बायोइलेक्ट्रोमैग्नेटिक्स: Difference between revisions

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वैज्ञानिक पत्रिका के लिए, जैवविद्युतचुंबकीय (पत्रिका) देखें।

यह भी देखें: जैव-विद्युत और जैव-विद्युत चुम्बकीय पद्धति

जैव-चुंबकीय या जैव-चुंबकत्व के साथ भ्रमित न हों।

जैवविद्युतचुंबकीय, जिसे जैवविद्युत-चुंबकत्व के रूप में भी जाना जाता है, विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों और जैविक संस्थाओं के बीच की परस्पर क्रिया का अध्ययन है। अध्ययन के क्षेत्रों में जीवित कोशिकाओं (जीव विज्ञान), ऊतकों या जीवों द्वारा उत्पादित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र, सचल दूरभाष यंत्र जैसे विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के मानव निर्मित स्रोतों के प्रभाव, और विभिन्न स्थितियों के प्रशोधन के लिए चिकित्सा के लिए विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अनुप्रयोग सम्मिलित हैं।

जैविक घटनाएं

विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के आगे से विद्युत-चुंबकीय क्षेत्र के साथ जीवों की परस्पर क्रिया जैवविद्युत-चुंबकीय अध्ययन का भाग है।

जैवविद्युत-चुंबकत्व का अध्ययन मुख्य रूप से विद्युत शरीरक्रियाविज्ञान की तकनीकों के माध्यम से किया जाता है। अठारहवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, इटली के चिकित्सक और भौतिक विज्ञानी लुइगी गलवानी ने पहली बार एक मेज पर एक मेंढक का विच्छेदन करते हुए इस घटना को अभिलिखित किया था, जहां वह स्थैतिक विद्युत के साथ प्रयोग कर रहे थे। गलवानी ने इस घटना का वर्णन करने के लिए ''जीवजंतु विद्युत'' शब्द निर्मित किया, जबकि समकालीनों ने इसे गैल्वनीय का नाम दिया। गलवानी और समकालीनों ने मांसपेशियों की सक्रियता को तंत्रिकाओं में विद्युत द्रव या पदार्थ के परिणामस्वरूप माना।[1] क्रिया विभव नामक अल्पकालिक विद्युतीय घटनाएँ कई प्रकार की जीवजंतु कोशिकाओं में होती हैं जिन्हें उत्तेजनीय कोशिकाएँ कहा जाता है, कोशिका की एक श्रेणी में तन्त्रिका कोशिका, मांसपेशी कोशिकाएँ, और अंतःस्रावी कोशिकाएँ, साथ ही कुछ पादप कोशिकाएँ सम्मिलित हैं। इन क्रिया विभव का उपयोग अंतर-कोशिकामय संचार को सुविधाजनक बनाने और अन्तःकोशिका प्रक्रियाओं को सक्रिय करने के लिए किया जाता है। क्रिया विभव की भौतिक घटनाएं संभव हैं क्योंकि वोल्टेज-द्वारित आयन प्रणाली कोशिका झिल्ली के दोनों ओर विद्युत रासायनिक प्रवणता के कारण होने वाली विराम विभव को संशोधन करने की स्वीकृति देते हैं।[citation needed].

कई जानवरों में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों को समझने की क्षमता होने का संदेह है; उदाहरण के लिए, कई जलीय जंतुओं की संरचनाएं संभावित रूप से बदलते चुंबकीय क्षेत्र के कारण विद्युत चुम्बकीय प्रेरण को अनुभव करने में सक्षम होती हैं,[2] जबकि प्रवासी पक्षियों को वायुयान-संचालन में चुंबकीय अभिग्रहण का उपयोग करने के लिए सोचा जाता है।[3][4][5]

ऐसा माना जाता है कि कबूतर और अन्य प्रवासी पक्षी वायुयान-संचालन में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की चुंबकीय धारणा का उपयोग करते हैं।[6][7][8][9]

