مدلسازی پارامتریک سلول عصبی تحت تاثیر میدان مغناطیسی محیطی 50 هرتز سینوسی

Abstract

زمینه و هدف: رشد تکنولوژی، افزایش میدانهای الکترومغناطیسی کم فرکانس محیطی را به همراه داشته و به تبع، توجه مجامع علمی را به اثرات بیولوژیک این میدانها معطوف کرده است. بیشترین بحث روی خطوط انتقال و توزیع برق با فرکانس 50 هرتز است. هدف این تحقیق نشان دادن اثرات میدانهای مغناطیسی50 هرتز در محدوده شدت محیطی بر روی پارامترهای بیوالکتریک سلول عصبی F1 حلزون باغی ( (Helix aspersa می‌باشد. روش کار: در این مطالعه از سلول عصبی F1 حلزون باغی جهت شناسایی محل و میزان تاثیر میدانهای مغناطیسی محیطی بر سیستم عصبی مورد استفاده قرار گرفت . گروه کنترل به منظور بررسی تاثیر گذشت زمان و ورود الکترود و پاره شدن غشاء سلول، گروه شاهد به منظور بررسی تاثیر احتمالی عوامل محیطی مداخله‌گر و گروه آزمایش برای شناسایی میزان تاثیر میدان مغناطیسی در نظر گرفته شد. برای تولید میدان مغناطیسی یکنواخت از کویل هلموهلتز استفاده شد. ثبت الکتروفیزیولوژیکی از سلول تحت شرایط کلمپ جریان انجام پذیرفته و جهت نشان دادن تاثیرات ناشی از میدانهای مغناطیسی بر روی کانالهای یونی از مدل سلولی هاجکین-هاکسلی استفاده شد. تمامی داده‌ها با نرم‌افزار SPSS 16 و آزمون آماری ANOVA دوطرفه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. 05/0 p< به عنوان سطح معنی‌دار در نظر گرفته شده و از محیط نرم‌افزار Matlab جهت اجرای الگوریتم PSO جهت تخمین پارامترها استفاده شد. یافته‌ها: در بررسی‌های پتانسیلهای عمل ثبت شده درگروههای کنترل و شاهد در بازه‌های زمانی مختلف تغییرات معنی‌داری از نظر آماری مشاهده نشد. با اعمال میدان مغناطیسی 87/45 میکروتسلا در پتانسیل استراحت غشاء تغییرات معنی‌داری 12 دقیقه بعد از اعمال میدان مشاهده شد و بیشترین تغییرات 14 دقیقه بعد از اعمال میدان مشاهده شد. دامنه پتانسیل عمل سدیمی با اعمال میدان، روند کاهشی نشان ‌داد و با افزایش زمان اعمال میدان این تغییرات افزایش نشان ‌داد. در بررسی طول مدت زمان پتانسیل عمل در بازه‌های زمانی مختلف تغییرات معنی‌دار مشاهده نشد، در صورتیکه فرکانس شلیک پتانسیل عمل در بازه‌های زمانی مختلف تغییرات معنی‌داری را نشان داد. بررسی دامنه هیپرپلاریزاسیون متعاقب پتانسیل عمل (AHP) با اعمال میدان مغناطیسی تغییرات افزایشی در جهت منفی نشان داد ولی در بازه‌های زمانی تغییرات معنی‌دار آماری نشان نداد. نتیجه‌گیری: نتایج حاکی از آن است که میدانهای مغناطیسی فرکانس پایین 50 هرتز در محدوده شدتهای محیطی بطور مستقیم با تغییر در میزان و سرعت باز و بسته شدن کانالهای یونی منجر به تغییر در فعالیتهای بیوالکتریک سلول عصبی می‌شود و میزان رسانایی کانالهای سدیمی و پتاسیمی کاهش و کانالهای پتاسیمی وابسته به کلسیمی افزایش می‌یابد .