L’être humain émet et reçoit des phénomènes électromagnétiques : un vaste territoire de recherche pour l’ICRSMCA
Lorsque nous parlons d’électromagnétisme, nous pensons généralement aux antennes, à la radio, au Wi-Fi, aux télécommunications, à la lumière ou encore à l’imagerie médicale.
Pourtant, l’électromagnétisme est également présent au cœur même de la biologie humaine.
Le corps humain produit en permanence des phénomènes électriques et magnétiques mesurables. Il émet également de l’énergie électromagnétique, notamment sous forme de rayonnement infrarouge thermique et d’émissions photoniques extrêmement faibles. Inversement, il absorbe et détecte certaines formes de rayonnement électromagnétique provenant de son environnement.
Cette réalité scientifique ouvre un immense territoire de recherche à la frontière de la biophysique, de l’électrophysiologie, de la spectroscopie, des neurosciences, de la photonique et du bioélectromagnétisme.
C’est précisément l’un des grands axes que souhaite approfondir l’Institut Canadien de Recherches Scientifiques en Médecine Complémentaires et Alternatives (ICRSMCA). La mission institutionnelle de l’Institut inclut explicitement la recherche scientifique, la biophysique, les neurosciences, la médecine intégrative et l’innovation.
Son corpus scientifique accorde également une place importante au bioélectromagnétisme, à l’instrumentation, à l’EEG, à la MEG, à l’ECG, à la spectroscopie et aux méthodes de validation expérimentale.
Mais que signifie réellement dire que l’être humain émet et reçoit de l’électromagnétisme ?
Le corps humain est d’abord un système bioélectrique
Chaque seconde, une activité électrique considérable se déroule dans notre organisme.
Nos cellules possèdent une membrane séparant des concentrations différentes d’ions chargés électriquement, notamment le sodium, le potassium, le calcium et le chlorure.
Cette organisation produit des différences de potentiel électrique.
Dans les neurones, ces phénomènes permettent notamment la génération et la propagation des potentiels d’action.
Dans le cœur, une activité électrique coordonnée permet d’organiser les contractions du muscle cardiaque.
Dans les muscles, des phénomènes électriques participent au déclenchement de la contraction.
Cette activité n’est pas hypothétique : nous la mesurons quotidiennement en médecine.
L’électrocardiogramme (ECG) mesure l’activité électrique associée au cœur.
L’électroencéphalogramme (EEG) mesure des différences de potentiel produites par l’activité collective de populations neuronales.
L’électromyogramme (EMG) permet d’étudier l’activité électrique musculaire.
Nous sommes donc, sur le plan biologique, des organismes dans lesquels circulent constamment des charges électriques et des courants ioniques.
Un courant électrique produit un champ magnétique
Les lois de l’électromagnétisme nous apprennent qu’une activité électrique variable est associée à des phénomènes magnétiques.
Cela signifie que lorsque des courants électriques circulent dans notre organisme, ils génèrent également de très faibles champs magnétiques.
Le cerveau en constitue un exemple spectaculaire.
La magnétoencéphalographie, ou MEG, utilise des capteurs extrêmement sensibles pour mesurer, à l’extérieur de la tête, les minuscules champs magnétiques produits par l’activité électrique neuronale. Le National Institute of Mental Health indique que ces champs peuvent atteindre des niveaux de l’ordre de 10⁻¹⁴ tesla.
Le cœur génère lui aussi un champ magnétique associé à son activité électrique, mesurable par la magnétocardiographie (MCG).
Nous pouvons donc affirmer scientifiquement que certaines activités électriques du corps produisent des champs électromagnétiques mesurables à l’extérieur de celui-ci.
Une précision est toutefois importante : tous ces champs physiologiques ne doivent pas être imaginés comme des « ondes radio » émises par une antenne. Une grande partie des phénomènes biomagnétiques mesurés près du corps appartient au régime des champs proches et de très basse fréquence.
Cette distinction physique est importante pour construire une véritable science du bioélectromagnétisme.
Le corps humain émet également des infrarouges
Il existe une autre émission électromagnétique humaine beaucoup plus importante : le rayonnement thermique.
Tout objet possédant une température supérieure au zéro absolu émet du rayonnement électromagnétique.
Le corps humain, avec une température voisine de 37 °C à l’intérieur de l’organisme, émet principalement dans le domaine infrarouge.
Nos yeux ne voient pas ces longueurs d’onde.
Une caméra thermique, en revanche, peut les détecter.
Une personne plongée dans l’obscurité complète est donc invisible pour l’œil humain, mais elle reste parfaitement observable avec certaines caméras infrarouges.
