חֲדָשׁוֹת

תודה שביקרתם באתר Nature.com. גרסת הדפדפן בה אתם משתמשים כוללת תמיכה מוגבלת ב-CSS. לחוויית המשתמש הטובה ביותר, אנו ממליצים להשתמש בדפדפן מעודכן (או לכבות את מצב התאימות ב-Internet Explorer). בינתיים, כדי להבטיח תמיכה מתמשכת, נציג את האתר ללא סגנונות ו-JavaScript.
הביקוש הגובר והולך לתקשורת טלפוניה ניידת הוביל להופעה מתמשכת של טכנולוגיות אלחוטיות (G), אשר עשויות להיות בעלות השפעות שונות על מערכות ביולוגיות. כדי לבחון זאת, חשפנו חולדות לחשיפה חד-פעמית לשדה אלקטרומגנטי (EMF) מסוג LTE (4G) בטווח ארוך (1800 MHz) למשך שעתיים. לאחר מכן הערכנו את ההשפעה של דלקת עצבית חריפה הנגרמת על ידי ליפופוליסכריד על כיסוי מרחבי של המיקרוגליה ופעילות נוירונים אלקטרופיזיולוגית בקליפת המוח השמיעתית הראשונית (ACx). ה-SAR הממוצע ב-ACx הוא 0.5 וואט/ק"ג. הקלטות מרובות יחידות מראות ש-LTE-EMF גורם להפחתה בעוצמת התגובה לצלילים טהורים ולקולות טבעיים, תוך עלייה בסף האקוסטי לתדרים נמוכים ובינוניים. אימונוהיסטוכימיה של Iba1 לא הראתה שינויים באזור המכוסה על ידי גופים ותהליכים מיקרוגליים. בחולדות בריאות, אותה חשיפה ל-LTE לא גרמה לשינויים בעוצמת התגובה ובספי האקוסטי. הנתונים שלנו מראים שדלקת עצבית חריפה מגבירה את הרגישות של נוירונים ל-LTE-EMF, וכתוצאה מכך לשינוי בעיבוד של קרינה אקוסטית. גירויים ב-ACx.
הסביבה האלקטרומגנטית של האנושות השתנתה באופן דרמטי בשלושת העשורים האחרונים עקב התרחבות מתמשכת של תקשורת אלחוטית. כיום, יותר משני שלישים מהאוכלוסייה נחשבים למשתמשי טלפונים ניידים (MP). ההתפשטות בקנה מידה גדול של טכנולוגיה זו עוררה חששות ודיון בנוגע להשפעות המסוכנות הפוטנציאליות של שדות אלקטרומגנטיים פועמים (EMF) בטווח תדרי הרדיו (RF), הנפלטים על ידי MPs או תחנות בסיס ומקודדים תקשורת. נושא בריאות הציבור הזה נתן השראה למספר מחקרים ניסויים המוקדשים לחקירת השפעות ספיגת תדרי רדיו ברקמות ביולוגיות. חלק מהמחקרים הללו חיפשו שינויים בפעילות רשת נוירונים ובתהליכים קוגניטיביים, בהתחשב בקרבת המוח למקורות RF תחת השימוש הנרחב ב-MP. מחקרים רבים שדווחו עוסקים בהשפעות של אותות מווסתי דופק המשמשים במערכת גלובלית לתקשורת ניידת (GSM) מהדור השני (2G) או מערכות גישה מרובה חלוקת קוד רחב פס (WCDMA)/דור שלישי (WCDMA/3G UMTS)2,3,4,5. מעט ידוע על השפעות אותות תדר רדיו המשמשים בשירותי ניידים מהדור הרביעי (4G), המסתמכים על... טכנולוגיית פרוטוקול אינטרנט דיגיטלי לחלוטין הנקראת טכנולוגיית Long Term Evolution (LTE). שירות טלפונים ניידים LTE, שהושק בשנת 2011, צפוי להגיע ל-6.6 מיליארד מנויי LTE גלובליים בינואר 2022 (GSMA: //gsacom.com). בהשוואה למערכות GSM (2G) ו-WCDMA (3G) המבוססות על תוכניות אפנון של ספק יחיד, LTE משתמש בריבוב חלוקת תדרים אורתוגונלי (OFDM) כפורמט האות הבסיסי. ברחבי העולם, שירותי LTE ניידים משתמשים במגוון פסי תדרים שונים בין 450 ל-3700 מגה-הרץ, כולל פסי 900 ו-1800 מגה-הרץ המשמשים גם ב-GSM.
היכולת של חשיפה לתדר רדיו להשפיע על תהליכים ביולוגיים נקבעת במידה רבה על ידי קצב ספיגה ספציפי (SAR) המתבטא ב-W/kg, המודד את האנרגיה הנספגת ברקמה ביולוגית. לאחרונה נחקרו השפעות חשיפה ראשית חריפה של 30 דקות לאותות LTE בתדר 2.573 GHz על פעילות רשת נוירונים גלובלית בקרב מתנדבים בריאים. באמצעות fMRI במצב מנוחה, נצפה שחשיפה ל-LTE יכולה לגרום לתנודות תדר איטיות ספונטניות ושינויים בקישוריות תוך-אזורית או בין-אזורית, בעוד שרמות שיא SAR מרחביות בממוצע על פני 10 גרם של רקמה הוערכו כשתנו בין 0.42 ל-1.52 W/kg, בהתאם לנושאים 7, 8, 9. ניתוח EEG בתנאי חשיפה דומים (משך 30 דקות, רמת שיא SAR מוערכת של 1.34 W/kg באמצעות מודל ראש אנושי מייצג) הדגים עוצמה ספקטרלית מופחתת וקוהרנטיות חצי כדורית מופחתת בפסי אלפא ובטא. עם זאת, שני מחקרים אחרים המבוססים על ניתוח EEG מצאו כי 20 או 30 דקות של חשיפה ראשית ל-LTE, עם רמות SAR מקומיות מקסימליות שנקבעו על כ-2 W/kg, לא היו ניתנות לזיהוי. effect11 או שהביא לירידה בעוצמה הספקטרלית בתחום אלפא, בעוד שהקוגניציה לא השתנתה בתפקוד שנבדק באמצעות מבחן סטרופ12. נמצאו גם הבדלים משמעותיים בתוצאות של מחקרי EEG או קוגניטיביים שבחנו במיוחד את השפעות החשיפה לקרינת אלקטרומגנטית (EMF) ב-GSM או UMTS. ההערכה היא שהם נובעים משינויים בתכנון השיטה ובפרמטרים הניסויים, כולל סוג האות ואפנון, עוצמת החשיפה ומשכה, או מהטרוגניות בבני אדם ביחס לגיל, אנטומיה או מין.
