Magnetic field effects in biology from the perspective of the radical pair mechanism
Notice bibliographique
Résumé
A large and growing body of research shows that weak magnetic fields can significantly influence various biological systems, including plants, animals, and humans. However, the underlying mechanisms behind these phenomena remain elusive. It is remarkable that the magnetic energies implicated in these effects are much smaller than thermal energies. Here we review these observations, of which there are now hundreds, and we suggest that a viable explanation is provided by the radical pair mechanism, which involves the quantum dynamics of the electron and nuclear spins of naturally occurring transient radical molecules. While the radical pair mechanism has been studied in detail in the context of avian magnetoreception, the studies reviewed here show that magnetosensitivity is widespread throughout biology. We review magnetic field effects on various physiological functions, organizing them based on the type of the applied magnetic fields, namely static, hypomagnetic, and oscillating magnetic fields, as well as isotope effects. We then review the radical pair mechanism as a potential unifying model for the described magnetic field effects, and we discuss plausible candidate molecules that might constitute the radical pairs. We review recent studies proposing that the quantum nature of the radical pairs provides promising explanations for xenon anesthesia, lithium effects on hyperactivity, magnetic field and lithium effects on the circadian clock, and hypomagnetic field effects on neurogenesis and microtubule assembly. We conclude by discussing future lines of investigation in this exciting new area of quantum biology related to weak magnetic field effects.
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».