Son corps continue à émettre de l’énergie électromagnétique.
Et nous émettons même quelques photons extrêmement faibles
Il existe un phénomène encore plus étonnant : les organismes vivants présentent également ce que la littérature scientifique appelle une émission photonique ultra-faible, ou Ultraweak Photon Emission (UPE).
Il s’agit d’émissions lumineuses extrêmement faibles liées notamment à certains processus métaboliques et oxydatifs.
Une revue scientifique publiée en 2024 décrit ces photons comme des produits associés à des mécanismes cellulaires, notamment aux réactions impliquant des espèces réactives de l’oxygène et certaines molécules dans des états excités.
Ces émissions sont tellement faibles que nous ne pouvons pas les voir à l’œil nu.
Il faut des appareils extrêmement sensibles, tels que des photomultiplicateurs ou des caméras à très faible bruit, pour les étudier. Des travaux ont rapporté des émissions biologiques ultra-faibles dans des domaines allant approximativement du proche ultraviolet au visible et au proche infrarouge.
L’existence de cette émission photonique ne signifie pas qu’un mécanisme biologique de communication à longue distance par « biophotons » ait été démontré chez l’humain. La fonction éventuelle de ces émissions demeure justement l’une des questions que la recherche doit distinguer de leur simple détection.
Et cette distinction — mesurer d’abord, interpréter ensuite — est fondamentale.
Le corps ne fait pas qu’émettre : il reçoit également
L’interaction fonctionne dans l’autre direction.
Notre organisme reçoit continuellement de l’énergie électromagnétique provenant de son environnement.
Le Soleil en constitue l’exemple le plus évident.
Une partie de son rayonnement atteint notre peau et nos yeux.
La lumière visible est elle-même une forme de rayonnement électromagnétique.
Lorsque des photons visibles atteignent la rétine, ils interagissent avec les molécules présentes dans nos photorécepteurs.
Cette énergie électromagnétique est transformée en activité biologique puis en signaux nerveux.
Ces signaux atteignent le cerveau.
Et nous obtenons finalement une expérience consciente :
nous voyons.
La vision constitue donc un exemple extraordinaire d’un organisme humain capable de détecter une partie du spectre électromagnétique et de la transformer en information biologique.
Notre peau interagit elle aussi avec le spectre électromagnétique
Le corps humain interagit avec de nombreuses autres régions du spectre.
Les infrarouges peuvent transférer de l’énergie thermique.
Les ultraviolets peuvent provoquer des réactions photochemiques dans les tissus et influencer notamment certaines molécules de la peau.
Les radiofréquences et les micro-ondes peuvent être partiellement absorbées par les tissus selon leur fréquence, leur intensité et les propriétés électriques des tissus concernés.
À des fréquences encore différentes, les rayonnements ionisants possèdent d’autres mécanismes d’interaction.
Cela nous conduit à une règle fondamentale :
il n’existe pas un effet biologique unique des “ondes électromagnétiques”.
Tout dépend de la fréquence, de l’énergie, de l’intensité, de la durée, de la modulation, de la géométrie du champ et des propriétés du tissu exposé.
« Recevoir » ne signifie pas nécessairement comprendre
La comparaison avec une radio peut ici devenir utile, à condition de ne pas la pousser trop loin.
Une antenne peut recevoir une onde électromagnétique.
Mais recevoir physiquement de l’énergie n’est pas la même chose que décoder une information.
Notre peau peut absorber une partie d’un rayonnement infrarouge sans que notre cerveau analyse directement son contenu comme une radio démodule une transmission FM.
Inversement, notre rétine possède des mécanismes biologiques spécifiquement adaptés à certaines longueurs d’onde visibles et peut transformer cette interaction en information sensorielle.
Une question centrale du bioélectromagnétisme devient donc :
quels systèmes biologiques possèdent réellement un mécanisme permettant de détecter, transformer ou répondre à un champ électromagnétique donné ?
C’est beaucoup plus précis scientifiquement que d’affirmer simplement que « le corps reçoit des fréquences ».
Le concept fondamental de couplage
Pour qu’un champ agisse sur un système biologique, il faut qu’il existe un mécanisme de couplage.
Une onde ne provoque pas automatiquement un effet simplement parce que sa fréquence existe.
Il faut comprendre comment son énergie interagit avec la matière.
Cela peut passer, selon les circonstances, par :
l’absorption photonique ;
les mouvements de charges ;
la polarisation de molécules ;
l’induction électrique ;
les effets thermiques ;
certaines transitions moléculaires ;
ou d’autres mécanismes physiquement caractérisables.
