Нью-Йорк, 20 октября 2020 года
Исследователи из Маунт-Синай предложили инновационный способ изучения взаимодействия между сложными биологическими системами человеческого организма и окружающей средой. Их теория предполагает существование «биодинамических интерфейсов» – промежуточного элемента между этими двумя областями, в противовес традиционным методам, исследующим особенности взаимодействия между окружающей средой и человеком обособленно. Статья на эту тему опубликована в октябрьском номере журнала «BioEssays».
Экология существенным образом влияет на здоровье человека, однако лишь немногие теории устанавливают, каким образом взаимосвязаны физиология человека и окружающая среда. По мнению ученых из Маунт-Синай такие сложные системы не могут взаимодействовать напрямую: для этого требуется промежуточный «интерфейс». Ученые считают, что эта теория приведет к созданию новой области науки – «экологической биодинамики», которая качественно усовершенствует изучение окружающей среды и здоровья человека.
Их теория зародилась, когда они сопоставили временной период, в котором дети-аутисты подвергались воздействию вредных веществ, с тем, как функционировал их мозг после этого. В то же время они обнаружили четкие закономерности в процессах потребления и метаболизма основных элементов и токсинов, зависящие не только от времени и объема воздействия окружающей среды, но и от работы биологических систем детского организма.
«Эти ритмы были обусловлены особенностями как биологических, так и экологических систем, но проявляли свойства, независимые от обеих систем», – рассказал Маниш Арора, доктор философии, профессор центра Эдит Дж. Баервальд и заместитель заведующего кафедрой экологической медицины и общественного здравоохранения в Школе медицины Икана в Маунт-Синай. «Они подтвердили существование интерфейса, посредством которого взаимодействуют биологические и экологические системы. Сам интерфейс, регулирующий и передающий информацию между системами, должен быть предметом исследования, поскольку без должного внимания к биодинамическим интерфейсам невозможно определить, как окружающая среда влияет на здоровье».
Изучение интерфейса позволит ученым разобраться, как сложные системы, такие как окружающая среда и физиология человека, влияют друг на друга. По словам ученых, современные методы на основе простого анализа являются неполными.
«В ходе стандартного исследования измеряется определенная характеристика окружающей среды, скажем, содержание свинца в воде, и мы связываем это с особенностями человеческого развития, например, уровнем интеллекта», – рассказал Пол Кертин, доктор философии, доцент кафедры экологической медицины и общественного здравоохранения в Школе медицины Икана в Маунт-Синай, автор исследования. - «Такой подход помог нам многое узнать о состоянии окружающей среды, но у него есть свои ограничения».
Этот интерфейс также рассматривает социальное, поведенческое и культурное развитие как особо перспективное направление исследований. Новая теория позволит ученым оценить взаимосвязь между уровнем дохода и другими факторами, такими как охрана здоровья, с помощью методики динамических систем. Она также поможет понять, какое негативное влияние человеческая деятельность может оказывать на окружающую среду и на состояние здоровья, и определить будущие последствия для окружающей среды.
Работа доктора Ароры получила в качестве гранта престижную Премию за революционные инновации будущего в области охраны окружающей среды (RIVER) Национального исследовательского института охраны окружающей среды общей суммой 8 миллионов долларов на восемь лет для завершения исследований биодинамического интерфейса. Алессандро Джулиани, доктор философии, профессор кафедры охраны окружающей среды Римского университета, также внес значительный вклад в развитие этой теории.
«Гипотезу Ароры, Джулиани и Кертина можно считать крупным прорывом, поскольку знание факторов, влияющих на биологическое время, может стать ключом к пониманию того, почему люди стареют или взрослеют с разной скоростью, и как пережитое в раннем возрасте может влиять на здоровье взрослого человека», – сказал Роберт О. Райт, доктор медицинских наук, профессор центра Этель Х. Уайз, заведующий кафедрой экологической медицины и общественного здравоохранения и директор Института экспосомных исследований Школы медицины Икана в Маунт-Синай.