עד כה, מעט מחקרים בבעלי חיים שימשו כדי לקבוע כיצד חשיפה לאיתות LTE משפיעה על תפקוד המוח. לאחרונה דווח כי חשיפה מערכתית של עכברים מתפתחים משלב עוברי מאוחר ועד גמילה (30 דקות/יום, 5 ימים/שבוע, עם SAR ממוצע לכל הגוף של 0.5 או 1 וואט/ק"ג) הביאה לשינוי בהתנהגויות מוטוריות ותיאבון בבגרות 14. חשיפה מערכתית חוזרת ונשנית (2 דונם ליום במשך 6 שבועות) בחולדות בוגרות נמצאה כגורמת לעקה חמצונית ומפחיתה את משרעת הפוטנציאלים המעוררים חזותיים המתקבלים מעצב הראייה, כאשר SAR מקסימלי מוערך כנמוך של 10 מיליוואט/ק"ג 15.
בנוסף לניתוח בקני מידה מרובים, כולל ברמה התאית והמולקולרית, ניתן להשתמש במודלים של מכרסמים כדי לחקור את השפעות החשיפה לתדר רדיו במהלך מחלה, כפי שהתמקד בעבר ב- EMF של GSM או WCDMA/3G UMTS בהקשר של דלקת עצבית חריפה. מחקרים הראו את ההשפעות של התקפים, מחלות ניווניות של מערכת העצבים או גליומות 16,17,18,19,20.
מכרסמים שהוזרקו לליפופוליסכריד (LPS) הם מודל פרה-קליני קלאסי של תגובות נוירו-דלקתיות חריפות הקשורות למחלות זיהומיות שפירות הנגרמות על ידי וירוסים או חיידקים המשפיעים על רוב האוכלוסייה מדי שנה. מצב דלקתי זה מוביל למחלה הפיכה ולתסמונת התנהגותית דיכאונית המאופיינת בחום, אובדן תיאבון ואינטראקציה חברתית מופחתת. פגוציטים תושבי מערכת העצבים המרכזית, כגון מיקרוגליה, הם תאי אפקטור מרכזיים בתגובה נוירו-דלקתית זו. טיפול במכרסמים עם LPS גורם להפעלת מיקרוגליה המאופיינת בשיפוץ צורתם ותהליכים תאיים ושינויים עמוקים בפרופיל הטרנסקריפטום, כולל עלייה בגנים המקודדים ציטוקינים או אנזימים פרו-דלקתיים, המשפיעים על רשתות נוירונים. פעילויות 22, 23, 24.
בחקר ההשפעות של חשיפה בודדת של שעתיים לקרינת EMF מסוג GSM-1800 MHz בחולדות שטופלו ב-LPS, מצאנו כי איתות GSM מעורר תגובות תאיות בקליפת המוח, ומשפיעות על ביטוי גנים, זרחון קולטני גלוטמט, ירי מטא-מעורר נוירונים והמורפולוגיה של מיקרוגליה בקליפת המוח. השפעות אלו לא זוהו בחולדות בריאות שקיבלו את אותה חשיפה ל-GSM, דבר המצביע על כך שהמצב הנוירו-דלקתי המופעל על ידי LPS גורם לרגישות של תאי CNS לאיתות GSM. בהתמקדות בקליפת המוח השמיעתית (ACx) של חולדות שטופלו ב-LPS, שבה ה-SAR המקומי עמד בממוצע על 1.55 W/kg, צפינו כי חשיפה ל-GSM הביאה לעלייה באורך או הסתעפות של תהליכים מיקרוגליים ולירידה בתגובות נוירונים המעוררות על ידי צלילים טהורים וגירוי טבעי 28.
במחקר הנוכחי, מטרתנו הייתה לבחון האם חשיפה של הראש בלבד לאותות LTE-1800 MHz יכולה גם לשנות את המורפולוגיה של המיקרוגליה ואת הפעילות העצבית ב-ACx, ולהפחית את עוצמת החשיפה בשני שלישים. אנו מראים כאן כי לאיתות LTE לא הייתה השפעה על תהליכים מיקרוגליה, אך עדיין גרמה להפחתה משמעותית בפעילות קורטיקלית מעוררת צליל ב-ACx של חולדות שטופלו ב-LPS עם ערך SAR של 0.5 W/kg.
בהינתן ראיות קודמות לכך שחשיפה ל-GSM-1800 MHz שינתה את המורפולוגיה של המיקרוגליה בתנאים פרו-דלקתיים, חקרנו השפעה זו לאחר חשיפה לאיתות LTE.
חולדות בוגרות הוזרקו ל-LPS 24 שעות לפני חשיפה דמה לראש בלבד או חשיפה ל-LTE-1800 MHz. לאחר החשיפה, נוצרו תגובות נוירו-דלקתיות המופעלות על ידי LPS בקליפת המוח, כפי שמוצג על ידי עלייה בגנים מעודדי דלקת ושינויים במורפולוגיה של המיקרוגליה הקורטיקלית (איור 1). ההספק שנחשף על ידי ראש ה-LTE נקבע להשגת רמת SAR ממוצעת של 0.5 W/kg ב-ACx (איור 2). כדי לקבוע האם מיקרוגליה המופעלת על ידי LPS מגיבה ל-EMF של LTE, ניתחנו חתכים קורטיקליים צבועים ב-anti-Iba1 שסימן באופן סלקטיבי את התאים הללו. כפי שמוצג באיור 3a, בחתכים של ACx שקובעו 3 עד 4 שעות לאחר חשיפה דמה או ל-LTE, המיקרוגליה נראתה דומת להפליא, והראתה מורפולוגיה של תאים "צפופים" שנגרמה על ידי טיפול מעודדי דלקת של LPS (איור 1). בהתאם להיעדר תגובות מורפולוגיות, ניתוח תמונה כמותי לא גילה הבדלים משמעותיים בשטח הכולל (מבחן t לא מזווג, p = 0.308) או בשטח (p = 0.196) ובצפיפות. (p = 0.061) של תגובתיות אימונוכית של Iba1 בעת השוואת חשיפה לגופי תאים צבועים ב-Iba 1 בחולדות LTE לעומת בעלי חיים שנחשפו באופן דמה (איור 3b-d).
השפעות הזרקת LPS ip על מורפולוגיה של מיקרוגליה קורטיקלית. מבט מייצג של מיקרוגליה בחתך קורונלי של קליפת המוח (אזור דורסומדיאלי) 24 שעות לאחר הזרקה תוך-צפקית של LPS או מקדם שליטה (ביקורת). תאים נצבעו בנוגדן אנטי-Iba1 כפי שתואר קודם לכן. טיפול פרו-דלקתי ב-LPS הביא לשינויים במורפולוגיה של מיקרוגליה, כולל עיבוי פרוקסימלי ועלייה בענפים משניים קצרים של תהליכים תאיים, וכתוצאה מכך מראה "צפוף". סרגל קנה מידה: 20 מיקרומטר.
ניתוח דוסימטרי של קצב ספיגה ספציפי (SAR) במוח חולדה במהלך חשיפה ל-LTE בתדר 1800 מגה-הרץ. מודל הטרוגני שתואר קודם לכן של אנטנת פנטום של חולדה ואנטנת לולאה62 שימש להערכת SAR מקומי במוח, עם רשת מעוקב של 0.5 מ"מ ³. (א) מבט גלובלי על מודל חולדה בסביבת חשיפה עם אנטנת לולאה מעל הראש וכרית תרמית מתכתית (צהובה) מתחת לגוף. (ב) התפלגות ערכי SAR במוח בוגר ברזולוציה מרחבית של 0.5 מ"מ ³. האזור המוגדר על ידי קווי המתאר השחורים בחתך הסגיטלי תואם לקליפת המוח השמיעתית הראשונית שבה מנתחים את הפעילות המיקרוגליאלית והנוירונית. סולם הצבעים של ערכי SAR חל על כל הסימולציות המספריות המוצגות באיור.