विद्युत चुम्बकीय विकिरण के जैव प्रभाव

मानव शरीर के अधिकांश अणु रेडियो-आवृत्‍ति या अत्यंत कम आवृत्ति बैंड में विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र के साथ दुर्बलता से परस्पर क्रिया करते हैं।[citation needed] ऐसा ही एक अन्योन्यक्रिया क्षेत्रों से ऊर्जा का अवशोषण है, जिससे ऊतक गर्म हो सकते हैं; अधिक तीव्र क्षेत्र अधिक ताप उत्पन्न करेंगे। इससे जैविक प्रभाव हो सकते हैं जिनमें मांसपेशियों में शिथिलता ( डायाथर्मी उपकरण द्वारा निर्मित) से लेकर जलने तक सम्मिलित हैं।[10] गैर-आयनीकरण विकिरण संरक्षण पर अंतर्राष्ट्रीय आयोग जैसे कई देशों और नियामक निकायों ने गैर-तापीय स्तर तक विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र जोखिम को सीमित करने के लिए सुरक्षा दिशानिर्देश स्थापित किए हैं। इसे या तो केवल उस बिंदु तक गर्म करने के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जहां अतिरिक्त गर्मी को नष्ट किया जा सकता है, या तापमान में एक निश्चित वृद्धि के रूप में जिसे 0.1 डिग्री सेल्सियस जैसे सम्मिलित उपकरणों के साथ पता नहीं लगाया जा सकता है।[citation needed] हालाँकि, इन गैर-ऊष्मीय जोखिमों के लिए जैविक प्रभाव सम्मिलित हैं;[citation needed] इन्हें समझाने के लिए विभिन्न तंत्र प्रस्तावित किए गए हैं,[11] और देखी गई अलग-अलग घटनाओं में अंतर्निहित कई तंत्र हो सकते हैं।

विशेष रूप से स्पंदित चुंबकीय क्षेत्रों के साथ, चुंबकीय क्षेत्रों के संपर्क में आने से विभिन्न तीव्रता पर कई व्यवहारिक प्रभावों की सूचना मिली है। उपयोग किए गए विशिष्ट स्पंदन रूप देखे गए व्यवहारिक प्रभाव के लिए एक महत्वपूर्ण कारक प्रतीत होते हैं; उदाहरण के लिए, एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र जिसे मूल रूप से स्पेक्ट्रमदर्शी चुम्बकीय प्रतिध्वनि प्रतिबिम्ब के लिए डिज़ाइन किया गया था, जिसे कम क्षेत्र चुंबकीय उत्तेजना के रूप में संदर्भित किया गया था, द्विध्रुवी रोगियों में अस्थायी रूप से रोगी-प्रतिवेदित की गई मनोदशा में संशोधन करने के लिए पाया गया था,[12] जबकि एक अन्य चुम्बकीय प्रतिध्वनि प्रतिबिम्ब स्पंद का कोई प्रभाव नहीं था। अन्य अध्ययनों में एक स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र के लिए संपूर्ण शरीर के संपर्क में स्थायी संतुलन और दर्द की अनुभूति को परिवर्तित करने के लिए पाया गया था।[13][14]

प्रबल परिवर्तन चुंबकीय क्षेत्र मस्तिष्क जैसे प्रवाहकीय ऊतक में विद्युत धाराओं को प्रेरित कर सकता है। चूंकि चुंबकीय क्षेत्र ऊतक में प्रवेश करता है, इसलिए इसे सिर के बाहर उत्पन्न किया जा सकता है ताकि धाराओं को प्रेरित किया जा सके, जिससे कपालीय चुंबकीय उद्दीपन (टीएमएस) हो। ये धाराएं मस्तिष्क के एक चयनित हिस्से में तन्त्रिका कोशिका को विध्रुवित करती हैं, जिससे तंत्रिका गतिविधि के प्रतिरूप में परिवर्तन होता है।[15] बार-बार स्पंद कपालीय चुंबकीय उद्दीपन चिकित्सा या आरटीएमएस में, असंगत विद्युतमस्तिष्कलेख इलेक्ट्रोड की उपस्थिति के परिणामस्वरूप इलेक्ट्रोड गर्म हो सकता है और गंभीर स्थितियों में त्वचा जल सकती है।[16] गंभीर अवसाद और मतिभ्रम जैसे विकारों के इलाज के लिए कई वैज्ञानिक और चिकित्सक विद्युत-आक्षेपी चिकित्सा (ईसीटी) को परिवर्तित करने के लिए कपालीय चुंबकीय उद्दीपन का उपयोग करने का प्रयास कर रहे हैं। विद्युत-आक्षेपी चिकित्सा के रूप में सिर के माध्यम से एक प्रबल विद्युत के आघात के स्थान पर, कपालीय चुंबकीय उद्दीपन चिकित्सा में सामान्य रूप से प्रति सेकंड लगभग 10 स्पंद की दर से अपेक्षाकृत दुर्बल स्पंद की एक बड़ी संख्या परिदत्त की जाती है। यदि तीव्र गति से बहुत तेज स्पंदन मस्तिष्क तक पहुंचाए जाते हैं, तो प्रेरित धाराएं आक्षेप का कारण बन सकती हैं, जैसा कि मूल विद्युत-आक्षेपी उपचार में होता है।[17][18] कभी-कभी, विद्युत-आक्षेपी चिकित्सा जैसे अवसाद का इलाज करने के लिए सोच विचार कर ऐसा किया जाता है ।

