Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta para sa CSS. Para sa pinakamahusay na karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o i-off ang compatibility mode sa Internet Explorer). Pansamantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipapakita namin ang site nang walang mga istilo at JavaScript.
Ang patuloy na pagtaas ng demand para sa mobile telephony na komunikasyon ay humantong sa patuloy na paglitaw ng mga wireless na teknolohiya (G), na maaaring magkaroon ng iba't ibang epekto sa mga biological system. Upang subukan ito, inilantad namin ang mga daga sa isang single-head exposure sa isang 4G long-term evolution (LTE)-1800 MHz electromagnetic field (EMF) sa loob ng 2 oras. Pagkatapos ay sinuri namin ang epekto ng lipopod. neuroinflammation sa microglia spatial coverage at electrophysiological neuronal activity sa primary auditory cortex (ACx). ang lugar na sakop ng microglial body at mga proseso.Sa malulusog na daga, ang parehong LTE exposure ay hindi nagdulot ng mga pagbabago sa response intensity at acoustic thresholds. Ipinapakita ng aming data na ang matinding neuroinflammation ay nagpaparamdam sa mga neuron sa LTE-EMF, na nagreresulta sa binagong pagproseso ng acoustic stimuli sa ACx.
Ang electromagnetic na kapaligiran ng sangkatauhan ay kapansin-pansing nagbago sa nakalipas na tatlong dekada dahil sa patuloy na pagpapalawak ng mga wireless na komunikasyon. Sa kasalukuyan, higit sa dalawang-katlo ng populasyon ang itinuturing na mga gumagamit ng mobile phone (MP). komunikasyon.Ang isyung pangkalusugan ng publiko na ito ay nagbigay inspirasyon sa ilang mga eksperimentong pag-aaral na nakatuon sa pagsisiyasat sa mga epekto ng radiofrequency absorption sa biological tissues1. Ang ilan sa mga pag-aaral na ito ay naghanap ng mga pagbabago sa aktibidad ng neuronal network at mga prosesong nagbibigay-malay, dahil sa kalapitan ng utak sa RF source sa ilalim ng malawakang paggamit ng MP. wideband code division multiple access (WCDMA)/third generation universal mobile telecommunications systems (WCDMA/3G UMTS)2 ,3,4,5. Kaunti lang ang nalalaman tungkol sa mga epekto ng mga radio frequency signal na ginagamit sa ika-apat na henerasyon (4G) na mga mobile na serbisyo, na umaasa sa isang digital na teknolohiyang Internet Protocol na tinatawag na Long Term Evolution (LTE) na teknolohiyang inaasahang maabot ng LTE201nched. 6.6 bilyong global LTE subscriber noong Enero 2022 (GSMA: //gsacom.com). Kung ikukumpara sa GSM (2G) at WCDMA (3G) system na batay sa single-carrier modulation scheme, gumagamit ang LTE ng Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) bilang pangunahing format ng signal6. Sa buong mundo, gumagamit ng 70MHz ang mga serbisyo ng mobile na LTE na may iba't ibang frequency na 70MHz, kabilang ang 40 MHz. Ginagamit din ang 900 at 1800 MHz band sa GSM.
Ang kakayahan ng pagkakalantad sa RF na makaapekto sa mga biological na proseso ay higit na tinutukoy ng tiyak na rate ng pagsipsip (SAR) na ipinahayag sa W/kg, na sumusukat sa enerhiya na hinihigop sa biological tissue. at mga pagbabago sa intra- o inter-regional na koneksyon, habang ang spatial na peak na antas ng SAR na may average na higit sa 10 g ng tissue ay tinatantiyang mag-iiba sa pagitan ng 0.42 at 1.52 W/ kg, ayon sa mga paksa 7, 8, 9.EEG analysis sa ilalim ng magkatulad na mga kondisyon ng pagkakalantad (30 min na tagal, tinantyang peak SAR na antas ng 1.34 W/kg na kinatawan ng modelo ng kapangyarihan ng tao). pagkakaugnay-ugnay sa alpha at beta bands.Gayunpaman, dalawang iba pang mga pag-aaral batay sa pagsusuri ng EEG ay natagpuan na ang 20 o 30 minuto ng LTE head exposure, na may pinakamataas na lokal na antas ng SAR na nakatakda sa humigit-kumulang 2 W/kg, alinman ay walang nakikitang epekto11 o nagresulta sa spectral power sa alpha band na nabawasan, habang ang cognition ay hindi nagbago sa function na nasuri gamit ang Stroop test 12 ay natagpuan din ang pagkakaiba ng mga pag-aaral ng EEG. partikular na tinitingnan ang mga epekto ng pagkakalantad sa GSM o UMTS EMF. Ipinapalagay na nagmumula ang mga ito mula sa mga pagkakaiba-iba sa disenyo ng pamamaraan at mga eksperimentong parameter, kabilang ang uri ng signal at modulasyon, intensity at tagal ng pagkakalantad, o mula sa heterogeneity sa mga paksa ng tao na may kinalaman sa edad, anatomy, o kasarian.
Sa ngayon, ilang mga pag-aaral sa hayop ang ginamit upang matukoy kung paano nakakaapekto ang pagkakalantad sa LTE signaling sa pag-andar ng utak. Naiulat kamakailan na ang systemic exposure ng pagbuo ng mga daga mula sa huling yugto ng embryonic hanggang sa pag-awat (30 min/araw, 5 araw/linggo, na may mean na whole-body SAR na 0.5 o 1 W/kg) ay nagresulta sa pagbabago ng motor at appetite na pag-uugali 14 para sa paulit-ulit na pag-uugali ng motor at appetite sa bawat araw. linggo) sa mga daga na nasa hustong gulang ay natagpuan na nag-udyok ng oxidative stress at binabawasan ang amplitude ng mga visual evoked na potensyal na nakuha mula sa optic nerve, na may pinakamataas na SAR na tinatantya na kasingbaba ng 10 mW/kg15.