Le véritable travail scientifique consiste donc à établir une chaîne :
champ électromagnétique
↓
interaction physique identifiable
↓
modification mesurable dans la matière biologique
↓
réponse cellulaire ou physiologique
↓
effet reproductible
Cette chaîne permet de distinguer une observation scientifique d’une simple interprétation.
C’est ici que commence l’un des grands champs de recherche de l’ICRSMCA
L’étude du bioélectromagnétisme humain, de sa mesure et de ses interactions constitue un domaine particulièrement important dans l’orientation scientifique de l’ICRSMCA.
Le corpus de recherche de l’Institut comprend notamment des axes consacrés aux équations de Maxwell dans les tissus biologiques, à la propagation et à l’atténuation des champs dans les milieux biologiques, à la mesure des champs cérébraux et cardiaques et à la modélisation du champ électromagnétique humain.
L’approche proposée ne consiste donc pas seulement à parler de « fréquences humaines ».
Elle cherche à poser des questions mesurables :
Quelle grandeur physique mesure-t-on ?
Avec quel instrument ?
Dans quelle bande de fréquences ?
À quelle intensité ?
À quelle distance ?
Quel est le rapport signal-bruit ?
Le signal est-il reproductible ?
Existe-t-il un mécanisme physique capable d’expliquer l’observation ?
Peut-on reproduire le résultat indépendamment ?
Ces questions constituent la base nécessaire à une recherche sérieuse sur les interactions électromagnétiques du vivant.
Mesurer ce qui était autrefois invisible
L’histoire des sciences nous montre quelque chose de remarquable : de nombreux phénomènes existaient bien avant que nous ayons les instruments permettant de les observer.
L’activité électrique du cerveau existait avant l’EEG.
Les champs magnétiques cérébraux existaient avant la MEG.
Le rayonnement infrarouge du corps existait avant les caméras thermiques.
Les émissions photoniques ultra-faibles existaient avant les photomultiplicateurs suffisamment sensibles pour les mesurer.
L’amélioration de l’instrumentation transforme continuellement notre frontière entre l’invisible et le mesurable.
C’est pourquoi la recherche instrumentale constitue un enjeu majeur.
Ce qui semble aujourd’hui noyé dans le bruit pourrait éventuellement devenir mesurable grâce à une nouvelle génération de capteurs.
Les capteurs quantiques pourraient ouvrir de nouvelles possibilités
La MEG traditionnelle nécessite des instruments extrêmement sensibles.
Mais une nouvelle génération de magnétomètres à pompage optique (OPM) permet déjà d’envisager des systèmes de mesure plus souples du champ magnétique cérébral. La littérature scientifique présente ces capteurs quantiques comme une évolution importante de la magnétographie cérébrale.
On peut imaginer que les progrès futurs en :
capteurs quantiques,
photonique,
spectroscopie,
électronique à très faible bruit,
analyse fréquentielle,
intelligence artificielle,
traitement du signal
et imagerie multimodale
permettront d’étudier des signaux biologiques actuellement extrêmement difficiles à isoler.
L’enjeu du rapport signal-bruit
Mais plus un phénomène est faible, plus une règle devient importante :
détecter quelque chose ne suffit pas.
Un instrument mesure également son propre bruit, les vibrations de l’environnement, le réseau électrique, les appareils électroniques voisins, les mouvements du sujet, la température et une multitude d’interférences.
Le signal recherché doit être distingué de tous ces facteurs.
C’est pourquoi les documents scientifiques et pédagogiques de l’Institut insistent sur la nécessité d’associer le bioélectromagnétisme à l’instrumentation, la calibration, le rapport signal-bruit, la maîtrise des artefacts et les protocoles expérimentaux.Cette rigueur sera particulièrement importante pour explorer les domaines encore mal compris.
Des mesures électriques, magnétiques, thermiques et optiques
L’un des horizons les plus intéressants pourrait être l’étude simultanée de plusieurs dimensions du vivant.
Au lieu d’observer uniquement l’EEG, on pourrait mettre en relation :
activité électrique ;
activité magnétique ;
activité cardiaque ;
variabilité de la fréquence cardiaque ;
température ;
spectroscopie ;
émissions photoniques ultra-faibles ;
oxygénation tissulaire ;
activité métabolique.
Les documents de l’Institut présentent justement la spectroscopie comme une méthode permettant d’étudier la manière dont la matière biologique absorbe, diffuse, émet et transforme le rayonnement électromagnétique, avec notamment des approches infrarouges, Raman et UV-visible.
C’est en croisant plusieurs types de mesures que l’on pourrait éventuellement découvrir des relations impossibles à observer avec un seul capteur.
