Какие органы человеческого тела создают вокруг себя магнитное поле физика кратко

Обновлено: 06.07.2024

В основе нашей жизни лежит энергия и ее свойства: амплитуда, частота и скорость колебания энергии. Каждый из нас является определенным передатчиком, и источником этих колебаний. Наше тело является электрической системой и все мы вибрируем на нашей собственной уникальной частоте. Это вибрационные излучения тела \ неслышимые ухом шумовые \звуковые \ колебания до 20 Гц \1\. Это результат действия совокупности собственных физических полей человека, определяемых процессами, происходящими внутри него.

Организм человека — сложная электромагнитная система, генерирующая биотоки, а также электрические и магнитные и другие физические поля, которые называются собственными физическими полями организма человека. Это внешние физические поля человека, являющиеся отражением его внутринних физических полей. Источниками внутренних физических полей \электрических и магнитных \ являются электрические импульсы клеток организма и постоянно текущие биотоки.

Постоянно текущие в организме биотоки — ионные потоки, плотность которых в значительной степени зависит от психологического и физического состояния организма. Ионные токи — источник напряженности электромагнитных полей на поверхности кожи, в каждом органе, клетке.

Плотность тока, а соответственно и напряженность электромагнитного поля являются с одной стороны источником информации о физическом и психологическом состоянии организма, с другой — импульсом к физиологическому действию того или иного органа.

Основными движущими силами, приводящими в движение ионы, а следовательно ответственными за появление биотоков, являются ионные насосы и ритмическая работа сердца.

Основные проводники биотоков — особые каналы, обладающие низким электрическим сопротивлением человеческого тела.

Такими каналами в живом организме являются центральная нервная система и сердечно-сосудистая система.

Кровь в движении — движение электрических зарядов, электрический ток. Любой ток, в том числе и в живых тканях создает вокруг себя электромагнитное поле.

Нервная система представляет собой единую сложную электрическую цепь. Нервные импульсы — импульсы электрического тока. Они порождают электромагнитные поля, регистрируемые как на теле человека, так и на удалении от него. Эти поля отражают характер электрического тока того органа,который их породил. Поэтому сердце имеет свое электромагнитное поле, печень свое и т. д. Кроме того каждой функции любого органа присуще свое электромагнитное поле.

Величина силового магнитного поля, создаваемого вокруг живых тканей зависит от электрического потенциала биологических клеток этих тканей.

Различают потенциал покоя и потенциал действия.

Потенциал покоя — потенциал наблюдаемый в состоянии покоя мембран клеток биологических тканей.

Потенциал действия \ электрический импульс, электрический ток\ - быстрый рост мембранного потенциала во время возбуждения биологических тканей и проводящей системы импульсов.

Электрический потенциал изменяется во времени, в результате чего изменяется и силовое поле вокруг органа, обладающего данным потенциалом.

Зависимость электрического потенциала или ткани от времени называется электрограммой, а диагностический метод исследования — электрографией

Электрографический метод находит свое применение для диагностики целого ряда органов: сердца, головного мозга и др.

Эти силовые потенциалы фиксируются и на определенном расстоянии от человеческого тела. Причем их величина по мере удаления от человеческого тела постоянно уменьшается.

Силовые линии электромагнитных полей, фиксируемые вокруг тела человека, носят название биополе.

В научных трудах ученых биофизиков, биологов, неврологов уделяется значительное внимание теоретическим и практическим вопросам биоэлектрического потенциала, электромагнитного поля, торсионного поля. Однако отсутствует единое представление, единая картина, объединяющая все эти явления.

В данной работе делается попытка представить человека целостной электромагнитной системой, отражающей внутренние электрические и физиологические процессы.

Электрический ток в организме человека.

Электрический ток в организме человека — постоянный поток ионов, электрических импульсов, постоянное перемещение ионов между внутренней и внешней сторонами мембраны.

Достигается это благодаря обладанию мембраной потенции, \ электрическим потенциалом\.

Электрический потенциал — возможности мембраны по перемещению электрических зарядов. В роли зарядов выступают заряженные химические частицы — ионы натрия и калия а также кальция и хлора. Из них только ионы хлора заряжены отрицательно \ -\, а остальные — положительно \ +\.

Обладая электрическим потенциалом, мембрана перемещает в клетку и из клетки с помощью ионных насосов указанные выше ионы.

