磁気生物学
磁場の生物学的影響の研究

磁気生物学は、主に組織の加熱を引き起こさない弱い静磁場および低周波磁場の生物学的効果の研究です。磁気生物学的効果は、熱的効果とは明らかに区別される独特の特徴を持っています。多くの場合、交流磁場において、異なる周波数と振幅間隔でのみ観察されます。また、磁気生物学的効果は、同時に存在する静磁場または電場とその分極に依存します

磁気生物学は生体電磁気学のサブセットです。 生体電磁気学と生体磁気学は、生物による電磁場と磁場の生成を研究する分野です。生物による磁場の感知は磁気受容として知られています。

約0.1ミリテスラ（1ガウス）未満、100Hz未満の弱い低周波磁場の生物学的影響は、物理学上の問題となります。これらの電磁場のエネルギー量子は、基本的な化学反応のエネルギースケールよりも桁違いに小さいため、その影響は一見矛盾しているように見えます。一方、磁場の強度は、誘導電流によって生物組織に顕著な加熱を引き起こしたり、神経を刺激したりするほどのものではありません。

効果

磁気生物学的効果の一例としては、磁気受容を利用した回遊動物による磁気ナビゲーションが挙げられます。特定の鳥類、ウミガメ、爬虫類、両生類、サケ科魚類など、多くの動物目は、地磁気の小さな変化とその磁気傾斜角を検知し、季節的な生息地を見つけることができます。これらの動物は「傾斜コンパス」を使用していると言われています。特定の甲殻類、イセエビ、硬骨魚類、昆虫、哺乳類は「極性コンパス」を使用していることが分かっていますが、カタツムリや軟骨魚類では、どのようなコンパスを使用しているかはまだ分かっていません。他の脊椎動物や節足動物についてはほとんど分かっていません。[1]彼らの知覚は数十ナノテスラのオーダーになることがあります。[要出典]

ハトのナビゲーション「地図」の構成要素としての磁気強度は、19世紀後半から議論されてきました。[2]鳥類が磁気情報を利用していることを証明する最も初期の論文の一つは、1972年にヴォルフガング・ヴィルチコが行ったヨーロッパコマドリのコンパスに関する研究です。[3] 2014年の二重盲検試験では、約20kHzから20MHzの低レベル電磁ノイズにさらされたヨーロッパコマドリは、磁気コンパスで方向感覚を失っていました。しかし、50kHzから5MHzの周波数範囲の電磁ノイズを約2桁減衰させるアルミニウム製の遮蔽小屋に入ると、再び方向感覚を取り戻しました。[4]

人体の健康への影響については、「電磁放射線と健康」を参照してください。

磁気受容

磁気入力を媒介する主要なプロセスに関するいくつかの神経生物学的モデルが提案されています

  1. ラジカル対機構：ラジカル対と周囲の磁場との方向特異的な相互作用。[1]
  2. 組織中の磁鉄鉱のような永久磁性（鉄含有）物質に関わるプロセス[1]
  3. 磁気誘導による液体の水の物理的・化学的性質の変化。[1]

ラジカル対機構では、光色素が光子を吸収し、光子を一重項状態へと遷移させる。光色素は反平行スピンの一重項ラジカル対を形成し、一重項-三重項相互変換によって平行スピンの三重項対へと変化する。磁場はスピン状態間の遷移を変化させるため、三重項の数は光色素が磁場内でどのように配向しているかに依存する。植物や動物に見られる光色素の一種であるクリプトクロムが、受容体分子であると考えられる。 [5]

誘導モデルは海洋生物にのみ適用可能と考えられる。なぜなら、高い導電性を持つ周囲媒体として塩水しか考えられないからである。このモデルを裏付ける証拠は不足している。[1]

磁鉄鉱モデルは、1970年代に特定の細菌において単一ドメインの磁鉄鉱鎖が発見されたことを契機に生まれました。組織学的証拠は、すべての主要な門に属する多数の種に認められます。ミツバチは腹部の前部に磁性物質を有し、脊椎動物では主に頭部の篩骨部に磁性物質を有しています。実験により、鳥類や魚類の磁鉄鉱受容体からの入力は、三叉神経の眼枝を介して中枢神経系に送られることが証明されています。[1]

