随着工业化、信息化水平的提高，人为电磁环境存在的广泛性和复杂性，对生物体尤其是人体的影响备受关注。但由于近年来对生命电磁基本特性研究缺乏深入和系统的基础研究，不仅导致了对生命的电磁特性缺乏科学描述和系统阐述，而且也阻碍了电磁对生命的干预机理及有效防护标准和方法的深入研究。出席日前在北京举行的以 “生命的电磁特性及电磁对生命作用”为主题的第373次香山科学会议的专家指出，全面系统阐明生命自身的电磁基本特性，以及生命活动过程中自身电磁场与外界电磁场的相互作用机制等科学问题，对于提高人类健康水平有着十分重要的意义。航空医学研究所俞梦孙研究员、第三军医大学程天民教授、南京大学都有为教授、第四军医大学董秀珍教授、西北工业大学商澎教授担任本次会议的执行主席。

 

 

从电磁的侧面观察研究生命的特征，利用电磁原理研究生命的信息并且探讨外加人工电磁场对生命的影响、调理和干预的功能是本次会议的主题。与会专家在报告和讨论中对生命本质的电磁特性达成了如下共识：

 

伴随生命活动而产生的电磁场的特性被称作生命的电磁源特性。生物电的发现极大地拓展了生命科学的研究领域，并取得了许多重要的进展。1780年意大利科学家伽伐尼发现生物电，1887年法国沃勒记录下历史上第一幅人类的心电图，1928年德国贝格尔记录到脑电流信号，之后在临床诊断中得到了广泛的应用。1791年，在伽伐尼提出生物电概念的数年后弗朗兹提出了“生物磁”的概念，心磁图、脑磁图测量技术和方法相继问世。心脏起搏器等已开始广泛用于临床。我国生物电子、生物电磁、电磁生物效应及防护等学科或方向已经形成，一大批基于生物电磁和电磁生物效应的检测技术和方法为生命科学和临床应用的发展奠定了坚实的基础。

 

电磁现象是生命活动的一个基本过程，它与机体生理活动密切相关，与组织和细胞的代谢也紧密联系在一起。研究生物电磁的活动特性与规律，有助于了解生命的规律、揭示生命的奥秘。

 

生物体的物质组成成分、生物体各个层次的结构，以及生命活动的各种过程均与电磁特性及其变化有关，即电磁特性是生命的本质特性之一。生物体无论从最基本的分子层面来说，还是从亚细胞、细胞、组织、器官和整体层次上，均具有电磁特性。从生物电磁学的角度看，生物体的电磁特性一般包括电导率、介电常数、磁导率和阻抗频谱特性等。并且新陈代谢等生命活动的各种形式，或神经冲动、肌肉收缩等生物体各层次的生物功能都与电磁特性的改变有关，因此，认识生物体电磁特性以及生命活动过程中的电磁变化规律是从根本上揭示生命活动过程本质的需要，也是电磁场在生命领域应用的基础。

 

 

与会专家认为，现代医学重大疾病的检测监测及治疗需要利用生物电磁原理研究更有效和更适宜的新技术。虽然目前的X线CT、MRI、PET、三维B超等成像技术，已经成为一些疑难病症诊断最有价值的检测诊断技术，但是这些技术并不能完全满足临床疾病诊断的需求。如脑卒中，外伤造成的延迟性、慢性持续性脑内出血，外伤造成的各种腹膜内、腹膜后的延迟性的内出血等，都需要实时动态连续监测技术。新型电磁功能成像技术的特点是对功能变化敏感，可用于实时动态连续监测生理病理变化，并有望为临床医学开辟实时动态连续床旁图像监护的新领域。

 

提高肿瘤治愈率，降低死亡率的最有效方法是实现肿瘤的早期诊断和早期治疗，但目前能真正有效早期普查、有效治疗肿瘤的适宜技术还十分有限。新型电磁检测技术，如磁声、电阻抗、磁感应、超宽谱、THz等的特点是对人体结构性病变发生之前的早期电磁功能改变敏感，且成本低，以发现生命活动早期物理功能改变为目标的新型电磁检测技术，为实现肿瘤的早期检测提供了可能。

 

在肿瘤和重大疾病治疗领域，国内外研究已经提示电场治疗肿瘤研究为解决“难以根除和病人的痛苦大两个问题”提供了潜在的希望，而且初步认为特定频率和强度的极低频磁场有抑制肿瘤生长或者诱导肿瘤细胞凋亡的作用，特别是特定低恒稳旋转磁场对某些肿瘤的治疗作用的初步研究取得了很有希望的进展。电磁生物学研究将有望从另一个角度揭示肿瘤的发生机理，并应用于指导肿瘤治疗。植入式电磁直接干预技术已经为心血管疾病的治疗起到了重大的支撑作用，必将为脑和神经系统的疾病治疗起到重要的作用。