В электрическом отношении клеточная мембрана представляет собой оболочку, обладающую разной проницаемостью для разных ионов. В невозбужденной клетке мембрана более проницаема для К+,и Сl. Поэтому ионы К+ в силу концентрационного градиента стремятся выйти из клетки, перенося свой положительный заряд во внеклеточную среду. Ионы Cl, наоборот, входят внутрь клетки, увеличивая тем самым отрицательный заряд внутриклеточной жидкости. Такое перемещение приводит к поляризации клеточной мембраны невозбужденной клетки. Наружная ее поверхность становится положительной, а внутренняя — отрицательной. В этом положении микроэлектроды регистрируют так называемый трансмембранный потенциал покоя \ ТМПП\, имеющий отрицательную величину\ -90мВ \2 с.7\.

При возбуждении клетки резко увеличивается проницаемость мембраны клетки для ионов Na, которые быстро устремляются внутрь клетки. При этом меняется заряд мембраны. Внутренняя поверхность становится положительной, а наружная -отрицательной. При этом наблюдается потенциал действия, достигающий +20мВ. Т.е. потенциал изменяется от -90мВ до +20мВ.\2с.7\. Для того, чтобы каналы оказались прозрачными для ионов натрия, достаточно уменьшить напряжение на 20 мВ. С учетом электропроводности и структуры нервных тканей этому состоянию соответствует усредненное состояние электрического поля 40В\м и плотность тока

Согласно многочисленным исследованиям воздействия электромагнитных полей на человека неопасной считается плотность тока в организме человека около 10мА\м2,что соответствует при частоте 50Гц напряженности внешних полей 20кВ\м и 4кА\м \3\.

Любая клетка организма, его отдельные органы или организм в целом могут находится в двух физиологических состояниях - физиологическом покое и активном, деятельном состоянии.

В состоянии физиологического покоя между содержимым клетки и внеклеточной жидкостью существует разность потенциалов которая именуется мембранным потенциалом \ МП \ или потенциалом покоя \ ПП \.

В состоянии покоя внутри клетки регистрируется отрицательный заряд. В скелетной клетке он составляет - 90 мВ, в гладко - мышечной около -30мВ, в нервной — от -40 до -90мВ, в секреторной — 20мВ\ 25 с. 53 55\. В скелетной мышце -60 - -90мВ, сердечной мышце - -80 - -90мВ. \4\.

Активность клетки связана с возникновением потенциала действия. В результате чего заряд мембраны меняется на противоположный +30 мВ. После этого происходит возврат уровня потенциала к исходному. Учитывая что уровень МП,к примеру, в крупных нейронах — около -90мВ, размах пика ПД в них составляет 120мВ, длительность процессов характеризующих ПД — около 1мс. Т.е. электрический импульс в нейроне составляет 120мВ., а его продолжительность 1мс.

Первоисточником электрических импульсов в живом организме человека являются

атипичные кардиомиоциты \ клетки \ синусового узла сердца,
клетка \нейрон\ центральной нервной системы,
нейронная активность глаза.

Мембранный потенциал покоя сердечной клетки составляет — 90мВ, а мембранный потенциал действия -+ 20 мВ \2 с. 7-8 \

Размах пика ПД сердечной мышцы — 110мВ.

Потенциал покоя нейрона головного мозга составляет -70мВ. ,а потенциал действия - + 55мВ, абсолютная амплитуда — 125мВ.\5с. 34\. Собственная частота колебаний головного мозга — 72 — 90 Гц.\6\.

На поверхности тела величина потенциала достигает 03-1В.

Если все электричество, которое вырабатывается живыми тканями человеческого организма на протяжении суток принять за 100%, то 50% этого количества вырабатывается сердцем, 40% мозгом и только 10% органами чувств.

Если человек перенес сильную травму, тогда болевые рецепторы могут вырабатывать до 90% всего количества электрических импульсов, вырабатываемых человеком за сутки.

Как показали исследования, внутренние органы и ткани человеческого организма поглощают около 5% поступающей к ним энергии биотоков. Остальные 95% электричества поступает и сосредоточивается на акупунктурных точках.

Наибольшее количество электричества усваивает сердце — 7%, поперечно полосатая мускулатура \бицепс\ - 6%, желудок — 5%, мозг — 4%, кишечник — 3%, печень и почки — 2%,легкие — 2%, гладкая мускулатура — 1%,кости — 025% \7\.

Основное назначение тока \электрических импульсов\ возникающих в организме человека:

сокращение сердечной мышцы \импульсы клеток сердца\,
выработка и передача нервных импульсов \нейронов\.

Перераспределение электрических зарядов на мембране и изменение электрических потенциалов лежат в основе работы нейрона с нервными импульсами\8\.