Bilang karagdagan sa pagsusuri sa maraming mga antas, kabilang ang mga antas ng cellular at molekular, ang mga modelo ng rodent ay maaaring gamitin upang pag-aralan ang mga epekto ng pagkakalantad ng RF sa panahon ng sakit, tulad ng dati na nakatuon sa GSM o WCDMA/3G UMTS EMF sa konteksto ng talamak na neuroinflammation. Ipinakita ng mga pag-aaral ang mga epekto ng mga seizure, neurodegenerative na sakit o gliomas 16,17,18,19,20.
Ang lipopolysaccharide (LPS)-injected rodents ay isang klasikong preclinical na modelo ng acute neuroinflammatory responses na nauugnay sa mga benign infectious disease na dulot ng mga virus o bacteria na nakakaapekto sa karamihan ng populasyon bawat taon. Ang nagpapasiklab na estado na ito ay humahantong sa isang nababagong sakit at depressive behavioral syndrome na nailalarawan sa pamamagitan ng lagnat, pagkawala ng gana sa pagkain, at nabawasan na epekto ng mga cell ng CNS na ito bilang pangunahing microphaggliocytes. neuroinflammatory response.Ang paggamot sa mga rodent na may LPS ay nagti-trigger ng activation ng microglia na nailalarawan sa pamamagitan ng remodeling ng kanilang hugis at mga proseso ng cellular at malalim na pagbabago sa transcriptome profile, kabilang ang upregulation ng mga gene na naka-encode ng pro-inflammatory cytokines o enzymes, na nakakaapekto sa neuronal networks Mga Aktibidad 22, 23, 24.
Sa pag-aaral ng mga epekto ng isang solong 2-oras na pagkakalantad ng ulo sa GSM-1800 MHz EMF sa mga daga na ginagamot ng LPS, nalaman namin na ang pagsenyas ng GSM ay nagti-trigger ng mga cellular na tugon sa cerebral cortex, na nakakaapekto sa expression ng gene, glutamate receptor phosphorylation, neuronal Meta-evoked firing at morphology ng microglia sa cerebral cortex na hindi nakatanggap ng parehong exposure sa cerebral cortex. na ang LPS-triggered neuroinflammatory state ay nagpaparamdam sa mga CNS cells sa GSM signaling. Nakatuon sa auditory cortex (ACx) ng LPS-treated na daga, kung saan ang lokal na SAR ay nag-average ng 1.55 W/kg, napagmasdan namin na ang GSM exposure ay nagresulta sa pagtaas ng haba o pagsanga ng mga proseso ng microglial at pagbaba ng mga neuronal na tugon sa S.
Sa kasalukuyang pag-aaral, nilalayon naming suriin kung ang head-only exposure sa mga LTE-1800 MHz signal ay maaari ding magbago ng microglial morphology at neuronal na aktibidad sa ACx, na binabawasan ang kapangyarihan ng exposure ng dalawang-katlo. Ipinapakita namin dito na ang LTE signaling ay walang epekto sa mga microglial na proseso ngunit nag-trigger pa rin ng makabuluhang pagbawas sa sound-evoked ng cortical activity ng LPS-0SAR na halaga ng ACx na dulot ng ACx. W/kg.
Dahil sa nakaraang katibayan na binago ng pagkakalantad sa GSM-1800 MHz ang microglial morphology sa ilalim ng pro-inflammatory na kondisyon, sinisiyasat namin ang epektong ito pagkatapos ng pagkakalantad sa LTE signaling.
Ang mga adult na daga ay na-injected ng LPS 24 na oras bago ang head-only sham exposure o exposure sa LTE-1800 MHz. Sa pagkakalantad, ang LPS-triggered neuroinflammatory responses ay naitatag sa cerebral cortex, tulad ng ipinapakita ng upregulation ng mga proinflammatory genes at mga pagbabago sa cortical microglia morphology (Figure 1). (Larawan 2). Upang matukoy kung ang LPS-activated microglia ay tumutugon sa LTE EMF, sinuri namin ang mga cortical section na nabahiran ng anti-Iba1 na piling nilagyan ng label ang mga cell na ito. Gaya ng ipinapakita sa Figure 3a, sa mga seksyon ng ACx ay naayos 3 hanggang 4 na oras pagkatapos ng sham o LTE exposure, ang microglia ay mukhang kahanga-hangang katulad, na nagpapakita ng isang elic inflammatory na "celli" na paggamot sa LPS. (Larawan 1). Alinsunod sa kawalan ng mga morphological na tugon, ang quantitative image analysis ay nagsiwalat ng walang makabuluhang pagkakaiba sa kabuuang lugar (unpaired t-test, p = 0.308) o area (p = 0.196) at density (p = 0.061) ng Iba1 immunoreactivity kapag inihahambing ang pagkakalantad sa Iba 1-stained cell body (LTE-Fig. 3b-d).
Mga epekto ng LPS ip injection sa cortical microglia morphology. Representative na view ng microglia sa isang coronal section ng cerebral cortex (dorsomedial region) 24 na oras pagkatapos ng intraperitoneal injection ng LPS o sasakyan (control). Ang mga cell ay nabahiran ng anti-Iba1 antibody gaya ng inilarawan dati. LPS pro-inflammatory na paggamot ay nagresulta sa mga pagbabago sa microglia xime na pag-ikli ng mga sanga, kabilang ang mga pagbabago sa microglia cellular na pag-ikli ng sanga, at ang pagtaas ng pro-inflammatory na sanga. mga proseso, na nagreresulta sa isang "parang siksik" na hitsura.Scale bar: 20 µm.