מיקרוגליה שהוזרקה ל-LPS בקליפת המוח השמיעתית של חולדה לאחר חשיפה ל-LTE או חשיפה דמה. (א) תצוגה מייצגת של מיקרוגליה צבועה בנוגדן אנטי-Iba1 בחתכים קורונליים של קליפת המוח השמיעתית של חולדה שעברה זרימת LPS 3 עד 4 שעות לאחר חשיפה דמה או LTE (חשיפה). סרגל קנה מידה: 20 מיקרומטר. (bd) הערכה מורפומטרית של מיקרוגליה 3 עד 4 שעות לאחר חשיפה דמה (נקודות פתוחות) או LTE (חשיפה, נקודות שחורות). (ב, ג) כיסוי מרחבי (ב) של סמן המיקרוגליה Iba1 ואזורים של גופי תאים חיוביים ל-Iba1 (ג). הנתונים מייצגים אזור צביעה אנטי-Iba1 מנורמל לממוצע מבעלי חיים שנחשפו לחשיפה דמה. (ד) ספירת גופי תאי מיקרוגליה צבועים אנטי-Iba1. ההבדלים בין בעלי חיים דמה (n = 5) ו-LTE (n = 6) לא היו מובהקים (p > 0.05, מבחן t לא מזווג). החלק העליון והתחתון של התיבה, הקווים העליונים והתחתונים מייצגים את ה-25-75. אחוזון ואחוזון 5-95, בהתאמה. הערך הממוצע מסומן באדום בתיבה.
טבלה 1 מסכמת את מספרי בעלי החיים ורישום מרובי יחידות שהתקבלו בקליפת המוח השמיעתית הראשונית של ארבע קבוצות של חולדות (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS). בתוצאות שלהלן, אנו כוללים את כל הרישום המציג שדה קליטה זמני ספקטרלי משמעותי (STRF), כלומר, תגובות מעוררות צליל הגבוהות בלפחות 6 סטיות תקן מקצבי הירי הספונטניים (ראה טבלה 1). תוך יישום קריטריון זה, בחרנו 266 רישומים עבור קבוצת ה-Sham, 273 רישומים עבור קבוצת ה-Exposed, 299 רישומים עבור קבוצת ה-Sham-LPS ו-295 רישומים עבור קבוצת ה-Exposed-LPS.
בפסקאות הבאות, נתאר תחילה את הפרמטרים שחולצו משדה הקול הספקטרלי-זמני (כלומר, התגובה לצלילים טהורים) ואת התגובה לקולות ספציפיים קסנוגניים. לאחר מכן נתאר את כימות אזור תגובת התדר שהתקבל עבור כל קבוצה. בהתחשב בנוכחות "נתונים מקוננים"30 בתכנון הניסויי שלנו, כל הניתוחים הסטטיסטיים בוצעו על סמך מספר המיקומים במערך האלקטרודות (השורה האחרונה בטבלה 1), אך כל ההשפעות המתוארות להלן התבססו גם על מספר המיקומים בכל קבוצה. המספר הכולל של הקלטות מרובות יחידות שנאספו (השורה השלישית בטבלה 1).
איור 4א' מציג את התפלגות התדרים האופטימלית (BF, המעוררת תגובה מקסימלית ב-75 dB SPL) של נוירונים קורטיקליים שהתקבלו בבעלי חיים שטופלו ב-LPS עם Sham ובבעלי חיים שנחשפו להם. טווח התדרים של BF בשתי הקבוצות הורחב מ-1 קילוהרץ ל-36 קילוהרץ. ניתוח סטטיסטי הראה כי התפלגויות אלו היו דומות (חי בריבוע, p = 0.278), דבר המצביע על כך שניתן לבצע השוואות בין שתי הקבוצות ללא הטיה דגימה.
השפעות חשיפה ל-LTE על פרמטרים כמותיים של תגובות קורטיקליות בבעלי חיים שטופלו ב-LPS. (א) התפלגות BF בנוירונים קורטיקליים של בעלי חיים שטופלו ב-LPS שנחשפו ל-LTE (שחור) ונחשפו באופן דמה ל-LTE (לבן). אין הבדל בין שתי ההתפלגויות. (bf) השפעת חשיפה ל-LTE על פרמטרים המכמתים את שדה הרצפטיב הזמני הספקטרלי (STRF). עוצמת התגובה פחתה משמעותית (*p < 0.05, מבחן t לא מזווג) הן על פני STRF (עוצמת תגובה כוללת) והן על פני תדרים אופטימליים (b,c). משך תגובה, רוחב פס תגובה וקבוע רוחב פס (df). הן העוצמה והן המהימנות הזמנית של התגובות לקולות פחתו (g, h). הפעילות הספונטנית לא פחתה משמעותית (i). (*p < 0.05, מבחן t לא מזווג). (j,k) השפעות חשיפה ל-LTE על ספים קורטיקליים. ספים ממוצעים היו גבוהים משמעותית בחולדות שנחשפו ל-LTE בהשוואה לחולדות שנחשפו באופן דמה. השפעה זו בולטת יותר ברמות הנמוכות והבינוניות. תדרים.
איורים 4b-f מראים את התפלגות הפרמטרים הנגזרים מ-STRF עבור בעלי חיים אלה (ממוצעים מסומנים בקווים אדומים). נראה כי השפעות החשיפה ל-LTE על בעלי חיים שטופלו ב-LPS מצביעות על ירידה בעירור הנוירונים. ראשית, עוצמת התגובה הכוללת והתגובות היו נמוכות משמעותית ב-BF בהשוואה לבעלי חיים שטופלו ב-Sham-LPS (איור 4b,c מבחן t לא מזווג, p = 0.0017; ו-p = 0.0445). באופן דומה, תגובות לצלילי תקשורת ירדו הן בעוצמת התגובה והן באמינות הבין-ניסויית (איור 4g,h; מבחן t לא מזווג, p = 0.043). הפעילות הספונטנית פחתה, אך השפעה זו לא הייתה משמעותית (איור 4i; p = 0.0745). משך התגובה, רוחב הפס של הכוונון והשהיית התגובה לא הושפעו מחשיפה ל-LTE בבעלי חיים שטופלו ב-LPS (איור 4d-f), דבר המצביע על כך שסלקטיביות התדר ודיוק תגובות ההתחלה לא הושפעו מחשיפה ל-LTE בבעלי חיים שטופלו ב-LPS.
