Pawarta

Matur nuwun sampun ngunjungi Nature.com. Versi browser sing sampeyan gunakake nduweni dhukungan CSS sing winates. Kanggo pengalaman sing paling apik, disaranake sampeyan nggunakake browser sing dianyari (utawa mateni mode kompatibilitas ing Internet Explorer). Kangge, kanggo njamin dhukungan sing terus-terusan, kita bakal nampilake situs tanpa gaya lan JavaScript.
Panjaluk komunikasi telepon seluler sing saya tambah wis nyebabake munculé teknologi nirkabel (G) sing terus-terusan, sing bisa uga duwe dampak sing beda-beda ing sistem biologis. Kanggo nguji iki, kita mbabarake tikus menyang paparan siji sirah menyang evolusi jangka panjang 4G (LTE) -1800 MHz medan elektromagnetik (EMF) sajrone 2 jam. Kita banjur ngevaluasi efek neuroinflamasi akut sing diinduksi lipopolisakarida ing jangkoan spasial mikroglia lan aktivitas neuronal elektrofisiologis ing korteks auditori utama (ACx). SAR rata-rata ing ACx yaiku 0,5 W / kg. Rekaman multi-unit nuduhake yen LTE-EMF micu pengurangan intensitas respon kanggo nada murni lan vokalisasi alami, dene peningkatan ambang akustik kanggo frekuensi rendah lan menengah. Imunohistokimia Iba1 ora nuduhake owah-owahan ing area sing ditutupi dening awak lan proses mikroglial. Ing tikus sing sehat, paparan LTE sing padha ora nyebabake owah-owahan ing intensitas respon lan ambang akustik. Data kita nuduhake yen neuroinflamasi akut ndadekake neuron sensitif marang LTE-EMF, sing nyebabake owah-owahan pangolahan rangsangan akustik ing ACx.
Lingkungan elektromagnetik manungsa wis owah banget sajrone telung dekade kepungkur amarga ekspansi komunikasi nirkabel sing terus-terusan. Saiki, luwih saka rong pertiga populasi dianggep minangka pangguna telpon seluler (MP). Penyebaran teknologi iki kanthi skala gedhe wis nyebabake keprihatinan lan debat babagan efek medan elektromagnetik berdenyut (EMF) sing mbebayani ing kisaran frekuensi radio (RF), sing dipancarake dening MP utawa stasiun pangkalan lan ngode komunikasi. Masalah kesehatan masyarakat iki wis menehi inspirasi kanggo sawetara studi eksperimen sing dikhususake kanggo nyelidiki efek penyerapan frekuensi radio ing jaringan biologis1. Sawetara studi kasebut wis nggoleki owah-owahan ing aktivitas jaringan neuronal lan proses kognitif, amarga cedhake otak karo sumber RF ing panggunaan MP sing nyebar. Akeh studi sing dilapurake ngatasi efek sinyal modulasi pulsa sing digunakake ing sistem global generasi kapindho (2G) kanggo komunikasi seluler (GSM) utawa akses ganda divisi kode pita lebar (WCDMA)/sistem telekomunikasi seluler universal generasi katelu (WCDMA/3G UMTS)2,3,4,5. Sethithik sing dingerteni babagan efek sinyal frekuensi radio sing digunakake ing layanan seluler generasi kaping papat (4G), sing gumantung ing Protokol Internet kabeh-digital. Teknologi sing diarani teknologi Long Term Evolution (LTE). Diluncurake ing taun 2011, layanan handset LTE diarepake bakal tekan 6,6 milyar pelanggan LTE global ing Januari 2022 (GSMA: //gsacom.com). Dibandhingake karo sistem GSM (2G) lan WCDMA (3G) sing adhedhasar skema modulasi operator tunggal, LTE nggunakake Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) minangka format sinyal dhasar. Ing saindenging jagad, layanan seluler LTE nggunakake macem-macem pita frekuensi antarane 450 lan 3700 MHz, kalebu pita 900 lan 1800 MHz sing uga digunakake ing GSM.
Kemampuan paparan RF kanggo mengaruhi proses biologis umume ditemtokake dening tingkat penyerapan spesifik (SAR) sing ditulis ing W/kg, sing ngukur energi sing diserep ing jaringan biologis. Efek saka paparan sirah akut 30 menit menyang sinyal LTE 2,573 GHz ing aktivitas jaringan neuronal global bubar dieksplorasi ing sukarelawan manungsa sing sehat. Nggunakake fMRI kahanan istirahat, diamati manawa paparan LTE bisa nyebabake fluktuasi frekuensi alon spontan lan owah-owahan ing konektivitas intra- utawa antar-regional, dene tingkat SAR puncak spasial rata-rata luwih saka 10 g jaringan dikira-kira beda-beda antarane 0,42 lan 1,52 W/kg, miturut topik 7, 8, 9. Analisis EEG ing kahanan paparan sing padha (durasi 30 menit, tingkat SAR puncak sing dikira-kira 1,34 W/kg nggunakake model sirah manungsa sing representatif) nuduhake daya spektral sing suda lan koherensi hemisfer ing pita alfa lan beta. Nanging, rong panliten liyane adhedhasar analisis EEG nemokake manawa 20 utawa 30 menit paparan sirah LTE, kanthi tingkat SAR lokal maksimum disetel ing sekitar 2 W/kg, ora nduweni efek sing bisa dideteksi11 utawa nyebabake daya spektral ing pita alfa mudhun, dene kognisi ora owah ing fungsi sing ditaksir nganggo tes Stroop12. Bedane sing signifikan uga ditemokake ing asil EEG utawa studi kognitif sing khusus ndeleng efek paparan EMF GSM utawa UMTS. Iki dianggep muncul saka variasi ing desain metode lan parameter eksperimen, kalebu jinis sinyal lan modulasi, intensitas lan durasi paparan, utawa saka heterogenitas ing subjek manungsa babagan umur, anatomi, utawa jenis kelamin.
Nganti saiki, mung sawetara panliten kewan sing digunakake kanggo nemtokake kepiye paparan sinyal LTE mengaruhi fungsi otak. Bubar iki dilapurake yen paparan sistemik tikus sing lagi berkembang wiwit tahap embrio pungkasan nganti disapih (30 menit/dina, 5 dina/minggu, kanthi SAR awak sakabèhé rata-rata 0,5 utawa 1 W/kg) nyebabake owah-owahan prilaku motorik lan napsu nalika diwasa 14. Paparan sistemik sing bola-bali (2 ha saben dina sajrone 6 minggu) ing tikus diwasa ditemokake bisa nyebabake stres oksidatif lan nyuda amplitudo potensial visual sing dipikolehi saka saraf optik, kanthi SAR maksimum sing dikira-kira mung 10 mW/kg 15.