Dosimetric analysis ng specific absorption rate (SAR) sa utak ng daga sa panahon ng pagkakalantad sa 1800 MHz LTE. Isang dating inilarawan na heterogenous na modelo ng phantom rat at loop antenna62 ay ginamit upang masuri ang lokal na SAR sa utak, na may 0.5 mm3 cubic grid.(a) Global view ng isang modelo ng daga sa isang exposure setting na may loop antennallow sa ibaba ng ulo at metal na antenna sa itaas ng thermal body (pa) Pamamahagi ng mga halaga ng SAR sa utak ng nasa hustong gulang sa 0.5 mm3 spatial na resolusyon. Ang lugar na nililimitahan ng itim na outline sa seksyong sagittal ay tumutugma sa pangunahing auditory cortex kung saan sinusuri ang aktibidad ng microglial at neuronal. Nalalapat ang color-coded scale ng mga halaga ng SAR sa lahat ng numerical simulation na ipinapakita sa figure.
LPS-injected microglia sa rat auditory cortex kasunod ng LTE o Sham exposure.(a) Representative stacked view of microglia stained with anti-Iba1 antibody sa coronal sections ng LPS-perfused rat auditory cortex 3 hanggang 4 na oras pagkatapos ng Sham o LTE exposure (exposure). Scale bar: 20 µd 4 g Morphometric na oras. sham (open dots) o LTE exposure (exposed, black dots).(b, c) Spatial coverage (b) ng microglia marker Iba1 at mga lugar ng Iba1-positive cell body (c). Kinakatawan ng data ang anti-Iba1 staining area na na-normalize sa mean mula sa Sham-exposed na mga hayop.(d) Bilang ng anti-Iba1 na cell body at S. = 6) ang mga hayop ay hindi makabuluhan (p > 0.05, unpaired t-test). Ang itaas at ibaba ng kahon, ang itaas at ibabang linya ay kumakatawan sa ika-25-75 na porsyento at ang ika-5-95 na porsyento, ayon sa pagkakabanggit. Ang ibig sabihin ng halaga ay minarkahan ng pula sa kahon.
Binubuod ng talahanayan 1 ang mga numero ng hayop at multi-unit recording na nakuha sa pangunahing auditory cortex ng apat na pangkat ng mga daga (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS). criterion, pumili kami ng 266 records para sa Sham group, 273 records para sa Exposed group, 299 records para sa Sham-LPS group, at 295 records para sa Exposed-LPS group.
Sa mga sumusunod na talata, ilalarawan muna namin ang mga parameter na nakuha mula sa spectral-temporal receptive field (iyon ay, ang tugon sa mga purong tono) at ang tugon sa xenogeneic specific vocalizations. Pagkatapos ay ilalarawan namin ang quantification ng frequency response area na nakuha para sa bawat grupo. Kung isasaalang-alang ang pagkakaroon ng "nested data"30 sa aming eksperimental na disenyo, ang lahat ng mga statistical analysis ng mga posisyon ay isinagawa sa mga electron analysis batay sa mga electrode ng talahanayan. 1), ngunit ang lahat ng mga epekto na inilarawan sa ibaba ay batay din sa bilang ng mga posisyon sa bawat pangkat. Kabuuang bilang ng mga multiunit recording na nakolekta (ikatlong row sa Talahanayan 1).
Ipinapakita ng Figure 4a ang pinakamainam na frequency distribution (BF, eliciting maximal response at 75 dB SPL) ng cortical neurons na nakuha sa LPS-treated Sham at exposed animals. Ang frequency range ng BF sa parehong grupo ay pinahaba mula 1 kHz hanggang 36 kHz. Statistical analysis ay nagpakita na ang mga distribution na ito ay magkatulad (chi-square, p = 0), na nagmumungkahi na walang paghahambing sa pagitan ng dalawa. pagkiling.
Mga epekto ng LTE exposure sa quantified parameters ng cortical responses sa LPS-treated na hayop.(a) BF distribution sa cortical neurons ng LPS-treated na hayop na exposed sa LTE (black) at sham-exposed sa LTE (white). Walang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang distribution.(bf) Ang epekto ng LTE exposure sa mga parameter na sumusukat sa spectral temporal na resibo ay
Susunod naming tinasa kung ang mga pure tone cortical threshold ay binago ng LTE exposure. Mula sa frequency response area (FRA) na nakuha mula sa bawat recording, tinukoy namin ang auditory threshold para sa bawat frequency at na-average ang mga threshold na ito para sa parehong grupo ng mga hayop. Ipinapakita ng Figure 4j ang mean (± sem) na mga threshold ng auditory threshold mula 1.1 hanggang 36 kHz na threshold sa LPSham-tre threshold sa LPSham-tre threshold sa LPSham-tre na threshold sa LPSham-tre. at Exposed na mga grupo ay nagpakita ng malaking pagtaas sa mga threshold sa mga nakalantad na hayop kumpara sa mga hayop na Sham (Fig. 4j), isang epekto na mas maliwanag sa mababa at kalagitnaan ng mga frequency. p <0.0001; Fig. 4k, kaliwang Figure) . Ang parehong epekto ay nakita sa mid-frequency (2.25
Mga epekto ng LTE exposure sa quantified parameters ng cortical responses sa malulusog na hayop.(a) BF distribution sa cortical neurons ng malulusog na hayop na exposed sa LTE (dark blue) at sham-exposed sa LTE (light blue). Walang pagkakaiba sa pagitan ng dalawang distribution.(bf) Ang epekto ng LTE exposure sa mga parameter na sumusukat sa spectral temporal receptive field ay walang makabuluhang pagbabago sa STRF. frequency (b,c).May bahagyang pagtaas sa tagal ng pagtugon (d), ngunit walang pagbabago sa response bandwidth at bandwidth (e, f). Ni ang lakas o temporal na pagiging maaasahan ng mga tugon sa vocalization ay hindi nagbago (g, h). ang mga threshold ay hindi makabuluhang nabago sa LTE-exposed na mga daga kumpara sa Sham-exposed na mga daga, ngunit ang mas mataas na frequency threshold ay bahagyang mas mababa sa mga nakalantad na hayop.
