La magnetobiología es el estudio de los efectos biológicos de los campos magnéticos estáticos y de baja frecuencia, que no provocan el calentamiento de los tejidos. Los efectos magnetobiológicos tienen características únicas que los distinguen claramente de los efectos térmicos; a menudo se observan en campos magnéticos alternos en intervalos separados de frecuencia y amplitud. Además, dependen de la presencia simultánea de campos magnéticos estáticos o eléctricos y de su polarización.
La magnetobiología es un subconjunto de la bioelectromagnetismo . El bioelectromagnetismo y el biomagnetismo son el estudio de la producción de campos electromagnéticos y magnéticos por parte de los organismos biológicos. La percepción de los campos magnéticos por parte de los organismos se conoce como magnetorrecepción .
Los efectos biológicos de los campos magnéticos débiles de baja frecuencia, inferiores a unos 0,1 militeslas (o 1 Gauss ) y 100 Hz, respectivamente, constituyen un problema de física. Los efectos parecen paradójicos, ya que el quantum de energía de estos campos electromagnéticos es, en muchos órdenes de valor, inferior a la escala de energía de un acto químico elemental. Por otra parte, la intensidad del campo no es suficiente para provocar un calentamiento apreciable de los tejidos biológicos o irritar los nervios mediante las corrientes eléctricas inducidas.
Un ejemplo de efecto magnetobiológico es la navegación magnética de los animales migratorios mediante magnetorrecepción . Muchos órdenes animales, como ciertas aves, tortugas marinas, reptiles, anfibios y peces salmónidos, son capaces de detectar pequeñas variaciones del campo geomagnético y su inclinación magnética para encontrar sus hábitats estacionales. Se dice que utilizan una "brújula de inclinación". Se ha descubierto que ciertos crustáceos, langostas, peces óseos, insectos y mamíferos utilizan una "brújula de polaridad", mientras que en los caracoles y los peces cartilaginosos el tipo de brújula es aún desconocido. Se sabe poco sobre otros vertebrados y artrópodos. [1] Su percepción puede ser del orden de decenas de nanoteslas. [ cita requerida ]
La intensidad magnética como componente del «mapa» de navegación de las palomas se viene discutiendo desde finales del siglo XIX. [2] Una de las primeras publicaciones que demostró que las aves utilizan información magnética fue un estudio de 1972 sobre la brújula de los petirrojos europeos realizado por Wolfgang Wiltschko. [3] Un estudio doble ciego de 2014 mostró que los petirrojos europeos expuestos a un ruido electromagnético de bajo nivel entre unos 20 kHz y 20 MHz no podían orientarse con su brújula magnética. Cuando entraron en cabañas con mamparas de aluminio, que atenúan el ruido electromagnético en el rango de frecuencia de 50 kHz a 5 MHz en aproximadamente dos órdenes de magnitud, su orientación reapareció. [4]
Para los efectos sobre la salud humana, véase radiación electromagnética y salud .
Se han propuesto varios modelos neurobiológicos sobre el proceso primario que media la entrada magnética:
En el mecanismo de pares radicales, los fotopigmentos absorben un fotón, que lo eleva al estado singlete . Forman pares de radicales singlete con espín antiparalelo , que, por interconversión singlete-triplete, pueden convertirse en pares tripletes con espín paralelo . Debido a que el campo magnético altera la transición entre estados de espín, la cantidad de tripletes depende de cómo se alinea el fotopigmento dentro del campo magnético. Los criptocromos , una clase de fotopigmentos conocidos de plantas y animales, parecen ser las moléculas receptoras. [5]
El modelo de inducción sólo se aplicaría a los animales marinos, ya que, como medio circundante con alta conductividad, sólo el agua salada es viable. Hasta ahora no se han encontrado pruebas que respalden este modelo. [1]
El modelo de magnetita surgió con el descubrimiento de cadenas de magnetita de dominio único en ciertas bacterias en la década de 1970. Evidencia histológica en una gran cantidad de especies pertenecientes a todos los filos principales. Las abejas melíferas tienen material magnético en la parte frontal del abdomen mientras que en los vertebrados principalmente en la región etmoidal de la cabeza. Los experimentos demuestran que la entrada de los receptores basados en magnetita en aves y peces se envía a través de la rama oftálmica del nervio trigémino al sistema nervioso central . [1]
La importancia práctica de la magnetobiología está condicionada por el creciente nivel de exposición electromagnética de fondo de las personas. Algunos campos electromagnéticos en exposiciones crónicas pueden suponer una amenaza para la salud humana. La Organización Mundial de la Salud considera que el aumento del nivel de exposición electromagnética en los lugares de trabajo es un factor de estrés. Las normas de seguridad electromagnética actuales, elaboradas por muchas instituciones nacionales e internacionales, difieren en decenas y cientos de veces para ciertos rangos de CEM; esta situación refleja la falta de investigación en el área de la magnetobiología y la electromagnetobiología. Hoy en día [ ¿cuándo? ] , la mayoría de las normas tienen en cuenta los efectos biológicos del calentamiento por campos electromagnéticos y la estimulación de los nervios periféricos por corrientes inducidas.
Los profesionales de la magnetoterapia intentan tratar el dolor u otras afecciones médicas mediante campos electromagnéticos relativamente débiles. Estos métodos aún no han recibido evidencia clínica de acuerdo con los estándares aceptados de la medicina basada en la evidencia . La mayoría de las instituciones reconocen que la práctica es pseudocientífica .