לאחר מכן הערכנו האם ספים קורטיקליים של צליל טהור השתנו עקב חשיפה ל-LTE. מאזור תגובת התדר (FRA) שהתקבל מכל הקלטה, קבענו ספים שמיעתיים עבור כל תדר וחישבנו ממוצע של ספים אלה עבור שתי קבוצות החיות. איור 4j מציג את ספי הממוצע (± sem) מ-1.1 עד 36 קילוהרץ בחולדות שטופלו ב-LPS. השוואת ספי השמיעה של קבוצות הדמה והחשיפה הראתה עלייה משמעותית בספים בבעלי חיים שנחשפו בהשוואה לבעלי חיים דמה (איור 4j), השפעה שהייתה בולטת יותר בתדרים נמוכים ובינוניים. ליתר דיוק, בתדרים נמוכים (< 2.25 קילוהרץ), שיעור נוירוני A1 עם סף גבוה גדל, בעוד ששיעור נוירוני סף נמוך ובינוני ירד (חי בריבוע = 43.85; p < 0.0001; איור 4k, איור שמאלי). אותה השפעה נצפתה בתדר בינוני (2.25 < תדר(kHz) < 11): שיעור גבוה יותר של רישומי קליפת המוח עם ספים ביניים ושיעור קטן יותר של נוירונים עם ספים נמוכים בהשוואה לקבוצה שלא נחשפה (כי בריבוע = 71.17; p < 0.001; איור 4k, פאנל אמצעי). כמו כן, נמצא הבדל משמעותי בסף עבור נוירונים בתדר גבוה (≥ 11 kHz, p = 0.0059); שיעור הנוירונים בעלי סף נמוך ירד ושיעור הסף הבינוני-גבוה עלה (כי בריבוע = 10.853; p = 0.04 איור 4k, פאנל ימני).
איור 5a מציג את התפלגות התדרים האופטימלית (BF, המעוררת תגובה מקסימלית ב-75 dB SPL) של נוירונים קורטיקליים שהתקבלו בבעלי חיים בריאים עבור קבוצות הדמה והחשיפה. ניתוח סטטיסטי הראה ששתי ההתפלגויות היו דומות (חי בריבוע, p = 0.157), דבר המצביע על כך שניתן לבצע השוואות בין שתי הקבוצות ללא הטיה דגימה.
השפעות חשיפה ל-LTE על פרמטרים כמותיים של תגובות קורטיקליות בבעלי חיים בריאים. (א) התפלגות BF בנוירונים קורטיקליים של בעלי חיים בריאים שנחשפו ל-LTE (כחול כהה) ונחשפו באופן דמה ל-LTE (כחול בהיר). אין הבדל בין שתי ההתפלגויות. (bf) השפעת חשיפה ל-LTE על פרמטרים מכמתים את שדה הקלט הזמני הספקטרלי (STRF). לא היה שינוי משמעותי בעוצמת התגובה על פני ה-STRF ובתדרים האופטימליים (ב,ג). ישנה עלייה קלה במשך התגובה (ד), אך לא היה שינוי ברוחב הפס של התגובה וברוחב הפס (ה,ו). לא השתנו העוצמה ולא האמינות הזמנית של התגובות לקולות (ז,ח). לא היה שינוי משמעותי בפעילות הספונטנית (i). (*p < 0.05 מבחן t לא מזווג). (י,ק) השפעות חשיפה ל-LTE על ספים קורטיקליים. בממוצע, ספים לא השתנו באופן משמעותי בחולדות שנחשפו ל-LTE בהשוואה לחולדות שנחשפו באופן דמה, אך ספים גבוהים יותר של תדרים היו נמוכים מעט בבעלי חיים שנחשפו.
איורים 5b-f מציגים תרשימים המייצגים את ההתפלגות והממוצע (קו אדום) של פרמטרים הנגזרים משתי קבוצות ה-STRF. בבעלי חיים בריאים, לחשיפה ל-LTE עצמה הייתה השפעה מועטה על הערך הממוצע של פרמטרי STRF. בהשוואה לקבוצת הדמה (תיבות כחולות בהירות לעומת תיבות כחולות כהות עבור הקבוצה שנחשפה), חשיפה ל-LTE לא שינתה את עוצמת התגובה הכוללת ולא את תגובת BF (איור 5b,c; מבחן t לא מזווג, p = 0.2176 ו-p = 0.8696 בהתאמה). כמו כן, לא הייתה השפעה על רוחב הפס הספקטרלי ועל זמן ההשהיה (p = 0.6764 ו-p = 0.7129, בהתאמה), אך הייתה עלייה משמעותית במשך התגובה (p = 0.047). כמו כן, לא הייתה השפעה על עוצמת תגובות הקול (איור 5g, p = 0.4375), על המהימנות הבין-ניסויית של תגובות אלו (איור 5h, p = 0.3412) ועל הפעילות הספונטנית (איור 5).5i; p = 0.3256).
איור 5j מציג את ספי התדרים הממוצעים (± sem) מ-1.1 עד 36 קילוהרץ בחולדות בריאות. לא נמצא הבדל משמעותי בין חולדות שנחשפו לחולדות שנחשפו לתדרים דמה, למעט סף מעט נמוך יותר בבעלי חיים שנחשפו לתדרים גבוהים (11-36 קילוהרץ) (מבחן t לא מזווג, p = 0.0083). השפעה זו משקפת את העובדה שבבעלי חיים שנחשפו, בטווח תדרים זה (חי בריבוע = 18.312, p = 0.001; איור 5k), היו מעט יותר נוירונים עם ספים נמוכים ובינוניים (בעוד שספים גבוהים פחות נוירונים).
לסיכום, כאשר בעלי חיים בריאים נחשפו ל-LTE, לא הייתה השפעה על עוצמת התגובה לצלילים טהורים ולצלילים מורכבים כגון קולות. יתר על כן, בבעלי חיים בריאים, ספי השמיעה הקורטיקליים היו דומים בין בעלי חיים שנחשפו לבעלי חיים דמה, בעוד שבבעלי חיים שטופלו ב-LPS, חשיפה ל-LTE הביאה לעלייה משמעותית בספי הקורטיקליים, במיוחד בטווח התדרים הנמוך והבינוני.
המחקר שלנו הראה כי בחולדות זכרים בוגרות שחוו נוירו-דלקת חריפה, חשיפה ל-LTE-1800 MHz עם SARACx מקומי של 0.5 W/kg (ראה שיטות) הביאה לירידה משמעותית בעוצמת התגובות המעוררות בצליל בהקלטות ראשוניות של תקשורת. שינויים אלה בפעילות הנוירונים התרחשו ללא כל שינוי נראה לעין בהיקף התחום המרחבי המכוסה על ידי תהליכים מיקרוגליים. השפעה זו של LTE על עוצמת התגובות המעוררות בקליפת המוח לא נצפתה בחולדות בריאות. בהתחשב בדמיון בהתפלגות התדרים האופטימלית בין יחידות הקלטה בבעלי חיים שנחשפו ל-LTE ובעלי חיים שנחשפו לדמה, ניתן לייחס את ההבדלים בתגובתיות הנוירונים להשפעות ביולוגיות של אותות LTE ולא להטיה בדגימה (איור 4a). יתר על כן, היעדר שינויים בהשהיית תגובה וברוחב פס כוונון ספקטרלי בחולדות שנחשפו ל-LTE מצביע על כך שסביר להניח שהקלטות אלה נדגמו מאותן שכבות קורטיקליות, הממוקמות ב-ACx הראשוני ולא באזורים משניים.