Ang mga figure 5b-f ay nagpapakita ng mga boxplot na kumakatawan sa distribusyon at mean (pulang linya) ng mga parameter na nagmula sa dalawang set ng STRFs. Sa malusog na hayop, ang LTE exposure mismo ay may maliit na epekto sa mean value ng STRF parameters. Kung ikukumpara sa Sham group (light vs dark blue boxes para sa exposed na grupo), hindi binago ng LTE exposure ang alinman sa kabuuang response intensity ng BFFi. t-test, p = 0.2176, at p = 0.8696 ayon sa pagkakabanggit).Wala ring epekto sa spectral bandwidth at latency (p = 0.6764 at p = 0.7129, ayon sa pagkakabanggit), ngunit nagkaroon ng makabuluhang pagtaas sa tagal ng pagtugon (p = 0.047). Wala ring epekto sa lakas ng vocalization = p.5.5. inter-trial reliability ng mga tugon na ito (Fig. 5h, p = 0.3412), at spontaneous activity (Fig. 5).5i; p = 0.3256).
Ipinapakita ng Figure 5j ang mean (± sem) na mga threshold mula 1.1 hanggang 36 kHz sa malulusog na daga. Hindi ito nagpakita ng makabuluhang pagkakaiba sa pagitan ng sham at nakalantad na mga daga, maliban sa bahagyang mas mababang threshold sa mga nakalantad na hayop sa mataas na frequency (11–36 kHz) (walang paired na t-test, p = 0.0083 ang katotohanang ito ay sumasalamin sa epektong ito sa mga hayop). = 18,312, p = 0.001;
Sa konklusyon, kapag ang malulusog na hayop ay nalantad sa LTE, walang epekto sa lakas ng pagtugon sa mga purong tono at kumplikadong mga tunog tulad ng mga vocalization. Higit pa rito, sa malusog na mga hayop, ang cortical auditory threshold ay magkapareho sa pagitan ng mga nakalantad at sham na hayop, samantalang sa mga hayop na ginagamot sa LPS, ang pagkakalantad sa LTE ay nagresulta sa isang malaking pagtaas sa mga cortical threshold at mid-frequency na mababa ang saklaw.
Ipinakita ng aming pag-aaral na sa mga adult na lalaking daga na nakakaranas ng matinding neuroinflammation, ang pagkakalantad sa LTE-1800 MHz na may lokal na SARACx na 0.5 W/kg (tingnan ang Mga Paraan) ay nagresulta sa isang makabuluhang pagbawas sa intensity ng sound-evoked na mga tugon sa mga pangunahing recording ng komunikasyon. Ang mga pagbabagong ito sa aktibidad ng neuronal ay naganap nang walang anumang maliwanag na pagbabago sa saklaw ng micropatial na domain ng TE na ito. Ang intensity ng cortical evoked responses ay hindi naobserbahan sa malulusog na daga. Isinasaalang-alang ang pagkakapareho sa pinakamainam na frequency distribution sa pagitan ng recording units sa LTE-exposed at sham-exposed na mga hayop, ang mga pagkakaiba sa neuronal reactivity ay maaaring maiugnay sa biological effects ng LTE signal kaysa sa pag-sample ng bias (Fig. 4a). malamang, ang mga pag-record na ito ay na-sample mula sa parehong mga cortical layer, na matatagpuan sa pangunahing ACx kaysa sa pangalawang rehiyon.
Sa aming kaalaman, ang epekto ng LTE signaling sa mga neuronal na tugon ay hindi pa naiulat dati.Gayunpaman, naitala ng mga nakaraang pag-aaral ang kakayahan ng GSM-1800 MHz o 1800 MHz na tuloy-tuloy na alon (CW) na baguhin ang neuronal excitability, kahit na may mga makabuluhang pagkakaiba depende sa eksperimental na diskarte. Di-nagtagal pagkatapos ng pagkakalantad sa 1800 MHz na antas ng KW/2. Ang snail ganglia ay nagpakita ng mga nabawasan na threshold para sa pag-trigger ng mga potensyal na aksyon at neuronal modulation. Sa kabilang banda, ang spiking at bursting na aktibidad sa mga pangunahing neuronal na kultura na nagmula sa utak ng daga ay nabawasan sa pamamagitan ng pagkakalantad sa GSM-1800 MHz o 1800 MHz CW sa loob ng 15 minuto sa isang SAR na 4.6 W/kg. Ang pagkakalantad na ito ay bahagyang hindi nababago sa loob lamang ng 30 minuto. Ang pag-silencing ng mga neuron ay nakamit sa isang SAR na 9.2 W/kg. Ang pagsusuri sa dosis-tugon ay nagpakita na ang GSM-1800 MHz ay mas epektibo kaysa 1800 MHz CW sa pagsugpo sa aktibidad ng pagsabog, na nagmumungkahi na ang mga tugon ng neuronal ay nakasalalay sa RF signal modulation.
Sa aming setting, ang mga cortical evoked response ay nakolekta sa vivo 3 hanggang 6 na oras pagkatapos ng 2-hour head-only exposure na natapos. Sa isang nakaraang pag-aaral, sinisiyasat namin ang epekto ng GSM-1800 MHz sa SARACx na 1.55 W/kg at walang nakitang makabuluhang epekto sa sound-evoked cortical effect na mga tugon sa mga malulusog na daga. sa 0.5 W/kg SARACx ay bahagyang tumaas ang tagal ng pagtugon sa pagpapakita ng mga purong tono. Ang epektong ito ay mahirap ipaliwanag dahil hindi ito sinasamahan ng pagtaas ng intensity ng pagtugon, na nagmumungkahi na ang mas mahabang tagal ng pagtugon na ito ay nangyayari na may parehong kabuuang bilang ng mga potensyal na pagkilos na pinaputok ng mga cortical neuron. Ang isang paliwanag ay maaaring ang LTE na pagkakalantad sa interneuron ay maaaring bawasan ang aktibidad ng ilang interneuron na dokumento, na maaaring bawasan ng pangunahing pagkakalantad ng AC ang aktibidad ng ilang mga dokumento ng AC. Kinokontrol ng feedforward inhibition ang tagal ng mga tugon ng pyramidal cell na na-trigger ng excitatory thalamic input33, 34, 35, 36, 37.
