Il primo esperimento di stimolazione magnetica del sistema nervoso umano si deve a D'Arsonval che, nel 1896, descrive la percezione dei fosfeni da parte di soggetti aventi la testa immersa in un campo magnetico variabile.
Negli anni successivi altri scienziati, quali Beer(1902), Thomposon(1910), Dunlap(1911), Magnusson Stevens (1911,1914), in studi analoghi, evidenziano quasi esclusivamente fenomeni legati alla percezione visiva. Ciò perchè, come oggi è noto, la retina, il nervo ottico e la zona occipitale della corteccia, sono le strutture più sensibili alla stimolazione con correnti indotte, tanto che sono sufficienti dei campi di induzione magnetica con un valore quadratico medio di soli 10 mTesla, a 20 Hz.
Per più di cinquanta anni non si hanno progressi significativi, forse anche a causa della difficoltà tecnica di produrre dei campi magnetici variabili in grado di stimolare le altre strutture del corpo umano, che sono molto meno sensibili. Solo nel 1965 Bickford e Fremming dimostrano la possibilità di ottenere, in modo non invasivo, contrazioni muscolari cono correnti indotte da impulsi di campo magnetico.
Tuttavia, non sono in grado di registrare i potenziali d' azione muscolari, fallisce il tentativo di stimolare il cervello, inotre, l' apparato usato è troppo ingombrante e poco adatto ad applicazioni cliniche. Un passo avanti è compiuto da Hallgreen che, nel 1973, pubblica un progetto di stimolatore ad alto tasso di ripetizione degli impulsi, il quale però non presenta risultati sperimentali.
Dal 1977 un gruppo dell' Università di Sheffield (Inghilterra) inizia a studiare il problema. Ciò conduce, nel 1982, Polson, Barker e Freeston alla prima stimolazione di nervi periferici, con impulsi di campo magnetico a bassa frequenza, documentata dalla registrazione dei potenziali d' azione nervosi e muscolari (EMG) risultanti. Nel 1985 Barker, Jalinous e Freeston ottengono la prima stimolazione della corteccia motoria umana, documentata da anloghe registrazioni.
Il principio di funzionamento dello stimolatore messo a punto da Sheffield, è sostanzialmente quello su cui si basano gli stimolatori oggi disponibili in commercio.
Analogamente a quanto si fa nella stimolazione elettrica, un banco di condensatori viene tenuto in carica da un elevata d.d.p. dell’ordine della migliaia di volt ed all’occorrenza viene scaricato repentinamente su una bobina, azionando un dispositivo di commutazione meccanico o allo stato solido. Sostanzialmente si tratta di un circuito RLC serie i cui parametri determinano l’andamento temporale della corrente di scarica. Generalmente si sceglie per la corrente un andamento di tipo sovrasmorzato ed un decadimento esponenziale a zero (in circa 1 msec), che da luogo ad una più rapida depolarizzazione e quindi ad una stimolazione più efficiente ; il tasso di variazione della corrente è di circa 10^8 Ampere/secondo, il tempo di salita dell' impulso di corrente è di circa 10-200 micro secondi e il picco della densità di flusso magnetico è dell' ordine di 5 Tesla.
 

Fig. 16

Le figure 16 e 17 mostrano l’andamento della corrente che scorre nella bobina nel dominio del tempo e della frequenza.
 

 
 

 Fig.17