好的，各位同学、各位老师，下午好！今天主要是针对一个叫《内源磁性颗粒和磁场生物学效应》这样一个题目跟大家进行一个交流。来的是中国科学院建工研究所，建工研究所刚才谈到是一个工程性的研究所，它是以电磁技术为主。当它跟生物、医学发生交叉的时候从我们这个角度来说，我们可能更加强调的就是现代的医疗设备应该是离不开这种建工技术。因为大家知道医疗器械从国家药品管理局的分法应该是两类，一类是无源的器械，就是手术刀或者注射器等等。另外一类是有源器械。应该可以说几乎所有的有源器械都离不开电子技术，至少需要一个电源，否则的话没法叫有源器械。 更加明显的例子就是刚才陆所长也谈到的就是磁共振成象系统。目前对于这套系统来说首先需要一个恒定的强磁场，需要超导磁体或者永磁磁体产生这样强磁场对原子核进行极化。另外如果要成像必须把得到一些空间的信息需要用梯度磁场进行空间的编码或者选层，要对原子核进行激发的话还还是射频磁场。那么所有这些磁场的产生都离不开电工的技术。 虽然在我这里强调的电磁技术在医学发展中有重要的作用，但是当给普通人群两个关键词的时候，假如说一个是电磁场，一个是健康的话，他可能想到的不会是这样，而是说环境中的电磁场是否对健康有危害。我们可能各位同学将来毕业之后涉及到买房等等，大家很关心这个房子周围有没有高压线，如果有了高压线之后这个房价可能要跌好几千块钱。在上海，就是说上海机场到市区建了一套磁悬浮线，然后可以进行往来人口的运输。当时也是希望能够把这个终点站建的离上海市区更加近一些，但是在网上大家也可以看到就是说《担忧磁悬浮，上海市民温和散步》。北京从去年也论证S1线也要上中低速磁浮，实际也有很多争议。 从一个直观的角度，如果我们能够清楚什么样的磁场对健康有危害，这样的问题应该是不存在的。来确定什么样磁场的话，当然就是说有各种各样的电磁辐射的标准。现在比较尴尬的就是说世界卫生组织推荐的一个主要的标准叫国际非电离辐射防护委员会，它制定的一套标准，对于50赫兹就是我们工业用电这样的磁场，它的限值是100微特。甚至在2010年又把这100微特增加到200微特，它认为在200微特以下对健康没有什么危害。我们国家目前实际行业标准是100微特这种标准，可是也有很多流行病学的调查认为0.4微特以上的工频磁场与儿童白血病发病率可能正相关。这样可能有一个矛盾，就是说一方面从物理上没法解释0.4微特这样弱的磁场怎么可能导致对生物有影响？但是它确实又有很多流行病学的这种一些结果，不能说有利的支持，至少它的一些相关性是很多人认可的。那么人们就想到了一个问题就是说是否这个生物体比我们认识的更加复杂，不是简单的比如说一块肌肉或者什么样的这样。那么就是说生物体内是否有感受磁场的这种特意机制或者有一些特意的器件，这是一个问题。 另外，大家要注意100微特，不知道有没有学习物理的？大概我们地磁场是50微特，相当于是地磁场的两倍。

讨论这种生物感受磁场的话，大家如果看科普看得多的话会发现有很多报道，就是说一些长距离迁徙的动物可以利用地磁场进行导航。那么前面也谈到地特长是50微特，当它跟地磁场有一个夹角的时候实际它能感受的一定比刚才谈到的标准100微特要低，甚至低得很多。那么它为什么能够感受到？我们直观上讲如果是一个人来判别南北方向，我至少不行，我肯定闭着眼睛判断不了南北方向。但是如果给我一个指南针我很容易的判断这种方向，于是就提出来就是说是否这些迁徙动物它的脑内有没有类似于指南针的这种机构？非常巧的是在很多这种迁徙动物，包括家鸽、鲑鱼它脑中确实，不一定，有的是在脑中，有的在其部位就是确实有这种磁性颗粒。包括一些昆虫，还有一些细菌体内都有这种雌性颗粒。这是知更鸟是在上喙皮肤有这种磁性的颗粒。鲑鱼是在骨窦处也有这种磁性颗粒，蜜蜂是工蜂的腹部有很多磁性细胞。