Basic Introduction to Bioelectromagnetics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Furse, Cynthia/ Durney, Carl H./ Christensen, Douglas A.

出品人:

页数:288

译者:

出版时间:

价格:795.00 元

装帧:

isbn号码:9781420055429

丛书系列:

图书标签:

• Bioelectromagnetics
• Electromagnetics
• Biology
• Biophysics
• Bioengineering
• Medical Physics
• Electromagnetic Fields
• Biological Effects
• Introduction
• Textbook

好的，这是一份关于其他图书的详细简介，聚焦于生物电磁学领域，但避开您提供的特定书名内容。 --- 《生命电磁之谜：从细胞信号到宏观效应》 一部深入探索生物系统中电磁现象本质的开创性著作 在生命科学的宏大叙事中，化学和分子相互作用长期占据中心舞台。然而，一个同样基础且常常被低估的力量——电磁场——却在调控着从最微小的离子通道活动到复杂器官系统运作的每一个环节。本书《生命电磁之谜：从细胞信号到宏观效应》旨在系统性地梳理和阐释生物体内部和与外部环境之间复杂的电磁互动网络，为读者提供一个全面且前沿的视角，揭示生命现象背后的物理机制。 本书内容跨越多个学科边界，从生物物理学的基本原理出发，逐步深入到分子、细胞、组织乃至器官层面，描绘出一幅关于生命活动中电磁作用的精细图景。我们不仅关注生物体自身产生的电活动，也探讨了外部环境中的电磁场如何影响生物过程，以及生命如何进化出适应和利用这些场的能力。 第一部分：生物电学的基本物理学与测量技术 本部分构建理解生物电磁现象的理论基础。我们首先回顾经典电磁学在生物介质中的应用，探讨水、脂质和蛋白质等生物分子如何影响电导率和介电常数。重点在于理解生物体内电场和磁场的传播特性，特别是“生物窗口”内（极低频至射频范围）的衰减和散射机制。 随后，我们详细介绍了测量生物电磁活动的先进技术。这包括高精度电生理记录技术，如微电极阵列（MEA）和膜片钳技术，它们如何揭示单个细胞和神经元群体的瞬时电位变化。此外，本书还深入探讨了非侵入性成像技术，如脑磁图（MEG）和脑电图（EEG）的物理基础，以及如何从采集到的信号中反演出深层组织的电活动源。对于更宏观的生物磁场测量，本书介绍了超灵敏SQUID（超导量子干涉器件）技术在心磁图（MCG）和脑磁图中的应用，并讨论了如何处理由生物噪音和环境干扰带来的挑战。 第二部分：细胞与分子层面的电荷动力学 生命活动的核心在于精确的离子流动。本部分聚焦于细胞膜电位的产生、维持和传递机制。我们将深入分析电压门控离子通道的物理模型，探讨钠、钾、钙等关键离子如何通过结构变化实现对跨膜电流的精确控制，这是神经冲动和肌肉收缩的基础。本书阐述了 Hodgkin-Huxley 模型的现代发展，以及如何利用生物物理模型来模拟更复杂的离子通道动力学。 在分子层面，我们探讨了电场如何在蛋白质折叠、酶催化以及DNA/RNA的结构稳定性中发挥作用。特别地，我们讨论了电偶极矩在分子识别和配体结合中的作用，揭示了电荷分布如何影响生物大分子的空间构象和功能。此外，本书还覆盖了细胞内信号转导通路中电信号的级联放大效应，例如钙信号的释放和调节，以及这些电化学事件如何与第二信使系统协同工作。 第三部分：组织与器官系统中的生物电磁场 当个体细胞组织起来形成功能单元时，它们的电活动便会汇聚成可测量的宏观场。本部分将分析神经系统和心血管系统的电磁特性。 在神经科学领域，我们详细研究了神经元群体放电（Population Coding）的电磁特征，如何利用局部场电位（LFP）和群体尖峰信号来理解大脑皮层的振荡模式，如 Alpha、Beta、Gamma 波，及其与认知功能（如注意力、记忆）的关联。书中包含了对复杂网络动力学的建模，探讨了神经元同步化如何依赖于跨细胞的电场耦合。 对于心脏系统，本书解释了心肌细胞同步电活动的形成机制，从浦肯野纤维的传导到心室同步收缩的电生理基础。我们深入剖析了心电图（ECG）的各个波段所对应的具体解剖生理事件，并讨论了心律失常背后的电活动异常，包括折返机制和离子通道病变。此外，本书还触及了肌肉系统和感觉器官（如视觉和听觉系统）中电信号的产生和传递过程。 第四部分：环境电磁场与生物体的相互作用 现代生活将生物体置于一个充满人为和自然电磁场的环境中。本部分评估了不同频率和强度的外部电磁场对生物体产生的潜在影响。 我们系统地回顾了关于极低频（ELF）磁场、射频（RF）辐射（如移动通信）对细胞生物学过程的非热效应研究。这包括对细胞膜通透性、氧化应激水平以及基因表达的潜在调控。本书提供了对现有流行病学和实验室研究的批判性评估，区分了确凿的物理机制与未经证实的生物学关联。 此外，我们还探讨了生物体如何利用环境电磁场进行导航和感知（生物磁感觉）。这包括候鸟的导航机制、蜜蜂的电场感应等自然界的电磁生物学范例，这些案例揭示了生命在进化过程中对地球磁场和环境电场的高度敏感性。 总结与展望 《生命电磁之谜》不仅仅是一本教科书，它更是一份邀请，邀请读者进入一个跨学科研究的前沿领域。本书强调，对电磁现象的深入理解是未来生物医学工程、神经科学和疾病诊断治疗技术发展的关键驱动力。通过整合生物学、物理学和工程学的最新进展，我们期望激发新一代研究人员，去探索生命活动中尚未完全揭示的电磁奥秘。本书为希望在生物电磁学领域进行深入研究的学者、工程师和高级学生提供了一个坚实的知识框架和实践指导。

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