Источники сердечного импульса.

Эксперименты показывают, что сердечный импульс возникает спонтанно в сино — артериальном узле — деликатной части нервно - мускульной ткани, расположенной в мышечной стенке правого предсердия, самой маленькой камере сердца Этот крошечный островок обладает замечательным и уникальным свойством — спонтанно генерировать свои собственные врожденные электрические импульсы \ 9\.

Синусовый узел — группа специализированных клеток ,расположенных в стенке правого предсердия впереди от отверстия верхней полой вены. Мембрана этих клеток характеризуется повышенной проницаемостью для натрия и кальция. Медленный ток натрия, в результате чего потенциал покоя синусового узла составляет \ -50 - -60мВ\ и имеет три важных следствия:

постоянную инактивацию быстрых натриевых каналов,
потенциал действия с порогом -40мВ,обусловленный в первую очередь движением ионов через медленные каналы,
регулярную спонтанную деполяризацию.

В диастолу поступление натрия в клетку приводит к тому, что мембрана клетки постепенно становится все менее отрицательной. Когда достигается пороговый потенциал, то открываются кальциевые каналы, уменьшается проницаемость мембраны и развивается потенциал действия. Восстановление нормальной проницаемости кальция возвращает клетки синусового узла в состояние покоя \10\.

Импульсные возбуждения, исходящие из синусового узла, называются синусовым импульсом У здорового человека синусовый импульс — электрические импульсы с частотой 60 — 90 в мин. \1 — 07в сек.\,

Проводящая система сердца.

Проводящая система сердца — комплекс анатомических образований сердца \ узлов, пучков, волокон \ состоящих из атипичных мышечных волокон \сердечные проводящие мышечные волокна \ и обеспечивающих координированную работу разных отделов сердца \ предсердий и желудочков\, направленную на обеспечение нормальной сердечной деятельности.

Эти пучки и узлы, сопровождаемые нервами и их рецепторами , служат для передачи импульсов с одного отдела сердца на другое, обеспечивая последовательность сокращения миокарда отдельных камер сердца \11\.

Импульс возбуждения, исходящий из синусового узла, выйдя за его пределы, охватывает возбуждением правое предсердие, в котором находится синусовый узел. Далее, по проводящей системе, а именно по межпредсердечному пучку Бахмана, электрический импульс переходит на левое предсердие и возбуждает его. Скорость проведения импульсов в предсердиях 1м\сек \12\.

Одновременно с возбуждением предсердий. импульс, выходящий из синусового узла направляется к нижней веточке Бахмана, к атриовентрикулярному \ предсердно - желудочковому \ соединению. В нем происходит физиологическая задержка импульса \ замедление его проведения. Проходя по атриовентрикулярному соединению, электрический импульс не вызывает возбуждение прилежащих слоев.

Импульс, возникший в синусовом узле, в нормальных условиях, быстро распространяется предсердиям к АВ-узлу. АВ-узел расположен с правой стороны межпредсердечной перегородки, впереди над перегородочной створкой трехстворчатого клапана.

В АВ-узле выделяют три отдельные области: верхнюю, среднюю и нижнюю. Средняя область АВ-узла обладает внутренней спонтанной активностью \ автоматизмом \, в то время. как верхняя и нижняя не способны вырабатывать импульсы. В физиологических условиях водителем ритма является синусовый узел, потому что частота его спонтанной диастолической деполяризации выше, чем в верхней и нижней областях АВ-узла, где она составляет 40-60 колебаний в минуту.

Любой фактор, уменьшающий частоту деполяризации синусового узла или увеличивающий автоматизм верхней и нижней областей АВ-узла способствует возникновению АВ-узлового ритма. \10\.

Импульсы из синусового узла достигают АВ-узел через 0,04 сек. и покидают его через последующие 0,11 сек. Эта задержка связана с низкой скоростью проведения возбуждения в тонких волокнах внутри АВ-узла, что в свою очередь определяется активацией медленных кальциевых каналов. Напротив, проведение импульса между примыкающими друг к другу клетками в желудочках определяется активацией и инактивацией быстрых натриевых каналов. Волокна, отходящие от нижней части АВ-узла ,образуют пучок Гисса. Эта специализированная группа волокон проходит в межжелудочковую перегородку, а затем разделяется на левую и правую ножки. Электрический заряд достигает проводящих путей желудочков , представляемых пучком Гисса, и проходит по этому пучку. Следует отметить, что желудочки сердца возбуждаются в определенной последовательности. Сначала, в течении 0,03 сек. возбуждается межжелудочковая перегородка. Затем возбуждается верхушка сердца и примыкающие к ней области. И в последнюю очередь возбуждается основание сердца. Продолжительность возбуждения основания сердца составляет 0,02 сек.