Saliyané analisis ing pirang-pirang skala, kalebu tingkat seluler lan molekuler, model tikus bisa digunakaké kanggo nyinaoni efek paparan RF sajrone penyakit, kaya sing wis difokusaké ing GSM utawa WCDMA/3G UMTS EMF ing konteks neuroinflamasi akut. Panliten wis nuduhaké efek kejang, penyakit neurodegeneratif utawa glioma 16,17,18,19,20.
Tikus sing disuntik lipopolisakarida (LPS) minangka model praklinis klasik saka respon neuroinflamasi akut sing ana gandhengane karo penyakit infeksi jinak sing disebabake dening virus utawa bakteri sing mengaruhi mayoritas populasi saben taun. Kahanan inflamasi iki nyebabake penyakit sing bisa dibatalake lan sindrom perilaku depresi sing ditondoi dening demam, ilang napsu, lan interaksi sosial sing suda. Fagosit SSP sing manggon kayata mikroglia minangka sel efektor utama saka respon neuroinflamasi iki. Perawatan tikus nganggo LPS micu aktivasi mikroglia sing ditondoi kanthi remodeling bentuk lan proses seluler lan owah-owahan sing jero ing profil transkriptom, kalebu upregulasi gen sing ngode sitokin utawa enzim pro-inflamasi, sing mengaruhi jaringan neuronal Aktivitas 22, 23, 24.
Sinau efek saka paparan sirah 2 jam menyang EMF GSM-1800 MHz ing tikus sing diobati LPS, kita nemokake manawa sinyal GSM micu respon seluler ing korteks serebral, sing mengaruhi ekspresi gen, fosforilasi reseptor glutamat, pembakaran Meta-evoked neuronal lan morfologi mikroglia ing korteks serebral. Efek kasebut ora dideteksi ing tikus sehat sing nampa paparan GSM sing padha, sing nuduhake manawa kahanan neuroinflamasi sing dipicu LPS ndadekake sel SSP sensitif marang sinyal GSM. Fokus ing korteks auditori (ACx) tikus sing diobati LPS, ing ngendi SAR lokal rata-rata 1,55 W / kg, kita mirsani manawa paparan GSM nyebabake peningkatan dawa utawa percabangan proses mikroglial lan penurunan respon neuronal sing disebabake dening nada murni lan. Stimulasi Alami 28.
Ing panliten saiki, tujuane yaiku kanggo mriksa apa paparan sinyal LTE-1800 MHz sing mung ana ing sirah uga bisa ngowahi morfologi mikroglial lan aktivitas neuronal ing ACx, nyuda daya paparan nganti rong pertiga. Kita nuduhake ing kene yen sinyal LTE ora duwe pengaruh marang proses mikroglial nanging isih micu pengurangan sing signifikan ing aktivitas kortikal sing disebabake swara ing ACx tikus sing diobati LPS kanthi nilai SAR 0,5 W/kg.
Amarga bukti sadurunge yen paparan GSM-1800 MHz ngowahi morfologi mikroglial ing kondisi pro-inflamasi, kita nyelidiki efek iki sawise paparan sinyal LTE.
Tikus diwasa disuntik LPS 24 jam sadurunge paparan sham mung sirah utawa paparan LTE-1800 MHz. Sawise paparan, respon neuroinflamasi sing dipicu LPS ditetepake ing korteks serebral, kaya sing dituduhake dening upregulasi gen proinflamasi lan owah-owahan ing morfologi mikroglia kortikal (Gambar 1). Daya sing kapapar dening sirah LTE disetel kanggo entuk tingkat SAR rata-rata 0,5 W/kg ing ACx (Gambar 2). Kanggo nemtokake manawa mikroglia sing diaktifake LPS responsif marang LTE EMF, kita nganalisa bagean kortikal sing diwarnai anti-Iba1 sing kanthi selektif menehi label sel kasebut. Kaya sing dituduhake ing Gambar 3a, ing bagean ACx sing didandani 3 nganti 4 jam sawise paparan sham utawa LTE, mikroglia katon meh padha, nuduhake morfologi sel "kaya padhet" sing disebabake dening perawatan pro-inflamasi LPS (Gambar 1). Konsisten karo ora ana respon morfologis, analisis gambar kuantitatif ora nuduhake bedane sing signifikan ing total area (uji-t sing ora dipasangake, p = 0,308) utawa area (p = 0,196) lan kapadhetan (p = 0,061) saka imunoreaktivitas Iba1 nalika mbandhingake paparan karo badan sel sing diwarnai Iba 1 ing tikus LTE dibandhingake karo kewan sing kena pengaruh palsu (Gambar 3b-d).
Efek injeksi LPS ip ing morfologi mikroglia kortikal. Tampilan representatif mikroglia ing bagean koronal korteks serebral (wilayah dorsomedial) 24 jam sawise injeksi intraperitoneal LPS utawa kendaraan (kontrol). Sel diwarnai nganggo antibodi anti-Iba1 kaya sing diterangake sadurunge. Perawatan pro-inflamasi LPS nyebabake owah-owahan ing morfologi mikroglia, kalebu penebalan proksimal lan tambah cabang sekunder cendhak saka proses seluler, sing nyebabake tampilan "kaya padhet". Bilah skala: 20 µm.
Analisis dosimetrik tingkat penyerapan spesifik (SAR) ing otak tikus sajrone paparan LTE 1800 MHz. Model heterogen tikus phantom lan antena loop sing diterangake sadurunge62 digunakake kanggo netepake SAR lokal ing otak, kanthi kisi kubik 0,5 mm3.(a) Tampilan global model tikus ing setelan paparan kanthi antena loop ing ndhuwur sirah lan bantalan termal logam (kuning) ing ngisor awak.(b) Distribusi nilai SAR ing otak wong diwasa kanthi resolusi spasial 0,5 mm3. Area sing diwatesi dening garis ireng ing bagean sagital cocog karo korteks auditori utama ing ngendi aktivitas mikroglial lan neuronal dianalisis. Skala nilai SAR sing diwenehi kode warna ditrapake kanggo kabeh simulasi numerik sing dituduhake ing gambar.
