تاثير ميدانهاي مغناطيسي كم‌فركانس بر ويژگي‌هاي غيرخطي سلول عصبي حلزون باغي

The effect of ELF Magnetic fields on Nonlinear features of Helix Aspersa’s Neurons

در سالهاي اخير طبيعت به شدت تحت تاثير طيف وسيعي از ميدان‌هاي مغناطيسي، قرار گرفته است؛ لذا همواره مطالعات گسترده‌اي بمنظور بررسي آثار بيولوژيك اين ميدان‌ها انجام مي‌شود. آثاري نظير مهار عملكرد سلول عصبي- كه با شواهدي نظير كاهش فركانس يا كاهش دامنه پتانسيل عمل خود را نشان مي دهد- نشان داده شده است. در توجيه و بررسي اين آثار، اخيراً نظريه پنجره‌هاي بيولوژيك مطرح شده و به آن توجه شده است. در تعدادي از تحقيقات به آثار پنجره‌اي دامنه و يا فركانس ميدان‌هاي مغناطيسي اشاره مي‌شود. از سوي ديگر با توجه به رفتار غيرخطي سلول عصبي- كه مي‌تواند با معادلات HH بيان شود- مي‌توان سلول عصبي را بعنوان سيستمي غيرخطي در نظر گرفت و تغييرات احتمالي ديناميك غيرخطي سلول را تحت تاثير ميدان مغناطيسيELF بررسي كرد . در اين تحقيق از 6 شدت ميدان بعنوان شدت ميدان‌هاي محيطي و در هر شدت ميدان ، از 6 سلول عصبي حلزون باغي استفاده شده است و با محاسبه برخي ويژگي‌هاي غيرخطي پتانسيل عمل سلول نظير بعد هيگوچي سيگنال و رسم نگاشت بازگشتي، در طول زمان و در شدت‌ ميدان‌هاي مختلف، مشاهده شد كه براي همه شدت‌هاي مورد بررسي، ميدان‌هاي مغناطيسي سبب افزايش بعد هيگوچي و همچنين افزايش ميزان پراكندگي نگاشت بازگشتي ويژگي ISI از پتانسيل عمل حلزون مي‌شوند. اين نتايج به معناي افزايش پيچيدگي سيستم و بعبارتي افزايش درجه آزادي سيستم تحت تاثير ميدان‌هاي مغناطيسي است و البته اين آثار در باند مياني شدت‌هاي مورد آزمايش، بيشتر مشاهده مي‌شود كه مويد اثر پنجره‌اي ذكر شده است.

During recent years, the environment has been enormously changed by the wide range of magnetic fields. Therefore, comprehensive studies are being done for investigating their biological effects. The effects such as inhibition of bioelectric activity of neurons which is shown by evidence, like decreasing in the firing frequency or decreasing in the amplitude of action potential, have been shown. To notify and investigate these effects, the theory of “biological windows” have been proposed and considered. The effects of amplitude and/or frequency of magnetic field have been pointed in some research. In this study, regarding the behavior of nervous system, which has non-linear dynamic behavior, we study the behavior of nervous system under exposure to magnetic field. We investigate whether the low frequency field is able to affect the dynamic of nerve cells and to have influence on non-linear features of signal. We used 6 environmental intensities and 6 cells have been used in each intensity, and by calculating some of non-linear features of action potential such as Higuchi Dimension and Return map of signal, during the time and in some different intensities of magnetic fields, It was observed that all intensities magnetic fields lead to increasing in Higuchi Dimension and increasing in the scattering of the Return map of signal. Of course these effects has been more observed in the middle band of frequency which has been confirmed by the theory of ‘frequency window’ effect of magnetic fields, which it has been noticed and discussed in last two decades.