Охватив возбуждением желудочки, импульс, начавший путь из синусового узла, угасает, потому что клетки миокарда не могут долго оставаться возбужденными. В них начинаются процессы восстановления первоначального состояния, бывшего до возбуждения \13\.

Импульсу, возникшему в синусовом узле, необходимо менее 0,2сек для деполяризации всего сердца \10\.

Особенностью клеток миокарда является то, что в естественных условиях потенциал покоя сосредоточивает около -90мВ и определяется концентрационным градиентом ионов К+.

Потенциал действия миокарда предсердий, сердечных проводящих миоцитов \волокна Пуркинье\ и миокарда поджелудочков обусловлены повышением натриевой проницаемости, т.е. активацией быстрых натриевых каналов клеточной мембраны. Во время пика потенциала действия происходит изменение знака мембранного потенциала \ с -90 до +30мВ.

В клетках рабочего миокарда \предсердия, желудочков \ мембранный потенциал \в интервалах между следующими друг за другом потенциалов действия\ поддерживается на более или менее постоянном уровне. Одновременно в клетках синусно-предсердного узла, выполняющего роль водителя ритма сердца, наблюдается спонтанная диастолическая деполяризация. При достижении критического уровня примерно -50мВ. возникает новый потенциал действия. На этом механизме основана авторитмическая активность сердечных клеток. Биологическая активность этих клеток имеет важные особенности: 1\ малую крутизну подъема потенциала действия, 2\ медленную реполяризацию, плавно переходящую в фазу быстрой реполяризации, во время которой мембранный потенциал достигает -60мВ \вместо -90мВ в рабочем миокарде, после чего начинается фаза медленной диастолической деполяризации. Сходные черты имеет электрическая активность клеток предсердно-желудочкового узла, однако скорость спонтанной диастолической деполяризации у них значительно ниже, чем у клеток синусно-предсердного узла. Соответственно ритм их потенциальной активности меньше \14\. В клетках синусового узла потенциал покоя составляет \-50мВ\. В мышечных волокнах предсердий величина мембранного потенциала составляет 80-90 мВ., в волокнах желудочков и пучка Гисса \-90мВ.\,а в волокнах Пурькинье -96мВ. Для синотриального и атриовентрикулярного узла характерна меньшая величина мембранного потенциала \-50- -65мВ \15\.

Все показания потенциала покоя и потенциала действия отделов проводящей системы сердца сведены в таблицу

Вокруг любого тела существуют различные физические поля, определяемые процессами, происходящими внутри его. Не составляет в этом смысле исключения и человек. Физические поля, которые генерирует организм в процессе функционирования, называют собственными физическими полями организма человека.

Многочисленные физические методы исследования организма человека, использующие регистрацию собственных физических полей человека, позволяют получить информацию о процессах в организме, которую нельзя получить иными способами.

Ученых интересуют не сами физические поля биологических объектов, а возможность переноса по этим каналам информации, связанной с работой внутренних органов. Изучение физических полей биообъектов методологически очень близко к пассивному дистанционному зондированию Земли, атмосферы и т.д.

В применении таких методов накоплен большой опыт. Нет необходимости объяснять, сколь важную информацию о структуре и функционировании объекта они дают. Из-за нестационарности биообъектов необходимо регистрировать сигналы по многим каналам одновременно, включая электрофизиологический контроль.

Для получения пространственной структуры поля в каждом канале необходимо использовать матричные или сканирующие антенны. Аппаратура должна быть достаточно быстродействующей, чтобы успевать регистрировать сигналы в динамике, т.е. быстрее, чем изменяется состояние объекта. Практически во всех каналах необходимо тщательное экранирование от помех.

Задача состоит не в разработке принципиально новой аппаратуры, а в применении современной техники дистанционного зондирования в целях исследования биологических объектов и, главное, в создании методики таких исследований.

Так как биологический объект является сложной приемной системой то встает проблема изучения физических полей. Решение этой проблемы возможно только на основе тесной кооперации физиологов, биофизиков, психологов, медиков, а также специалистов отраслевых организаций, разрабатывающих измерительную аппаратуру.

Проблема систематического исследования физических полей биообъектов была поставлена в Институте радиотехники и электроники РАН Ю.В. Гуляевым и Э.Э. Годиком.

Вокруг человека существуют электромагнитные и акустические поля (гравитационное поле и элементарные частицы остаются за пределами нашего рассмотрения).