Mikroglia sing disuntik LPS ing korteks auditori tikus sawise paparan LTE utawa Sham. (a) Tampilan tumpukan representatif saka mikroglia sing diwarnai antibodi anti-Iba1 ing bagean koronal korteks auditori tikus sing diperfusi LPS 3 nganti 4 jam sawise paparan Sham utawa LTE (paparan). Bilah skala: 20 µm. (bd) Penilaian morfometrik mikroglia 3 nganti 4 jam sawise sham (titik mbukak) utawa paparan LTE (paparan, titik ireng). (b, c) Jangkoan spasial (b) saka penanda mikroglia Iba1 lan area badan sel positif Iba1 (c). Data makili area pewarnaan anti-Iba1 sing dinormalisasi dadi rata-rata saka kewan sing kapapar Sham. (d) Cacah badan sel mikroglia sing diwarnai anti-Iba1. Bedane antarane kewan Sham (n = 5) lan LTE (n = 6) ora signifikan (p > 0,05, uji-t sing ora dipasangake). Sisih ndhuwur lan ngisor kothak, garis ndhuwur lan ngisor makili persentil kaping 25-75. lan persentil kaping 5-95. Nilai rata-rata ditandhani nganggo warna abang ing kothak kasebut.
Tabel 1 ngringkes cacahing kéwan lan rekaman multi-unit sing dipikolehi ing korteks auditori utama saka patang klompok tikus (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS). Ing asil ing ngisor iki, kita kalebu kabeh rekaman sing nuduhake medan reseptif temporal spektral (STRF) sing signifikan, yaiku, respon sing ditimbulake nada paling ora 6 deviasi standar sing luwih dhuwur tinimbang tingkat penembakan spontan (waca Tabel 1). Nglamar kritéria iki, kita milih 266 rekaman kanggo klompok Sham, 273 rekaman kanggo klompok Exposed, 299 rekaman kanggo klompok Sham-LPS, lan 295 rekaman kanggo klompok Exposed-LPS.
Ing paragraf ing ngisor iki, kita bakal njlèntrèhaké dhisik parameter sing dijupuk saka medan reseptif spektral-temporal (yaiku, respon kanggo nada murni) lan respon kanggo vokalisasi spesifik xenogenik. Banjur kita bakal njlèntrèhaké kuantifikasi area respon frekuensi sing dipikolehi kanggo saben klompok. Ngelingi anané "data bersarang"30 ing desain eksperimen kita, kabeh analisis statistik ditindakake adhedhasar jumlah posisi ing array elektroda (baris pungkasan ing Tabel 1), nanging kabeh efek sing diterangake ing ngisor iki uga adhedhasar jumlah posisi ing saben klompok. Jumlah total rekaman multiunit sing dikumpulake (baris katelu ing Tabel 1).
Gambar 4a nuduhake distribusi frekuensi optimal (BF, sing ngasilake respon maksimal ing 75 dB SPL) saka neuron kortikal sing dipikolehi ing Sham sing diobati LPS lan kewan sing kapapar. Rentang frekuensi BF ing kaloro klompok kasebut ditambahi saka 1 kHz nganti 36 kHz. Analisis statistik nuduhake yen distribusi kasebut padha (chi-square, p = 0,278), sing nuduhake yen perbandingan antarane rong klompok kasebut bisa digawe tanpa bias sampling.
Efek paparan LTE marang parameter kuantitatif saka respon kortikal ing kewan sing diobati LPS. (a) Distribusi BF ing neuron kortikal kewan sing diobati LPS sing kapapar LTE (ireng) lan sing kapapar palsu LTE (putih). Ora ana bedane antarane rong distribusi kasebut. (bf) Efek paparan LTE marang parameter sing ngukur medan reseptif temporal spektral (STRF). Kekuwatan respon suda sacara signifikan (*p < 0,05, uji-t sing ora dipasangake) ing antarane STRF (kekuwatan respon total) lan frekuensi optimal (b,c). Durasi respon, bandwidth respon, lan konstanta bandwidth (df). Kekuwatan lan keandalan temporal respon marang vokalisasi suda (g, h). Aktivitas spontan ora suda sacara signifikan (i). (*p < 0,05, uji-t sing ora dipasangake). (j,k) Efek paparan LTE marang ambang batas kortikal. Ambang batas rata-rata luwih dhuwur sacara signifikan ing tikus sing kapapar LTE dibandhingake karo tikus sing kapapar palsu. Efek iki luwih jelas ing frekuensi rendah lan menengah.
Gambar 4b-f nuduhake distribusi parameter sing asale saka STRF kanggo kewan kasebut (rata-rata dituduhake dening garis abang). Efek saka paparan LTE ing kewan sing diobati LPS katon nuduhake penurunan rangsangan neuronal. Kapisan, intensitas respon sakabèhé lan respon luwih murah sacara signifikan ing BF dibandhingake karo kewan Sham-LPS (Gambar 4b,c uji-t sing ora dipasangake, p = 0,0017; lan p = 0,0445). Kajaba iku, respon kanggo swara komunikasi mudhun ing kekuatan respon lan reliabilitas antar-uji coba (Gambar 4g,h; uji-t sing ora dipasangake, p = 0,043). Aktivitas spontan suda, nanging efek iki ora signifikan (Gambar 4i; p = 0,0745). Durasi respon, bandwidth tuning, lan latensi respon ora kena pengaruh paparan LTE ing kewan sing diobati LPS (Gambar 4d–f), nuduhake yen selektivitas frekuensi lan presisi respon onset ora kena pengaruh paparan LTE ing kewan sing diobati LPS.
