Tin tức

Cảm ơn bạn đã ghé thăm Nature.com. Phiên bản trình duyệt bạn đang sử dụng có hỗ trợ CSS hạn chế. Để có trải nghiệm tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng trình duyệt được cập nhật (hoặc tắt chế độ tương thích trong Internet Explorer). Trong thời gian chờ đợi, để đảm bảo hỗ trợ liên tục, chúng tôi sẽ hiển thị trang web mà không có kiểu dáng và JavaScript.
Nhu cầu ngày càng tăng đối với liên lạc điện thoại di động đã dẫn đến sự xuất hiện liên tục của các công nghệ không dây (G), có thể có những tác động khác nhau lên các hệ thống sinh học. Để kiểm tra điều này, chúng tôi đã cho chuột tiếp xúc trực tiếp với trường điện từ (EMF) 4G LTE-1800 MHz trong 2 giờ. Sau đó, chúng tôi đánh giá tác động của viêm thần kinh cấp tính do lipopolysaccharide gây ra đối với phạm vi bao phủ không gian của tế bào microglia và hoạt động điện sinh lý của tế bào thần kinh trong vỏ não thính giác sơ cấp (ACx). SAR trung bình trong ACx là 0,5 W/kg. Các bản ghi đa đơn vị cho thấy LTE-EMF gây ra sự giảm cường độ phản ứng với âm thanh thuần và giọng nói tự nhiên, đồng thời làm tăng ngưỡng âm thanh đối với các tần số thấp và trung bình. Phương pháp nhuộm miễn dịch Iba1 cho thấy không có thay đổi nào về diện tích được bao phủ bởi các thể và nhánh của tế bào microglia. Ở chuột khỏe mạnh, cùng một mức độ tiếp xúc LTE không gây ra thay đổi về cường độ phản ứng và ngưỡng âm thanh. Dữ liệu của chúng tôi chứng minh rằng viêm thần kinh cấp tính làm tăng độ nhạy cảm của tế bào thần kinh đối với LTE-EMF, dẫn đến quá trình xử lý bị thay đổi. các kích thích âm thanh trong ACx.
Môi trường điện từ của nhân loại đã thay đổi đáng kể trong ba thập kỷ qua do sự mở rộng liên tục của truyền thông không dây. Hiện nay, hơn hai phần ba dân số được coi là người sử dụng điện thoại di động (MP). Sự lan rộng quy mô lớn của công nghệ này đã làm dấy lên những lo ngại và tranh luận về các tác động nguy hiểm tiềm tàng của trường điện từ xung (EMF) trong dải tần số vô tuyến (RF), được phát ra bởi điện thoại di động hoặc trạm gốc và mã hóa thông tin liên lạc. Vấn đề sức khỏe cộng đồng này đã truyền cảm hứng cho một số nghiên cứu thực nghiệm nhằm điều tra tác động của sự hấp thụ tần số vô tuyến trong mô sinh học1. Một số nghiên cứu này đã tìm kiếm những thay đổi trong hoạt động mạng lưới thần kinh và các quá trình nhận thức, do sự gần gũi của não bộ với các nguồn RF trong bối cảnh sử dụng điện thoại di động phổ biến. Nhiều nghiên cứu đã báo cáo đề cập đến tác động của các tín hiệu điều chế xung được sử dụng trong hệ thống thông tin di động toàn cầu thế hệ thứ hai (2G) (GSM) hoặc truy cập đa người dùng phân chia mã băng rộng (WCDMA)/hệ thống viễn thông di động toàn cầu thế hệ thứ ba (WCDMA/3G UMTS)2,3,4,5. Ít thông tin được biết về tác động của các tín hiệu tần số vô tuyến được sử dụng trong dịch vụ di động thế hệ thứ tư (4G), dựa trên một Công nghệ giao thức Internet hoàn toàn kỹ thuật số có tên gọi là công nghệ Tiến hóa Dài hạn (LTE). Được ra mắt vào năm 2011, dịch vụ điện thoại di động LTE dự kiến ​​sẽ đạt 6,6 tỷ thuê bao LTE toàn cầu vào tháng 1 năm 2022 (GSMA: //gsacom.com). So với các hệ thống GSM (2G) và WCDMA (3G) dựa trên các sơ đồ điều chế đơn sóng mang, LTE sử dụng Ghép kênh Phân chia Tần số Trực giao (OFDM) làm định dạng tín hiệu cơ bản. Trên toàn thế giới, dịch vụ di động LTE sử dụng một loạt các dải tần khác nhau từ 450 đến 3700 MHz, bao gồm cả các dải tần 900 và 1800 MHz cũng được sử dụng trong GSM.