למיטב ידיעתנו, ההשפעה של איתות LTE על תגובות נוירונים לא דווחה בעבר. עם זאת, מחקרים קודמים תיעדו את היכולת של גל רציף (CW) GSM-1800 MHz או 1800 MHz לשנות את עירור העצבי, אם כי עם הבדלים משמעותיים בהתאם לגישה הניסויית. זמן קצר לאחר חשיפה לגל רציף (CW) של 1800 MHz ברמת SAR של 8.2 W/Kg, הקלטות מגנגליונות חילזון הראו ספים נמוכים יותר להפעלת פוטנציאלי פעולה וויסות נוירונים. מצד שני, פעילות הקפיצות והתפרצות בתרביות נוירונים ראשוניות שמקורן במוח חולדה הופחתה על ידי חשיפה לגל רציף (CW) של GSM-1800 MHz או 1800 MHz למשך 15 דקות ב-SAR של 4.6 W/Kg. עיכוב זה היה הפיך רק באופן חלקי תוך 30 דקות מחשיפה. השתקה מוחלטת של נוירונים הושגה ב-SAR של 9.2 W/Kg. ניתוח מינון-תגובה הראה ש-GSM-1800 MHz היה יעיל יותר מ-CW של 1800 MHz בדיכוי פעילות התפרצות, דבר המצביע על כך שתגובות נוירונים... תלויים במודולציה של אות RF.
במסגרת שלנו, תגובות קורטיקליות מעוררות נאספו in vivo 3 עד 6 שעות לאחר סיום החשיפה לראש בלבד בת שעתיים. במחקר קודם, חקרנו את ההשפעה של GSM-1800 MHz ב-SARACx של 1.55 W/kg ולא מצאנו השפעה משמעותית על תגובות קורטיקליות מעוררות צליל בחולדות בריאות. כאן, ההשפעה המשמעותית היחידה שנגרמה בחולדות בריאות על ידי חשיפה ל-LTE-1800 ב-0.5 W/kg SARACx הייתה עלייה קלה במשך התגובה עם הצגת צלילים טהורים. קשה להסביר השפעה זו מכיוון שהיא אינה מלווה בעלייה בעוצמת התגובה, דבר המצביע על כך שמשך תגובה ארוך יותר זה מתרחש עם אותו מספר כולל של פוטנציאלי פעולה המופעלים על ידי נוירונים קורטיקליים. הסבר אחד עשוי להיות שחשיפה ל-LTE עשויה להפחית את הפעילות של כמה נוירונים פנימיים מעכבים, כפי שתועד שב-ACx ראשוני עיכוב הזנה קדימה שולט במשך תגובות תאים פירמידליים המופעלות על ידי קלט תלמי מעורר 33,34, 35, 36, 37.
לעומת זאת, בחולדות שנחשפו לדלקת עצבית המופעלת על ידי LPS, לחשיפה ל-LTE לא הייתה השפעה על משך הירי הנוירוני שנגרם על ידי הצליל, אך נמצאו השפעות משמעותיות על עוצמת התגובות המעוררות. למעשה, בהשוואה לתגובות נוירונים שתועדו בחולדות שנחשפו ל-LPS בדמה, נוירונים בחולדות שטופלו ב-LPS שנחשפו ל-LTE הציגו ירידה בעוצמת תגובותיהם, השפעה שנצפתה הן בהצגת צלילים טהורים והן בקולות טבעיים. הירידה בעוצמת התגובה לצלילים טהורים התרחשה ללא צמצום רוחב הפס הספקטרלי של 75 dB, ומכיוון שהיא התרחשה בכל עוצמות הצליל, היא הביאה לעלייה בספי האקוסטי של נוירונים קורטיקליים בתדרים נמוכים ובינוניים.
הירידה בעוצמת התגובה המעוררת הצביעה על כך שההשפעה של איתות LTE ב-SARACx של 0.5 W/kg בבעלי חיים שטופלו ב-LPS הייתה דומה לזו של GSM-1800 MHz שהופעלה ב-SARACx גבוה פי שלושה (1.55 W/kg) 28. באשר לאיתות GSM, חשיפה ראשית ל-LTE-1800 MHz עשויה להפחית את העירור העצבי בנוירוני ACx של חולדות שעברו נוירואינפלמציה המופעלת על ידי LPS. בהתאם להשערה זו, צפינו גם במגמה של ירידה באמינות הניסוי של תגובות נוירונים לקוליות (איור 4h) וירידה בפעילות ספונטנית (איור 4i). עם זאת, היה קשה לקבוע in vivo האם איתות LTE מפחית את העירור הפנימי של העצבים או מפחית קלט סינפטי, ובכך שולט בתגובות נוירונים ב-ACx.
ראשית, תגובות חלשות אלו עשויות להיות תוצאה של עירור מופחת באופן מהותי של תאי קליפת המוח לאחר חשיפה ל-LTE 1800 MHz. התומך ברעיון זה, GSM-1800 MHz ו- 1800 MHz-CW הפחיתו את פעילות ההתפרצות כאשר יושמו ישירות על תרביות ראשוניות של נוירונים קורטיקליים של חולדות עם רמות SAR של 3.2 W/kg ו- 4.6 W/kg, בהתאמה, אך נדרשה רמת SAR סף כדי להפחית משמעותית את פעילות ההתפרצות. בתמיכה בהפחתת העירור הפנימי, צפינו גם בשיעורים נמוכים יותר של ירי ספונטני בבעלי חיים שנחשפו להם מאשר בבעלי חיים שנחשפו ל- LTE באופן דמה.
שנית, חשיפה ל-LTE עשויה להשפיע גם על העברה סינפטית מסינפסות תלמו-קורטיקליות או קורטיקליות-קורטיקליות. רישומים רבים מראים כעת שבקליפת המוח השמיעתית, רוחב הכוונון הספקטרלי אינו נקבע אך ורק על ידי השלכות תלמיות אפרנטיות, אלא שקשרים תוך-קורטיקליים מעניקים קלט ספקטרלי נוסף לאתרים קורטיקליים39,40. בניסויים שלנו, העובדה ש-STRF קורטיקלי הראה רוחבי פס דומים בבעלי חיים שנחשפו ובעלי חיים שנחשפו למחקר דמה הצביעה בעקיפין על כך שההשפעות של חשיפה ל-LTE לא היו השפעות על קישוריות קורטיקלית-קורטיקלית. זה גם מצביע על כך שקישוריות גבוהה יותר באזורים קורטיקליים אחרים שנחשפו ל-SAR מאשר נמדד ב-ACx (איור 2) עשויה לא להיות אחראית לתגובות המשתנות שדווחו כאן.
כאן, חלק גדול יותר מהקלטות קורטיקליות שנחשפו ל-LPS הראו ספים גבוהים בהשוואה לבעלי חיים שנחשפו ל-LPS במובן מסוים. בהתחשב בכך שהוצע כי סף האקוסטי הקורטיקלי נשלט בעיקר על ידי עוצמת הסינפסה התלמו-קורטיקלית , ניתן לחשוד כי ההעברה התלמו-קורטיקלית מצטמצמת חלקית על ידי חשיפה, בין אם פרה-סינפטית (שחרור מופחת של גלוטמט) ובין אם ברמה הפוסט-סינפטית (מספר קולטנים מופחת או זיקה מופחתת).