Sabanjure, kita ngira-ira apa ambang batas kortikal nada murni diganti dening paparan LTE. Saka area respon frekuensi (FRA) sing dipikolehi saka saben rekaman, kita nemtokake ambang batas pendengaran kanggo saben frekuensi lan rata-rata ambang batas kasebut kanggo kaloro klompok kewan. Gambar 4j nuduhake ambang batas rata-rata (± sem) saka 1,1 nganti 36 kHz ing tikus sing diobati LPS. Mbandhingake ambang batas pendengaran klompok Sham lan Exposed nuduhake peningkatan ambang batas sing substansial ing kewan sing kapapar dibandhingake karo kewan Sham (Gambar 4j), efek sing luwih jelas ing frekuensi rendah lan menengah. Luwih tepat, ing frekuensi rendah (<2,25 kHz), proporsi neuron A1 kanthi ambang batas dhuwur mundhak, dene proporsi neuron ambang batas rendah lan menengah mudhun (chi-square = 43,85; p <0,0001; Gambar 4k, Gambar kiwa). Efek sing padha katon ing frekuensi tengah (2,25 < Freq(kHz) < 11): proporsi rekaman kortikal sing luwih dhuwur kanthi ambang batas menengah lan proporsi neuron sing luwih cilik kanthi ambang batas rendah dibandhingake karo klompok sing ora kena pengaruh (Chi-Square = 71,17; p < 0,001; Gambar 4k, panel tengah). Ana uga bedane sing signifikan ing ambang batas kanggo neuron frekuensi tinggi (≥ 11 kHz, p = 0,0059); proporsi neuron ambang batas rendah mudhun lan proporsi ambang batas menengah-tinggi mundhak (chi-square = 10,853; p = 0,04 Gambar 4k, panel tengen).
Gambar 5a nuduhake distribusi frekuensi optimal (BF, sing ngasilake respon maksimal ing 75 dB SPL) saka neuron kortikal sing dipikolehi ing kewan sehat kanggo klompok Sham lan Exposed. Analisis statistik nuduhake yen loro distribusi kasebut padha (chi-square, p = 0,157), sing nuduhake yen perbandingan antarane rong klompok kasebut bisa digawe tanpa bias sampling.
Efek paparan LTE marang parameter sing diukur saka respon kortikal ing kewan sing sehat. (a) Distribusi BF ing neuron kortikal kewan sehat sing kapapar LTE (biru peteng) lan sing kapapar LTE (biru enom). Ora ana bedane antarane rong distribusi kasebut. (bf) Efek paparan LTE marang parameter sing ngukur medan reseptif temporal spektral (STRF). Ora ana owah-owahan sing signifikan ing intensitas respon ing STRF lan frekuensi optimal (b,c). Ana peningkatan tipis ing durasi respon (d), nanging ora ana owah-owahan ing bandwidth respon lan bandwidth (e, f). Kekuwatan utawa keandalan temporal saka respon kanggo vokalisasi ora owah (g, h). Ora ana owah-owahan sing signifikan ing aktivitas spontan (i). (*p < 0,05 uji-t sing ora dipasangake). (j,k) Efek paparan LTE ing ambang batas kortikal. Rata-rata, ambang batas ora owah sacara signifikan ing tikus sing kapapar LTE dibandhingake karo tikus sing kapapar Sham, nanging ambang batas frekuensi sing luwih dhuwur rada luwih murah ing kewan sing kapapar.
Gambar 5b-f nuduhake boxplot sing makili distribusi lan rata-rata (garis abang) saka parameter sing dijupuk saka rong set STRF. Ing kewan sing sehat, paparan LTE dhewe duwe pengaruh cilik marang nilai rata-rata parameter STRF. Dibandhingake karo klompok Sham (kotak biru padhang vs biru peteng kanggo klompok sing kapapar), paparan LTE ora ngowahi intensitas respon total utawa respon BF (Gambar 5b,c; uji-t sing ora dipasangake, p = 0,2176, lan p = 0,8696). Uga ora ana pengaruh ing bandwidth spektral lan latensi (p = 0,6764 lan p = 0,7129), nanging ana peningkatan sing signifikan ing durasi respon (p = 0,047). Uga ora ana pengaruh ing kekuwatan respon vokalisasi (Gambar 5g, p = 0,4375), linuwih antar-uji coba saka respon kasebut (Gambar 5h, p = 0,3412), lan aktivitas spontan (Gambar 5).5i; p = 0.3256).
Gambar 5j nuduhake ambang rata-rata (± sem) saka 1,1 nganti 36 kHz ing tikus sehat. Iki ora nuduhake bedane sing signifikan antarane tikus sham lan sing kapapar, kajaba ambang sing rada luwih murah ing kewan sing kapapar ing frekuensi dhuwur (11-36 kHz) (uji-t sing ora dipasangake, p = 0,0083). Efek iki nggambarake kasunyatan manawa ing kewan sing kapapar, ing kisaran frekuensi iki (chi-square = 18,312, p = 0,001; Gambar 5k), ana neuron sing rada luwih akeh kanthi ambang endhek lan medium (nalika ambang dhuwur) neuron luwih sithik).
Kesimpulane, nalika kewan sing sehat kapapar LTE, ora ana efek ing kekuwatan respon kanggo nada murni lan swara kompleks kayata vokalisasi. Salajengipun, ing kewan sing sehat, ambang pendengaran kortikal padha antarane kewan sing kapapar lan palsu, dene ing kewan sing diobati LPS, paparan LTE nyebabake peningkatan substansial ing ambang kortikal, utamane ing kisaran frekuensi rendah lan menengah.
Panliten kita nuduhake yen ing tikus lanang diwasa sing ngalami neuroinflammation akut, paparan LTE-1800 MHz kanthi SARACx lokal 0,5 W/kg (waca Metode) nyebabake penurunan intensitas respon sing disebabake swara ing rekaman komunikasi utama. Owah-owahan ing aktivitas neuronal iki kedadeyan tanpa owah-owahan sing jelas ing ombone domain spasial sing ditutupi dening proses mikroglial. Efek LTE iki babagan intensitas respon sing disebabake kortikal ora diamati ing tikus sing sehat. Ngelingi kamiripan ing distribusi frekuensi optimal antarane unit rekaman ing kewan sing kena LTE lan sing kena palsu, bedane reaktivitas neuronal bisa disebabake efek biologis sinyal LTE tinimbang bias sampling (Gambar 4a). Salajengipun, ora ana owah-owahan ing latensi respon lan bandwidth tuning spektral ing tikus sing kena LTE nuduhake yen, kemungkinan gedhe, rekaman kasebut disampel saka lapisan kortikal sing padha, sing dumunung ing ACx utama tinimbang wilayah sekunder.
