Campo magnetico nell'attività cerebrale, esercitazione di fisica II

MEG: magnetoencefalografia

Campo magnetico nell’attività cerebrale.

Legge di Biot-Savart

Per poter stimare il campo magnetico prodotto dalle correnti cerebrali in un punto P distante r=2 cm dalla corteccia, ipotizziamo che la corrente sia perpendicolare ad r. Un tipico impulso cerebrale è caratterizzato da correnti i = 10μA. Si determini il valore del campo magnetico generato dalle correnti cerebrali nelle condizioni richieste.

MEG: magnetoencefalografia

Campo magnetico nell’attività cerebrale.

Legge di Biot-Savart

Per poter stimare il campo magnetico prodotto dalle correnti cerebrali in un punto P distante r=2 cm dalla corteccia, ipotizziamo che la corrente sia perpendicolare ad r. Un tipico impulso cerebrale è caratterizzato da correnti i = 10µA. Si determini il valore del campo magnetico generato dalle correnti cerebrali nelle condizioni richieste.

Campo magnetico nell’attività cerebrale

Un’applicazione importante del campo magnetico generato da circuiti elettrici è la magnetoencefalografia (MEG), ovvero il monitoraggio del campo magnetico generato dalle correnti elettriche cerebrali. Una qualsiasi attività cerebrale genera impulsi elettrici che connettono le cellule cerebrali viaggiando attraverso canali conduttivi. La MEG viene eseguita per mappare le funzioni cerebrali con finalità diagnostiche. Un impiego particolare è quello di identificare la sorgente delle crisi epilettiche all’interno del cervello. Viene inoltre utilizzata nella pianificazione pre-operazione e pre-trattamento per le persone affette da epilessia, tumori cerebrali o altre lesioni. La MEG è anche utile nella ricerca, perché aiuta gli scienziati a comprendere meglio il cervello.

Per poter stimare il campo magnetico prodotto dalle correnti cerebrali in un punto P distante r=2 cm dalla corteccia, ipotizziamo che la corrente sia perpendicolare ad r. Un tipico impulso cerebrale è caratterizzato da correnti i = 10μA. Si determini il valore del campo magnetico generato dalle correnti cerebrali nelle condizioni richieste.

I campi magnetici rivelati attraverso la MEG, sono probabilmente generati da impulsi che corrono lungo le pareti di fessurazione presenti sulla superficie del cervello.

Consideriamo un punto P a distanza di r = 2cm dalla corteccia.

Supponiamo che la direzione dell’impulso sia tangente alla superficie cerebrale, in modo che l’angolo θ sia pari a 90°.

Un elemento di corrente—lunghezza i · ds genera un campo magnetico differenziale dB nel punto P, la cui intensità è:

1. dB = _μ0/_4π · i · ds · sin θ/r²

θ è l’angolo formato tra le direzioni di ds ed r L’equazione esprime la legge di Biot-Savart, che consente di calcolare il campo magnetico generato in un punto da una distribuzione di corrente.