Sa kaibahan, sa mga daga na sumailalim sa LPS-triggered neuroinflammation, ang LTE exposure ay walang epekto sa tagal ng sound-evoked neuronal firing, ngunit ang mga makabuluhang epekto ay nakita sa lakas ng evoked responses. Sa katunayan, kumpara sa mga neuronal na tugon na naitala sa LPS-sham-exposed na daga, ang mga neuron sa LPS-treated na mga daga ay nagpakita ng isang pagbawas sa epekto ng mga daga na ginagamot sa LPS. parehong kapag nagtatanghal ng mga purong tono at natural na mga vocalization .Naganap ang pagbawas sa intensity ng pagtugon sa mga purong tono nang walang pagpapaliit ng spectral tuning bandwidth na 75 dB, at dahil nangyari ito sa lahat ng intensity ng tunog, nagresulta ito sa pagtaas ng mga acoustic threshold ng cortical neuron sa mababa at kalagitnaan ng mga frequency.
Ang pagbawas sa evoked response strength ay nagpahiwatig na ang epekto ng LTE signaling sa SARACx na 0.5 W/kg sa LPS-treated na mga hayop ay katulad ng sa GSM-1800 MHz na inilapat sa tatlong beses na mas mataas na SARACx (1.55 W/kg) 28 . Kung para sa GSM signaling, ang head exposure sa LTE-1800 MHz ay maaaring makabawas sa subject na neuronratability sa excurability ng neuronal ACx. LPS-triggered neuroinflammation. Alinsunod sa hypothesis na ito, napansin din namin ang isang trend patungo sa pagbaba ng trial reliability ng neuronal responses sa vocalization (Fig. 4h) at pagbaba ng spontaneous activity (Fig. 4i). Gayunpaman, mahirap matukoy sa vivo kung binabawasan ng LTE signaling ang neuronal intrinsic controllingability o.
Una, ang mas mahinang mga tugon na ito ay maaaring dahil sa intrinsically nabawasan na excitability ng mga cortical cell pagkatapos ng exposure sa LTE 1800 MHz. Suportahan ang ideyang ito, ang GSM-1800 MHz at 1800 MHz-CW ay nabawasan ang burst activity kapag direktang inilapat sa mga pangunahing kultura ng cortical rat neuron na may mga antas ng SAR na 3.42 W/kg, at SAR na antas na 3.2 th/kg, at SAR. ay kinakailangan upang makabuluhang bawasan ang aktibidad ng pagsabog. Nagsusulong para sa pinababang intrinsic excitability, naobserbahan din namin ang mas mababang mga rate ng kusang pagpapaputok sa mga nakalantad na hayop kaysa sa mga hayop na nakalantad sa sham.
Pangalawa, ang pagkakalantad sa LTE ay maaari ring makaapekto sa synaptic transmission mula sa thalamo-cortical o cortical-cortical synapses. Maraming talaan ngayon ang nagpapakita na, sa auditory cortex, ang lawak ng spectral tuning ay hindi lamang tinutukoy ng afferent thalamic projection, ngunit ang mga intracortical na koneksyon ay nagbibigay ng karagdagang spectral input sa cortical sites39,40. Ang mga hayop na nakalantad sa sham ay hindi direktang nagmungkahi na ang mga epekto ng pagkakalantad sa LTE ay hindi mga epekto sa cortical-cortical connectivity. Iminumungkahi din nito na ang mas mataas na koneksyon sa iba pang mga cortical na rehiyon na nakalantad sa SAR kaysa sa sinusukat sa ACx (Fig. 2) ay maaaring hindi responsable para sa mga binagong tugon na iniulat dito.
Dito, ang isang mas malaking proporsyon ng LPS-exposed cortical recording ay nagpakita ng mataas na threshold kumpara sa LPS-sham-exposed na mga hayop. Dahil sa iminungkahi na ang cortical acoustic threshold ay pangunahing kinokontrol ng lakas ng thalamo-cortical synapse39,40, maaari itong maghinala na ang thalamo-cortical na pagkakalantad ay bahagyang nabawasan ng presynaposa o transmisyon ng thalamo-cortical. antas ng postsynaptic (nabawasan ang numero ng receptor o affinity).
Katulad ng mga epekto ng GSM-1800 MHz, ang LTE-induced altered neuronal responses ay naganap sa konteksto ng LPS-triggered neuroinflammation, na nailalarawan sa pamamagitan ng microglial responses. Ang kasalukuyang ebidensya ay nagmumungkahi na ang microglia ay malakas na nakakaimpluwensya sa aktibidad ng mga neuronal network sa normal at pathological na mga utak41,42,43. maaaring limitahan ang neurotransmission, ngunit din sa mataas na motility ng kanilang mga cellular na proseso.Sa cerebral cortex, ang parehong pagtaas at pagbaba ng aktibidad ng mga neuronal network ay nag-trigger ng mabilis na pagpapalawak ng microglial spatial domain dahil sa paglaki ng microglial na mga proseso44,45. microglia-mediated lokal na produksyon ng adenosine.