Sakwruh kawruh kita, efek sinyal LTE marang respon neuronal durung tau dilapurake sadurunge. Nanging, panliten sadurunge wis ndokumentasikake kemampuan GSM-1800 MHz utawa gelombang terus-terusan (CW) 1800 MHz kanggo ngowahi rangsangan neuronal, sanajan ana bedane sing signifikan gumantung saka pendekatan eksperimen. Ora let suwe sawise kena pengaruh 1800 MHz CW ing tingkat SAR 8,2 W/Kg, rekaman saka ganglia bekicot nuduhake ambang sing mudhun kanggo potensial aksi pemicu lan modulasi neuronal. Ing sisih liya, aktivitas spiking lan bursting ing kultur neuronal utama sing asale saka otak tikus dikurangi kanthi kena pengaruh GSM-1800 MHz utawa 1800 MHz CW sajrone 15 menit ing SAR 4,6 W/kg. Inhibisi iki mung sebagian bisa dibalikke sajrone 30 menit sawise kena pengaruh. Pembungkaman lengkap neuron digayuh ing SAR 9,2 W/kg. Analisis respon dosis nuduhake yen GSM-1800 MHz luwih efektif tinimbang 1800 MHz CW kanggo nyegah aktivitas burst, sing nuduhake yen neuronal respon gumantung marang modulasi sinyal RF.
Ing setelan kita, respon sing ditimbulake kortikal dikumpulake in vivo 3 nganti 6 jam sawise paparan mung sirah 2 jam rampung. Ing panliten sadurunge, kita nyelidiki efek GSM-1800 MHz ing SARACx 1,55 W/kg lan ora nemokake efek sing signifikan ing respon kortikal sing ditimbulake swara ing tikus sing sehat. Ing kene, siji-sijine efek signifikan sing ditimbulake ing tikus sehat kanthi paparan LTE-1800 ing 0,5 W/kg SARACx yaiku peningkatan tipis ing durasi respon nalika presentasi nada murni. Efek iki angel diterangake amarga ora diiringi peningkatan intensitas respon, sing nuduhake yen durasi respon sing luwih dawa iki kedadeyan kanthi jumlah total potensial aksi sing padha sing dipecat dening neuron kortikal. Salah sawijining panjelasan bisa uga yaiku paparan LTE bisa nyuda aktivitas sawetara interneuron inhibitor, amarga wis didokumentasikake yen ing inhibisi feedforward ACx primer ngontrol durasi respon sel piramida sing dipicu dening input talamik rangsang33,34, 35, 36, 37.
Kosok baline, ing tikus sing kena neuroinflamasi sing dipicu LPS, paparan LTE ora duwe pengaruh marang durasi penembakan neuronal sing dipicu swara, nanging efek sing signifikan dideteksi ing kekuwatan respon sing ditimbulake. Nyatane, dibandhingake karo respon neuronal sing direkam ing tikus sing kena LPS-sham, neuron ing tikus sing diobati LPS sing kapapar LTE nuduhake pengurangan intensitas respon, efek sing diamati nalika nampilake nada murni lan vokalisasi alami. Pengurangan intensitas respon kanggo nada murni kedadeyan tanpa penyempitan bandwidth tuning spektrum 75 dB, lan amarga kedadeyan ing kabeh intensitas swara, iki nyebabake peningkatan ambang batas akustik neuron kortikal ing frekuensi rendah lan menengah.
Pangurangan kekuatan respon sing ditimbulake nuduhake yen efek sinyal LTE ing SARACx 0,5 W/kg ing kewan sing diobati LPS padha karo GSM-1800 MHz sing ditrapake ing SARACx kaping telu luwih dhuwur (1,55 W/kg) 28. Kanggo sinyal GSM, paparan sirah menyang LTE-1800 MHz bisa nyuda rangsangan neuronal ing neuron ACx tikus sing kena neuroinflamasi sing dipicu LPS. Selaras karo hipotesis iki, kita uga mirsani tren menyang penurunan linuwih uji coba respon neuronal kanggo vokalisasi (Gambar 4h) lan penurunan aktivitas spontan (Gambar 4i). Nanging, angel nemtokake in vivo apa sinyal LTE nyuda rangsangan intrinsik neuronal utawa nyuda input sinaptik, saengga ngontrol respon neuronal ing ACx.
Kapisan, respon sing luwih ringkih iki bisa uga amarga rangsangan intrinsik sel kortikal sing suda sawise kena LTE 1800 MHz. Ndhukung ide iki, GSM-1800 MHz lan 1800 MHz-CW nyuda aktivitas burst nalika diterapake langsung ing kultur primer neuron tikus kortikal kanthi tingkat SAR 3,2 W/kg lan 4,6 W/kg, nanging tingkat SAR ambang dibutuhake kanggo nyuda aktivitas burst kanthi signifikan. Kanggo nyengkuyung rangsangan intrinsik sing suda, kita uga mirsani tingkat geni spontan sing luwih murah ing kewan sing kapapar tinimbang ing kewan sing kapapar palsu.
Kapindho, paparan LTE uga bisa mengaruhi transmisi sinaptik saka sinapsis talamo-kortikal utawa kortikal-kortikal. Akeh cathetan saiki nuduhake yen, ing korteks auditori, jembare tuning spektral ora mung ditemtokake dening proyeksi talamik aferen, nanging sambungan intrakortikal menehi input spektral tambahan menyang situs kortikal39,40. Ing eksperimen kita, kasunyatan manawa STRF kortikal nuduhake bandwidth sing padha ing kewan sing kapapar lan kapapar palsu kanthi ora langsung nuduhake yen efek paparan LTE dudu efek ing konektivitas kortikal-kortikal. Iki uga nuduhake yen konektivitas sing luwih dhuwur ing wilayah kortikal liyane sing kapapar ing SAR tinimbang sing diukur ing ACx (Gambar 2) bisa uga ora tanggung jawab kanggo respon sing diowahi sing dilapurake ing kene.
Ing kene, proporsi rekaman kortikal sing kapapar LPS sing luwih gedhe nuduhake ambang batas sing dhuwur dibandhingake karo kewan sing kapapar LPS palsu. Amarga wis diusulake manawa ambang batas akustik kortikal utamane dikontrol dening kekuwatan sinaps talamo-kortikal39,40, bisa dicurigai manawa transmisi talamo-kortikal sebagian dikurangi dening paparan, yaiku presinaptik (pelepasan glutamat sing suda) utawa tingkat postsinaptik (jumlah reseptor utawa afinitas sing suda).
