Bioelectromagnetics
બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક્સ, જેને બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રો અને જૈવિક ઘટકો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાનો અભ્યાસ છે. અભ્યાસના ક્ષેત્રોમાં જીવંત કોષો, પેશીઓ અથવા સજીવો દ્વારા ઉત્પાદિત વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રો, મોબાઇલ ફોન જેવા વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રોના માનવસર્જિત સ્રોતોની અસરો અને વિવિધ પરિસ્થિતિઓની સારવાર માટે વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણનો ઉપયોગ સામેલ છે. જૈવિક ઘટના બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમનો અભ્યાસ મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોલોજીની તકનીકો દ્વારા કરવામાં આવે છે. અઢારમી સદીના અંતમાં, ઇટાલિયન ચિકિત્સક અને ભૌતિકશાસ્ત્રી લુઇગી ગાલ્વાનીએ પ્રથમ વખત એક ટેબલ પર દેડકાનું વિચ્છેદન કરતી વખતે આ ઘટનાને રેકોર્ડ કરી હતી જ્યાં તેઓ સ્થિર વીજળી સાથે પ્રયોગો કરી રહ્યા હતા. ગાલ્વાનીએ આ ઘટનાને વર્ણવવા માટે પશુ વીજળી શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જ્યારે સમકાલિન લોકોએ તેને ગેલ્વેનિઝમ નામ આપ્યું હતું. ગાલવાની અને તેમના સમકાલિન સ્નાયુ સક્રિયકરણને ચેતામાં વિદ્યુત પ્રવાહી અથવા પદાર્થના પરિણામે હોવાનું માનતા હતા. એક્શન પોટેન્શિયલ તરીકે ઓળખાતી ટૂંકા ગાળાની વિદ્યુત ઘટનાઓ વિવિધ પ્રકારના પ્રાણી કોષોમાં થાય છે જેને ઉત્તેજક કોષો કહેવામાં આવે છે, કોષની એક શ્રેણીમાં ચેતાકોષો, સ્નાયુ કોષો અને અંતઃસ્ત્રાવી કોષો તેમજ કેટલાક છોડના કોષોનો સમાવેશ થાય છે. આ ક્રિયા ક્ષમતાનો ઉપયોગ આંતરકોશિક સંચારને સરળ બનાવવા અને અંતઃકોશિક પ્રક્રિયાઓને સક્રિય કરવા માટે થાય છે. ક્રિયા ક્ષમતાની શારીરિક ઘટના શક્ય છે કારણ કે વોલ્ટેજ-ગેટેડ આયન ચેનલો કોષ પટલની બંને બાજુએ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળને કારણે થતી વિશ્રામી ક્ષમતાને ઉકેલવા માટે પરવાનગી આપે છે. કેટલાક પ્રાણીઓમાં વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રોને સમજવાની ક્ષમતા હોવાની શંકા છે; ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક જળચર પ્રાણીઓમાં માળખાઓ સંભવિત રીતે બદલાતા ચુંબકીય ક્ષેત્રને કારણે વોલ્ટેજમાં થતા ફેરફારોને સમજવામાં સક્ષમ હોય છે, જ્યારે સ્થળાંતર કરનારા પક્ષીઓ નેવિગેશનમાં મેગ્નેટોરેસેપ્શનનો ઉપયોગ કરે છે તેવું માનવામાં આવે છે. વિદ્યુતચુંબકીય વિકિરણની જૈવ અસરો માનવ શરીરના મોટાભાગના અણુઓ રેડિયો આવર્તન અથવા અત્યંત ઓછી આવર્તન બેન્ડમાં વિદ્યુતચુંબકીય ક્ષેત્રો સાથે નબળી રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આવી જ એક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા એ ક્ષેત્રોમાંથી ઉર્જાનું શોષણ છે, જે પેશીઓને ગરમ કરી શકે છે; વધુ તીવ્ર ક્ષેત્રો વધુ ગરમી પેદા કરશે. આ સ્નાયુઓમાં છૂટછાટ (ડાયથર્મી ઉપકરણ દ્વારા ઉત્પન્ન) થી માંડીને બળતરા સુધીની જૈવિક અસરો તરફ દોરી શકે છે. ઇન્ટરનેશનલ કમિશન ઓન નોન-આયોનાઇઝિંગ રેડિયેશન પ્રોટેક્શન જેવા ઘણા દેશો અને નિયમનકારી સંસ્થાઓએ ઇ. એમ. એફ. ના સંપર્કને બિન-થર્મલ સ્તર સુધી મર્યાદિત કરવા માટે સલામતી માર્ગદર્શિકાઓ સ્થાપિત કરી છે. આને ક્યાં તો માત્ર તે બિંદુ સુધી ગરમ કરવા તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરી શકાય છે જ્યાં વધારાની ગરમીનો નાશ થઈ શકે છે, અથવા તાપમાનમાં નિશ્ચિત વધારો જે વર્તમાન ઉપકરણો જેમ કે 0.1 ડિગ્રી સેલ્સિયસ સાથે શોધી શકાતો નથી. જો કે, આ બિન-થર્મલ એક્સપોઝર માટે જૈવિક અસરો હાજર હોવાનું દર્શાવવામાં આવ્યું છે; આને સમજાવવા માટે વિવિધ પદ્ધતિઓ પ્રસ્તાવિત કરવામાં આવી છે, અને અવલોકન કરવામાં આવેલી વિવિધ ઘટનાઓમાં અંતર્ગત ઘણી પદ્ધતિઓ હોઈ શકે છે. વિવિધ તીવ્રતાઓ પર ઘણી વર્તણૂકીય અસરો ચુંબકીય ક્ષેત્રોના સંપર્કમાં આવવાથી નોંધવામાં આવી છે, ખાસ કરીને સ્પંદિત ચુંબકીય ક્ષેત્રો સાથે. ઉપયોગમાં લેવાતા ચોક્કસ પલ્સફોર્મ વર્તણૂકીય અસર માટે એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ હોવાનું જણાય છે; ઉદાહરણ તરીકે, સ્પેક્ટ્રોસ્કોપિક એમઆરઆઈ માટે મૂળરૂપે રચાયેલ સ્પંદિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર, જેને લો ફિલ્ડ મેગ્નેટિક સ્ટિમ્યુલેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે દ્વિધ્રુવી દર્દીઓમાં દર્દી-અહેવાલિત મૂડમાં અસ્થાયી ધોરણે સુધારો કરે છે, જ્યારે અન્ય એમઆરઆઈ પલ્સની કોઈ અસર થતી નથી. સ્પંદિત ચુંબકીય ક્ષેત્રના આખા શરીરના સંપર્કમાં અન્ય અભ્યાસોમાં સ્થાયી સંતુલન અને પીડાની ધારણામાં ફેરફાર જોવા મળ્યો હતો. મજબૂત બદલાતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર મગજ જેવા વાહક પેશીઓમાં વિદ્યુત પ્રવાહને પ્રેરિત કરી શકે છે. ચુંબકીય ક્ષેત્ર પેશીઓમાં પ્રવેશ કરે છે, તેથી તે અંદરના પ્રવાહોને પ્રેરિત કરવા માટે માથાની બહાર ઉત્પન્ન થઈ શકે છે, જે ટ્રાન્સક્રાનિયલ ચુંબકીય ઉત્તેજના (ટી. એમ. એસ.) નું કારણ બને છે. આ પ્રવાહો મગજના પસંદ કરેલા ભાગમાં ચેતાકોષોને વિધ્રુવીકૃત કરે છે, જે ચેતાતંત્રની પ્રવૃત્તિના સ્વરૂપમાં