Можно выделить основные 4 диапазона электромагнитного излучения и 3 диапазона акустического излучения, в которых ныне ведутся исследования.

Электромагнитные поля

1) низкочастотное электрическое (Е) и магнитное (В) поле (частоты ниже 103 Гц);

2) радиоволны сверхвысоких частот (СВЧ) (частоты 109 — 1010 Гц и длина волны вне тела 3-60 см);

3) инфракрасное (ИК) излучение (частота 1014 Гц, длина волны 3-10 мкм);

4) оптическое излучение (частота 1015 Гц, длина волны порядка 0,5 мкм).

Такой выбор диапазонов обусловлен не техническими возможностями современной электроники, а особенностями биологических объектов и оценками информативности различных диапазонов для медицины.

Характерные параметры различных электромагнитных полей, создаваемых телом человека, приведены в табл.12.1

Источники электромагнитных полей разные в различных диапазонах частот. Низкочастотные поля создаются главным образом при протекании физиологических процессов, сопровождающихся электрической активностью органов: кишечником (~1 мин), сердцем (характерное время процессов порядка 1 с), мозгом (-0,1 с), нервными волокнами (-10 мс). Спектр частот, соответствующих этим процессам, ограничен сверху значениями, не превосходящими ~1кГц.

В СВЧ и ИК-диапазонах источником физических полей является тепловое электромагнитное излучение.

Чтобы оценить интенсивность электромагнитного излучения на разных длинах волн, тело человека, как излучатель, можно с достаточной точностью моделировать абсолютно черным телом, которое, как известно, поглощает все падающее на него излучение и поэтому обладает максимальной излучающей способностью.

Излучательная способность тела — количество энергии, испускаемой единицей поверхности тела в единицу времени в единичном интервале длин волн по всем направлениям — зависит от длины волны X и абсолютной температуры тела Т.

ИК-излучение тела человека измеряют тепловизорами в диапазоне 3-10 мкм, где оно максимально.

Акустические поля

Диапазон собственного акустического излучения ограничен со стороны длинных волн механическими колебаниями поверхности тела человека (0,01 Гц), со стороны коротких волн ультразвуковым излучением, в частности, от тела человека регистрировали сигналы с частотой порядка 10 МГц.

В порядке возрастания частоты три диапазона акустического поля включают в себя:

1) низкочастотные колебания (частоты ниже 103 Гц);

2) кохлеарную акустическую эмиссию (КАЭ) — излучение из уха человека (v ~103 Гц);

3) ультразвуковое излучение (v ~ 1-10 МГц).

Источники акустических полей в различных диапазонах частот имеют разную природу.

Низкочастотное излучение создается физиологическими процессами: дыхательными движениями, биением сердца, током крови в кровеносных сосудах и некоторыми другими процессами, сопровождающимися колебаниями поверхности человеческого тела в диапазоне приблизительно 0,01 — 103 Гц.

У всех наземных позвоночных существует, однако, специальный орган, в котором осуществляется хорошее акустическое согласование между воздухом и жидкой средой, — это ухо.

Среднее и внутреннее ухо обеспечивают передачу почти без потерь звуковых волн из воздуха к рецепторным клеткам внутреннего уха. Соответственно, в принципе, возможен и обратный процесс — передача из уха в окружающую среду — и он обнаружен экспериментально с помощью микрофона, вставленного в ушной канал.

Источником акустического изучения мегагерцевого диапазона является тепловое акустическое излучение — полный аналог соответствующего электромагнитного излучения.

Оно возникает вследствие хаотического теплового движения атомов и молекул человеческого тела. Интенсивность этих акустических волн, как и электромагнитных, определяется абсолютной температурой тела.

Низкочастотные электрические и магнитные поля

Электрическое поле человека существует на поверхности тела и снаружи, вне его.

Электрическое поле вне тела человека обусловлено главным образом трибозарядами, то есть зарядами, возникающими на поверхности тела вследствие трения об одежду или о какой-либо диэлектрический предмет, при этом на теле создается электрический потенциал порядка нескольких вольт.

Электрическое поле непрерывно меняется во времени: во-первых, происходит нейтрализация трибозарядов — они стекают с высокоомной поверхности кожи с характерными временами ~ 100 — 1000 с; во-вторых, изменения геометрии тела вследствие дыхательных движений, биения сердца и т.п. приводят к модуляции постоянного электрического поля вне тела.

Еще одним источником электрического поля вне тела человека является электрическое поле сердца.