Padha karo efek GSM-1800 MHz, respon neuronal sing diowahi sing diinduksi LTE kedadeyan ing konteks neuroinflammation sing dipicu LPS, sing ditondoi dening respon mikroglial. Bukti saiki nuduhake yen mikroglia nduweni pengaruh sing kuat marang aktivitas jaringan neuronal ing otak normal lan patologis41,42,43. Kemampuane kanggo modulasi neurotransmisi ora mung gumantung marang produksi senyawa sing diasilake sing bisa utawa bisa mbatesi neurotransmisi, nanging uga marang motilitas dhuwur saka proses seluler. Ing korteks serebral, aktivitas jaringan neuronal sing tambah lan mudhun micu ekspansi domain spasial mikroglial kanthi cepet amarga tuwuhing proses mikroglial44,45. Utamane, tonjolan mikroglial direkrut cedhak sinaps talamokortikal sing diaktifake lan bisa nyegah aktivitas sinaps rangsang liwat mekanisme sing nglibatake produksi adenosin lokal sing dimediasi mikroglia.
Ing tikus sing diobati LPS sing dikirim menyang GSM-1800 MHz nganggo SARACx kanthi kecepatan 1,55 W/kg, penurunan aktivitas neuron ACx kedadeyan kanthi tuwuhing proses mikroglial sing ditandhani kanthi area sing diwarnai Iba1 sing signifikan ing Peningkatan ACx28. Pengamatan iki nuduhake manawa remodeling mikroglial sing dipicu dening paparan GSM bisa aktif nyumbang kanggo pangurangan respon neuronal sing disebabake GSM. Panliten saiki mbantah hipotesis iki ing konteks paparan sirah LTE nganggo SARACx sing diwatesi nganti 0,5 W/kg, amarga kita ora nemokake peningkatan ing domain spasial sing ditutupi dening proses mikroglial. Nanging, iki ora ngilangi efek sinyal LTE ing mikroglia sing diaktifake LPS, sing bisa uga mengaruhi aktivitas neuronal. Panliten luwih lanjut dibutuhake kanggo njawab pitakonan iki lan kanggo nemtokake mekanisme sing digunakake neuroinflamasi akut kanggo ngowahi respon neuronal marang sinyal LTE.
Sakwruh kawruh kita, efek sinyal LTE ing proses pendengaran durung tau ditliti sadurunge. Panliten sadurunge 26,28 lan panliten saiki nuduhake yen ing kahanan inflamasi akut, paparan sirah dhewe menyang GSM-1800 MHz utawa LTE-1800 MHz nyebabake owah-owahan fungsional ing respon neuronal ing ACx, kaya sing dituduhake dening kenaikan ambang pendengaran. Paling ora rong alesan utama, fungsi koklea ora kena pengaruh paparan LTE kita. Kapisan, kaya sing dituduhake ing panliten dosimetri sing dituduhake ing Gambar 2, tingkat SAR paling dhuwur (cedhak 1 W/kg) dumunung ing korteks dorsomedial (ing ngisor antena), lan mudhun banget nalika obah luwih lateral lan lateral. Bagean ventral sirah. Bisa diramalake udakara 0,1 W/kg ing tingkat pinna tikus (ing ngisor saluran kuping). Kapindho, nalika kuping marmut kapapar sajrone 2 wulan ing GSM 900 MHz (5 dina/minggu, 1 jam/dina, SAR antarane 1 lan 4 W/kg), ana ora ana owah-owahan sing bisa dideteksi ing gedhene distorsi produk Ambang otoacoustic kanggo Respon Emisi lan Batang Otak Auditori 47. Salajengipun, paparan sirah bola-bali menyang GSM 900 utawa 1800 MHz ing SAR lokal 2 W/kg ora mengaruhi fungsi sel rambut njaba koklea ing tikus sing sehat 48,49. Asil kasebut nggambarake data sing dipikolehi ing manungsa, ing ngendi investigasi nuduhake yen paparan 10 nganti 30 menit menyang EMF saka telpon seluler GSM ora duwe efek sing konsisten ing proses auditori kaya sing ditaksir ing koklea 50,51,52​​utawa tingkat batang otak 53,54.
Ing panliten kita, owah-owahan pembakaran neuronal sing dipicu LTE diamati in vivo 3 nganti 6 jam sawise paparan rampung. Ing panliten sadurunge ing bagean dorsomedial korteks, sawetara efek sing disebabake dening GSM-1800 MHz sing diamati ing 24 jam sawise paparan ora bisa dideteksi maneh ing 72 jam sawise paparan. Iki kedadeyan karo ekspansi proses mikroglial, downregulation gen IL-1ß lan modifikasi pasca-translasi reseptor AMPA. Ngelingi yen korteks auditori duwe nilai SAR sing luwih murah (0,5W / kg) tinimbang wilayah dorsomedial (2,94W / kg26), owah-owahan ing aktivitas neuronal sing dilapurake ing kene katon sementara.
Data kita kudu nggatekake watesan SAR sing memenuhi syarat lan prakiraan nilai SAR nyata sing digayuh ing korteks serebral pangguna ponsel. Standar saiki sing digunakake kanggo nglindhungi masarakat nyetel watesan SAR dadi 2 W/kg kanggo paparan sirah utawa awak lokal menyang frekuensi radio ing kisaran RF 100 kHz lan 6 GHz.
Simulasi dosis wis ditindakake nggunakake model sirah manungsa sing beda-beda kanggo nemtokake panyerepan daya RF ing jaringan sirah sing beda-beda sajrone komunikasi sirah utawa telpon seluler umum. Saliyane maneka warna model sirah manungsa, simulasi kasebut nyoroti beda utawa ketidakpastian sing signifikan ing ngira energi sing diserep dening otak adhedhasar parameter anatomi utawa histologis kayata bentuk eksternal utawa internal tengkorak, kekandelan, utawa isi banyu. Jaringan sirah sing beda-beda beda-beda miturut umur, jenis kelamin, utawa individu 56,57,58. Salajengipun, karakteristik telpon seluler, kayata lokasi internal antena lan posisi telpon seluler relatif marang sirah pangguna, nduweni pengaruh banget marang tingkat lan distribusi nilai SAR ing korteks serebral 59,60. Nanging, ngelingi distribusi SAR sing dilapurake ing korteks serebral manungsa, sing ditetepake saka model telpon seluler sing ngetokake frekuensi radio ing kisaran 1800 MHz 58, 59, 60, katon yen tingkat SAR sing digayuh ing korteks auditori manungsa isih kurang ditrapake setengah saka korteks serebral manungsa. Panliten kita (SARACx 0.5 W/kg). Mulane, data kita ora nantang watesan nilai SAR sing ditrapake kanggo masarakat saiki.