मानव स्वास्थ्य पर विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रभाव

जबकि विद्युत लाइनों और रेडियो/माइक्रोवेव आवृत्तियों (आरएफ) (10 मेगाहर्ट्ज - 300 गीगाहर्ट्ज)[19][20] रेडियो एंटेना द्वारा उत्सर्जित अत्यधिक कम आवृत्ति (ईएलएफ) विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र (0 से 300 हर्ट्ज) से स्वास्थ्य प्रभाव और वायरलेस नेटवर्क का अच्छी तरह से अध्ययन किया गया है, मध्यवर्ती सीमा (आईआर) (300 हर्ट्ज से 10 मेगाहर्ट्ज) का बहुत कम अध्ययन किया गया है।[citation needed] मानव स्वास्थ्य पर कम शक्ति वाले रेडियो-आवृत्ति विद्युत चुंबकत्व के प्रत्यक्ष प्रभाव को साबित करना कठिन हो गया है, और रेडियो-आवृत्ति विद्युत-चुंबकीय क्षेत्र से होने वाले जीवन के लिए खतरनाक प्रभाव को प्रलेखित किया गया है, जो महत्वपूर्ण तापीय प्रभाव और चिकित्सा उपकरण जैसे पेसमेकर और अन्य इलेक्ट्रॉनिक प्रत्यारोपण उत्पन्न करने में सक्षम उच्च शक्ति स्रोतों तक सीमित हैं।[21][22] हालांकि, कोशिका चयापचय, एपोप्टोसिस और ट्यूमर के विकास पर उनके प्रभावों की जांच के लिए विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के साथ कई अध्ययन किए गए हैं।[23]

मध्यवर्ती आवृत्ति रेंज में विद्युत चुम्बकीय विकिरण को हड्डी के उपचार और तंत्रिका उत्तेजना और पुनर्जनन के उपचार के लिए आधुनिक चिकित्सा पद्धति में एक स्थान मिला है। यह 100–300 किलोहर्ट्ज़ की आवृत्ति-विस्तार में परिवर्तनशील विद्युत क्षेत्र का उपयोग करते हुए, ट्यूमर उपचार क्षेत्र के रूप में कैंसर चिकित्सा के रूप में भी स्वीकृत है।[citation needed] चूंकि इनमें से कुछ विधियों में चुंबकीय क्षेत्र सम्मिलित हैं जो जैविक ऊतकों में विद्युत धाराओं को आमंत्रित करते हैं और अन्य में केवल विद्युत क्षेत्र सम्मिलित होते हैं, वे वास्तव में विद्युत चिकित्सा हैं, हालांकि आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के साथ उनके अनुप्रयोग रूप ने उन्हें जैव-विद्युत-चुंबकीय परस्पर क्रिया की श्रेणी में रखा है।[citation needed]