De nouvelles signatures physiologiques pourraient être découvertes
Un objectif majeur pourrait être la recherche de signatures électromagnétiques ou spectroscopiques reproductibles associées à certains états physiologiques.
Cela ne signifie pas supposer leur existence à l’avance.
La démarche scientifique consiste justement à rechercher si elles existent.
Par exemple :
un changement métabolique entraîne-t-il une signature optique mesurable ?
Une modification physiologique entraîne-t-elle une variation reproductible d’un signal électrique ou magnétique ?
Certaines combinaisons de signaux permettent-elles de mieux caractériser l’état d’un tissu ?
Les émissions photoniques ultra-faibles peuvent-elles devenir des biomarqueurs suffisamment fiables ?
Une revue récente souligne que l’UPE humaine est mesurable et liée à des processus métaboliques, tout en montrant qu’un travail important reste nécessaire avant d’en faire un outil diagnostique établi.
Voilà exactement le type de frontière où ce qui est connu rencontre ce qui reste à démontrer.
Comprendre l’interaction entre champs externes et organisme
Un deuxième territoire concerne les champs appliqués au corps.
La médecine utilise déjà différents phénomènes électriques et électromagnétiques.
L’IRM exploite un champ magnétique intense et des radiofréquences pour obtenir des informations sur les tissus.
La stimulation magnétique transcrânienne utilise des champs magnétiques variables pour induire des courants dans certaines régions cérébrales.
La stimulation électrique utilise directement des courants contrôlés.
La photobiomodulation explore certaines interactions entre lumière et tissus.
Ces technologies démontrent un principe important :
la matière biologique peut être influencée par des interventions physiques lorsque le mécanisme de couplage est suffisamment compris et contrôlé.
La question pour la recherche future devient alors beaucoup plus précise :
existe-t-il d’autres paramètres électromagnétiques permettant d’obtenir des effets biologiques spécifiques, mesurables, reproductibles et médicalement pertinents ?
Fréquence, phase, puissance et durée
L’étude ne peut cependant pas se réduire à une recherche d’une « bonne fréquence ».
Un signal électromagnétique possède plusieurs paramètres.
Il faut considérer notamment :
la fréquence,
l’amplitude,
la puissance,
la phase,
la polarisation,
la forme de l’impulsion,
la durée d’exposition,
le cycle de fonctionnement,
la localisation
et les propriétés électriques du tissu.
Deux expériences utilisant la même fréquence mais des puissances ou des formes d’impulsion différentes peuvent produire des résultats totalement différents.
L’objectif scientifique est donc d’étudier l’ensemble des paramètres physiques qui déterminent l’interaction.
Synchronisation et rythmes biologiques : un autre horizon
Le vivant contient également un grand nombre de phénomènes oscillatoires.
Le cœur possède un rythme.
La respiration possède un rythme.
L’activité neuronale contient différentes composantes fréquentielles.
Les cellules présentent des oscillations biochimiques.
Certaines populations neuronales peuvent présenter des phénomènes de synchronisation.
La question de savoir comment différents systèmes biologiques se couplent et se synchronisent constitue un véritable domaine de recherche en biophysique et en neurosciences.
Mais là encore, il faut distinguer les phénomènes démontrés des hypothèses.
Observer deux signaux présentant une fréquence similaire ne démontre pas qu’ils communiquent entre eux.
Il faut démontrer un mécanisme de couplage, une causalité et une reproductibilité.
Cette exigence ouvre précisément un vaste programme expérimental.
Explorer l’inconnu sans transformer l’hypothèse en conclusion
L’ICRSMCA souhaite se positionner dans cette zone particulièrement intéressante de la science :
entre ce que nous savons déjà mesurer et ce que nous ne comprenons pas encore complètement.
Mais l’inconnu scientifique doit rester un inconnu jusqu’à ce que l’expérience permette de le caractériser.
Une hypothèse n’est pas un fait.
Une corrélation n’est pas une causalité.
Un signal n’est pas automatiquement une communication.
Une fréquence n’est pas automatiquement une thérapie.
Et une observation extraordinaire nécessite des contrôles expérimentaux proportionnellement rigoureux.
Cette distinction ne limite pas la recherche.
Elle lui donne sa valeur.
Les domaines encore méconnus sont précisément ceux qui peuvent ouvrir de nouvelles disciplines
La recherche fondamentale possède une caractéristique essentielle : nous ne connaissons pas nécessairement à l’avance les applications d’une découverte.
La compréhension de l’électricité a précédé l’électronique moderne.
L’étude des ondes électromagnétiques a précédé la radio, la télévision, le radar, le Wi-Fi et les télécommunications satellitaires.