Kesimpulane, panliten kita nuduhake yen paparan siji-sijine sirah kanggo LTE-1800 MHz ngganggu respon neuronal neuron kortikal marang rangsangan sensorik. Konsisten karo karakterisasi sadurunge babagan efek sinyal GSM, asil kita nuduhake yen efek sinyal LTE ing aktivitas neuronal beda-beda miturut status kesehatan. Neuroinflamasi akut ndadekake neuron sensitif marang LTE-1800 MHz, sing nyebabake owah-owahan proses kortikal saka rangsangan auditori.
Data dikumpulake nalika umur 55 dina saka korteks serebral 31 tikus Wistar lanang diwasa sing dijupuk ing laboratorium Janvier. Tikus-tikus kasebut dilebokake ing fasilitas sing dikontrol kelembapan (50-55%) lan suhu (22-24 °C) kanthi siklus padhang/peteng 12 jam/12 jam (lampu murub jam 7:30 esuk) kanthi akses gratis menyang panganan lan banyu. Kabeh eksperimen ditindakake miturut pedoman sing ditetepake dening Dewan Pedoman Komunitas Eropa (2010/63/EU Council Directive), sing padha karo sing diterangake ing Pedoman Masyarakat kanggo Neurosains kanggo Panggunaan Kewan ing Riset Neurosains. Protokol iki disetujoni dening Komite Etik Paris-Sud lan Pusat (CEEA N°59, Proyek 2014-25, Protokol Nasional 03729.02) nggunakake prosedur sing divalidasi dening komite iki 32-2011 lan 34-2012.
Kewan-kewan dibiasakake ing kamar koloni paling ora 1 minggu sadurunge perawatan LPS lan paparan (utawa paparan palsu) marang LTE-EMF.
Rong puluh loro tikus diinjeksi intraperitoneal (ip) karo E. coli LPS (250 µg/kg, serotipe 0127:B8, SIGMA) sing diencerake nganggo saline isotonik steril bebas endotoksin 24 jam sadurunge paparan LTE utawa sham (n saben klompok). = 11). Ing tikus lanang Wistar umur 2 sasi, perawatan LPS iki ngasilake respon neuroinflamasi sing ditandhani ing korteks serebral dening sawetara gen pro-inflamasi (faktor nekrosis tumor-alpha, interleukin 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) sing diatur munggah 24 jam sawise injeksi LPS, kalebu peningkatan 4 lan 12 kali lipat ing tingkat transkrip sing ngode enzim NOX2 lan interleukin 1ß. Ing titik wektu 24 jam iki, mikroglia kortikal nuduhake morfologi sel "padhet" khas sing diarepake dening aktivasi sel pro-inflamasi sing dipicu LPS (Gambar 1), sing beda karo aktivasi sing dipicu LPS dening liyane. Aktivasi pro-inflamasi seluler cocog karo 24, 61.
Paparan EMF LTE mung nganggo sirah ditindakake nggunakake persiyapan eksperimen sing sadurunge digunakake kanggo ngevaluasi efek GSM EMF26. Paparan LTE ditindakake 24 jam sawise injeksi LPS (11 kewan) utawa ora ana perawatan LPS (5 kewan). Kewan dibius entheng nganggo ketamin/xylazine (ketamin 80 mg/kg, ip; xylazine 10 mg/kg, ip) sadurunge paparan kanggo nyegah gerakan lan kanggo mesthekake yen sirah kewan ana ing antena loop sing ngetokake sinyal LTE. Lokasi sing bisa direproduksi ing ngisor iki. Setengah tikus saka kandhang sing padha dadi kontrol (11 kewan sing kena sham, saka 22 tikus sing diobati nganggo LPS): dheweke diselehake ing sangisore antena loop lan energi sinyal LTE disetel dadi nol. Bobot kewan sing kena lan sing kena sham padha (p = 0,558, uji-t sing ora dipasangake, ns). Kabeh kewan sing dibius diselehake ing bantalan pemanas tanpa logam kanggo njaga suhu awak sekitar 37°C sajrone eksperimen. Kaya ing Ing eksperimen sadurungé, wektu paparan disetel dadi 2 jam. Sawisé paparan, lebokna kéwan kasebut ing bantalan pemanas liyané ing kamar operasi. Prosedur paparan sing padha diterapake ing 10 tikus sehat (sing ora diobati nganggo LPS), setengahé dipalsukan saka kandhang sing padha (p = 0,694).
Sistem paparan iki padha karo sistem 25, 62 sing diterangake ing panliten sadurunge, kanthi generator frekuensi radio diganti kanggo ngasilake LTE tinimbang medan elektromagnetik GSM. Cekakipun, generator RF (SMBV100A, 3.2 GHz, Rohde & Schwarz, Jerman) sing ngetokake medan elektromagnetik LTE - 1800 MHz disambungake menyang penguat daya (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, USA), sirkulator (D3 1719-N, Sodhy, Prancis), coupler rong arah (CD D 1824-2, − 30 dB, Sodhy, Prancis) lan pembagi daya papat arah (DC D 0922-4N, Sodhy, Prancis), sing ngidini Expose papat kewan kanthi simultan. Meter daya (N1921A, Agilent, USA) sing disambungake menyang coupler bidirectional ngidini pangukuran lan pemantauan terus-terusan daya sing kedadeyan lan dipantulake ing piranti kasebut. Saben output disambungake menyang antena loop (Sama-Sistemi srl; Roma), sing ngidini paparan sebagian saka sirah kewan. Antena loop kasusun saka sirkuit sing dicithak kanthi rong garis logam (konstanta dielektrik εr = 4.6) sing diukir ing substrat epoksi insulasi. Ing salah sawijining pucuk, piranti kasebut kasusun saka kabel amba 1 mm sing mbentuk cincin sing diselehake cedhak karo sirah kewan. Kaya ing panliten sadurunge26,62, tingkat penyerapan spesifik (SAR) ditemtokake kanthi numerik nggunakake model tikus numerik lan metode domain wektu beda terbatas (FDTD)63,64,65. Dheweke uga ditemtokake kanthi eksperimen ing model tikus homogen nggunakake probe Luxtron kanggo ngukur kenaikan suhu. Ing kasus iki, SAR ing W/kg diitung nggunakake rumus: SAR = C ΔT/Δt, ing ngendi C minangka kapasitas panas ing J/(kg K), ΔT, ing °K lan Δt Owah-owahan suhu, wektu ing detik. Nilai SAR sing ditemtokake sacara numerik dibandhingake karo nilai SAR eksperimen sing dipikolehi nggunakake model homogen, utamane ing wilayah otak tikus sing padha. Bedane antarane pangukuran SAR numerik lan nilai SAR sing dideteksi sacara eksperimen kurang saka 30%.
