Феномен лазерной биостимуляции (ЛБС) широко используется в биологической и медицинской практике, но его сущность и механизмы еще далеко не полностью раскрыты и поняты . Анализ явления ЛБС с точки зрения современных физических концепций приводит к выводам о том, что ,во-первых, процесс содержит в себе множество различных механизмов воздействия когерентного излучения на биологические системы, и, во-вторых, к необходимости рассмотрения процесса ЛБС как самоорганизующегося динамического взаимодействия открытой, статистически неравновесной, биосистемы с когерентным излучением, что, в свою очередь, требует учета взаимодействия динамических и информационных аспектов поведения сложных систем.

В работе, на основе современной интерпретации квантовомеханического подхода показана необходимость учета информационной открытости биологических систем, участвующих в процессе ЛБС, которая приводит к нелокальности квантовых процессов и коллапсам волновых функций в результате “самоизмерений”[1]. Биосистема при этом обладает т.н. запутанной волновой функцией, описывающей когерентное состояние вещества, что приводит к нелинейному поведению всей сложной открытой системы, через которую могут протекать потоки энергии и информации(негэнтропии), и весь процесс в целом способен поэтому к самоорганизации. Вследствие этого свойства эффекта ЛБС могут быть объяснены и смоделированы в рамках обычных физических концепций с привлечением синергетических представлений. Наличие иерархичности в многоуровневой структурной организации биологических систем указывает на возможность описания эффекта ЛБС в рамках нелинейно-динамической модели М.Фейгенбаума. При этом в качестве управляющего параметра выступает энергия дипольного или мультипольного момента биомакромолекулы в электромагнитном поле лазерного излучения. Этот механизм ответственен за ускорение процессов синтеза, например, ДНК и РНК, в которых участвуют макромолекулы с относительно большими дипольными моментами. Описание этих явлений требует, как правило, учета свойств масштабного подобия биологических структур (фрактальности их строения).

Анализ взаимодействия лазерного излучения с биотканью на основе явления самоподстройки распределения интенсивности лазерного излучения к клеточной структуре биоткани за счет эффекта Тальбота позволил выявить роль информационных характеристик излучения при ЛБС. Модовая структура поля когерентного излучения, распространяющегося в клеточной биосреде, приводит к саморепродукции изображений и “самоисправлению” элементов структуры поля. Эксперименты по ЛБС процесса зародышеобразования в растениях подтвердили значимость периодической структуры поля для повышения степени стимуляции. Экспериментально обнаружено явление стимуляции пространственно модулированным лазерным излучением процесса дифференциации растительных тканей.

Сэндвичевые структуры дипольных жидкостей вблизи клеточных мембран оказываются пространственно согласованными с самоорганизованным Тальбот-полем лазерного излучения в биоткани. На основе теории жидкостей могут быть получены интегральные уравнения для профиля плотности воды вблизи поверхности мембраны и описана структура дипольной системы неоднородной жидкости вблизи поверхности при наличии сложной ориентационной зависимости потенциала взаимодействия между молекулами. Чередование водных слоев с различной преимущественной ориентацией диполей вблизи мембраны влияет как на процессы свертывания - развертывания белковых макромолекул, так и на их сенсибилизацию к действию электромагнитного излучения.