Sa mga daga na ginagamot ng LPS na isinumite sa GSM-1800 MHz na may SARACx sa 1.55 W/kg, nabawasan ang aktibidad ng mga ACx neuron na naganap sa paglaki ng mga prosesong microglial na minarkahan ng makabuluhang Iba1-stained na mga lugar sa ACx28 Increase. Iminumungkahi ng obserbasyon na ito na ang microglial remodeling na na-trigger ng GSM na pagkakalantad ay maaaring aktibong mag-ambag sa revoduction ng GSM ng neuron. tugon. Ang aming kasalukuyang pag-aaral ay tumututol laban sa hypothesis na ito sa konteksto ng LTE head exposure na may SARACx na limitado sa 0.5 W/kg, dahil wala kaming nakitang pagtaas sa spatial domain na sakop ng mga microglial na proseso. Gayunpaman, hindi nito inaalis ang anumang epekto ng LTE signaling sa LPS-activated microglia, na maaaring makaapekto sa aktibidad ng neuronal ng mga karagdagang pag-aaral. binabago ang mga neuronal na tugon sa LTE signaling.
Sa aming kaalaman, ang epekto ng mga signal ng LTE sa pagpoproseso ng pandinig ay hindi pa napag-aralan dati. Ang aming mga nakaraang pag-aaral 26,28 at ang kasalukuyang pag-aaral ay nagpakita na sa setting ng talamak na pamamaga, ang pagkakalantad ng ulo lamang sa GSM-1800 MHz o LTE-1800 MHz ay nagresulta sa mga pagbabago sa pagganap sa mga neuronal na tugon sa ACx, tulad ng ipinapakita ng hindi bababa sa pagtaas ng dalawang threshold ng pandinig. LTE exposure.Una, tulad ng ipinapakita sa dosimetry study na ipinapakita sa Figure 2, ang pinakamataas na antas ng SAR (malapit sa 1 W/kg) ay matatagpuan sa dorsomedial cortex (sa ibaba ng antenna), at bumababa sila nang malaki habang ang isa ay gumagalaw nang mas lateral at laterally. kanal).Pangalawa, kapag ang mga tainga ng guinea pig ay nalantad sa loob ng 2 buwan sa GSM 900 MHz (5 araw/linggo, 1 oras/araw, SAR sa pagitan ng 1 at 4 W/kg), walang nakikitang pagbabago sa laki ng distortion na produkto otoacoustic Threshold para sa Emission at Auditory Brainstem Responses sa GSM o 47.Fur0 na paulit-ulit na Pagtugon sa GSM00. Ang MHz sa isang lokal na SAR na 2 W/kg ay hindi nakaapekto sa cochlear outer hair cell function sa malulusog na daga48,49. Ang mga resultang ito ay umaalingawngaw sa data na nakuha sa mga tao, kung saan ipinakita ng mga pagsisiyasat na ang 10- hanggang 30 minutong pagkakalantad sa EMF mula sa GSM na mga cell phone ay walang pare-parehong epekto sa pagproseso ng pandinig gaya ng nasuri sa antas ng cochlear50,51,52.
Sa aming pag-aaral, ang LTE-triggered neuronal firing na mga pagbabago ay na-obserbahan sa vivo 3 hanggang 6 na oras pagkatapos ng exposure. AMPA receptors. Isinasaalang-alang na ang auditory cortex ay may mas mababang halaga ng SAR (0.5W/kg) kaysa sa dorsomedial na rehiyon (2.94W/kg26), ang mga pagbabago sa aktibidad ng neuronal na iniulat dito ay lumilitaw na lumilipas.
Dapat isaalang-alang ng aming data ang mga kwalipikadong limitasyon ng SAR at mga pagtatantya ng aktwal na mga halaga ng SAR na nakamit sa cerebral cortex ng mga gumagamit ng mobile phone. Ang kasalukuyang mga pamantayang ginagamit upang protektahan ang publiko ay nagtatakda ng limitasyon ng SAR sa 2 W/kg para sa localized na head o torso na pagkakalantad sa mga frequency ng radyo sa 100 kHz at 6 GHz RF range.
Ang mga simulation ng dosis ay isinagawa gamit ang iba't ibang modelo ng ulo ng tao upang matukoy ang pagsipsip ng kapangyarihan ng RF sa iba't ibang mga tisyu ng ulo sa panahon ng pangkalahatang komunikasyon ng ulo o mobile phone. indibidwal 56,57,58.Higit pa rito, ang mga katangian ng cell phone, tulad ng panloob na lokasyon ng antenna at ang posisyon ng cell phone na may kaugnayan sa ulo ng gumagamit, ay malakas na nakakaimpluwensya sa antas at pamamahagi ng mga halaga ng SAR sa cerebral cortex59,60. Gayunpaman, kung isasaalang-alang ang naiulat na mga pamamahagi ng SAR sa human cerebral cortex ng modelo ng telepono00, na itinatag mula sa MHz00 radio frequencies ng cell phone na naglalabas ng MHz18 frequencies. range58, 59, 60, lumalabas na ang mga antas ng SAR na nakamit sa cortex ng pandinig ng tao ay hindi pa rin nailapat sa kalahati ng cerebral cortex ng tao. Ang aming pag-aaral (SARACx 0.5 W/kg). Samakatuwid, hindi hinahamon ng aming data ang kasalukuyang mga limitasyon ng mga halaga ng SAR na naaangkop sa publiko.
Sa konklusyon, ipinapakita ng aming pag-aaral na ang isang solong head-only exposure sa LTE-1800 MHz ay nakakasagabal sa mga neuronal na tugon ng cortical neurons sa sensory stimuli. Alinsunod sa mga nakaraang paglalarawan ng mga epekto ng GSM signaling, iminumungkahi ng aming mga resulta na ang mga epekto ng LTE signaling sa aktibidad ng neuronal ay nag-iiba ayon sa katayuan ng kalusugan. Ang talamak na neuroinflammation sa LTE-1 s ay nagreresulta sa pagkasensitibo sa mga neuron. ng auditory stimuli.