यह भी देखें

टिप्पणियाँ

  1. ↑ Myers, Richard (2003). The basics of chemistry. Westport, Conn.: Greenwood Press. pp. 172–4. ISBN 978-0-313-31664-7.
  2. ↑ Mouritsen, Henrik (June 2018). "Long-distance navigation and magnetoreception in migratory animals". Nature. 558 (7708): 50–59. Bibcode:2018Natur.558...50M. doi:10.1038/s41586-018-0176-1. PMID 29875486. S2CID 46953903.
  3. ↑ Wiltschko, Roswitha; Wiltschko, Wolfgang (4 September 2019). "Magnetoreception in birds". Journal of the Royal Society Interface. 16 (158): 20190295. doi:10.1098/rsif.2019.0295. PMC 6769297. PMID 31480921.
  4. ↑ Wu, Le-Qing; Dickman, J. David (25 May 2012). "Neural Correlates of a Magnetic Sense". Science. 336 (6084): 1054–1057. Bibcode:2012Sci...336.1054W. doi:10.1126/science.1216567. PMID 22539554. S2CID 206538783.
  5. ↑ Wu, Le-Qing; Dickman, J. David (8 March 2011). "Magnetoreception in an Avian Brain in Part Mediated by Inner Ear Lagena". Current Biology. 21 (5): 418–423. doi:10.1016/j.cub.2011.01.058. PMC 3062271. PMID 21353559.
  6. ↑ Nimpf, Simon; Nordmann, Gregory Charles; Kagerbauer, Daniel; Malkemper, Erich Pascal; Landler, Lukas; Papadaki-Anastasopoulou, Artemis; Ushakova, Lyubov; Wenninger-Weinzierl, Andrea; Novatchkova, Maria; Vincent, Peter; Lendl, Thomas; Colombini, Martin; Mason, Matthew J.; Keays, David Anthony (2 December 2019). "A Putative Mechanism for Magnetoreception by Electromagnetic Induction in the Pigeon Inner Ear". Current Biology. 29 (23): 4052–4059.e4. doi:10.1016/j.cub.2019.09.048. PMID 31735675.
  7. ↑ Wiltschko, Roswitha; Wiltschko, Wolfgang (4 September 2019). "Magnetoreception in birds". Journal of the Royal Society Interface. 16 (158): 20190295. doi:10.1098/rsif.2019.0295. PMC 6769297. PMID 31480921.
  8. ↑ Wu, Le-Qing; Dickman, J. David (25 May 2012). "Neural Correlates of a Magnetic Sense". Science. 336 (6084): 1054–1057. Bibcode:2012Sci...336.1054W. doi:10.1126/science.1216567. PMID 22539554. S2CID 206538783.
  9. ↑ Wu, Le-Qing; Dickman, J. David (8 March 2011). "Magnetoreception in an Avian Brain in Part Mediated by Inner Ear Lagena". Current Biology. 21 (5): 418–423. doi:10.1016/j.cub.2011.01.058. PMC 3062271. PMID 21353559.
  10. ↑ "Hazards of the MR Environment". Martinos Center for Biomedical Imaging. Retrieved 19 March 2013.
  11. ↑ Binhi, 2002
  12. ↑ Rohan, Michael; Parow, Aimee; Stoll, Andrew L; Demopulos, Christina; Friedman, Seth; Dager, Stephen; Hennen, John; Cohen, Bruce M; Renshaw, Perry F (2004). "Low-Field Magnetic Stimulation in Bipolar Depression Using an MRI-Based Stimulator" (PDF). American Journal of Psychiatry. 161 (1): 93–8. doi:10.1176/appi.ajp.161.1.93. PMID 14702256. S2CID 14432285. Archived from the original (PDF) on 2019-02-27.
  13. ↑ Thomas, A.W; White, K.P; Drost, D.J; Cook, C.M; Prato, F.S (2001). "A comparison of rheumatoid arthritis and fibromyalgia patients and healthy controls exposed to a pulsed (200 μT) magnetic field: effects on normal standing balance". Neuroscience Letters. 309 (1): 17–20. doi:10.1016/S0304-3940(01)02009-2. PMID 11489536. S2CID 6634766.
  14. ↑ Shupak, Naomi M; Prato, Frank S; Thomas, Alex W (2004). "Human exposure to a specific pulsed magnetic field: effects on thermal sensory and pain thresholds". Neuroscience Letters. 363 (2): 157–162. doi:10.1016/j.neulet.2004.03.069. PMID 15172106. S2CID 41394936.
  15. ↑ Todd Hutton, Karl Lanocha, M.D Richard Bermudes, Kimberly Cress. Transcranial magnetic stimulation: what you need to know.
  16. ↑ Roth, Bradley J; Pascual-Leone, Alvaro; Cohen, Leonardo G; Hallett, Mark (1992). "The heating of metal electrodes during rapid-rate magnetic stimulation: A possible safety hazard". Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Evoked Potentials Section. 85 (2): 116–23. doi:10.1016/0168-5597(92)90077-O. PMID 1373364.
  17. ↑ Wassermann, Eric M (1998). "Risk and safety of repetitive transcranial magnetic stimulation: Report and suggested guidelines from the International Workshop on the Safety of Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation, June 5–7, 1996". Electroencephalography and Clinical Neurophysiology/Evoked Potentials Section. 108 (1): 1–16. doi:10.1016/S0168-5597(97)00096-8. PMID 9474057.
  18. ↑ Rossi, Simone; Hallett, Mark; Rossini, Paolo M; Pascual-Leone, Alvaro (2009). "Safety, ethical considerations, and application guidelines for the use of transcranial magnetic stimulation in clinical practice and research". Clinical Neurophysiology. 120 (12): 2008–39. doi:10.1016/j.clinph.2009.08.016. hdl:11572/145680. PMC 3260536. PMID 19833552.
  19. ↑ Funk, Richard HW; Monsees, Thomas K (2006). "Effects of Electromagnetic Fields on Cells: Physiological and Therapeutical Approaches and Molecular Mechanisms of Interaction". Cells Tissues Organs. 182 (2): 59–78. doi:10.1159/000093061. PMID 16804297. S2CID 10705650.
  20. ↑ Shahin, Saba; Banerjee, Somanshu; Singh, Surya Pal; Chaturvedi, Chandra Mohini (2015). "2.45 GHz Microwave Radiation Impairs Learning and Spatial Memory via Oxidative/Nitrosative Stress Induced p53-Dependent/Independent Hippocampal Apoptosis: Molecular Basis and Underlying Mechanism". Toxicological Sciences. 148 (2): 380–99. doi:10.1093/toxsci/kfv205. PMID 26396154.
  21. ↑ IGARASHI, YUTAKA; MATSUDA, YOKO; FUSE, AKIRA; ISHIWATA, TOSHIYUKI; NAITO, ZENYA; YOKOTA, HIROYUKI (2015). "Pathophysiology of microwave-induced traumatic brain injury". Biomedical Reports. 3 (4): 468–472. doi:10.3892/br.2015.454. PMC 4487000. PMID 26171150.
  22. ↑ Electromagnetic fields & public health: Intermediate Frequencies (IF). Information sheet February 2005. World Health Organization. Retrieved Aug 2013.
  23. ↑ Wartenberg, Maria; Wirtz, Nina; Grob, Alexander; Niedermeier, Wilhelm; Hescheler, Jürgen; Peters, Saskia C; Sauer, Heinrich (2008). "Direct current electrical fields induce apoptosis in oral mucosa cancer cells by NADPH oxidase-derived reactive oxygen species". Bioelectromagnetics. 29 (1): 47–54. doi:10.1002/bem.20361. PMID 17786977.