Gambar 2a nuduhake distribusi SAR ing otak tikus ing model tikus, sing cocog karo distribusi ing babagan bobot awak lan ukuran tikus sing digunakake ing panliten kita. Rata-rata SAR otak yaiku 0,37 ± 0,23 W/kg (rata-rata ± SD). Nilai SAR paling dhuwur ing area kortikal ing ngisor antena loop. SAR lokal ing ACx (SARACx) yaiku 0,50 ± 0,08 W/kg (rata-rata ± SD) (Gambar 2b). Amarga bobot awak tikus sing kapapar homogen lan bedane kekandelan jaringan sirah bisa diabaikan, SAR nyata ACx utawa area kortikal liyane diarepake padha banget antarane siji kewan sing kapapar lan liyane.
Ing pungkasan paparan, kewan diwenehi dosis tambahan ketamin (20 mg/kg, ip) lan xylazine (4 mg/kg, ip) nganti ora ana gerakan refleks sing diamati sawise nyubit cakar mburi. Anestetik lokal (Xylocain 2%) disuntikake kanthi subkutan menyang kulit lan otot temporalis ing ndhuwur tengkorak, lan kewan kasebut dilebokake ing sistem pemanas tanpa logam. Sawise nyelehake kewan ing pigura stereotaksik, kraniotomi ditindakake ing korteks temporal kiwa. Kaya ing panliten sadurunge66, diwiwiti saka persimpangan balung parietal lan temporal, bukaan kasebut ambane 9 mm lan dhuwure 5 mm. Dura ing ndhuwur ACx dicopot kanthi ati-ati ing kontrol binokular tanpa ngrusak pembuluh getih. Ing pungkasan prosedur, basis digawe ing semen akrilik gigi kanggo fiksasi atraumatik sirah kewan sajrone rekaman. Selehake pigura stereotaksik sing ndhukung kewan ing ruang atenuasi akustik (IAC, model AC1).
Data dijupuk saka rekaman multi-unit ing korteks auditori utama saka 20 tikus, kalebu 10 kewan sing wis diobati nganggo LPS. Rekaman ekstraseluler dijupuk saka susunan 16 elektroda tungsten (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) sing kasusun saka rong baris 8 elektroda sing jaraké 1000 µm (350 µm antarane elektroda ing baris sing padha). Kawat perak (ø: 300 µm) kanggo grounding dilebokake ing antarane balung temporal lan dura kontralateral. Lokasi ACx utama sing dikira-kira yaiku 4-7 mm posterior menyang bregma lan 3 mm ventral menyang jahitan supratemporal. Sinyal mentah dikuatake 10.000 kali (TDT Medusa) banjur diproses dening sistem akuisisi data multi-kanal (RX5, TDT). Sinyal sing dikumpulake saka saben elektroda disaring (610-10.000 Hz) kanggo njupuk aktivitas multi-unit (MUA). Tingkat pemicu disetel kanthi ati-ati kanggo saben. elektroda (dening rekan penulis sing dibutakan marang kahanan sing kapapar utawa kapapar palsu) kanggo milih potensial aksi paling gedhe saka sinyal kasebut. Inspeksi on-line lan off-line babagan bentuk gelombang nuduhake yen MUA sing diklumpukake ing kene kasusun saka potensial aksi sing diasilake dening 3 nganti 6 neuron cedhak elektroda. Ing awal saben eksperimen, kita nyetel posisi susunan elektroda supaya rong baris wolung elektroda bisa njupuk sampel neuron, saka respon frekuensi rendah nganti dhuwur nalika ditindakake ing orientasi rostral.
Rangsangan akustik digawe ing Matlab, dikirim menyang sistem pangiriman swara (TDT) berbasis RP2.1 lan dikirim menyang loudspeaker Fostex (FE87E). Loudspeaker diselehake 2 cm saka kuping tengen tikus, ing jarak kasebut loudspeaker ngasilake spektrum frekuensi datar (± 3 dB) antarane 140 Hz lan 36 kHz. Kalibrasi loudspeaker ditindakake nggunakake gangguan lan nada murni sing direkam nganggo mikrofon Bruel lan Kjaer 4133 sing dipasangake karo preamplifier B&K 2169 lan perekam digital Marantz PMD671. Medan Reseptif Wektu Spektral (STRF) ditemtokake nggunakake 97 frekuensi nada gamma, sing nutupi 8 (0,14–36 kHz) oktaf, sing ditampilake kanthi urutan acak ing 75 dB SPL ing 4,15 Hz. Area Respons Frekuensi (FRA) ditemtokake nggunakake set nada sing padha lan ditampilake kanthi urutan acak ing 2 Hz saka 75 nganti 5 dB SPL. Saben frekuensi ditampilake kaping wolu ing saben intensitas.
Respon marang rangsangan alami uga ditaksir. Ing panliten sadurunge, kita mirsani manawa vokalisasi tikus arang banget nuwuhake respon sing kuwat ing ACx, preduli saka frekuensi optimal neuronal (BF), dene vokalisasi xenograft khusus (contone, vokalisasi manuk penyanyi utawa marmut) biasane kabeh peta nada. Mulane, kita nguji respon kortikal marang vokalisasi ing marmut (peluit sing digunakake ing 36 disambungake karo 1 s rangsangan, sing ditampilake kaping 25).

Kita uga bisa ngatur komponen pasif rf miturut kabutuhan sampeyan. Sampeyan bisa mlebu kaca kustomisasi kanggo menehi spesifikasi sing dibutuhake.
https://www.keenlion.com/customization/

Emali:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com