更加明显的，实际更好说明问题的是有一类细菌叫做趋磁细菌，它实际上形态各异，不是完全的一个生物学的分类名词。它体内有这种呈链状排列的这种颗粒，而且每个颗粒一般都是四氧化三铁或者硫化铁，它是单质头的。那么当它排成像链了之后非常像指南针，也就是可以看到这个菌里面相当于有一个磁颗粒链，那么这个磁颗粒链可以使得它顺着地磁场排列。我们知道虽然南北地磁场南北方向在某个具体位置有一个随之向下的分量，当它顺着地磁场排列之后可以把一个适合它生长环境的这种搜索任务从一个三维任务变成了一个相当于是一维的搜索，可以提高它的效率，最终找到适合它生长的有氧无氧的交界带。 当然这个里面就是说对于趋磁细菌这种机制，直观上看可能就是一个被动的排列过程。但是也有学者说它也可能跟边毛之间有一些主动的机制，但这一点目前没有得到确认。但是这种被动的物理过程在前面谈到的，假如说在一些家鸽等等这样的动物肯定是这种机制是不太可能存在的。于是就有很多学者提出了一些基于磁颗粒的机制，从物理上简单的归类大概可能分为两类。一类是基于磁转矩，就是说它假设这个内的磁颗粒是一个单质头（音）的或者至少说它具有一个固有的磁矩。那么这个磁颗粒又跟例子通道的一个蛋白相连，那么当外加的场跟这个颗粒有一个夹角之后可能带着这个蛋白使得这个例子通道开始或者是关闭，这样就把这个磁的信号转化到一个神经的信号中。这是居于一种带有固有磁矩颗粒的这种机制。 那么在蜜蜂还有其他的一些生物体内发现的实际不是这种具有固有磁矩的，而是一种超顺磁的颗粒。也就是说在正常情况下它应该不对外呈现磁场，当外加的一个磁场之后可以使得它磁化。在这个模型下假设这些磁性颗粒是呈链状的一个排列，当外加的场和这个链平行的时候使得它这个方向磁化，由于异性相吸的话相当于产生一个向上拱起的这样一个骤立的状态。那么当外加磁场跟这个排列方向垂直的时候，磁化方向假如都向下的话它相当于同性相斥的这种状态，那么它有点向上凹的这种这样。那么这样的话它就是说通过感受这个磁场变化把这种力传递到这种膜上，最终影响到神经系统。 比较遗憾的是就是说现在既没有发现这个神经传导的路径，没有很好的证明。那么当时很多学者就猜测是通过三叉神经来传递这个磁信号。2009年有些研究就是说我把这个三叉神经给它阻断，就是说把它阻断之后结果发现它仍然具有磁定向的能力。因此就是说这个磁颗粒如果是起到感受磁场作用的话，它如何传导这个信号目前还不清楚。 另外，最新的研究发现家鸽上喙部富含铁的这个细胞是巨噬细胞，而不是原来认为的那种磁感受的神经元。因此在这种磁颗粒目前也有很多争论。以这种磁颗粒提出甚至更早一些就有一种自由基对机制，那么自由基对机制就是说，自由基就是说有这种未配对电子的这种原子分子，当它成对的时候就是说外加的磁场如果发生变化的时候，这种自由基对导致的这种单线态的产物会随磁场的变化它会有一个变化。而且当磁场很小的时候它有一个非常敏锐的这种变化，于是就有学者认为这就是感受磁场的一种机制。 那么瑞士他们有这样一个模型，就是说鸟的视网膜上分布着这样一些感受磁场的这样一些蛋白。当它跟磁场有一个夹角的时候，就是说由于不同的蛋白跟磁场的位置不同夹角不同的话，因此它的单线态产物的分布会有差别。那么最终它能够计算出当鸟跟地磁场呈不同夹角的时候它的自由基的一个分布状态，那么这种状态正好投射到视网膜上，因此他的一个文章的标题就是说实际上是鸟看到了磁场。据说这种蛋白目前大家研究比较多的认为就是叫这种蓝光受体。关于蓝光受体跟磁感受的关系，也有学者用果蝇进行了一些实验。在这个实验它不是做这种磁定向，而是相当于是一个磁场的偏好，就是两个线牵一个线牵（音）有磁场，另外一个线牵（音）不产生磁场，那么看它果蝇的一个位置。它的研究发现就是说如果把那个果蝇的蓝光受体给它敲除之后，这个果蝇就失去了感受磁场的能力。但是把人的CRY2这种蛋白如果转给失去了蓝