בדומה להשפעות של GSM-1800 MHz, תגובות נוירונים משתנות הנגרמות על ידי LTE התרחשו בהקשר של דלקת עצבית המופעלת על ידי LPS, המאופיינת בתגובות מיקרוגליה. ראיות עדכניות מצביעות על כך שמיקרוגליה משפיעה מאוד על פעילותן של רשתות נוירונים במוחות תקינים ופתולוגיים 41,42,43. יכולתן לווסת את הנוירוטרנסמיסיה תלויה לא רק בייצור התרכובות שהן מייצרות שעשויות או עשויות להגביל את הנוירוטרנסמיסיה, אלא גם בתנועתיות הגבוהה של התהליכים התאיים שלהן. בקליפת המוח, פעילות מוגברת וירידה ברשתות נוירונים גורמות להתרחבות מהירה של התחום המרחבי המיקרוגליה עקב גידול תהליכים מיקרוגליה 44,45. בפרט, בליטות מיקרוגליה מגויסות ליד סינפסות תלמוקורטיקליות מופעלות ויכולות לעכב את פעילותן של סינפסות מעוררות באמצעות מנגנונים הכוללים ייצור אדנוזין מקומי בתיווך מיקרוגליה.
בחולדות שטופלו ב-LPS ועברו טיפול ב-GSM-1800 MHz עם SARACx בקצב של 1.55 W/kg, התרחשה ירידה בפעילות של נוירוני ACx עם גדילת תהליכים מיקרוגליאליים, המסומנים על ידי אזורים משמעותיים צבועים ב-Iba1 בעלייה ב-ACx28. תצפית זו מצביעה על כך ששיפוץ מיקרוגליאלי המופעל על ידי חשיפה ל-GSM יכול לתרום באופן פעיל להפחתה הנגרמת על ידי GSM בתגובות עצביות מעוררות צליל. המחקר הנוכחי שלנו טוען נגד השערה זו בהקשר של חשיפה לראש LTE עם SARACx מוגבל ל-0.5 W/kg, מכיוון שלא מצאנו עלייה בתחום המרחבי המכוסה על ידי תהליכים מיקרוגליאליים. עם זאת, אין בכך כדי לשלול כל השפעה של איתות LTE על מיקרוגליה המופעלת על ידי LPS, אשר עשויה בתורה להשפיע על הפעילות העצבית. יש צורך במחקרים נוספים כדי לענות על שאלה זו ולקבוע את המנגנונים שבאמצעותם דלקת עצבית חריפה משנה תגובות עצביות לאיתות LTE.
למיטב ידיעתנו, ההשפעה של אותות LTE על עיבוד שמיעתי לא נחקרה בעבר. מחקרים קודמים שלנו 26,28 והמחקר הנוכחי הראו שבמקרה של דלקת חריפה, חשיפה של הראש בלבד ל-GSM-1800 MHz או LTE-1800 MHz הביאה לשינויים תפקודיים בתגובות עצביות ב-ACx, כפי שמוצג על ידי העלייה בסף השמיעה. מסיבות עיקריות לפחות, תפקוד השבלול לא אמור להיות מושפע מחשיפה שלנו ל-LTE. ראשית, כפי שמוצג במחקר הדוזימטריה המוצג באיור 2, רמות ה-SAR הגבוהות ביותר (קרוב ל-1 W/kg) ממוקמות בקליפת המוח הדורסומדיאלית (מתחת לאנטנה), והן יורדות באופן משמעותי ככל שנעים יותר לרוחב. החלק הגחוני של הראש. ניתן להעריך זאת בכ-0.1 W/kg בגובה פינת החולדה (מתחת לתעלת האוזן). שנית, כאשר אוזני חזיר ים נחשפו במשך חודשיים ל-GSM 900 MHz (5 ימים/שבוע, שעה/יום, SAR בין 1 ל-4 W/kg), היה... לא נמצאו שינויים ניתנים לזיהוי בעוצמת תוצר העיוות. ספי פליטה ותגובות שמיעתיות בגזע המוח 47. יתר על כן, חשיפה חוזרת ונשנית של הראש לתדר GSM 900 או 1800 מגה-הרץ ב-SAR מקומי של 2 וואט/ק"ג לא השפיעה על תפקוד תאי השערה החיצוניים של שבלול השבלול בחולדות בריאות 48,49. תוצאות אלו מהדהדות נתונים שהתקבלו בבני אדם, שם מחקרים הראו כי חשיפה של 10 עד 30 דקות ל-EMF מטלפונים סלולריים של GSM אינה משפיעה באופן עקבי על עיבוד שמיעתי כפי שנבדק ברמת שבלול השבלול 50,51,52 או גזע המוח 53,54.
במחקר שלנו, שינויים בפעילות עצבית המופעלת על ידי LTE נצפו in vivo 3 עד 6 שעות לאחר סיום החשיפה. במחקר קודם על החלק הדורסו-מדיאלי של קליפת המוח, מספר השפעות שנגרמו על ידי GSM-1800 MHz שנצפו 24 שעות לאחר החשיפה לא היו ניתנות לזיהוי עוד 72 שעות לאחר החשיפה. זה המקרה עם התרחבות של תהליכים מיקרוגליים, ירידה בגן IL-1ß ושינוי פוסט-טרנסלציוני של קולטני AMPA. בהתחשב בכך שלקליפת המוח השמיעתית יש ערך SAR נמוך יותר (0.5W/kg) מאשר לאזור הדורסו-מדיאלי (2.94W/kg26), נראה שהשינויים בפעילות העצבית המדווחים כאן הם חולפים.
על הנתונים שלנו לקחת בחשבון את מגבלות ה-SAR המקביל ואת הערכות ערכי ה-SAR בפועל שהושגו בקליפת המוח של משתמשי טלפונים ניידים. התקנים הנוכחיים המשמשים להגנה על הציבור קובעים את מגבלת ה-SAR ל-2 וואט/ק"ג עבור חשיפה מקומית של הראש או פלג הגוף העליון לתדרי רדיו בטווח RF של 100 קילוהרץ ו-6 גיגה-הרץ.
סימולציות מינון בוצעו באמצעות מודלים שונים של ראש אנושי כדי לקבוע את ספיגת הספק ה-RF ברקמות שונות של הראש במהלך תקשורת כללית עם הראש או הטלפון הנייד. בנוסף למגוון המודלים של ראש אנושי, סימולציות אלו מדגישות הבדלים משמעותיים או אי ודאויות בהערכת האנרגיה הנספגת על ידי המוח על סמך פרמטרים אנטומיים או היסטולוגיים כגון הצורה החיצונית או הפנימית של הגולגולת, עובי או תכולת מים. רקמות ראש שונות משתנות במידה רבה בהתאם לגיל, מין או פרט 56,57,58. יתר על כן, מאפייני טלפון סלולרי, כגון המיקום הפנימי של האנטנה ומיקום הטלפון הסלולרי ביחס לראש המשתמש, משפיעים מאוד על רמת ופיזור ערכי ה-SAR בקליפת המוח 59,60. עם זאת, בהתחשב בפיזור ה-SAR המדווח בקליפת המוח האנושית, שנקבעו מדגמי טלפונים סלולריים הפולטים תדרי רדיו בטווח 1800 מגה-הרץ 58, 59, 60, נראה שרמות ה-SAR המושגות בקליפת המוח השמיעתית האנושית עדיין אינן מיושמות מספיק במחצית מקליפת המוח האנושית. המחקר שלנו (SARACx 0.5 וואט/ק"ג). לכן, הנתונים שלנו אינם מערערים על המגבלות הנוכחיות של ערכי SAR החלים על הציבור.
