Bioelectromagnética
La Bioelectromagnetismo, también conocida como bioelectromagnetismo, es el estudio de la interacción entre campos electromagnéticos y entidades biológicas. Las áreas de estudio incluyen campos electromagnéticos producidos por células, tejidos u organismos vivos, los efectos de fuentes de campos electromagnéticos artificiales como los teléfonos móviles y la aplicación de radiación electromagnética a terapias para el tratamiento de diversas afecciones.
Fenómenos biológicos
El bioelectromagnetismo se estudia principalmente a través de técnicas de electrofisiología. A finales del siglo XVIII, el médico y físico italiano Luigi Galvani registró por primera vez el fenómeno mientras diseccionaba una rana en una mesa donde había estado realizando experimentos con electricidad estática. Galvani acuñó el término electricidad animal para describir el fenómeno, mientras que sus contemporáneos lo denominaron galvanismo. Galvani y sus contemporáneos consideraban que la activación muscular era el resultado de un fluido o sustancia eléctrica en los nervios. Los eventos eléctricos de corta duración llamados potenciales de acción ocurren en varios tipos de células animales que se llaman células excitables, una categoría de células que incluye neuronas, células musculares y células endocrinas, así como en algunas células vegetales. Estos potenciales de acción se utilizan para facilitar la comunicación intercelular y activar procesos intracelulares. Los fenómenos fisiológicos de los potenciales de acción son posibles porque los canales iónicos dependientes de voltaje permiten que se resuelva el potencial de reposo causado por el gradiente electroquímico a ambos lados de la membrana celular.
Se sospecha que varios animales tienen la capacidad de detectar campos electromagnéticos; por ejemplo, varios animales acuáticos tienen estructuras potencialmente capaces de detectar cambios de voltaje causados por un campo magnético cambiante, mientras que se cree que las aves migratorias utilizan la magnetorrecepción en la navegación.
Bioefectos de la radiación electromagnética
La mayoría de las moléculas del cuerpo humano interactúan débilmente con campos electromagnéticos en la radiofrecuencia o en bandas de frecuencia extremadamente bajas. Una de esas interacciones es la absorción de energía de los campos, que puede provocar que el tejido se caliente; Los campos más intensos producirán un mayor calentamiento. Esto puede provocar efectos biológicos que van desde la relajación muscular (producida por un dispositivo de diatermia) hasta quemaduras. Muchas naciones y organismos reguladores como la Comisión Internacional de Protección contra Radiaciones No Ionizantes han establecido pautas de seguridad para limitar la exposición a los CEM a un nivel no térmico. Esto se puede definir como calentamiento sólo hasta el punto en que se puede disipar el exceso de calor, o como un aumento fijo de temperatura no detectable con los instrumentos actuales, como 0,1 °C. Sin embargo, se ha demostrado que existen efectos biológicos en estas exposiciones no térmicas; Se han propuesto varios mecanismos para explicarlos, y puede haber varios mecanismos subyacentes a los diferentes fenómenos observados.
Muchos efectos conductuales en diferentes intensidades han sido reportados de la exposición a campos magnéticos, especialmente con campos magnéticos pulsados. El pulso específico utilizado parece ser un factor importante para el efecto conductual visto; por ejemplo, un campo magnético pulsado originalmente diseñado para la resonancia espectroscópica, denominado estimulación magnética de bajo campo, fue encontrado para mejorar temporalmente el estado de ánimo reportado por el paciente en pacientes bipolares, mientras que otro pulso de resonancia magnética no tuvo efecto. Se encontró una exposición de todo el cuerpo a un campo magnético pulsado para alterar el equilibrio permanente y la percepción del dolor en otros estudios.
Un campo magnético cambiante fuerte puede inducir corrientes eléctricas en tejido conductivo como el cerebro. Dado que el campo magnético penetra el tejido, se puede generar fuera de la cabeza para inducir las corrientes dentro, causando la estimulación magnética transcraneal (TMS). Estas corrientes despolarizan las neuronas en una parte seleccionada del cerebro, dando lugar a cambios en los patrones de actividad neuronal. En terapia TMS de pulso repetido o RTMS, la presencia de electrodos EEG incompatibles puede resultar en la calefacción de electrodos y, en casos graves, quemaduras de piel. Varios científicos y clínicos están tratando de utilizar TMS para reemplazar la terapia electroconvulsiva (ECT) para tratar trastornos como depresión severa y alucinaciones. En lugar de un fuerte choque eléctrico a través de la cabeza como en ECT, un gran número de pulsos relativamente débiles se entregan en la terapia TMS, típicamente a la velocidad de unos 10 pulsos por segundo. Si se entregan pulsos muy fuertes a un ritmo rápido al cerebro, las corrientes inducidas pueden causar convulsiones como en la terapia electroconvulsiva original. A veces, esto se hace deliberadamente para tratar la depresión, como en ECT.
Efectos de la radiación electromagnética en la salud humana
Mientras que los efectos sobre la salud de los campos eléctricos y magnéticos de frecuencia extremadamente baja (ELF) (0 a 300 Hz) generados por líneas eléctricas y frecuencias de radio/microondas (RF) (10 MHz - 300 GHz) emitidas por antenas de radio y redes inalámbricas han sido bien estudiados, el rango intermedio (IR) (300 Hz a 10 MHz) se ha estudiado mucho menos. Los efectos directos del electromagnetismo de radiofrecuencia de baja potencia en la salud humana han sido difíciles de probar, y los efectos documentados que amenazan la vida de los campos electromagnéticos de radiofrecuencia se limitan a fuentes de alta energía capaces de causar efectos térmicos significativos y dispositivos médicos como marcapasos y otros implantes electrónicos. Sin embargo, se han realizado muchos estudios con campos electromagnéticos para investigar sus efectos sobre el metabolismo celular, la apoptosis y el crecimiento tumoral.
La radiación electromagnética en el rango de frecuencia intermedia ha encontrado un lugar en la práctica médica moderna para el tratamiento de la curación ósea y para la estimulación y regeneración nerviosa. También está aprobado como terapia contra el cáncer en forma de campos de tratamiento de tumores, que utilizan campos eléctricos alternos en el rango de frecuencia de 100 a 300 kHz. Dado que algunos de estos métodos involucran campos magnéticos que invocan corrientes eléctricas en tejidos biológicos y otros solo involucran campos eléctricos, son estrictamente electroterapias, aunque su aplicación con equipos electrónicos modernos las ha colocado en la categoría de interacciones bioelectromagnéticas.