Приблизив два электрода к поверхности тела, можно бесконтактно и дистанционно зарегистрировать такую же кардиограмму, что и традиционным контактным методом. Отметим, что этот сигнал ни много раз меньше, чем поле трибозарядов.

В медицине бесконтактный метод измерения электрических полей, связанных с телом человека, нашел свое применение для измерения низкочастотных движений грудной клетки.

При этом на тело пациента подается переменное электрическое напряжение частотой — 10 МГц, а несколько антенн-электродов подносят к грудной клетке на расстоянии 2-5 см.

Антенна и тело представляют собой две обкладки конденсатора. Перемещения грудной клетки меняет расстояние между обкладками, то есть емкость этого конденсатора и, следовательно, емкостной ток, измеряемый каждой антенной. На основании измерений этих токов можно построить карту перемещений грудной клетки во время дыхательного цикла.

В норме она должна быть симметрична относительно грудины. Ее симметрия нарушена и с одной стороны амплитуда движений мала, то это может свидетельствовать, например, о скрытом переломе ребра, при котором блокируется сокращение мышц с соответствующей стороны грудной клетки.

Магнитные и электрические поля человека

Электрическое поле

Электрическое поле человека существует на поверхности тела и снаружи, вне его.

Еще одним источником электрического поля вне тела человека является электрическое поле сердца.

На основании измерений этих токов можно построить карту перемещений грудной клетки во время дыхательного цикла. В норме она должна быть симметрична относительно грудины.

Ее симметрия нарушена и с одной стороны амплитуда движений мала, то это может свидетельствовать, например, о скрытом переломе ребра, при котором блокируется сокращение мышц с соответствующей стороны грудной клетки.

Контактные измерения электрического поля в настоящее время находят наибольшее применение в медицине: в кардиографии и электроэнцефалографии.

Основной прогресс в этих исследованиях обусловлен применением вычислительной техники, в том числе персональных компьютеров. Они позволяют получать электрокардиограммы высокого разрешении (ЭКГ ВР).

Как известно, амплитуда сигнала ЭКГ не более 1 мВ, а ST-сегмента еще меньше, причем сигнал маскируется электрическим шумом, связанным с нерегулярной мышечной активностью.

Поэтому применяют метод накопления — то есть суммирование многих последовательно идущих сигналов ЭКГ. Для этого ЭВМ сдвигает каждый последующий сигнал так, чтобы его R-пик был совмещен с R-пиком предыдущего сигнала, и прибавляет его к предыдущему, и так для многих сигналов в течение нескольких минут. При этой процедуре полезный повторяющийся сигнал увеличивается, а нерегулярные по мехи гасят друг друга.

За счет подавления шума удается выделить тонкую структуру ST-комплекса, которая важна для прогноза риска мгновенной смерти.

В электроэнцефалографии, используемой для целей нейрохирургии, персональные компьютеры позволяют строить в реальном времени мгновенные карты распределения электрического поля мозга с использованием потенциалов от 16 до 32 электродов, размещенных на обоих полушариях, через временные интервалы порядка нескольких мс.

Построение каждой карты включает в себя четыре процедуры:

1) измерение электрического потенциала во всех точках, где стоят электроды;

2) интерполяцию (продолжения) измеренных значений на точки, лежащие между электродами;

3) сглаживание получившейся карты;

4) раскрашивание карты в цвета, соответствующие определенным значениям потенциала.

Получаются эффектные цветные изображения. Такое представление в квазицвете, когда всему диапазону значений поля от минимального до максимального ставят в соответствие набор цветов, например от фиолетового до красного, сейчас очень распространено, поскольку сильно облегчает врачу анализ сложных пространственных распределений. В результате получается последовательность карт, из которой видно, как по поверхности коры перемещаются источники электрического потенциала.

Персональный компьютер позволяет строить карты не только мгновенного распределения потенциала, но и более тонких параметров ЭЭГ, которые давно апробированы в клинической практике.

К ним в первую очередь относится пространственное распределение электрической мощности тех или иных спектральных составляющих ЭЭГ (α, Я, γ , δ, и θ-ритмы). Для построения такой карты в определенном временном окне измеряют потенциалы в 32 точках скальпа, затем по этим записям определяют частотные спектры и строится пространственное распределение отдельных спектральных компонент.

Карты α, δ, Я ритмов сильно отличаются.

Нарушения симметрии таких карт между правым и левым полушарием может быть диагностическим критерием в случае опухолей мозга и при некоторых других заболеваниях.

