En electromagnetismo , las fuentes y los sumideros de corriente son formalismos de análisis que distinguen puntos, áreas o volúmenes a través de los cuales la corriente eléctrica entra o sale de un sistema. Si bien las fuentes o los sumideros de corriente son elementos abstractos que se utilizan para el análisis, generalmente tienen contrapartes físicas en aplicaciones del mundo real; por ejemplo, el ánodo o el cátodo de una batería . En todos los casos, cada uno de los términos opuestos (fuente o sumidero) puede referirse al mismo objeto, dependiendo de la perspectiva del observador y la convención de signos que se utilice; no existe una diferencia intrínseca entre una fuente y un sumidero.
Las fuentes y los sumideros de corriente han demostrado ser muy valiosos en el estudio de la función cerebral. Ambos tienen particular relevancia en la electrofisiología . Dos ejemplos del estudio de fuentes y sumideros son la electroencefalografía ( EEG ) y el análisis de densidad de fuentes de corriente ( potenciales de campo extracelular ), pero también han demostrado mejoras en la resolución espacio-temporal del EEG. [1]
El análisis de densidad de fuente de corriente [2] (que podría llamarse con más precisión análisis de densidad de fuente y sumidero de corriente) es la práctica de colocar un microelectrodo cerca de un nervio o una célula nerviosa para detectar la corriente que proviene de, o se hunde en, sus membranas plasmáticas. Cuando las cargas positivas, por ejemplo, fluyen rápidamente a través de una membrana plasmática hacia el interior de una célula (sumidero), esto crea una nube transitoria de negatividad en la proximidad del sumidero. Esto se debe a que el flujo de cargas positivas hacia el interior de la célula deja atrás cargas negativas no compensadas. Un microelectrodo cercano con una resistencia sustancial en la punta (del orden de 1 MΩ) puede detectar esa negatividad porque se desarrollará una diferencia de voltaje a través de la punta del electrodo (entre la negatividad fuera del electrodo y el entorno electroneutral dentro del electrodo). Dicho de otra manera, la solución interna del electrodo donará parte de la carga positiva necesaria para compensar la negatividad causada por el sumidero de corriente. Por lo tanto, el interior del electrodo se volverá negativo en relación con tierra mientras persista la negatividad extracelular. La negatividad extracelular persistirá mientras exista el sumidero de corriente. Por lo tanto, al medir una negatividad con respecto a tierra, el electrodo informa indirectamente de la presencia de un sumidero de corriente cercano. El tamaño de la negatividad registrada variará directamente con el tamaño del sumidero de corriente e inversamente con la distancia entre el electrodo y el sumidero.
La relación entre la suma de las fuentes y sumideros de corriente y el voltaje medido por la sonda de microelectrodo se puede calcular analíticamente si se supone que se cumple el supuesto cuasiestático, que el medio es esféricamente simétrico, homogéneo, isótropo e infinito, y si la fuente o el sumidero de corriente se modela como una fuente puntual . [3] La relación viene dada por:
donde es el potencial en el radio desde la fuente o sumidero, por el que pasa corriente a través de un medio con conductividad .
