Lo spazio occupato dalla materia vivente è ricco di campi elettromagnetici, dovuti alla sovrapposizione di campi elettrici e magnetici. Il campo elettrico ed il campo magnetico sono in stretta relazione, secondo la legge di induzione di Faraday. Quando un campo magnetico pulsato è applicato a un materiale elettroconduttivo (qual è anche la materia vivente), è indotto un campo elettrico perpendicolare alla direzione (vettore) del campo magnetico. Tale campo elettrico dipende ovviamente dalla superficie dell’area interessata ed è di intensità proporzionale alla frequenza del campo magnetico ed alla sua intensità.

Un campo elettromagnetico è caratterizzato da una frequenza e da una intensità. La frequenza del campo elettromagnetico è il numero di cicli per secondo dell’onda elettromagnetica o il numero di pulsazioni del campo stesso per secondo e si misura in Hertz (Hz). La lunghezza d’onda (?) è la distanza tra due massimi dell’onda e si misura in metri (o suoi multipli o sottomultipli). Ovviamente, quanto più alta è la frequenza, tanto più bassa è la lunghezza d’onda.

L’intensità del campo elettrico è data dal potenziale elettrico lungo un dato spazio e si esprime in volt/metro (V/m) o millivolt/centimetro (mV/cm). Quando un sistema biologico è esposto a un campo elettrico, le cariche mobili si spostano nella direzione indotta dal campo stesso, formando quindi una corrente, che si misura in amperes (A) o suoi sottomultipli. In riferimento a una certa area del tessuto o dell’organo percorso dalle cariche elettriche, si ha una certa densità (J) della corrente stessa, che si misura in amperes/metro quadro (A/m2) o in microA/cm2. L’intensità del campo magnetico si misura in gauss (G) o, più modernamente, in tesla (T) e suoi sottomultipli (1T = 104 G). Per avere due termini di paragone, l’intensità del campo magnetico terrestre è dell’ordine di 0.02 - 0.07 mT (0.2 - 0.7 G), mentre quella utilizzata nella diagnostica tramite risonanza magnetica è dell’ordine di 0.1 - 10 mT (1 - 100 G) [Walleczek, 1992].

Le onde elettromagnetiche sono usate, come è noto nel caso delle telecomunicazioni, quali vettrici di informazione. A questo scopo è usata un’onda "portante" con una frequenza scelta in un range molto ampio a seconda dei sistemi di trasmissione e ricezione. Tale onda portante viene modulata in modo specifico per l’informazione da veicolare, cioè viene alterata sottilmente nella lunghezza o nell’altezza, le quali possono quindi lievemente aumentare o diminuire in modo variabile nel tempo (rispettivamente modulazione di frequenza o modulazione di ampiezza). In tal modo, un apparecchio sintonizzato sull’onda portante può percepire la modulazione e, decodificandola, l’informazione che è in essa contenuta.

Vi sono molte fonti naturali di campi elettromagnetici deboli: le fonti esterne all’organismo sono, ad esempio, il campo magnetico terrestre (che è sfruttato da alcuni uccelli, pesci e delfini per orientarsi), le radiazioni provenienti da stelle che emettono radiofrequenze, lo stesso sole (soprattutto in certe fasi della sua attività) [Konig, 1989], le onde irradiate da sistemi di telecomunicazioni, radar e linee elettriche. Le fonti interne all’organismo stesso sono molteplici e vanno dall’attività elettrica di nervi e muscoli, ai campi elettrici generati da alcuni pesci ed altri organismi marini (usati a scopo di riconoscimento nell’oscurità e di difesa), alla produzione di radiazione luminosa da parte di cellule quali quelle leucocitarie (chemiluminescenza) e di molti sistemi biologici durante attività metaboliche e proliferative [Cheson et al., 1976; Slawinski et al., 1992; van Wijk and van Aken, 1992; Mei, 1994].

L’elettroencefalogramma e l’elettrocardiogramma non sono altro che due metodi di rilevazione dell’attività elettrica endogena del cuore (ECG) e di centri nervosi (EEG). Attività elettrica si genera anche nell’osso quando viene deformato, attività che può essere definita piezoelettrica, e pare essere importante per dirigere la crescita delle trabecole di osso lungo le linee di forza. In realtà, uno dei primi impieghi clinici dei campi magnetici deboli è stato proprio la induzione della riparazione dell’osso [Bassett et al., 1974; Chiabrera et al., 1984]. È stato dimostrato che molti tessuti umani sono piezoelettrici, in quanto composti da strutture di molecole aggregate il cui vettore integrato ha un momento magnetico (?-eliche, microtubuli, lo stesso DNA) [Jacobson, 1992; Jacobson 1996]. In altre parole, oscillazioni elettromagnetiche agenti su queste strutture sono convertite in vibrazioni meccaniche nelle stesse strutture, e viceversa. Sulla base del concetto di piezoelettricità biologica, ogni interazione biochimica potrebbe essere associata a un concomitante riorientamento del campo elettromagnetico [Adey, 1988].