さまざまな国内外の機関によって策定された電磁波曝露の安全レベル。

安全基準

磁気生物学の実際的な重要性は、人々の電磁波曝露レベルの増加によって左右されます。慢性的に曝露された電磁場の中には、人体の健康に脅威となるものがあります。世界保健機関（WHO）は、職場における電磁波曝露レベルの上昇をストレス要因とみなしています。多くの国内外の機関によって策定された現在の電磁波安全基準は、特定の電磁場範囲において数十倍から数百倍も異なっています。この状況は、磁気生物学および電磁気生物学の分野における研究不足を反映しています。今日（いつ？）、ほとんどの基準は、電磁場による加熱と誘導電流による末梢神経刺激による生物学的影響のみを考慮しています。

医学的アプローチ

磁気療法の施術者は、比較的弱い電磁場を用いて痛みやその他の病状の治療を試みます。これらの方法は、科学的根拠に基づく医療の基準に従った臨床的証拠をまだ得ていません。ほとんどの機関は、この治療法を疑似科学的なもの として認識しています

関連項目

参考文献

  1. ^ abcdef Wiltschko W, Wiltschko R (2005年8月). 「鳥類およびその他の動物における磁気定位と磁気受容」. J Comp Physiol A. 191 ( 8): 675–93 . doi :10.1007/s00359-005-0627-7. PMID  15886990. S2CID  206960525.
  2. ^ Viguier C (1882) Le sens de l'orientation et sesorganes chez les animaux et chez l'homme.フランスとエトランジェの哲学レビュー 14:1–36。
  3. ^ Wiltschko W, Wiltschko R (1972年4月7日). 「Science. 1972 ヨーロッパコマドリの磁気コンパス」. Science . 176 (4030): 62–4 . Bibcode :1972Sci...176...62W. doi :10.1126/science.176.4030.62. PMID  17784420. S2CID  28791830.
  4. ^ スヴェンヤ・エンゲルス;ニルス＝ラッセ・シュナイダー。ネレ・レフェルト。クリスティーン・マイラ・ヘイン。マヌエラ・ザプカ。アンドレアス・ミカリク。ダナ・エルバース。アヒム・キッテ。パジャマ・ホア;ヘンリック・モーリツェン（2014年5月15日）。 「人為起源の電磁ノイズが渡り鳥の磁気コンパスの方向を乱す」。自然。509 (7500): 353–356。書誌コード:2014Natur.509..353E。土井：10.1038/nature13290. PMID  24805233。S2CID 4458056  。
  5. ^ ウィルチコ、ロズウィタ;ヴォルフガング・ヴィルチコ（2019年9月27日）。 「鳥の磁気受信」。王立協会インターフェースのジャーナル。16 (158) 20190295.doi : 10.1098/rsif.2019.0295。PMC 6769297。PMID  31480921。 

さらに詳しい参考文献

  • プレスマンAS著『電磁場と生命』、プレナム、ニューヨーク、1970年
  • Kirschvink JL、Jones DS、MacFadden BJ（編）「マグネタイトのバイオミネラリゼーションと生物における磁気受容」『新しいバイオマグネティズム』Plenum、ニューヨーク、1985年。
  • Binhi VN磁気生物学：根底にある物理的問題。— アカデミック・プレス、サンディエゴ、2002年。— 473ページ。— ISBN 0-12-100071-0
  • Binhi VN、Savin AV弱い磁場の生物系への影響：物理的側面 2007年9月29日、Wayback Machineにアーカイブ。物理学 – Uspekhi、V.46(3)、259～291頁、2003年

科学雑誌

  • 生体電磁気学
  • 電磁生物学と医学
  • 生体医学無線電子工学
  • 生物物理学
「https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=磁気生物学&oldid=1313728635」より取得