生物自身電磁信息-磁場(chǎng)分布實(shí)驗(yàn)圖像顯微鏡
生命是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一種特殊形式，具有高度組織化的物質(zhì)結(jié)構(gòu)，其
分子基礎(chǔ)是具有自我復(fù)制和負(fù)載遺傳信息功能的核酸等生物大分子
，通過(guò)生物膜實(shí)現(xiàn)內(nèi)部及內(nèi)外的分隔，形成形形色色的細(xì)胞、組織
與生物體，并借助外界能量的輸入，通過(guò)一系列相互關(guān)聯(lián)的生物化
學(xué)過(guò)程而實(shí)現(xiàn)內(nèi)外物質(zhì)交換和自身的復(fù)制。從電磁學(xué)角度看，電磁
場(chǎng)與生物相互作用的本質(zhì)應(yīng)該是電磁場(chǎng)與構(gòu)成生物體各層次的物質(zhì)
的相互作用，因此研究生物各層次的物質(zhì)的電磁特性是研究電磁場(chǎng)
與生物關(guān)系的基礎(chǔ)。
對(duì)于生物自身電磁信息的研究，其重要目的在于通過(guò)體表的電
磁信息反推體內(nèi)的神經(jīng)活動(dòng)。依靠頭皮電信號(hào)反演腦電活動(dòng)源的特
性來(lái)研究大腦高級(jí)功能，是腦功能分析檢測(cè)的根據(jù)和重要手段，雖
然空間分辨率不高，但可以定量地給出腦內(nèi)神經(jīng)活動(dòng)源的位置、強(qiáng)
度、方向以及分布情況，時(shí)間分辨率達(dá)到ms量級(jí)，可以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地
反映大腦神經(jīng)活動(dòng)隨時(shí)間而改變的活動(dòng)情況。在心電逆問(wèn)題研究中
，根據(jù)體表電位的分布、人體的幾何形狀以及軀干容積導(dǎo)體的電特
性，通過(guò)數(shù)學(xué)物理方法可以求得心臟電活動(dòng)的定量解，這對(duì)心臟疾
病的診斷有重要意義。通過(guò)腦磁設(shè)備測(cè)得頭外的磁場(chǎng)分布，可以推
斷腦內(nèi)相應(yīng)活動(dòng)的神經(jīng)元位置及活動(dòng)強(qiáng)度等信息的變化過(guò)程，目前
已廣泛應(yīng)用于手術(shù)前的腦功能檢測(cè)定位、腦外傷的診斷、癲癇病灶
的定位等。在這些根據(jù)體表電磁信息反求體內(nèi)電／磁源信息的過(guò)程
中，必須對(duì)不同組織的電磁特性有較精確的了解，否則無(wú)法準(zhǔn)確求
解。
對(duì)于外加電磁場(chǎng)對(duì)生物體的作用研究，一個(gè)根本的問(wèn)題是生物
體吸收的電磁劑量問(wèn)題。從電學(xué)角度看，生命體是由無(wú)數(shù)細(xì)胞構(gòu)成
的一個(gè)復(fù)雜容積導(dǎo)體，對(duì)外界的高頻電磁場(chǎng)有一定的屏蔽作用。因
此外加電磁場(chǎng)對(duì)生物體內(nèi)的組織和器官的影響是與該組織或器官區(qū)
域的電磁場(chǎng)直接相關(guān)的。由于體內(nèi)的電磁場(chǎng)測(cè)量困難，因此需要計(jì)
算外加電磁場(chǎng)在生物體內(nèi)的分布，這必然離不開對(duì)各種組織和器官
的電磁特性的研究。另外，電磁場(chǎng)生物學(xué)效應(yīng)的微觀機(jī)制是目前研
究的熱點(diǎn)，眾說(shuō)紛紜。從微觀角度研究電磁場(chǎng)與生物物質(zhì)的相互作
用可能是一條必經(jīng)之路，這就需要從微觀角度對(duì)生物物質(zhì)的電磁特
性進(jìn)行深入研究。
總之，生物電磁特性的研究是生物電磁學(xué)研究的基礎(chǔ)，在電磁
生物醫(yī)學(xué)成像、腦電／腦磁和心電／心磁的正逆問(wèn)題、電磁場(chǎng)的生
物學(xué)效應(yīng)等研究中非常重要。