La mécanique quantique a précédé une grande partie des technologies électroniques modernes.
La résonance magnétique nucléaire a précédé l’IRM médicale.
De la même manière, approfondir la compréhension des phénomènes électromagnétiques du vivant pourrait ouvrir des domaines auxquels nous n’avons pas encore pensé.
Peut-être découvrirons-nous de nouveaux biomarqueurs.
De nouvelles techniques d’imagerie.
De nouveaux capteurs.
De nouvelles méthodes de surveillance physiologique.
De nouvelles approches de stimulation.
De nouvelles interactions entre métabolisme, activité électrique, magnétisme et photonique.
Ou peut-être certaines hypothèses seront-elles définitivement rejetées.
Les deux résultats constituent un progrès scientifique.
Vers une cartographie électromagnétique plus complète de l’être humain
Nous possédons aujourd’hui plusieurs fenêtres indépendantes sur le fonctionnement du corps.
L’ECG observe certains phénomènes électriques cardiaques.
L’EEG observe certaines activités électriques cérébrales.
La MEG observe les champs magnétiques extrêmement faibles associés à l’activité neuronale.
La thermographie observe le rayonnement thermique.
La spectroscopie étudie l’interaction entre la matière et le rayonnement.
Des instruments extrêmement sensibles permettent d’étudier les émissions photoniques ultra-faibles.
Pourquoi ne pas chercher progressivement à rapprocher ces différentes fenêtres ?
Une future cartographie multimodale pourrait permettre d’observer simultanément :
électricité + magnétisme + lumière + température + métabolisme + dynamique physiologique.
L’objectif ne serait pas de remplacer la biologie moléculaire par l’électromagnétisme.
Ce serait au contraire de comprendre comment la dimension électromagnétique s’intègre à la biologie moléculaire, cellulaire et physiologique déjà connue.
Une frontière scientifique pour l’Institut
C’est dans cette perspective que le bioélectromagnétisme représente un champ de recherche particulièrement prometteur pour l’ICRSMCA.
L’être humain est incontestablement un organisme bioélectrique.
Son activité physiologique produit des champs magnétiques mesurables.
Son corps émet du rayonnement thermique.
Ses cellules peuvent produire des émissions photoniques ultra-faibles.
Ses yeux détectent une partie du spectre électromagnétique.
Ses tissus absorbent et réagissent à différents rayonnements selon leurs propriétés physiques.
Ces éléments appartiennent à la science mesurable.
La prochaine étape consiste à comprendre jusqu’où vont réellement ces interactions.
Quelles informations peut-on extraire de ces signaux ?
Quels phénomènes ne mesurons-nous pas encore suffisamment bien ?
Quels signaux sont simplement des sous-produits de l’activité biologique ?
Lesquels jouent un rôle fonctionnel ?
Existe-t-il des signatures actuellement inconnues ?
Peut-on développer de nouveaux instruments permettant de les observer ?
Certaines interactions peuvent-elles un jour avoir une application diagnostique ou thérapeutique ?
Voilà les questions qui peuvent ouvrir de nouveaux horizons.
Mesurer l’invisible pour mieux comprendre le vivant
Pendant des milliers d’années, l’être humain ignorait totalement que son cerveau produisait un champ magnétique mesurable.
Ce champ existait pourtant.
Nous ne disposions simplement pas des instruments permettant de l’observer.
Aujourd’hui, des capteurs capables de détecter des champs de l’ordre du femtotesla peuvent enregistrer certains phénomènes produits par notre activité cérébrale.
Cette évolution devrait nous rappeler une chose essentielle :
les limites actuelles de nos instruments ne sont pas nécessairement les limites de la nature.
Mais l’inverse est également vrai :
ce que nous imaginons ne devient pas réel simplement parce que nous ne sommes pas encore capables de le mesurer.
Entre ces deux principes se trouve la véritable recherche scientifique.
C’est dans cet espace que l’ICRSMCA souhaite approfondir l’étude du bioélectromagnétisme humain : partir des phénomènes déjà démontrés, développer l’instrumentation, formuler des hypothèses testables, mesurer, comparer, reproduire et progressivement explorer les territoires qui demeurent encore méconnus ou mal compris.
Car derrière chaque battement cardiaque, chaque potentiel d’action neuronal, chaque photon absorbé par la rétine et chaque faible champ magnétique produit par notre organisme se trouve la même question fondamentale :
jusqu’où l’électromagnétisme participe-t-il à l’organisation, à la mesure et à la compréhension du vivant ?
La réponse est encore incomplète.
Et c’est précisément ce qui en fait un domaine de recherche aussi important.
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