לסיכום, המחקר שלנו מראה שחשיפה חד פעמית ל-LTE-1800 MHz בראש בלבד מפריעה לתגובות העצביות של נוירונים קורטיקליים לגירויים חושיים. בהתאם לאפיונים קודמים של השפעות איתות GSM, תוצאותינו מצביעות על כך שהשפעות איתות LTE על פעילות עצבית משתנות בהתאם למצב הבריאותי. דלקת עצבית חריפה מגבירה את הרגישות של נוירונים ל-LTE-1800 MHz, וכתוצאה מכך משתנה עיבוד קורטיקלי של גירויים שמיעתיים.
נתונים נאספו בגיל 55 ימים מקליפת המוח של 31 חולדות ויסטאר זכרים בוגרות שהתקבלו במעבדת ג'אנבייר. החולדות שוכנו במתקן מבוקר לחות (50-55%) וטמפרטורה (22-24 מעלות צלזיוס) עם מחזור אור/חושך של 12 שעות (הדלקת אורות בשעה 7:30 בבוקר) עם גישה חופשית למזון ומים. כל הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות שנקבעו על ידי הנחיית מועצת הקהילות האירופיות (הנחיית מועצת האיחוד האירופי 2010/63/EU), הדומות לאלו המתוארות בהנחיות של האגודה למדעי המוח לשימוש בבעלי חיים במחקר מדעי המוח. פרוטוקול זה אושר על ידי ועדת האתיקה של פריז-סוד והמרכז (CEEA מס' 59, פרויקט 2014-25, פרוטוקול לאומי 03729.02) תוך שימוש בהליכים שאושרו על ידי ועדה זו ב-32-2011 וב-34-2012.
בעלי החיים הורגלו לתאי מושבה במשך שבוע לפחות לפני טיפול LPS וחשיפה (או חשיפה דמה) ל-LTE-EMF.
עשרים ושתיים חולדות הוזרקו תוך-צפקית (ip) עם E. coli LPS (250 מיקרוגרם/ק"ג, סרוטיפ 0127:B8, SIGMA) מדוללת בתמיסת מלח איזוטונית סטרילית ללא אנדוטוקסין 24 שעות לפני חשיפה ל-LTE או חשיפה דמה (n לקבוצה). = 11). בחולדות זכרים ממשפחת ויסטאר בנות חודשיים, טיפול LPS זה מייצר תגובה נוירו-דלקתית המסומנת בקליפת המוח על ידי מספר גנים מעודדי דלקת (גורם נמק הגידול-אלפא, אינטרלוקין 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) היו מווסתים כלפי מעלה 24 שעות לאחר הזרקת LPS, כולל עלייה פי 4 ו-12 ברמות התעתיקים המקודדים לאנזים NOX2 ולאינטרלוקין 1ß, בהתאמה. בנקודת זמן זו של 24 שעות, המיקרוגליה הקורטיקלית הציגה את מורפולוגיית התאים ה"צפופה" האופיינית הצפויה מהפעלה מעודדת דלקתית של תאים המופעלת על ידי LPS (איור 1), בניגוד להפעלה המופעלת על ידי LPS על ידי אחרים. הפעלה פרו-דלקתית תאית מתאימה ל-24, 61.
חשיפה ראש בלבד לקרינת EMF של LTE בוצעה באמצעות מערך הניסוי ששימש בעבר להערכת ההשפעה של EMF של GSM26. חשיפה ל-LTE בוצעה 24 שעות לאחר הזרקת LPS (11 בעלי חיים) או ללא טיפול ב-LPS (5 בעלי חיים). בעלי החיים עברו הרדמה קלה עם קטמין/קסילזין (קטמין 80 מ"ג/ק"ג, ip; קסילזין 10 מ"ג/ק"ג, ip) לפני החשיפה כדי למנוע תנועה ולהבטיח שראש בעל החיים נמצא באנטנת הלולאה הפולטת את אות ה-LTE. מיקום ניתן לשחזור למטה. מחצית מהחולדות מאותו כלוב שימשו כביקורות (11 בעלי חיים שנחשפו לדמה, מתוך 22 חולדות שטופלו מראש ב-LPS): הן הונחו מתחת לאנטנת הלולאה ואנרגיית אות ה-LTE נקבעה לאפס. משקלי בעלי החיים שנחשפו לדמה היו דומים (p = 0.558, מבחן t לא מזווג, ns). כל בעלי החיים המורדמים הונחו על כרית חימום ללא מתכת כדי לשמור על טמפרטורת גופם סביב 37 מעלות צלזיוס לאורך כל... ניסוי. כמו בניסויים הקודמים, זמן החשיפה נקבע לשעתיים. לאחר החשיפה, הניחו את בעל החיים על כרית חימום נוספת בחדר הניתוח. אותו הליך חשיפה יושם על 10 חולדות בריאות (שלא טופלו ב-LPS), שמחציתן נחשפו באופן דמה מאותו כלוב (p = 0.694).
מערכת החשיפה הייתה דומה למערכות 25, 62 שתוארו במחקרים קודמים, כאשר מחולל תדרי הרדיו הוחלף כדי לייצר LTE במקום שדות אלקטרומגנטיים של GSM. בקצרה, מחולל RF (SMBV100A, 3.2 GHz, Rohde & Schwarz, גרמניה) הפולט שדה אלקטרומגנטי של LTE - 1800 MHz חובר למגבר הספק (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, ארה"ב), סירקולטור (D3 1719-N, Sodhy, צרפת), מצמד דו-כיווני (CD D 1824-2, −30 dB, Sodhy, צרפת) ומחלק הספק ארבעה כיוונים (DC D 0922-4N, Sodhy, צרפת), שאפשרו חשיפה בו-זמנית של ארבע חיות. מד הספק (N1921A, Agilent, ארה"ב) המחובר למצמד דו-כיווני אפשר מדידה וניטור רציפים של הספק פוגע והמוחזר בתוך המכשיר. כל פלט חובר לאנטנת לולאה (Sama-Sistemi srl; רומא), המאפשר חשיפה חלקית של ראש בעל החיים. אנטנת הלולאה מורכבת ממעגל מודפס עם שני קווי מתכת (קבוע דיאלקטרי εr = 4.6) חרוטים על מצע אפוקסי מבודד. בקצה אחד, המכשיר מורכב מחוט ברוחב 1 מ"מ היוצר טבעת הממוקמת קרוב לראש בעל החיים. כמו במחקרים קודמים26,62, קצב הבליעה הספציפי (SAR) נקבע באופן מספרי באמצעות מודל חולדה מספרי ושיטת תחום זמן הפרש סופי (FDTD)63,64,65. הם נקבעו גם בניסוי במודל חולדה הומוגני באמצעות גלאי Luxtron למדידת עליית הטמפרטורה. במקרה זה, SAR ב-W/kg מחושב באמצעות הנוסחה: SAR = C ΔT/Δt, כאשר C הוא קיבול החום ב-J/(kg K), ΔT, ב-°K ו-Δt שינוי טמפרטורה, זמן בשניות. ערכי ה-SAR שנקבעו באופן מספרי הושוו לערכי SAR ניסיוניים שהתקבלו באמצעות מודל הומוגני, במיוחד באזורי מוח חולדה מקבילים. ההפרש בין מדידות ה-SAR המספריות לערכי ה-SAR שזוהו בניסוי הוא פחות מ-30%.