Nakolekta ang data sa edad na 55 araw mula sa cerebral cortex ng 31 adult na lalaking Wistar na daga na nakuha sa laboratoryo ng Janvier. Ang mga daga ay inilagay sa isang halumigmig (50-55%) at temperatura (22-24 °C) na kinokontrol na pasilidad na may liwanag/madilim na cycle na 12 h/12 h (nakabukas ang mga ilaw sa 7:30 ng umaga at may patnubay sa tubig na may libreng pag-access sa 7:30 ng umaga). na itinatag ng Council of the European Communities Directive (2010/63/EU Council Directive), na katulad ng mga inilarawan sa Society for Neuroscience Guidelines for the Use of Animals in Neuroscience Research. Ang protocol na ito ay inaprubahan ng Ethics Committee Paris-Sud and Center (CEEA N°59, Project 2014-25, National Protocol 0372 na may bisa sa pamamagitan ng 03729 na pamamaraang ito. 34-2012.
Ang mga hayop ay nakasanayan sa mga silid ng kolonya nang hindi bababa sa 1 linggo bago ang paggamot sa LPS at pagkakalantad (o pagkukunwari) sa LTE-EMF.
Dalawampu't dalawang daga ang na-injected intraperitoneally (ip) na may E. coli LPS (250 µg/kg, serotype 0127:B8, SIGMA) na natunaw ng sterile endotoxin-free isotonic saline 24 oras bago ang LTE o sham exposure (n bawat grupo). = 11). Sa 2-buwang gulang na mga daga ng Wistar, ang paggamot sa LPS na ito ay gumagawa ng neuroinflammatory response na minarkahan sa cerebral cortex ng ilang mga pro-inflammatory genes (tumor necrosis factor-alpha, interleukin 1ß, CCL2, NOX2 , NOS2) ay na-up-regulated 24 na oras pagkatapos ng LPS na pag-iniksyon at pagtaas ng coding na mga antas, kabilang ang isang 4-fold na antas ng coding at coding. NOX2 enzyme at interleukin 1ß, ayon sa pagkakabanggit. Sa 24-h time point na ito, ipinakita ng cortical microglia ang tipikal na "siksik" na cell morphology na inaasahan ng LPS-triggered pro-inflammatory activation ng mga cell (Figure 1), na kabaligtaran sa LPS-triggered activation ng iba. Ang cellular pro-inflammatory activation ay tumutugma sa 24, 61.
Ang head-only exposure sa LTE EMF ay isinagawa gamit ang experimental setup na dati nang ginamit upang suriin ang epekto ng GSM EMF26.LTE exposure ay isinagawa 24 na oras pagkatapos ng LPS injection (11 hayop) o walang LPS treatment (5 hayop). Ang mga hayop ay bahagyang na-anesthetize ng ketamine/xylazine (ketamine 80 mg/kg, ip; xylazine upang maiwasan ang pagkakalantad, ip; xylazine, ip; 10 mg/kg) ang ulo ng hayop ay nasa loop antenna na nagpapalabas ng LTE signal Reproducible na lokasyon sa ibaba. Kalahati ng mga daga mula sa parehong hawla ang nagsilbing mga kontrol (11 sham-exposed na hayop, sa 22 daga na pretreated na may LPS): inilagay sila sa ilalim ng loop antenna at ang enerhiya ng LTE signal ay nakatakda sa zero. Weights ng exposed at sham exposed 0, untest na mga hayop. ns). Ang lahat ng na-anesthetized na hayop ay inilagay sa isang heating pad na walang metal upang mapanatili ang temperatura ng kanilang katawan sa paligid ng 37°C sa buong eksperimento. Gaya ng sa mga nakaraang eksperimento, ang oras ng pagkakalantad ay itinakda sa 2 oras. Pagkatapos ng pagkakalantad, ilagay ang hayop sa isa pang heating pad sa operating room. Ang parehong pamamaraan ng pagkakalantad ay inilapat sa 10 malulusog na daga (hindi ginagamot sa parehong LPS).
Ang sistema ng pagkakalantad ay katulad ng mga sistemang 25, 62 na inilarawan sa mga nakaraang pag-aaral, na ang radio frequency generator ay pinalitan upang makabuo ng LTE sa halip na GSM electromagnetic field. Mini-Circuits, USA), isang circulator (D3 1719-N, Sodhy, France), isang two-way coupler (CD D 1824-2, − 30 dB, Sodhy, France) at isang four-way power divider (DC D 0922-4N, Sodhy, France), na nagpapahintulot sa apat na animal.9Agi2A1 na power divider (DC D 0922-4N, Sodhy, France) nang sabay-sabay USA) na nakakonekta sa isang bidirectional coupler ay nagbigay-daan sa tuluy-tuloy na pagsukat at pagsubaybay ng insidente at ipinapakitang kapangyarihan sa loob ng device. Ang bawat output ay konektado sa isang loop antenna (Sama-Sistemi srl; Roma), na nagpapagana ng bahagyang pagkakalantad ng ulo ng hayop. Ang loop antenna ay binubuo ng isang naka-print na circuit na may dalawang linya ng metal (dielectric constant εr = 4.6) engsulating device. binubuo ng 1 mm na lapad na kawad na bumubuo ng singsing na inilagay malapit sa ulo ng hayop.Tulad ng sa mga nakaraang pag-aaral26,62, ang tiyak na rate ng pagsipsip (SAR) ay tinutukoy ayon sa numero gamit ang isang numerical na modelo ng daga at isang finite difference time domain (FDTD) na pamamaraan63,64,65. Natukoy din ang mga ito sa eksperimento sa isang homogenous na probes na modelong ito gamit ang Luxtron na pagtaas ng temperatura gamit ang Luxtron na rat case. kinakalkula gamit ang formula: SAR = C ΔT/Δt, kung saan ang C ay ang kapasidad ng init sa J/(kg K), ΔT, sa °K at Δt Pagbabago ng temperatura, oras sa mga segundo. Ang mga halaga ng SAR na tinutukoy ayon sa numero ay inihambing sa mga pang-eksperimentong SAR na halaga na nakuha gamit ang isang homogenous na modelo, lalo na sa katumbas na halaga ng SAR na sinusukat sa mga rehiyon ng utak ng eksperimento ay ang eksperimento na natutukoy ang pagkakaiba sa numerical na SAR. mas mababa sa 30%.