Таким образом, в настоящее время разработаны бесконтактные методы регистрации электрического поля, которое создает тело человека в окружающем пространстве, и найдены некоторые приложения этих методов в медицине.

Контактные измерения электрического поля получили новый импульс в связи с развитием персональных ЭВМ — их высокое быстродействие позволило получать карты электрических полей мозга.

Магнитное поле человека

Магнитное поле тела человека создается токами, генерируемыми клетками сердца и коры головного мозга. Оно исключительно мало — 10 млн. — 1 млрд. раз слабее магнитного поля Земли. Для его измерения используют квантовый магнитометр. Его датчиком является сверхпроводящий квантовый магнитометр (СКВИД), на вход которого включены приемы и с катушки.

Этот датчик измеряет сверхслабый магнитный поток, пронизывающий катушки. Чтобы СКВИД работал, его надо ох ладить до температуры, при которой появляется сверхпроводимость, т.е.

до температуры жидкого гелия (4 К). Для этого его и приемные катушки помещают в специальный термос для хранения жидкого гелия — криостат, точнее, в его узкую хвостовую часть, которую удается максимально близко поднести к телу человека.

Магнитное поле человека

Их чувствительность достаточна для измерения магнитных полей сердца.

Магнитное поле, создаваемое организмом человека, на много порядков меньше, чем магнитном поле Земли, его флуктуации (геомагнитный шум) или поля технических устройств.

Существуют два подхода к устранению влияния шумов. Наиболее радикальный — создание сравнительно большого объема (комнаты), в котором магнитные шумы резко уменьшены с помощью магнитных экранов.

Для наиболее тонких биомагнитных исследований (на мозге) шумы необходимо с шикать примерно в миллион раз, что может быть обеспечено многослойными стопками из магнитомягкого ферромагнитного сплава (например, пермаллоя).

Экранированная комната — дорогостоящее сооружение, и лишь крупнейшие научные центры могут позволить себе се сооружение. Количество таких комнат в мире в настоящее время исчисляется единицами.

Есть и другой, более доступный способ ослабить влияние внешних шумов. Он основан на том, что в большинстве своем магнитные шумы в окружающем нас пространстве порождаются хаотическими колебаниями (флуктуациями) земного магнитного поля и промышленными электроустановками.

Вдали от резких магнитных аномалий и электрических машин магнитное поле хотя и флуктуирует со временем, но пространственно однородно, слабо меняясь на расстояниях, сравнимых с размерами человеческого тела. Собственно же биомагнитные поля быстро ослабевают при удалении от живого организма.

Это означает, что внешние поля, хотя и намного более сильные, имеют меньшие градиенты (т.е. скорость изменения с удалением от объекта), чем биомагнитные поля.

Приемное устройство прибора со сквидом в качестве чувствительного элемента изготовляется так, что оно чувствительно только к градиенту магнитного поля, — в этом случае прибор называют градиометром.

Однако часто внешние (шумовые) поля обладают все же заметными градиентами, тогда приходится применять прибор, измеряющий вторую пространственную производную индукции магнитного поля — градиометр второго порядка. Такой прибор можно применять уже в обычной лабораторной обстановке.

В настоящее время интенсивные биомагнитные исследования ведутся как в магнитоэкранированных комнатах, так и без них, с применением градиометров.

В широком спектре биомагнитных явлений есть много задач, допускающих разный уровень ослабления внешних шумов.

Итак, магнитное поле не просто оберегает планету, а пронизывает всё на ней. Магнитное поле имеет большое количество предметов, при этом оно может быть сильно выражено, или практически незаметно. Некоторые живые существа обладают способностью чувствовать магнитное поле и даже ориентироваться по нему. А что же человек?

Человек и магнитное поле

Тело человека необыкновенно! Его способности и возможности изучены до сих пор не все, но некоторые из них абсолютный факт!

Чтобы показать чувствительность человека к магнитному полю, учеными был проведен ряд опытов. Основной вывод – физически человек не чувствует магнитное поле, однако приборы показали насколько сильно подвержен организм и тело человека влиянию магнитного поля. ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ.

Всем известно, что магниты, повёрнутые друг к другу разными полюсами, будут притягиваться, а с одноимёнными – отталкиваться. Сила взаимодействия одинаковых и различных полюсов будет соответственно зависеть от того, на какой дистанции друг от друга находятся магниты. Таким образом, оба предмета создают вокруг себя магнитное поле, или ореол. Его размер будет зависеть от силы притяжения магнита к другому или любому железному предмету, чем больше сила, тем больше и поле вокруг магнитов. Её обычно изменяют при помощи простых механических весов: на одну чашу кладут кусок металла, а на другой уравновешивают его с помощью небольших гирь.