ફેરફારો તરફ દોરી જાય છે. પુનરાવર્તિત પલ્સ ટી. એમ. એસ. ઉપચાર અથવા આર. ટી. એમ. એસ. માં, અસંગત ઇ. ઇ. જી. ઇલેક્ટ્રોડ્સની હાજરીથી ઇલેક્ટ્રોડ ગરમ થઈ શકે છે અને ગંભીર કિસ્સાઓમાં, ત્વચા બળી શકે છે. સંખ્યાબંધ વૈજ્ઞાનિકો અને ચિકિત્સકો ગંભીર હતાશા અને આભાસ જેવી વિકૃતિઓની સારવાર માટે ઇલેક્ટ્રોકોનવલ્સિવ થેરાપી (ઇસીટી) ને બદલવા માટે ટીએમએસનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છે. ઇ. સી. ટી. ની જેમ માથામાં એક મજબૂત વિદ્યુત આંચકાને બદલે, ટી. એમ. એસ. ઉપચારમાં મોટી સંખ્યામાં પ્રમાણમાં નબળા કઠોળ વિતરિત કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે પ્રતિ સેકન્ડ લગભગ 10 કઠોળના દરે. જો ઝડપી દરે ખૂબ જ મજબૂત કઠોળ મગજમાં પહોંચાડવામાં આવે, તો પ્રેરિત પ્રવાહો મૂળ ઇલેક્ટ્રોકોનવલ્સિવ ઉપચારની જેમ આંચકીનું કારણ બની શકે છે. કેટલીકવાર, આ ઇરાદાપૂર્વક ડિપ્રેશનની સારવાર માટે કરવામાં આવે છે, જેમ કે ઇસીટીમાં. માનવ સ્વાસ્થ્ય પર વિદ્યુતચુંબકીય કિરણોત્સર્ગની અસરો જ્યારે પાવર લાઈનો દ્વારા ઉત્પન્ન અત્યંત ઓછી આવર્તન (ઇએલએફ) વિદ્યુત અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો (0 થી 300 હર્ટ્ઝ) અને રેડિયો એન્ટેના અને વાયરલેસ નેટવર્ક દ્વારા ઉત્સર્જિત રેડિયો/માઇક્રોવેવ આવર્તન (આરએફ) (10 મેગાહર્ટ્ઝ-300 ગીગાહર્ટ્ઝ) થી આરોગ્ય પર થતી અસરોનો સારી રીતે અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે, ત્યારે મધ્યવર્તી શ્રેણી (આઈઆર) (300 હર્ટ્ઝથી 10 મેગાહર્ટ્ઝ) નો ઘણો ઓછો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. માનવ સ્વાસ્થ્ય પર ઓછી શક્તિવાળા રેડિયોફ્રિક્વન્સી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમની સીધી અસરો સાબિત કરવી મુશ્કેલ છે, અને રેડિયોફ્રિક્વન્સી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રોમાંથી જીવન માટે જોખમી અસરો દસ્તાવેજીકૃત કરવામાં આવી છે જે નોંધપાત્ર થર્મલ અસરો અને પેસમેકર અને અન્ય ઇલેક્ટ્રોનિક પ્રત્યારોપણ જેવા તબીબી ઉપકરણો પેદા કરવા માટે સક્ષમ ઉચ્ચ શક્તિ સ્રોતો સુધી મર્યાદિત છે. જો કે, સેલ મેટાબોલિઝમ, એપોપ્ટોસિસ અને ગાંઠની વૃદ્ધિ પર તેમની અસરોની તપાસ કરવા માટે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રો સાથે ઘણા અભ્યાસો હાથ ધરવામાં આવ્યા છે. મધ્યવર્તી આવર્તન શ્રેણીમાં વિદ્યુતચુંબકીય કિરણોત્સર્ગને હાડકાના ઉપચારની સારવાર અને ચેતા ઉત્તેજના અને પુનર્જીવન માટે આધુનિક તબીબી વ્યવહારમાં સ્થાન મળ્યું છે. તેને ટ્યુમર સારવાર ક્ષેત્રોના સ્વરૂપમાં કેન્સર ઉપચાર તરીકે પણ મંજૂરી