Ipinapakita ng Figure 2a ang distribusyon ng SAR sa utak ng daga sa modelo ng daga, na tumutugma sa distribusyon ayon sa bigat ng katawan at laki ng mga daga na ginamit sa aming pag-aaral. Ang ibig sabihin ng SAR ng utak ay 0.37 ± 0.23 W/kg (mean ± SD). Ang mga halaga ng SAR ay pinakamataas sa cortical area sa ibaba lamang ng loop antenna. W/kg (mean ± SD) (Fig. 2b).Dahil homogenous ang bigat ng katawan ng mga nakalantad na daga at bale-wala ang mga pagkakaiba sa kapal ng tissue ng ulo, ang aktwal na SAR ng ACx o iba pang cortical area ay inaasahang magkapareho sa pagitan ng isang nakalantad na hayop at ng isa pa.
Sa pagtatapos ng pagkakalantad, ang mga hayop ay dinagdagan ng karagdagang dosis ng ketamine (20 mg/kg, ip) at xylazine (4 mg/kg, ip) hanggang sa walang reflex na paggalaw ang naobserbahan pagkatapos kurutin ang hind paw. Ang lokal na pampamanhid (Xylocain 2%) ay iniksyon subcutaneously sa balat at temporal na kalamnan ay inilagay sa ibabaw ng bungo ng hayop. sa stereotaxic frame, isang craniotomy ang isinagawa sa kaliwang temporal cortex.Tulad ng sa aming nakaraang pag-aaral66, simula sa junction ng parietal at temporal na buto, ang pagbubukas ay 9 mm ang lapad at 5 mm ang taas. Ang dura sa itaas ng ACx ay maingat na inalis sa ilalim ng binocular control nang hindi nakakasira sa mga daluyan ng dugo. habang nagre-record. Ilagay ang stereotaxic frame na sumusuporta sa hayop sa isang acoustic attenuation chamber (IAC, model AC1).
Nakuha ang data mula sa mga multi-unit recording sa primary auditory cortex ng 20 daga, kabilang ang 10 hayop na pretreated na may LPS. Ang mga extracellular recording ay nakuha mula sa hanay ng 16 tungsten electrodes (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) na binubuo ng dalawang hilera ng 8 electrodes na may pagitan ng 1000 µmµ0 µm (3mµ5 na electrodes sa pagitan ng parehong electrodes row).Isang silver wire (ø: 300 µm) para sa grounding ang ipinasok sa pagitan ng temporal bone at contralateral dura. Ang tinantyang lokasyon ng primary ACx ay 4-7 mm posterior sa bregma at 3 mm ventral sa supratemporal suture. Ang raw signal ay pinalakas ng 10,000 beses (TDT data ng ac5nnel, at pagkatapos ay iproseso ng aquinnel Medusa) TDT). Ang mga signal na nakolekta mula sa bawat electrode ay sinala (610–10,000 Hz) upang kunin ang multi-unit na aktibidad (MUA). neuron na malapit sa mga electrodes. Sa simula ng bawat eksperimento, itinakda namin ang posisyon ng electrode array upang ang dalawang hilera ng walong electrodes ay makapagsampol ng mga neuron, mula sa mababa hanggang mataas na frequency na mga tugon kapag ginanap sa rostral na oryentasyon.
Ang acoustic stimuli ay nabuo sa Matlab, na ipinadala sa isang RP2.1 based sound delivery system (TDT) at ipinadala sa isang Fostex loudspeaker (FE87E). Ang loudspeaker ay inilagay 2 cm mula sa kanang tainga ng daga, kung saan ang loudspeaker ay nakagawa ng flat frequency spectrum (± 3 dB) at Lospeaker sa pagitan ng 14 Hz. ay isinagawa gamit ang ingay at mga purong tono na naitala gamit ang isang Bruel at Kjaer microphone 4133 na isinama sa isang preamplifier na B&K 2169 at digital recorder na Marantz PMD671. Natukoy ang Spectral Time Receptive Field (STRF) gamit ang 97 gamma-tone frequency, na sumasaklaw sa 8 (0.14–36 kHz) na ipinakita sa random na pagkakasunud-sunod ng S. 4.15 Hz. Ang Frequency Response Area (FRA) ay tinutukoy gamit ang parehong hanay ng mga tono at ipinakita sa random na pagkakasunud-sunod sa 2 Hz mula 75 hanggang 5 dB SPL. Ang bawat frequency ay ipinapakita ng walong beses sa bawat intensity.
Nasuri din ang mga tugon sa natural na stimuli. Sa mga nakaraang pag-aaral, napagmasdan namin na ang mga pag-vocalize ng daga ay bihirang nakakakuha ng malakas na mga tugon sa ACx, anuman ang neuronal optimal frequency (BF), samantalang ang xenograft-specific (hal., songbird o guinea pig vocalizations) ay karaniwang Ang buong tono ng mapa. Samakatuwid, sinubukan namin ang mga cortical na tugon sa guineatle sa guineatle na mga tugon sa pig36 konektado sa 1 s ng stimuli, ipinakita ng 25 beses).
Maaari rin naming i-customize ang rf passive na bahagi ayon sa iyong mga kinakailangan. Maaari mong ipasok ang pahina ng pagpapasadya upang ibigay ang mga pagtutukoy na kailangan mo.
https://www.keenlion.com/customization/
Emali:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com
Oras ng post: Hun-23-2022