संदर्भ

संगठन

किताबें

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  • बेकर, रॉबर्ट ओ.; द बॉडी विद्युत: विद्युत चुंबकत्व एंड द फाउंडेशन ऑफ लाइफ, विलियम मॉरो एंड कंपनी, 1985। ISBN 0-688-00123-8.
  • बेकर, रॉबर्ट ओ.; क्रॉस करेंट्स: द प्रॉमिस ऑफ इलेक्ट्रोमेडिसिन, द पेरिल्स ऑफ इलेक्ट्रोपोल्यूशन, टार्चर, 1989। ISBN 0-87477-536-1.
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  • बढ़ई, डेविड ओ.; सिनेरिक आयरापिल्टन, जैविक प्रभाव विद्युत और चुंबकीय क्षेत्र, खंड 1: स्रोत और तंत्र, अकादमिक प्रेस, 1994। ISBN 0-12-160261-3.
  • बढ़ई, डेविड ओ.; सिनेरिक आयरापेटन, बायोलॉजिकल इफेक्ट्स ऑफ विद्युत एंड मैग्नेटिक फील्ड्स: बेनिफिशियल एंड हार्मफुल इफेक्ट्स (वॉल्यूम 2), एकेडमिक प्रेस, 1994। ISBN 0-12-160261-3.
  • चियाब्रेरा ए। (संपादक), विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों और कोशिकाओं के बीच परस्पर क्रिया, स्प्रिंगर, 1985। ISBN 0-306-42083-X.
  • हबश, रियाद डब्ल्यूवाई; विद्युत-चुंबकीय फील्ड्स एंड रेडिएशन: ह्यूमन बायोइफेक्ट्स एंड सेफ्टी, मार्सेल डेकर, 2001। ISBN 0-8247-0677-3.
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  • मे-वान, हो; एट अल।, बायोइलेक्ट्रोडायनामिक्स और बायोकम्युनिकेशन, वर्ल्ड साइंटिफिक, 1994। ISBN 981-02-1665-3.
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  • ओ'कॉनर, मैरी ई. (संपादक), एट अल।, इमर्जिंग विद्युत-चुंबकीय मेडिसिन, स्प्रिंगर, 1990। ISBN 0-387-97224-2.

पत्रिकाओं

बाहरी कड़ियाँ

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