Человеческое тело состоит из триллионов клеток, которые слаженно работают и выполняют различные функции, нужные для поддержания жизни. В них протекают практически все биохимические процессы.

Клетка — это основная структурная единица организма. С ее помощью происходит размножение, за счет их деления мы растем. Объединенные вместе клетки и их производные формируют ткани: эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную. Ткани же образуют органы.

Мембраны реализуют основные физиологические процессы клеточной жизнедеятельности, так как именно они обеспечивают взаимодействие с окружающей средой. За ту роль, которую они играют в управлении жизни клетки, биолог Брюс Липтон называет их «истинным мозгом».

Все сигналы передаются от клетки к клетке посредством химических и электрических взаимодействий на поверхности мембраны. Оказалось, что помимо всех перечисленных функций мембрана способна влиять на регенерацию тканей организма.

Интересные исследования были проведены профессором Майклом Левином. Он изучал, как менялось напряжение клеточных мембран в месте, где росла лапка у головастика, затем приводил в такое же электрическое состояние клетки лягушки, у которой была отрезана конечность. Благодаря этому лапка впоследствии отросла.

Невероятно, но изменив трансмембранный потенциал клеток, ученый может вырастить даже шестиногую лягушку или головастика с дополнительным глазом. Возможно, при дальнейшем изучении биоэлектрического кода специалисты смогут добиваться регенерации органов и даже сложных систем.

Органы чувств, анализаторы, сенсорная система — это все синонимы, обозначающие структуры, которые отвечают за восприятие поступившей информации и выдают в зависимости от этого адекватный ответ. Сами по себе органы зрения, слуха, обоняния, вкуса, осязания не могут обеспечивать ощущение. Для этого необходимо, чтобы нервный импульс поступил в головной мозг.

Еще одно чувство — магниторецепция. Она дает организму возможность определять направление движения, высоту, местоположение в пространстве. В современной биофизике до сих пор ведутся дискуссии по поводу того, есть ли у человека рецепторы, реагирующие на магнитные поля.  Согласно одному из мнений, магниторецепция осуществляется посредством химических реакций с белком криптохромом, так же как это происходит у некоторых животных и насекомых.

Ученые провели эксперимент: дрозофилам с «выключенным» геном криптохрома экспрессировали человеческий ген, и это позволило им ощущать магнитное поле так же хорошо, как и раньше. Несмотря на то, что это исследование произвело фурор в научном мире, до сих пор неизвестно, работает ли криптохром таким же образом в человеческом организме.

Если про магниторецепцию людей еще ничего нельзя сказать однозначно, то о некоторых бактериях можно смело заявить: они точно способны ориентироваться на магнитные поля. Благодаря этому свойству канадские ученые «научили» их эффективно бороться с онкологическими заболеваниями.

Впервые магнитотактические бактерии обнаружил Ричард Блейкмор. Он под микроскопом изучал образцы болотной грязи, в которой некоторые бактерии двигались однонаправленно в ту или иную сторону. Сначала ученый заподозрил, что они могут реагировать на свет, но позже высказал предположение, что бактерии реагируют на магнитное поле. Его гипотеза подтвердилась. Но как им это удается? — Все дело в магнетосомах. Это маленькое выпячивание плазматической мембраны, которое заполнено небольшим количеством железа. Конечно, ученые не могли оставить без внимания эту полезную способность. Они прикрепили к внешней мембране магнитотактических бактерий пузырек, заполненный противораковым препаратом, и, создав трехмерное магнитное поле, «направляли» «вооруженные» бактерии как можно ближе к опухоли. В результате большая часть лекарства доставлялась в пункт назначения. Этот метод помог снизить токсичность терапии.

Биофизические методы нашли широкое применение в лечении и диагностике заболеваний. Например, лазерные технологии позволяют удалять опухоль без хирургического вмешательства, а с помощью излучения можно быстро получить изображение любого органа или ткани.

Одно из перспективных направлений в биофизике — использование магнитных полей в различных терапевтических целях. Метод трансканиальной магнитной стимуляции (ТМС) успешно применяется при лечении никотиновой зависимости минимум на полгода. Кроме того, известно, что он облегчает головные боли и помогает справиться с  затяжными депрессиями. ТМС позволяет стимулировать кору головного мозга при помощи коротких магнитных импульсов, притом для этого даже не требуется операция: магнитные импульсы без помех проходят через кости черепа.

Исследователи из Северо-Западного университета (США) решили проверить, как могут влиять магнитные волны на память. В эксперименте принимали участие 16 человек в возрасте от 16 до 40 лет. Добровольцы подвергались магнитной стимуляции в течение пяти дней, после чего участники проходили различные тесты на память. С помощью МРТ были построены для каждого участника эксперимента «карты мозга». Ученые утверждали, что память у респондентов улучшилась в среднем на 20-25%.

Оказалось, что магнитные поля также способны влиять на клеточное деление. Например, профессор Авраам Либофф с помощью специального оборудования изменяющего интенсивность магнитного поля, показал, что при разных его значениях можно регулировать рост мышечной и костной ткани. Ученый продемонстрировал эксперимент с применением этого прибора на бедрах цыпленка. Регенеративная способность тканей оказалась существенно выше по сравнению с контрольными животными. В Алабамском университете в 2012 году был выпущен прибор, способный подавлять рост раковых клеток под действием электромагнитного поля слабой интенсивности. Были проведены клинические испытания, которые подтвердили эффективность данного прибора при злокачественных опухолях головного мозга.

Активно изучается воздействие на организм человека всевозможных излучений. Так, совсем недавно ученым стал известен еще один положительный эффект ультрафиолета (УФ). Как оказалось, он может стимулировать активность нейронов. Исследователи из Научно-технического университета Китая обнаружили, что в состав нейронов входит уроканиновая кислота, которая синтезируется в клетках кожи в ответ на ультрафиолетовое излучение. Таким образом, УФ-излучение помогает мозгу лучше работать.

Биофизика — наука, которая помогает найти ответы на вопросы, связанные с жизнедеятельностью организма человека: из чего он состоит, как работает и реагирует на воздействия окружающей среды. Современной науке и медицине не обойтись без методов, предложенных биофизикой. При помощи новых лекарств и передовых технологий она помогает улучшить качество и продолжительность жизни.