આપવામાં આવી છે, જેમાં 100-300 kHZ ની આવર્તન શ્રેણીમાં વૈકલ્પિક વિદ્યુત ક્ષેત્રોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આમાંની કેટલીક પદ્ધતિઓમાં ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે જે જૈવિક પેશીઓમાં વિદ્યુત પ્રવાહનો ઉપયોગ કરે છે અને અન્યમાં માત્ર વિદ્યુત ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે, તેથી તેઓ સખત રીતે ઇલેક્ટ્રોથેરાપીઓ બોલે છે, જોકે આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો સાથેની તેમની એપ્લિકેશન પદ્ધતિએ તેમને બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણીમાં મૂક્યા છે. બાયોઇલેક્ટ્રોજેનેસિસ બાયોમેગ્નેટિઝમ બાયોઇલેક્ટ્રિસિટી બાયોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી બાયોઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ બાયોફોટોનિક્સ ઇલેક્ટ્રિક ફિશ ઇલેક્ટ્રિકલ બ્રેન સ્ટિમ્યુલેશન ઇલેક્ટ્રોએન્સેફેલોગ્રાફી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન અને હેલ્થ ઇલેક્ટ્રોમાયોગ્રાફી ઇલેક્ટ્રોટેક્સિસ કિર્લિયન ફોટોગ્રાફી મેગ્નેટોબાયોલોજી મેગ્નેટોસેપ્શન મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી મોબાઇલ ફોન રેડિયેશન અને હેલ્થ રેડિયોબાયોલોજી ચોક્કસ શોષણ દર ટ્રાન્સ્ક્યુટેનિયસ ઇલેક્ટ્રિકલ નર્વ સ્ટિમ્યુલેશન નોંધો સંદર્ભો સંસ્થાઓ બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક્સ સોસાયટી (બીઇએમએસ) યુરોપિયન બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક્સ એસોસિએશન (ઇબીઇએ) સોસાયટી ફોર ફિઝિકલ રેગ્યુલેશન ઇન બાયોલોજી એન્ડ મેડિસિન (એસપીઆરબીએમ) (અગાઉ બાયોઇલેક્ટ્રિકલ રિપેર એન્ડ ગ્રોથ સોસાયટી, બ્રાગ્સ) ઇન્ટરનેશનલ સોસાયટી ફોર બાયોઇલેક્ટ્રિક ફોટોનિક્સ અને ઇલેક્ટ્રોનિક્સ એ. એસ. સી. આર. સંસ્થા, બાયોઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ વિભાગ. બુક્સ બેકર, રોબર્ટ ઓ.; એન્ડ્રુ એ. મેરિનો, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ એન્ડ લાઇફ, સ્ટેટ યુનિવર્સિટી ઓફ ન્યૂ યોર્ક પ્રેસ, અલ્બેની, 1982. બેકર, રોબર્ટ ઓ.; ધ બોડી ઇલેક્ટ્રિકઃ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ એન્ડ ધ ફાઉન્ડેશન ઓફ લાઇફ, વિલિયમ મોરો એન્ડ કંપની, 1985. બેકર, રોબર્ટ ઓ.; ક્રોસ કરન્ટ્સઃ ધ પ્રોમિસ ઓફ ઇલેક્ટ્રોમેડિસિન, ધ પેરિલ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રોપોલ્યુશન, ટાર્ચર, 1989. બિન્હી, વી. એન., મેગ્નેટોબાયોલોજીઃ અંતર્ગત શારીરિક સમસ્યાઓ. સાન ડિએગોઃ એકેડેમિક પ્રેસ, 2002.. બ્રોડેર