eines einseitenbandmodulierten Hochfrequenzsignals mit abgestrahltem Träger. (Wellenüberlagerung: Einseitenbandmodulation und unterdrückter Träger)

Die Foltergeräte der Geheimdienste arbeiten sicherlich überwiegend mit gleichgerichteter Hochfrequenz. Dieses Verfahren ist wohl auch das älteste. Es läßt sich mit der Technik die vor der Einführung von Röhrensendern verwendet wurde realisieren während die anderen Verfahren technisch anspruchsvoller sind.

Von Bedeutung ist auch die Resonanzfrequenz der bestrahlten Körperteile sowie der Nerven mit ihren Axonen. Die Länge der Nerven bewegt sich in einem Bereich von 1 Millimeter bis zu 1 Meter. Eine Wellenlänge von 1 Millimeter entspricht 30 GHz und eine Wellenlänge von 1 Meter 300 MHz. Eine Resonanzwirkung tritt noch auf wenn die Antenne (hier der Nerv) eine Länge von einem Zehntel der Wellenlänge hat. Typische Antennen in der Funktechnik haben eine Länge von einem Viertel oder der Hälfte der Wellenlänge.

Um Pulse zu konstruieren verwendet man in der Regel Funktionsgeneratoren (siehe Meßtechnik Links). Interessant sind Funktionsgeneratoren mit denen man auf einer grafischen Oberfläche jeden beliebigen Puls zeichnen kann. Eine Soundkarte kann ebenfalls als Funktionsgenerator verwendet werden. Auch mechanisch können Sender gepulst werden, zum Beispiel mit einer Unterbrecherscheibe (eine solche Kontaktscheibe ist in Abstrahlung eines gleichgerichteten Radiofrequenzfeldes beschrieben). Eine weitere Möglichkeit besteht im Aufbau einer kleinen Schaltung die Pulssignale liefert.

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