Магнитное поле обладает определёнными свойствами, в первую очередь, оно происходит от электрического тока и движущихся зарядов, а также способно обнаруживаться с помощью электрического воздействия. Магнитное поле имеют практически все живые организмы, в том числе и человек, независимо от пола.

В 60-х годах физика развивалась, и знания совершенствовались наиболее интенсивно, поэтому учёные разработали специальный прибор, способный измерять магнитную силу, и его действие опирается на квантовых законах физики. Он состоит из сенситивных магнитных элементов, которые предназначены для исследования магнитных полей и электрического тока.

Есть подобное магнитному полю человека, определение биомагнетизма, одно из его разновидностей.

Биомагнетизм

Биомагнетизм – это явление магнитных полей, создаваемое живыми организмами; это одна из разновидностей биоэлектромагнетизма. Использование свойств магнитного поля в мореплавании и изучение влияния магнитных полей на организмы – это магнитобиология.

Записи учёных

Первое действительное измерение было фактически сделано в 1963 году , но область исследований начала расширяться только после того, как в 1970 году была разработана технология с низким уровнем шума. Сегодня сообщество исследователей биомагнетиков не имеет официальной организации, но международные конференции проводятся каждые два года, в ней находятся около 600 человек. Большая часть деятельности конференции сосредоточена на МЭГ (магнитоэнцефалограмме), измерении магнитного поля мозга.

МЭГ показывает дополнительные сведения к электроэнцефалограмме (ЭЭГ) и дает ценную новую информацию о состоянии человеческого мозга. Это также показывает перспективы в клинической диагностике отклонений в головном мозге. Таким образом, биомагнетизм является перспективным новым решением для организма человека в целом и в частности, мозга. Инженерная школа Тайер в Дартмуте на данный момент приобретает систему МЭГ, и ожидаются новые захватывающие разработки.

Советскую разработку “СКВИД” стали часто применять для измерения магнитных полей, что стало причиной для создания новых исследований в той же области, опираясь на информацию, полученную из созданного прибора.

Но ранее учёные не уделяли особого внимания исследованию магнитных полей, так как оно оказалось недостаточно сильным, да и измерение его без разработки было достаточно трудной задачей. Само магнитное поле состоит из множества шумов, исходящих из него в окружающее пространство. Кроме того, магнитное поле имеет энергетические опасности и электромагнитные поля. Это основано на энергии, излучающейся из магнитного поля, она может быть как положительной, так и отрицательной.

Поэтому, чтобы углубиться в познания, необходимо принять специальные защитные меры и приобрести соответствующие приспособления.

Человеческий магнетизм. Существуют ли магнитные люди?

Объяснение

По мнению учёных, если люди могут притягивать различные предметы к своему телу, это может быть не только металл, но и другие материалы, это фактически не имеет никакого отношения к магнетизму. Скептик Бенджамин Рэдфорд использовал компас для проверки магнитного поля человека, и утверждал, что он является человеческим магнитом. Он говорил, что сам фактически не создавал магнитные поля. Это показывает, что человеческий магнетизм использует различные виды физических эффектов и явлений. Многие ученые и сторонники науки, в том числе Джеймс Рэнди, утверждают, что эта способность вызвана исключительно липкостью кожи.

Причины возникновения магнитного поля вокруг человека или любого другого живого организма:

Мембраны клеток имеют свою электрическую активность, и вследствие чего появляются новые ионные точки;
Также на появление магнитного поля влияет нахождение ферромагнитных крошечных элементов, которые попали в организм или были введены;
Положенные сферы искривляются, магнитные поля с внешней стороны накладываются друг на друга, и возникает неоднородная чувствительность некоторых органов.

Кроме того, человек способен принимать информацию магнитным полем, это явление уже ближе не к физическим законам, а к эзотерике. Если у человека высокая и положительная энергетика, он может принимать и обмениваться информацией с другим человеком или любым другим живым организмам. Для человека наиболее благоприятна балансировка магнитного поля, то есть его полюсов, так как в дальнейшем это не приведёт к негативным последствиям, а именно головной боли, дискомфорту в области желудка, и ухудшению общего состояния. Магнитное поле влияет на чакры, и именно на ухудшение состояния в их зонах. Стоит отметить, что магниторецепция – это чувство, которое позволяет организму обнаружить магнитное поле и воспринимать направление, высоту или расположение. Эти сенсорные модальности используются различными животными для ориентации и навигации.

Читайте также: