Terima kasih kerana melawati Nature.com.Versi penyemak imbas yang anda gunakan mempunyai sokongan terhad untuk CSS.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau matikan mod keserasian dalam Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan memaparkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Permintaan yang semakin meningkat untuk komunikasi telefon mudah alih telah membawa kepada kemunculan teknologi wayarles (G) yang berterusan, yang mungkin mempunyai kesan yang berbeza pada sistem biologi. Untuk menguji ini, kami mendedahkan tikus kepada pendedahan satu kepala kepada medan elektromagnet (EMF) evolusi jangka panjang (LTE)-1800 MHz (EMF) 4G selama 2 jam. Kami kemudiannya menilai kesan lipoposacc keradangan saraf pada liputan spatial mikroglia dan aktiviti neuron elektrofisiologi dalam korteks auditori primer (ACx). Purata SAR dalam ACx ialah 0.5 W/kg. Rakaman berbilang unit menunjukkan bahawa LTE-EMF mencetuskan pengurangan keamatan tindak balas kepada nada tulen dan penyuaraan semula jadi, manakala peningkatan dalam ambang ambang imunokimia1 yang rendah dan ambang pertengahan menunjukkan peningkatan. kawasan yang diliputi oleh badan mikroglial dan proses.Dalam tikus yang sihat, pendedahan LTE yang sama tidak mendorong perubahan dalam keamatan tindak balas dan ambang akustik.Data kami menunjukkan bahawa keradangan neuro akut mepekakan neuron kepada LTE-EMF, mengakibatkan pemprosesan rangsangan akustik yang diubah dalam ACx.
Persekitaran elektromagnet manusia telah berubah secara dramatik sejak tiga dekad yang lalu disebabkan oleh pengembangan berterusan komunikasi tanpa wayar.Pada masa ini, lebih daripada dua pertiga daripada populasi dianggap sebagai pengguna telefon mudah alih (MP). Penyebaran teknologi ini secara besar-besaran telah mencetuskan kebimbangan dan perdebatan tentang kesan yang berpotensi berbahaya daripada medan elektromagnet berdenyut (EMF) dalam julat frekuensi radio (RF) dan kod asas MP yang dipancarkan oleh stesen MP atau frekuensi radio (RF). komunikasi.Isu kesihatan awam ini telah memberi inspirasi kepada beberapa kajian eksperimen yang dikhaskan untuk menyiasat kesan penyerapan frekuensi radio dalam tisu biologi1.Sesetengah kajian ini telah mencari perubahan dalam aktiviti rangkaian neuron dan proses kognitif, memandangkan kedekatan otak dengan sumber RF di bawah penggunaan MP yang meluas. Banyak kajian yang dilaporkan menangani kesan yang digunakan dalam sistem komunikasi termodulat nadi kedua (2SMG) komunikasi global (2) akses berbilang pembahagian kod jalur lebar (WCDMA)/sistem telekomunikasi mudah alih universal generasi ketiga (WCDMA/3G UMTS)2 ,3,4,5.Sedikit yang diketahui tentang kesan isyarat frekuensi radio yang digunakan dalam perkhidmatan mudah alih generasi keempat (4G), yang bergantung pada teknologi Protokol Internet semua digital yang dipanggil Long Term Evolution (LTE), teknologi Jangkauan Jangka Panjang (LTE) yang dijangkakan kepada teknologi LTE20Lau1nch. 6.6 bilion pelanggan LTE global pada Januari 2022 (GSMA: //gsacom.com). Berbanding dengan sistem GSM (2G) dan WCDMA (3G) berdasarkan skim modulasi pembawa tunggal, LTE menggunakan Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) sebagai format isyarat asas6. Di seluruh dunia, perkhidmatan mudah alih LTE5 menggunakan julat 70 MHz dan 4 jalur frekuensi yang berbeza termasuk 4 jalur frekuensi yang berbeza. Jalur 900 dan 1800 MHz juga digunakan dalam GSM.
Keupayaan pendedahan RF untuk mempengaruhi proses biologi sebahagian besarnya ditentukan oleh kadar penyerapan khusus (SAR) yang dinyatakan dalam W/kg, yang mengukur tenaga yang diserap dalam tisu biologi. Kesan pendedahan kepala 30 minit akut kepada isyarat LTE 2.573 GHz pada aktiviti rangkaian neuron global baru-baru ini diterokai dalam sukarelawan manusia yang sihat. Menggunakan pendedahan keadaan selesema yang perlahan boleh menyebabkan fMRI keadaan rehat LTE yang perlahan, ia boleh menyebabkan keadaan selesema yang perlahan. dan perubahan dalam ketersambungan dalam atau antara wilayah, manakala tahap SAR puncak spatial purata lebih 10 g tisu dianggarkan berbeza antara 0.42 dan 1.52 W/ kg, mengikut topik 7, 8, 9. Analisis EEG di bawah keadaan pendedahan yang sama (tempoh 30 minit, anggaran tahap SAR puncak 1.34 W/kg) yang dianggarkan menunjukkan kuasa spektrum manusia yang mewakili 1.34 W/kg. koheren dalam jalur alfa dan beta.Walau bagaimanapun, dua kajian lain berdasarkan analisis EEG mendapati bahawa 20 atau 30 minit pendedahan kepala LTE, dengan tahap SAR tempatan maksimum ditetapkan pada sekitar 2 W/kg, sama ada tidak mempunyai kesan yang dapat dikesan11 atau mengakibatkan kuasa spektrum dalam jalur alfa berkurangan, manakala kognisi tidak berubah dalam fungsi yang dinilai dengan ujian Stroopignifikan 12 kajian menunjukkan perbezaan kognitif 12. secara khusus melihat kesan pendedahan GSM atau UMTS EMF. Ia dianggap timbul daripada variasi dalam reka bentuk kaedah dan parameter eksperimen, termasuk jenis isyarat dan modulasi, intensiti dan tempoh pendedahan, atau daripada heterogen dalam subjek manusia berkenaan dengan umur, anatomi atau jantina.
Setakat ini, beberapa kajian haiwan telah digunakan untuk menentukan cara pendedahan kepada isyarat LTE menjejaskan fungsi otak. Baru-baru ini telah dilaporkan bahawa pendedahan sistemik tikus yang sedang berkembang dari peringkat akhir embrio hingga penyapihan (30 minit/hari, 5 hari/minggu, dengan purata SAR seluruh badan sebanyak 0.5 atau 1 W/kg) mengakibatkan perubahan tingkah laku motor dan selera makan setiap hari 14 hari (2 hari kedewasaan). minggu) pada tikus dewasa didapati mendorong tekanan oksidatif dan mengurangkan amplitud potensi yang ditimbulkan visual yang diperoleh daripada saraf optik, dengan SAR maksimum dianggarkan serendah 10 mW/kg15.
Sebagai tambahan kepada analisis pada pelbagai skala, termasuk tahap selular dan molekul, model tikus boleh digunakan untuk mengkaji kesan pendedahan RF semasa penyakit, seperti yang sebelum ini tertumpu pada GSM atau WCDMA/3G UMTS EMF dalam konteks neuroinflammation akut. Kajian telah menunjukkan kesan sawan, penyakit neurodegeneratif atau glioma 16,17,18,19,20.
Tikus yang disuntik lipopolysaccharide (LPS) ialah model klasik praklinikal tindak balas neuroradang akut yang dikaitkan dengan penyakit berjangkit jinak yang disebabkan oleh virus atau bakteria yang menjejaskan majoriti populasi setiap tahun. Keadaan keradangan ini membawa kepada penyakit boleh balik dan sindrom tingkah laku kemurungan yang dicirikan oleh demam, kehilangan selera makan, dan pengurangan interaksi sosial mikrofaggliosit CNS ini. tindak balas neuroinflamasi.Rawatan tikus dengan LPS mencetuskan pengaktifan mikroglia yang dicirikan oleh pembentukan semula bentuk dan proses selular mereka dan perubahan mendalam dalam profil transkrip, termasuk penyelarasan gen yang mengodkan sitokin atau enzim pro-radang, yang menjejaskan rangkaian neuron Aktiviti 22, 23, 24.
Mengkaji kesan pendedahan kepala selama 2 jam tunggal kepada GSM-1800 MHz EMF dalam tikus yang dirawat LPS, kami mendapati bahawa isyarat GSM mencetuskan tindak balas selular dalam korteks serebrum, yang menjejaskan ekspresi gen, fosforilasi reseptor glutamat, tembakan yang ditimbulkan Meta neuron dan morfologi mikroglia dalam korteks serebrum yang tidak dikesan dalam pendedahan yang sihat. bahawa keadaan neuroinflamasi yang dicetuskan oleh LPS menyedarkan sel-sel CNS kepada isyarat GSM. Memfokuskan pada korteks pendengaran (ACx) tikus yang dirawat LPS, di mana SAR tempatan berpurata 1.55 W/kg, kami mendapati bahawa pendedahan GSM mengakibatkan peningkatan dalam panjang atau percabangan proses mikroglial dan penurunan dalam tindak balas neuron tulen dan stimulasi 8 Naral.
Dalam kajian semasa, kami berhasrat untuk mengkaji sama ada pendedahan kepala sahaja kepada isyarat LTE-1800 MHz juga boleh mengubah morfologi mikroglial dan aktiviti neuron dalam ACx, mengurangkan kuasa pendedahan sebanyak dua pertiga. Kami menunjukkan di sini bahawa isyarat LTE tidak mempunyai kesan ke atas proses mikroglial tetapi masih mencetuskan pengurangan ketara dalam aktiviti kortikal yang ditimbulkan bunyi LPS-SAR0tre dalam SAR50SAR yang ditimbulkan oleh bunyi. W/kg.
Memandangkan bukti terdahulu bahawa pendedahan kepada GSM-1800 MHz mengubah morfologi mikroglial di bawah keadaan pro-radang, kami menyiasat kesan ini selepas pendedahan kepada isyarat LTE.
Tikus dewasa disuntik dengan LPS 24 jam sebelum pendedahan palsu kepala sahaja atau pendedahan kepada LTE-1800 MHz. Apabila terdedah, tindak balas neuroinflamasi yang dicetuskan LPS telah ditubuhkan dalam korteks serebrum, seperti yang ditunjukkan oleh pengawalseliaan gen proinflamasi dan perubahan dalam morfologi mikroglia kortikal (Rajah 1). Kuasa yang didedahkan untuk mendapatkan tahap purata LTE AC5kg telah ditetapkan dalam kepala LTE. (Rajah 2).Untuk menentukan sama ada mikroglia yang diaktifkan LPS bertindak balas terhadap LTE EMF, kami menganalisis bahagian kortikal yang diwarnai dengan anti-Iba1 yang secara selektif melabelkan sel-sel ini. Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 3a, dalam bahagian ACx ditetapkan 3 hingga 4 jam selepas pendedahan palsu atau LTE, mikroglia kelihatan sangat serupa, menunjukkan rawatan sel proinflamasi LPS yang serupa dengan LPS. (Rajah 1). Selaras dengan ketiadaan tindak balas morfologi, analisis imej kuantitatif menunjukkan tiada perbezaan yang ketara dalam jumlah kawasan (ujian-t tidak berpasangan, p = 0.308) atau kawasan (p = 0.196) dan ketumpatan (p = 0.061) imunoreaktiviti Iba1 apabila membandingkan pendedahan kepada badan sel bernoda LTE. 3b-d).
Kesan suntikan ip LPS pada morfologi mikroglia kortikal. Pandangan perwakilan mikroglia dalam bahagian koronal korteks serebrum (rantau dorsomedial) 24 jam selepas suntikan intraperitoneal LPS atau kenderaan (kawalan). Sel-sel telah diwarnai dengan antibodi anti-Iba1 seperti yang diterangkan sebelum ini. Rawatan pro-radang LPS mengakibatkan perubahan morfologi dalam dahan pendek proglia sel dan peningkatan morfologi mikroglia sel. proses, menghasilkan penampilan "seperti padat". Bar skala: 20 µm.
Analisis dosimetrik bagi kadar penyerapan khusus (SAR) dalam otak tikus semasa pendedahan kepada 1800 MHz LTE. Model heterogen yang diterangkan sebelum ini bagi tikus hantu dan antena gelung62 digunakan untuk menilai SAR tempatan dalam otak, dengan grid padu 0.5 mm3.(a) Pandangan global model tikus dalam tetapan pendedahan dengan antena gelung di bawah kepala dan antena logam) di bawah kepala terma (antenna kuning) di atas kepala. Taburan nilai SAR dalam otak dewasa pada resolusi spatial 0.5 mm3. Kawasan yang dihadkan oleh garis hitam dalam bahagian sagittal sepadan dengan korteks pendengaran utama tempat aktiviti mikroglial dan neuron dianalisis. Skala berkod warna bagi nilai SAR digunakan untuk semua simulasi berangka yang ditunjukkan dalam rajah.
Mikroglia yang disuntik LPS dalam korteks pendengaran tikus berikutan pendedahan LTE atau Sham.(a) Pandangan bertindan mewakili mikroglia yang diwarnai dengan antibodi anti-Iba1 dalam bahagian koronal korteks auditori tikus yang direndam LPS 3 hingga 4 jam selepas pendedahan (pendedahan) Sham atau LTE. Bar skala: 20 µd 4 μm morfometrik. sham (titik terbuka) atau pendedahan LTE (terdedah, titik hitam).(b, c) Liputan spatial (b) penanda mikroglia Iba1 dan kawasan badan sel positif Iba1 (c). Data mewakili kawasan pewarnaan anti-Iba1 yang dinormalkan kepada min daripada haiwan terdedah Sham.(d) Bilangan badan sel anti-Iba1 yang diwarnai L (Ham5) pembezaan mikro (Ham) diwarnakan oleh L5 = 6) haiwan tidak signifikan (p > 0.05, ujian-t tidak berpasangan). Bahagian atas dan bawah kotak, garisan atas dan bawah mewakili persentil ke-25-75 dan persentil ke-5-95, masing-masing. Nilai min ditandakan dengan warna merah dalam kotak.
Jadual 1 meringkaskan nombor haiwan dan rakaman berbilang unit yang diperolehi dalam korteks pendengaran utama empat kumpulan tikus (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS).Dalam keputusan di bawah, kami menyertakan semua rakaman yang mempamerkan medan penerimaan temporal spektrum (STRF) yang ketara, iaitu, tindak balas yang ditimbulkan nada sekurang-kurangnya 6 sisihan piawai yang lebih tinggi daripada kadar ini secara spontan (secara spontan). kriteria, kami memilih 266 rekod untuk kumpulan Sham, 273 rekod untuk kumpulan Exposed, 299 rekod untuk kumpulan Sham-LPS, dan 295 rekod untuk kumpulan Exposed-LPS.
Dalam perenggan berikut, kami mula-mula akan menerangkan parameter yang diekstrak daripada medan penerimaan spektrum-temporal (iaitu, tindak balas kepada nada tulen) dan tindak balas kepada penyuaraan khusus xenogeneik. Kami kemudiannya akan menerangkan kuantifikasi kawasan tindak balas frekuensi yang diperolehi untuk setiap kumpulan. Memandangkan kehadiran "data bersarang"30 dalam reka bentuk eksperimen kami, semua analisis statistik bagi kedudukan baris telah dilakukan (semua analisis statistik kedudukan baris dalam jadual elektrod. 1), tetapi semua kesan yang diterangkan di bawah juga berdasarkan bilangan jawatan dalam setiap kumpulan. Jumlah bilangan rakaman berbilang unit yang dikumpul (baris ketiga dalam Jadual 1).
Rajah 4a menunjukkan taburan frekuensi optimum (BF, menimbulkan tindak balas maksima pada 75 dB SPL) neuron kortikal yang diperolehi dalam Sham yang dirawat LPS dan haiwan terdedah. Julat frekuensi BF dalam kedua-dua kumpulan telah dilanjutkan daripada 1 kHz kepada 36 kHz. Analisis statistik menunjukkan bahawa taburan ini adalah serupa (chi-square, p = 0), yang menunjukkan bahawa kedua-dua kumpulan itu boleh dibuat tanpa perbandingan. berat sebelah.
Kesan pendedahan LTE ke atas parameter terkuantiti tindak balas kortikal dalam haiwan yang dirawat LPS.(a) Taburan BF dalam neuron kortikal haiwan yang dirawat LPS yang terdedah kepada LTE (hitam) dan terdedah kepada LTE (putih). Tiada perbezaan antara kedua-dua taburan.(bf) Kesan pendedahan LTE ke atas parameter yang mengukur kekuatan temporal spektrum yang ketara (STRF mengurangkan kekuatan temporal yang ketara adalah
Kami seterusnya menilai sama ada ambang kortikal nada tulen telah diubah oleh pendedahan LTE. Daripada kawasan tindak balas frekuensi (FRA) yang diperoleh daripada setiap rakaman, kami menentukan ambang pendengaran untuk setiap kekerapan dan purata ambang ini untuk kedua-dua kumpulan haiwan. Rajah 4j menunjukkan min (± sem) ambang dari 1.1 hingga 36 kHz ambang auditori Shambandingkan dalam LPS-36 kHz. dan Kumpulan terdedah menunjukkan peningkatan ketara dalam ambang dalam haiwan terdedah berbanding dengan haiwan Sham (Rajah 4j), kesan yang lebih ketara dalam frekuensi rendah dan pertengahan. Lebih tepat lagi, pada frekuensi rendah (< 2.25 kHz), bahagian neuron A1 dengan ambang tinggi meningkat, manakala bahagian ambang neuron rendah dan sederhana = 4 rendah dan sederhana. p < 0.0001; Rajah 4k, Rajah kiri) . Kesan yang sama dilihat pada frekuensi pertengahan (2.25 < Freq(kHz) < 11): bahagian yang lebih tinggi bagi rakaman kortikal dengan ambang perantaraan dan bahagian neuron yang lebih kecil dengan ambang rendah berbanding kumpulan yang tidak terdedah (Chi - Square = 71.17; p <0.001; perbezaan yang ketara dalam Rajah 4k, tengah a). neuron frekuensi tinggi (≥ 11 kHz, p = 0.0059); bahagian neuron ambang rendah menurun dan bahagian ambang pertengahan tinggi meningkat (chi-square = 10.853; p = 0.04 Rajah 4k, panel kanan).
Rajah 5a menunjukkan taburan frekuensi optimum (BF, menimbulkan tindak balas maksimum pada 75 dB SPL) neuron kortikal yang diperolehi dalam haiwan yang sihat untuk kumpulan Sham dan Terdedah. Analisis statistik menunjukkan bahawa kedua-dua taburan adalah serupa (chi-square, p = 0.157), menunjukkan bahawa perbandingan antara kedua-dua kumpulan boleh dibuat tanpa bias pensampelan.
Kesan pendedahan LTE pada parameter terkuantiti tindak balas kortikal dalam haiwan yang sihat.(a) Taburan BF dalam neuron kortikal haiwan sihat yang terdedah kepada LTE (biru tua) dan terdedah kepada LTE (biru muda) secara palsu. Tiada perbezaan antara kedua-dua taburan.(bf) Kesan pendedahan LTE ke atas parameter yang mengukur spektrum temporal penerimaan medan (STRF) yang ketara ialah tiada perubahan keamatan penerimaan temporal (STRF) yang ketara. frekuensi (b,c).Terdapat sedikit peningkatan dalam tempoh tindak balas (d), tetapi tiada perubahan dalam lebar jalur dan lebar jalur tindak balas (e, f). Sama ada kekuatan mahupun kebolehpercayaan temporal tindak balas kepada penyuaraan tidak berubah (g, h). Tiada perubahan ketara dalam aktiviti spontan (i).(*p < 0.05 tidak berpasangan ujian-t O, purata t-pendedahan L,kTE).(j,kTE pendedahan purata ke atas, j.kTE). ambang tidak berubah dengan ketara dalam tikus terdedah LTE berbanding tikus terdedah Sham, tetapi ambang kekerapan yang lebih tinggi adalah lebih rendah sedikit pada haiwan terdedah.
Angka 5b-f menunjukkan plot kotak yang mewakili taburan dan min (garisan merah) parameter yang diperoleh daripada dua set STRF. Dalam haiwan yang sihat, pendedahan LTE itu sendiri mempunyai sedikit kesan ke atas nilai min parameter STRF. Berbanding dengan kumpulan Sham (kotak biru muda vs gelap untuk kumpulan terdedah), pendedahan LTE tidak mengubah sama ada jumlah keamatan tindak balas tidak berpasangan (bffig). ujian-t, p = 0.2176, dan p = 0.8696 masing-masing).Tiada juga kesan ke atas lebar jalur spektrum dan kependaman (masing-masing p = 0.6764 dan p = 0.7129), tetapi terdapat peningkatan yang ketara dalam tempoh tindak balas (p = 0.047).Tiada juga kesan ke atas kekuatan penyuaraan = 0.5. kebolehpercayaan antara percubaan bagi tindak balas ini (Rajah 5j, p = 0.3412), dan aktiviti spontan (Rajah 5).5i; p = 0.3256).
Rajah 5j menunjukkan min (± sem) ambang dari 1.1 hingga 36 kHz dalam tikus yang sihat. Ia tidak menunjukkan perbezaan yang signifikan antara palsu dan tikus terdedah, kecuali ambang lebih rendah sedikit pada haiwan terdedah pada frekuensi tinggi (11–36 kHz) (ujian-t tidak berpasangan, p = 0.0083, dalam julat frekuensi terdedah ini). = 18.312, p = 0.001; Rajah 5k), terdapat lebih sedikit neuron dengan ambang rendah dan sederhana (manakala ambang tinggi) lebih sedikit neuron).
Kesimpulannya, apabila haiwan yang sihat didedahkan kepada LTE, tiada kesan ke atas kekuatan tindak balas kepada nada tulen dan bunyi yang kompleks seperti penyuaraan. Tambahan pula, dalam haiwan yang sihat, ambang pendengaran kortikal adalah serupa antara haiwan terdedah dan palsu, manakala pada haiwan yang dirawat LPS, pendedahan LTE menghasilkan peningkatan yang ketara dalam ambang kortikal dan julat pertengahan frekuensi rendah.
Kajian kami menunjukkan bahawa pada tikus jantan dewasa yang mengalami keradangan saraf akut, pendedahan kepada LTE-1800 MHz dengan SARACx tempatan sebanyak 0.5 W/kg (lihat Kaedah) mengakibatkan pengurangan ketara dalam keamatan tindak balas yang ditimbulkan bunyi dalam rakaman komunikasi utama. Perubahan dalam aktiviti neuron TE ini berlaku tanpa sebarang perubahan ketara dalam domain mikropatial L ini. keamatan tindak balas yang ditimbulkan kortikal tidak diperhatikan pada tikus yang sihat. Memandangkan persamaan dalam taburan frekuensi optimum antara unit rakaman dalam haiwan terdedah dan terdedah kepada palsu LTE, perbezaan dalam kereaktifan neuron boleh dikaitkan dengan kesan biologi isyarat LTE dan bukannya berat sebelah pensampelan (Rajah 4a). Tambahan pula, ketiadaan dan ketiadaan perubahan lebar spektrum LTE yang terdedah, kependaman dalam tindak balas spektrum yang paling ketara. berkemungkinan, rakaman ini telah diambil sampel daripada lapisan kortikal yang sama, yang terletak di kawasan ACx primer dan bukannya sekunder.
Untuk pengetahuan kami, kesan isyarat LTE ke atas tindak balas neuron belum pernah dilaporkan sebelum ini. Walau bagaimanapun, kajian terdahulu telah mendokumenkan keupayaan gelombang berterusan (CW) GSM-1800 MHz atau 1800 MHz untuk mengubah keceriaan neuron, walaupun dengan perbezaan yang ketara bergantung pada pendekatan eksperimen. Tidak lama selepas pendedahan kepada tahap 1800 MHz SAR/KW, rekod CW 2. ganglia siput menunjukkan penurunan ambang untuk mencetuskan potensi tindakan dan modulasi neuron. Sebaliknya, aktiviti spiking dan pecah dalam kultur neuron primer yang diperolehi daripada otak tikus telah dikurangkan dengan pendedahan kepada GSM-1800 MHz atau 1800 MHz CW selama 15 minit pada SAR 4.6 W/kg. Pendedahan separa terhalang ini hanya dalam 3 minit. pembungkaman neuron telah dicapai pada SAR sebanyak 9.2 W/kg. Analisis tindak balas dos menunjukkan bahawa GSM-1800 MHz adalah lebih berkesan daripada 1800 MHz CW dalam menyekat aktiviti pecah, menunjukkan bahawa tindak balas neuron bergantung pada modulasi isyarat RF.
Dalam tetapan kami, tindak balas yang dibangkitkan kortikal dikumpul dalam vivo 3 hingga 6 jam selepas pendedahan kepala sahaja selama 2 jam tamat. Dalam kajian terdahulu, kami menyiasat kesan GSM-1800 MHz pada SARACx sebanyak 1.55 W/kg dan mendapati tiada kesan ketara ke atas tindak balas kortikal yang ditimbulkan bunyi pada tikus yang sihat sahaja. pada 0.5 W/kg SARACx ialah peningkatan sedikit dalam tempoh tindak balas apabila pembentangan ton tulen. Kesan ini sukar untuk dijelaskan kerana ia tidak disertai dengan peningkatan dalam keamatan tindak balas, menunjukkan bahawa tempoh tindak balas yang lebih lama ini berlaku dengan jumlah bilangan potensi tindakan yang sama yang dicetuskan oleh neuron kortikal. Satu penjelasan mungkin bahawa pendedahan LTE boleh mengurangkan aktiviti perencat interneuron dalam beberapa dokumen AC, yang mungkin mengurangkan aktiviti perencat interneuron utama dalam beberapa dokumen AC. perencatan suapan mengawal tempoh tindak balas sel piramid yang dicetuskan oleh input thalamic excitatory33,34, 35, 36, 37.
Sebaliknya, pada tikus yang mengalami neuroinflammation yang dicetuskan oleh LPS, pendedahan LTE tidak mempunyai kesan ke atas tempoh tembakan neuron yang ditimbulkan bunyi, tetapi kesan yang ketara telah dikesan pada kekuatan tindak balas yang ditimbulkan. Malah, berbanding dengan tindak balas neuron yang direkodkan dalam tikus yang terdedah kepada LPS-sham, neuron dalam tikus yang dirawat LPS menunjukkan pengurangan intensiti terhadap tindak balas yang dirawat LPS, yang menunjukkan pengurangan intensiti kepada tindak balas yang dicerap oleh LPS. kedua-duanya apabila mempersembahkan nada tulen dan penyuaraan semula jadi .Pengurangan dalam keamatan tindak balas kepada nada tulen berlaku tanpa penyempitan lebar jalur penalaan spektrum sebanyak 75 dB, dan kerana ia berlaku pada semua keamatan bunyi, ia mengakibatkan peningkatan dalam ambang akustik neuron kortikal pada frekuensi rendah dan pertengahan.
Pengurangan dalam kekuatan tindak balas yang ditimbulkan menunjukkan bahawa kesan isyarat LTE pada SARACx sebanyak 0.5 W/kg dalam haiwan yang dirawat LPS adalah serupa dengan GSM-1800 MHz yang digunakan pada tiga kali lebih tinggi SARACx (1.55 W/kg) 28 . Bagi isyarat GSM, pendedahan kepala kepada kebolehcerekan neuron subjek LTE-1800 MHz mungkin mengurangkan kebolehekskanan neuron ACx MHz. Neuroinflammation yang dicetuskan oleh LPS. Selaras dengan hipotesis ini, kami juga memerhatikan trend ke arah penurunan kebolehpercayaan percubaan bagi tindak balas neuron terhadap penyuaraan (Rajah 4h) dan penurunan aktiviti spontan (Rajah 4i). Walau bagaimanapun, sukar untuk menentukan secara in vivo sama ada isyarat LTE mengurangkan keterujaan intrinsik neuron di sana, mengurangkan keceriaan neuron intrinsik atau AC.
Pertama, tindak balas yang lebih lemah ini mungkin disebabkan oleh keceriaan sel kortikal yang dikurangkan secara intrinsik selepas pendedahan kepada LTE 1800 MHz. Menyokong idea ini, GSM-1800 MHz dan 1800 MHz-CW mengurangkan aktiviti letusan apabila digunakan terus pada kultur primer tikus kortikal dengan tahap SAR masing-masing 3.42 W/kg, dan akg SAR. diperlukan untuk mengurangkan aktiviti pecah dengan ketara. Menyokong untuk mengurangkan keceriaan intrinsik, kami juga memerhatikan kadar tembakan spontan yang lebih rendah pada haiwan terdedah berbanding haiwan terdedah palsu.
Kedua, pendedahan LTE juga boleh menjejaskan penghantaran sinaptik daripada sinaps thalamo-kortikal atau kortikal-kortikal. Banyak rekod kini menunjukkan bahawa, dalam korteks pendengaran, keluasan penalaan spektrum tidak semata-mata ditentukan oleh unjuran thalamic aferen, tetapi sambungan intrakortikal memberikan input spektrum tambahan ke tapak kortikal yang terdedah dan STRF, fakta bahawa dalam eksperimen kortikal yang serupa STRF, fakta bahawa dalam eksperimen kortikal yang serupa, STRF. haiwan yang terdedah secara palsu secara tidak langsung mencadangkan bahawa kesan pendedahan LTE bukanlah kesan pada ketersambungan kortikal-kortikal. Ini juga menunjukkan bahawa ketersambungan yang lebih tinggi di kawasan kortikal lain yang terdedah pada SAR daripada diukur dalam ACx (Rajah 2) mungkin tidak bertanggungjawab untuk tindak balas yang diubah yang dilaporkan di sini.
Di sini, sebahagian besar rakaman kortikal terdedah LPS menunjukkan ambang yang tinggi berbanding haiwan yang terdedah kepada LPS-sham. Memandangkan telah dicadangkan bahawa ambang akustik kortikal dikawal terutamanya oleh kekuatan sinaps thalamo-kortikal39,40, ia boleh disyaki bahawa pendedahan thalamo-kortikal dikurangkan, sama ada dikurangkan sebahagiannya melalui pendedahan presynamat atau pelepasan kortikal. tahap postsynaptic (nombor reseptor berkurangan atau pertalian).
Sama seperti kesan GSM-1800 MHz, tindak balas neuron yang diubah akibat LTE berlaku dalam konteks neuroinflammation yang dicetuskan oleh LPS, yang dicirikan oleh tindak balas mikroglial. Bukti semasa menunjukkan bahawa mikroglia sangat mempengaruhi aktiviti rangkaian neuron dalam otak normal dan patologi yang dihasilkan oleh otak normal dan patologi41,42,43. mungkin mengehadkan penghantaran neuro, tetapi juga pada motilitas tinggi proses selular mereka.Dalam korteks serebrum, kedua-dua peningkatan dan penurunan aktiviti rangkaian neuron mencetuskan pengembangan pesat domain spatial mikroglial disebabkan oleh pertumbuhan proses mikroglial44,45. Khususnya, protrusions mikroglial direkrut berhampiran sinapsis thalamocortical diaktifkan dan melalui mekanisme excitatory yang menghalang sinaps. pengeluaran adenosin tempatan yang dimediasi mikroglia.
Dalam tikus yang dirawat LPS yang diserahkan kepada GSM-1800 MHz dengan SARACx pada 1.55 W/kg, penurunan aktiviti neuron ACx berlaku dengan pertumbuhan proses mikroglial yang ditandakan oleh kawasan bernoda Iba1 yang ketara dalam Peningkatan ACx28. Pemerhatian ini menunjukkan bahawa pembentukan semula mikroglial yang dicetuskan oleh pendedahan GSM yang dicetuskan secara aktif boleh menyumbang kepada bunyi semula neuron GSM secara aktif. respons.Kajian semasa kami berhujah menentang hipotesis ini dalam konteks pendedahan kepala LTE dengan SARACx terhad kepada 0.5 W/kg, kerana kami mendapati tiada peningkatan dalam domain spatial yang diliputi oleh proses mikroglial. Walau bagaimanapun, ini tidak menolak sebarang kesan isyarat LTE pada mikroglia yang diaktifkan LPS, yang seterusnya boleh menjejaskan aktiviti neuron yang diperlukan untuk menjawab soalan ini. mengubah tindak balas neuron kepada isyarat LTE.
Untuk pengetahuan kami, kesan isyarat LTE pada pemprosesan pendengaran belum pernah dikaji sebelum ini.Kajian terdahulu kami 26,28 dan kajian semasa menunjukkan bahawa dalam penetapan keradangan akut, pendedahan kepala sahaja kepada GSM-1800 MHz atau LTE-1800 MHz mengakibatkan perubahan fungsi dalam tindak balas neuron dalam ACx, seperti yang ditunjukkan oleh sebab-sebab utama kita tidak boleh terjejas oleh ambang dua ambang pendengaran. Pendedahan LTE. Pertama, seperti yang ditunjukkan dalam kajian dosimetri yang ditunjukkan dalam Rajah 2, tahap SAR tertinggi (hampir 1 W/kg) terletak dalam korteks dorsomedial (di bawah antena), dan ia berkurangan dengan ketara apabila seseorang bergerak lebih ke sisi dan sisi. Bahagian ventral kepala. Ia boleh dianggarkan pada aras W/kg rat1 (pada aras rendah W/kg 0. terusan).Kedua, apabila telinga babi guinea didedahkan selama 2 bulan pada GSM 900 MHz (5 hari/minggu, 1 jam/hari, SAR antara 1 dan 4 W/kg), tiada perubahan yang dapat dikesan dalam magnitud produk herotan Ambang otoacoustic untuk Pancaran dan Tindak Balas Batang Otak Auditori kepada Pendedahan GSM, 908Seterusnya 47.Fur00 MHz pada SAR tempatan sebanyak 2 W/kg tidak menjejaskan fungsi sel rambut luar koklea pada tikus yang sihat48,49. Keputusan ini menggemakan data yang diperolehi pada manusia, di mana penyiasatan telah menunjukkan bahawa pendedahan 10 hingga 30 minit kepada EMF daripada telefon bimbit GSM tidak mempunyai kesan yang konsisten terhadap pemprosesan pendengaran seperti yang dinilai pada tahap koklea55,51,52.
Dalam kajian kami, perubahan penembakan neuron yang dicetuskan oleh LTE telah diperhatikan dalam vivo 3 hingga 6 jam selepas pendedahan tamat. Dalam kajian terdahulu pada bahagian dorsomedial korteks, beberapa kesan yang disebabkan oleh GSM-1800 MHz diperhatikan pada 24 jam selepas pendedahan tidak lagi dapat dikesan pada 72 jam selepas pendedahan. Ini adalah kes dengan pengembangan proses translazim mikro dan IL yang berkurangan. Reseptor AMPA. Memandangkan korteks pendengaran mempunyai nilai SAR yang lebih rendah (0.5W/kg) daripada kawasan dorsomedial (2.94W/kg26), perubahan dalam aktiviti neuron yang dilaporkan di sini nampaknya bersifat sementara.
Data kami harus mengambil kira had SAR yang layak dan anggaran nilai SAR sebenar yang dicapai dalam korteks serebrum pengguna telefon mudah alih. Piawaian semasa yang digunakan untuk melindungi orang awam menetapkan had SAR kepada 2 W/kg untuk pendedahan kepala atau batang badan setempat kepada frekuensi radio dalam julat RF 100 kHz dan 6 GHz.
Simulasi dos telah dilakukan menggunakan model kepala manusia yang berbeza untuk menentukan penyerapan kuasa RF dalam tisu kepala yang berbeza semasa komunikasi kepala umum atau telefon bimbit. Selain kepelbagaian model kepala manusia, simulasi ini menyerlahkan perbezaan atau ketidakpastian yang ketara dalam menganggarkan tenaga yang diserap oleh otak berdasarkan parameter anatomi atau histologi seperti bentuk luaran atau dalaman kepala atau kandungan air, perbezaan secara meluas, mengikut umur, jantina, berbeza mengikut umur, jantina, atau kandungan tisu kepala. individu 56,57,58.Tambahan pula, ciri telefon bimbit, seperti lokasi dalaman antena dan kedudukan telefon bimbit berbanding dengan kepala pengguna, sangat mempengaruhi tahap dan pengedaran nilai SAR dalam korteks serebrum59,60. Walau bagaimanapun, memandangkan pengedaran SAR yang dilaporkan dalam korteks serebrum manusia00 yang dipancarkan daripada frekuensi radio sel 18 MHz julat58, 59, 60, nampaknya tahap SAR yang dicapai dalam korteks pendengaran manusia masih kurang digunakan separuh daripada korteks serebrum manusia. Kajian kami (SARACx 0.5 W/kg). Oleh itu, data kami tidak mencabar had nilai SAR semasa yang terpakai kepada orang ramai.
Kesimpulannya, kajian kami menunjukkan bahawa satu pendedahan kepala sahaja kepada LTE-1800 MHz mengganggu tindak balas neuron neuron kortikal kepada rangsangan deria. Selaras dengan pencirian kesan isyarat GSM sebelum ini, keputusan kami mencadangkan bahawa kesan isyarat LTE pada aktiviti neuron berbeza mengikut status kesihatan. Radang neuro akut kepada LTE-18 memproses neuron yang sensitif, memproses neuron LTE yang sensitif. daripada rangsangan pendengaran.
Data dikumpul pada umur 55 hari daripada korteks serebrum 31 tikus Wistar jantan dewasa yang diperolehi di makmal Janvier. Tikus ditempatkan dalam kelembapan (50-55%) dan kemudahan terkawal suhu (22-24 °C) dengan kitaran terang/gelap 12 jam/12 h (lampu dihidupkan pada jam 7:30 pagi dan dipanduan dengan air). ditubuhkan oleh Council of the European Communities Directive (2010/63/EU Council Directive), yang serupa dengan yang diterangkan dalam Society for Neuroscience Guidelines for the Use of Animals in Neuroscience Research. Protokol ini telah diluluskan oleh Ethics Committee Paris-Sud and Center (CEEA N°59, Project 2014-25, National Protocol 03729) dan prosedur yang sah 03729 ini. 34-2012.
Haiwan telah dibiasakan ke ruang koloni selama sekurang-kurangnya 1 minggu sebelum rawatan LPS dan pendedahan (atau pendedahan palsu) kepada LTE-EMF.
Dua puluh dua ekor tikus telah disuntik secara intraperitoneal (ip) dengan E. coli LPS (250 µg/kg, serotype 0127:B8, SIGMA) dicairkan dengan salin isotonik bebas endotoksin steril 24 jam sebelum pendedahan LTE atau sham (n setiap kumpulan). = 11). Dalam tikus jantan Wistar berumur 2 bulan, rawatan LPS ini menghasilkan tindak balas neuroinflamasi yang ditandakan dalam korteks serebrum oleh beberapa gen pro-radang (tumor necrosis factor-alpha, interleukin 1ß, CCL2, NOX2 , NOS2) dikawal selia 24 jam selepas suntikan skrip LPS dan peningkatan skrip 4 kali ganda. Enzim NOX2 dan interleukin 1ß, masing-masing. Pada titik masa 24 jam ini, mikroglia kortikal memaparkan morfologi sel "padat" tipikal yang dijangkakan oleh pengaktifan pro-radang yang dicetuskan oleh LPS (Rajah 1), yang berbeza dengan pengaktifan yang dicetuskan LPS oleh orang lain. Pengaktifan pro-radang selular sepadan dengan 24, 61.
Pendedahan kepala sahaja kepada LTE EMF telah dilakukan menggunakan persediaan eksperimen yang digunakan sebelum ini untuk menilai kesan GSM EMF26. Pendedahan LTE dilakukan 24 jam selepas suntikan LPS (11 haiwan) atau tiada rawatan LPS (5 haiwan). Haiwan dibius ringan dengan ketamin/xylazine (ketamin 80 mg/kg, ip; xylazine untuk mengelakkan pergerakan sebelum kg, ip; xylazine , ip; xylazine , i1 ) kepala haiwan berada dalam antena gelung yang memancarkan isyarat LTE Lokasi boleh dihasilkan semula di bawah. Separuh daripada tikus dari sangkar yang sama berfungsi sebagai kawalan (11 haiwan terdedah palsu, daripada 22 tikus prarawat dengan LPS): mereka diletakkan di bawah antena gelung dan tenaga isyarat LTE ditetapkan kepada sifar. Berat haiwan terdedah dan palsu adalah sama. (p5, haiwan terdedah dan tidak diuji adalah serupa. ns).Semua haiwan yang dibius diletakkan pada pad pemanas bebas logam untuk mengekalkan suhu badan mereka sekitar 37°C sepanjang eksperimen.Seperti dalam eksperimen sebelumnya, masa pendedahan ditetapkan kepada 2 jam.Selepas pendedahan, letakkan haiwan itu pada pad pemanas lain di dalam bilik pembedahan.Prosedur pendedahan yang sama telah digunakan untuk 10 tikus yang sihat (tidak dirawat dengan LPS yang sama).
Sistem pendedahan adalah serupa dengan sistem 25, 62 yang diterangkan dalam kajian terdahulu, dengan penjana frekuensi radio digantikan untuk menjana LTE dan bukannya medan elektromagnet GSM. Secara ringkas, penjana RF (SMBV100A, 3.2 GHz, Rohde & Schwarz, Jerman) memancarkan LTE - 1800 MHz, medan elektromagnet 2HL4-W+ disambungkan kepada penguat kuasa Z2HL4+ Litar Mini, Amerika Syarikat), pengedar (D3 1719-N, Sodhy, Perancis), pengganding dua hala (CD D 1824-2, − 30 dB, Sodhy, Perancis) dan pembahagi kuasa empat hala (DC D 0922-4N, Sodhy, Perancis), membenarkan empat haiwan.9AgilenA1 meter serentak USA) yang disambungkan kepada pengganding dwiarah membenarkan pengukuran berterusan dan pemantauan kejadian dan kuasa yang dipantulkan dalam peranti.Setiap output disambungkan ke antena gelung (Sama-Sistemi srl; Roma), membolehkan pendedahan separa kepala haiwan. Antena gelung terdiri daripada litar bercetak dengan dua garisan logam (pemalar dielektrik εr = 4.6 engsulating hujung pada peranti penghujung substrat. terdiri daripada dawai selebar 1 mm membentuk gelang yang diletakkan berhampiran dengan kepala haiwan.Seperti dalam kajian lepas26,62, kadar penyerapan spesifik (SAR) ditentukan secara berangka menggunakan model tikus berangka dan kaedah domain masa perbezaan terhingga (FDTD)63,64,65. Mereka juga ditentukan secara eksperimen dalam kes tikus kenaikan suhu homogen. Model ini menggunakan Luxkg/SAR tikus. dikira menggunakan formula: SAR = C ΔT/Δt, dengan C ialah kapasiti haba dalam J/(kg K), ΔT, dalam °K dan Δt Perubahan suhu, masa dalam saat. Nilai SAR yang ditentukan secara berangka dibandingkan dengan nilai SAR percubaan yang diperoleh menggunakan model homogen, terutamanya dalam SAR tikus yang diukur secara berangka yang setara dan perbezaan SAR yang diukur secara berangka. kurang daripada 30%.
Rajah 2a menunjukkan taburan SAR dalam otak tikus dalam model tikus, yang sepadan dengan taburan dari segi berat badan dan saiz tikus yang digunakan dalam kajian kami. Purata SAR otak ialah 0.37 ± 0.23 W/kg (min ± SD). Nilai SAR tertinggi di kawasan kortikal betul-betul di bawah antena gelung. SAR 0.0.0 SAR tempatan ialah ± 8 SAR ACx. W/kg (min ± SD) (Rajah 2b). Memandangkan berat badan tikus terdedah adalah homogen dan perbezaan ketebalan tisu kepala boleh diabaikan, SAR sebenar ACx atau kawasan kortikal lain dijangka hampir sama antara satu haiwan terdedah dengan yang lain.
Pada akhir pendedahan, haiwan telah ditambah dengan dos tambahan ketamin (20 mg/kg, ip) dan xylazine (4 mg/kg, ip) sehingga tiada pergerakan refleks diperhatikan selepas mencubit kaki belakang. Satu bius tempatan (Xylocain 2%) disuntik secara subkutan ke dalam kulit dan otot temporal di atas tengkorak haiwan. dalam rangka stereotaxic, kraniotomi telah dilakukan di atas korteks temporal kiri.Seperti dalam kajian kami sebelum ini66, bermula dari persimpangan tulang parietal dan tulang temporal, bukaan adalah 9 mm lebar dan 5 mm tinggi.Dura di atas ACx telah dikeluarkan dengan berhati-hati di bawah kawalan binokular tanpa merosakkan saluran darah.Pada penghujung prosedur untuk binaan akrilik kepala deraumatik asas adalah deraumatik. semasa rakaman. Letakkan bingkai stereotaksik yang menyokong haiwan itu dalam ruang pengecilan akustik (IAC, model AC1).
Data diperolehi daripada rakaman berbilang unit dalam korteks pendengaran utama 20 tikus, termasuk 10 haiwan yang dirawat dengan LPS. Rakaman ekstraselular diperoleh daripada susunan 16 elektrod tungsten (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) yang terdiri daripada dua baris 8 elektrod dengan jarak 1000µmµmµm yang sama (3mµmµmµm antara elektrod yang sama. baris).Satu dawai perak (ø: 300 µm) untuk pembumian telah dimasukkan di antara tulang temporal dan dura kontralateral. Anggaran lokasi ACx primer ialah 4-7 mm di belakang bregma dan 3 mm ventral ke jahitan supratemporal. Isyarat mentah telah dikuatkan 10,000 kali (data TDT berbilang, Medusa, XR-chation) dan kemudiannya diproses. TDT). Isyarat yang dikumpul daripada setiap elektrod telah ditapis (610–10,000 Hz) untuk mengekstrak aktiviti berbilang unit (MUA). Tahap pencetus ditetapkan dengan teliti untuk setiap elektrod (oleh pengarang bersama yang buta kepada keadaan terdedah atau terdedah palsu) untuk memilih potensi tindakan terbesar daripada isyarat. Pemeriksaan dalam talian dan luar talian bagi bentuk gelombang MU3 yang dikumpul di sini ditunjukkan oleh potensi gelombang 6 A yang terkumpul di sini. neuron berhampiran elektrod. Pada permulaan setiap eksperimen, kami menetapkan kedudukan tatasusunan elektrod supaya dua baris lapan elektrod boleh mencuba neuron, daripada tindak balas frekuensi rendah ke tinggi apabila dilakukan dalam orientasi rostral.
Rangsangan akustik dijana dalam Matlab, dihantar ke sistem penyampaian bunyi (TDT) berasaskan RP2.1 dan dihantar ke pembesar suara Fostex (FE87E). Pembesar suara diletakkan 2 cm dari telinga kanan tikus, di mana jarak pembesar suara menghasilkan spektrum frekuensi rata (± 360 dB) dan penentukuran Hz. telah dilakukan menggunakan hingar dan nada tulen yang dirakam dengan mikrofon Bruel dan Kjaer 4133 ditambah dengan prapenguat B&K 2169 dan perakam digital Marantz PMD671. Medan Penerimaan Masa Spektrum (STRF) ditentukan menggunakan 97 frekuensi nada gamma, meliputi 8 (0.14–36 kHz, 7) secara rawak. 4.15 Hz. Kawasan Tindak Balas Kekerapan (FRA) ditentukan menggunakan set nada yang sama dan dibentangkan dalam susunan rawak pada 2 Hz dari 75 hingga 5 dB SPL. Setiap frekuensi dibentangkan lapan kali pada setiap intensiti.
Tindak balas terhadap rangsangan semula jadi juga dinilai.Dalam kajian terdahulu, kami mendapati bahawa penyuaraan tikus jarang menimbulkan tindak balas yang kuat dalam ACx, tanpa mengira frekuensi optimum neuron (BF), manakala khusus xenograf (cth, penyuaraan burung penyanyi atau guinea pig) lazimnya Keseluruhan peta nada. Oleh itu, kami menguji tindak balas penyuaraan kortikal dalam guinea 3 pada guineatle3. disambungkan kepada 1 s rangsangan, dibentangkan 25 kali).
Kami juga boleh menyesuaikan komponen pasif rf mengikut keperluan anda. Anda boleh memasuki halaman penyesuaian untuk memberikan spesifikasi yang anda perlukan.
https://www.keenlion.com/customization/
Emali:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Masa siaran: Jun-23-2022