איור 2א' מציג את התפלגות ה-SAR במוח החולדה במודל החולדה, התואמת את ההתפלגות מבחינת משקל גוף וגודל החולדות בהן השתמשנו במחקר שלנו. ממוצע ה-SAR במוח היה 0.37 ± 0.23 וואט/ק"ג (ממוצע ± סטיית תקן). ערכי ה-SAR הגבוהים ביותר באזור הקורטיקלי ממש מתחת לאנטנת הלולאה. ה-SAR המקומי ב-ACx (SARACx) היה 0.50 ± 0.08 וואט/ק"ג (ממוצע ± סטיית תקן) (איור 2ב'). מכיוון שמשקל הגוף של החולדות שנחשפו הוא הומוגני וההבדלים בעובי רקמת הראש זניחים, צפוי שה-SAR בפועל של ACx או אזורים קורטיקליים אחרים יהיה דומה מאוד בין בעל חיים שנחשף אחד לאחר.
בסוף החשיפה, בעלי החיים קיבלו תוספת של מינונים נוספים של קטמין (20 מ"ג/ק"ג, תוך ורידי) וקסילזין (4 מ"ג/ק"ג, תוך ורידי) עד שלא נצפו תנועות רפלקס לאחר צביטת הכף האחורית. חומר הרדמה מקומי (קסלוקאין 2%) הוזרק תת עורי לעור ולשריר הרקה מעל הגולגולת, ובעלי החיים הונחו על מערכת חימום נטולת מתכת. לאחר הנחת בעל החיים במסגרת הסטריאוטקסית, בוצעה ניתוח גולגולת מעל קליפת המוח הרקה השמאלית. כמו במחקר הקודם שלנו66, החל מצומת העצמות הקודקודיות והרקתיות, הפתח היה ברוחב 9 מ"מ ובגובה 5 מ"מ. הדורה מעל ה-ACx הוסרה בזהירות תחת פיקוח דו-עינית מבלי לפגוע בכלי הדם. בסוף ההליך, נבנה בסיס בצמנט אקרילי דנטלי לקיבוע אטראומטי של ראש בעל החיים במהלך ההקלטה. הניחו את המסגרת הסטריאוטקסית התומכת בבעל החיים בתא הנחתה אקוסטית (IAC, דגם AC1).
נתונים התקבלו מהקלטות מרובות יחידות בקליפת המוח השמיעתית הראשונית של 20 חולדות, כולל 10 חיות שטופלו מראש ב-LPS. הקלטות חוץ-תאיות התקבלו ממערך של 16 אלקטרודות טונגסטן (TDT, קוטר: 33 מיקרומטר, < 1 MΩ) המורכבות משתי שורות של 8 אלקטרודות במרווחים של 1000 מיקרומטר זו מזו (350 מיקרומטר בין אלקטרודות באותה שורה). חוט כסף (קוטר: 300 מיקרומטר) להארקה הוכנס בין עצם הטמפורלית לדורה הנגדית. המיקום המשוער של ה-ACx הראשוני הוא 4-7 מ"מ אחורי לברגמה ו-3 מ"מ בגחון לתפר הסופר-טמפורלי. האות הגולמי הוגבר פי 10,000 (TDT Medusa) ולאחר מכן עובד על ידי מערכת רכישת נתונים רב-ערוצית (RX5, TDT). אותות שנאספו מכל אלקטרודה סוננו (610-10,000 הרץ) כדי לחלץ פעילות מרובת יחידות (MUA). רמות הטריגר נקבעו בקפידה עבור כל אלקטרודה (על ידי מחברים משותפים ללא גישה ל...). (מצבים חשופים או חשופים מדומים) כדי לבחור את פוטנציאל הפעולה הגדול ביותר מהאות. בדיקה מקוונת ולא מקוונת של צורות הגל הראתה כי ה-MUA שנאסף כאן הורכב מפוטנציאלי פעולה שנוצרו על ידי 3 עד 6 נוירונים ליד האלקטרודות. בתחילת כל ניסוי, קבענו את מיקום מערך האלקטרודות כך ששתי שורות של שמונה אלקטרודות יוכלו לדגום נוירונים, מתגובות בתדר נמוך לגבוה, כאשר בוצעו בכיוון הרוסטרלי.
גירויים אקוסטיים נוצרו ב-Matlab, הועברו למערכת אספקת צליל (TDT) מבוססת RP2.1 ונשלחו לרמקול Fostex (FE87E). הרמקול הוצב במרחק 2 ס"מ מאוזנו הימנית של החולדה, ובמרחק זה הרמקול ייצר ספקטרום תדרים שטוח (± 3 dB) בין 140 הרץ ל-36 קילוהרץ. כיול הרמקול בוצע באמצעות רעש וצלילים טהורים שהוקלטו באמצעות מיקרופון Bruel and Kjaer 4133 המחובר לקדם-מגבר B&K 2169 ומקליט דיגיטלי Marantz PMD671. שדה קליטת הזמן הספקטרלי (STRF) נקבע באמצעות 97 תדרי גמא-טון, המכסים 8 אוקטבות (0.14-36 kHz), המוצגים בסדר אקראי ב-75 dB SPL ב-4.15 הרץ. אזור תגובת התדר (FRA) נקבע באמצעות אותה קבוצת צלילים ומוצגת בסדר אקראי ב-2 הרץ מ-75 עד 5 dB SPL. כל תדר מוצג שמונה פעמים בכל עוצמה.
כמו כן הוערכו תגובות לגירויים טבעיים. במחקרים קודמים, צפינו שקולות חולדות עוררו לעיתים רחוקות תגובות חזקות ב-ACx, ללא קשר לתדר האופטימלי העצבי (BF), בעוד שקולות ספציפיים לשתל (למשל, קולות של ציפור שיר או שרקנים) בדרך כלל מפות הטונים כולה. לכן, בדקנו תגובות קורטיקליות לקולות בשרקנים (השריקה ששימשה ב-36 נקשרה לשנייה אחת של גירויים, שהוצגו 25 פעמים).

אנו יכולים גם להתאים אישית את רכיבי ה-RF הפסיביים בהתאם לדרישות שלך. תוכל להיכנס לדף ההתאמה האישית כדי לספק את המפרטים הדרושים לך.
https://www.keenlion.com/customization/

אמאלי:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com