 

与此同时，高压电力传输场、各种无线传输场、各种电子显示器辐射场、手机辐射场等的出现，使人类生活在了诸多非自然的多重电磁场环境之中，这种电磁环境对生命体固有的电磁结构与电磁特性的冲击是巨大的，并有可能在神经系统、循环系统、遗传等方面产生多种对健康的负面影响，这些都是人类现代化进程中必须解决的重大科学问题之一。

 

 

随着科技进步和城市化进程的加速，电磁场已经渗入到我们每个人的身边。只有明确了电磁场对健康的影响和剂量关系，才有可能指导建立城市电磁环境功能区域划分、电磁辐射环境质量评价体系和防护措施，确保公众健康安全。虽然各国学者都作过相关的研究，但难以得出明确结论。

 

有研究发现，随着电磁场暴露剂量的上升，心血管系统患病人数成增加趋势，但同时也有研究显示当暴露水平在某一范围时，工人死于循环系统疾病的比例明显减小。由于环境电磁场影响而表达健康影响的周期长，而相应的干扰因素多，没有确定的与损伤相关的电磁场暴露参数和观察指标等，致使各种研究结果可信度难以保证。

 

同样，电磁场暴露动物实验也没有得到一致的证据。如极低频电磁场暴露对移植肿瘤危险的研究，由于流行病学研究提示，极低频电磁场暴露与儿童白血病的危险度之间有微弱的相关性，为了明确二者之间的关系，研究人员将白血病细胞种植在小鼠腹腔中。然后将小鼠暴露于低频磁场，结果没有发现磁场暴露对植入小鼠的存活时间有影响。极低频电磁场暴露在联合致癌模型的影响研究，在暴露组和假暴露组之间，没有发现有意义的或一致的差异。

 

工业化后期以来，人类开始关注各种非自然电磁环境对健康的影响，目前为止其长远影响尚难准确评估；对非电离辐射影响的认识，则一直纷争不断。

 

电磁辐射生物学效应的研究近年来虽不断取得进展，但很多基本问题还没有解决，对电磁辐射所引起的生物学效应尚有根本性的分歧。由于生物学效应研究的结论不一致，所以各国的电磁辐射卫生防护标准不能统一，这也是不同国家卫生标准相差数十倍甚至百倍的原因。造成电磁辐射生物学效应的研究结论不一致的原因是与电磁波本身的物理特性有关。另外由于各研究中所采用的电磁波频谱、暴露方法、暴露强度、研究手段、效应物及效应指标的不同，致使各实验室的研究结果存在很大差异，缺乏一致性及重复性，因此难得出明确的结论。

 

 

与会专家指出，生命系统与电磁研究是典型的生物医学工程范畴的问题，但我国在这一领域目前存在跟踪前沿科学研究多、原始创新少的问题。专家认为，造成这一现象的原因可能是：现代生物医学工程的原始创新对交叉结合的背景要求很高，而我国研究人员的交叉结合背景条件不足，我们生物医学工程学科设置基本上与医疗实践脱节，以理工为知识主体的生物医学工程人员很难根据临床实践作理性思考提出创新的理念与思路。二是生物医学工程原始创新科学研究需要的专业跨度大、周期长，同时需要企业的介入，但中国企业还没有形成支持创新的理念和机制，致使为数不多的原始创新也会夭折。

 

20世纪80年代末，当时法国总理密特朗曾以“21世纪的挑战”为主题，邀集75位诺贝尔奖得主聚会巴黎，会后发布的《巴黎宣言》明确指出：“医学不仅是关于疾病的科学，更应当是关于健康的科学。”这也正是中国传统医学的最高理念 “上工治未病”的现代、全球普及版。《2020中国科学技术中长期发展战略》明确提出了以“战略前移，重心下移”为发展我国医疗卫生事业的总方针，在以人的健康为中心的生物医学研究中，对生命状态的检测监测与评估需要新的功能检测技术，当代兴起的各种电磁功能检测技术提供了新方法、新技术。与会专家建议，作为有战略意义的新型交叉研究领域，生命科学、工学、信息学等各类专家通过交叉研究和联合攻关，对重大关键问题有所突破，将有效推动我国在生物电磁特性的基本原理、电磁生物相互作用机理、电磁干预效果评价、电磁生物效应防护等领域的研究取得新进展，提升我国在生物电磁领域的基础及应用研究水平。

 

《科学时报》 (2010-7-19 B2 技术·产业)