પોલ; કરન્ટસ ઓફ ડેથ, સિમોન એન્ડ શુસ્ટર, 2000. કાર્પેન્ટર, ડેવિડ ઓ.; સિનેરિક આયરપેટિયન, બાયોલોજિકલ ઇફેક્ટ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રિક એન્ડ મેગ્નેટિક ફીલ્ડ્સ, વોલ્યુમ 1: સોર્સ એન્ડ મિકેનિઝમ્સ, એકેડેમિક પ્રેસ, 1994. કાર્પેન્ટર, ડેવિડ ઓ.; સિનેરિક આયરપેટિયન, બાયોલોજિકલ ઇફેક્ટ્સ ઓફ ઇલેક્ટ્રિક એન્ડ મેગ્નેટિક ફિલ્ડ્સઃ બેનિફિશિયલ એન્ડ હાર્મફુલ ઇફેક્ટ્સ (વોલ્યુમ 2), એકેડેમિક પ્રેસ, 1994. ચિયાબ્રેરા એ. (સંપાદક), ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ક્ષેત્રો અને કોષો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ, સ્પ્રિંગર, 1985. હબાશ, રિયાધ ડબલ્યુ. વાય.; ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ફીલ્ડ્સ એન્ડ રેડિયેશનઃ હ્યુમન બાયો ઇફેક્ટ્સ એન્ડ સેફ્ટી, માર્સેલ ડેકર, 2001. હોર્ટન વિલિયમ એફ.; સાઉલ ગોલ્ડબર્ગ, પાવર ફ્રિક્વન્સી મેગ્નેટિક ફીલ્ડ્સ એન્ડ પબ્લિક હેલ્થ, સીઆરસી પ્રેસ, 1995. મે-વાન, હો; એટ અલ., બાયોઇલેક્ટ્રોડાયનેમિક્સ એન્ડ બાયોકોમ્યુનિકેશન, વર્લ્ડ સાયન્ટિફિક, 1994. માલમીવુઓ, જાક્કો; રોબર્ટ પ્લોન્સી, બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમઃ પ્રિન્સિપલ્સ એન્ડ એપ્લિકેશન્સ ઓફ બાયોઇલેક્ટ્રિક એન્ડ બાયોમેગ્નેટિક ફીલ્ડ્સ, ઓક્સફર્ડ યુનિવર્સિટી પ્રેસ, 1995. ઓ 'કોનોર, મેરી ઇ. (સંપાદક), અને અન્ય, ઇમર્જિંગ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક મેડિસિન, સ્પ્રિંગર, 1990. જર્નલ્સ બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક્સ બાયોઇલેક્ટ્રોકેમિસ્ટ્રી યુરોપિયન બાયોફિઝિક્સ જર્નલ ઇન્ટરનેશનલ જર્નલ ઓફ બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ, ISBEM, 1999-વર્તમાન, () બાયોમેગ્નેટિક રિસર્ચ એન્ડ ટેક્નોલોજી આર્કાઇવ (હવે પ્રકાશિત થતું નથી) બાયોફિઝિક્સ, રશિયન "બાયોફિઝિકા" નું અંગ્રેજી સંસ્કરણ () રેડિએશનનાયા બાયોલિયોગિયા રેડિયોકોલોજિયા (રશિયનમાં "રેડિયેશન બાયોલોજી એન્ડ રેડિયોઇકોલોજી") () બાહ્ય લિંક્સ જાક્કો અને પ્લોન્સી દ્વારા બાયોઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમનું સંક્ષિપ્ત ઇતિહાસ. પ્રત્યક્ષ અને ઊલટું બાયોઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રની સમસ્યાઓ MATLAB, એનસોફ્ટ/એએનએસવાયએસ એચએફએસએસ, ઓક્ટેવ (વાસ્તવિક વિષયોમાંથી સપાટીના મેશ, વિઝિબલ હ્યુમન પ્રોજેક્ટ માટે મેશ) માટે માનવ શરીરની મેશ ફિઝિયોલોજી રેડિયોબાયોલોજી બાયોલોજી ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોલોજી રુઃ મેગ્નિટોબાયોલોજી