Khả năng tác động của bức xạ RF lên các quá trình sinh học phần lớn được xác định bởi tỷ lệ hấp thụ riêng (SAR) được biểu thị bằng W/kg, đo lường năng lượng được hấp thụ trong mô sinh học. Gần đây, các tác động của việc tiếp xúc cấp tính 30 phút với tín hiệu LTE 2,573 GHz lên hoạt động mạng lưới thần kinh toàn cầu đã được nghiên cứu trên những người tình nguyện khỏe mạnh. Sử dụng fMRI trạng thái nghỉ, người ta quan sát thấy rằng việc tiếp xúc với LTE có thể gây ra các dao động tần số chậm tự phát và những thay đổi trong kết nối nội hoặc liên vùng, trong khi mức SAR đỉnh không gian trung bình trên 10 g mô được ước tính dao động từ 0,42 đến 1,52 W/kg, theo các chủ đề 7, 8, 9. Phân tích EEG trong điều kiện tiếp xúc tương tự (thời gian 30 phút, mức SAR đỉnh ước tính là 1,34 W/kg sử dụng mô hình đầu người đại diện) đã chứng minh sự giảm công suất phổ và tính mạch lạc bán cầu trong các dải alpha và beta. Tuy nhiên, hai nghiên cứu khác dựa trên phân tích EEG cho thấy rằng việc tiếp xúc với LTE trong 20 hoặc 30 phút, với mức SAR cục bộ tối đa được đặt ở khoảng 2 W/kg, Hoặc là không có tác dụng nào có thể phát hiện được¹¹ hoặc dẫn đến giảm công suất phổ trong dải alpha, trong khi chức năng nhận thức không thay đổi khi được đánh giá bằng bài kiểm tra Stroop¹². Sự khác biệt đáng kể cũng được tìm thấy trong kết quả của các nghiên cứu EEG hoặc nhận thức, đặc biệt là khi xem xét tác động của việc tiếp xúc với trường điện từ GSM hoặc UMTS. Người ta cho rằng chúng phát sinh từ sự khác biệt trong thiết kế phương pháp và các thông số thí nghiệm, bao gồm loại tín hiệu và điều chế, cường độ và thời gian tiếp xúc, hoặc từ sự không đồng nhất ở các đối tượng nghiên cứu về tuổi tác, giải phẫu hoặc giới tính.
Cho đến nay, rất ít nghiên cứu trên động vật được sử dụng để xác định tác động của việc tiếp xúc với tín hiệu LTE lên chức năng não. Gần đây, người ta đã báo cáo rằng việc tiếp xúc toàn thân ở chuột đang phát triển từ giai đoạn phôi muộn đến khi cai sữa (30 phút/ngày, 5 ngày/tuần, với SAR toàn thân trung bình là 0,5 hoặc 1 W/kg) đã dẫn đến sự thay đổi hành vi vận động và thèm ăn ở tuổi trưởng thành 14. Việc tiếp xúc toàn thân lặp đi lặp lại (2 ha mỗi ngày trong 6 tuần) ở chuột trưởng thành được phát hiện gây ra stress oxy hóa và làm giảm biên độ điện thế gợi thị giác thu được từ dây thần kinh thị giác, với SAR tối đa ước tính thấp tới 10 mW/kg15.
Ngoài việc phân tích ở nhiều quy mô, bao gồm cả cấp độ tế bào và phân tử, các mô hình động vật gặm nhấm có thể được sử dụng để nghiên cứu tác động của phơi nhiễm RF trong quá trình bệnh tật, như đã tập trung trước đây vào EMF GSM hoặc WCDMA/3G UMTS trong bối cảnh viêm thần kinh cấp tính. Các nghiên cứu đã chỉ ra tác động của co giật, bệnh thoái hóa thần kinh hoặc u tế bào thần kinh đệm 16,17,18,19,20.
Chuột được tiêm lipopolysaccharide (LPS) là mô hình tiền lâm sàng kinh điển về phản ứng viêm thần kinh cấp tính liên quan đến các bệnh truyền nhiễm lành tính do virus hoặc vi khuẩn gây ra, ảnh hưởng đến phần lớn dân số mỗi năm. Tình trạng viêm này dẫn đến bệnh có thể hồi phục và hội chứng hành vi trầm cảm đặc trưng bởi sốt, chán ăn và giảm tương tác xã hội. Các tế bào thực bào thường trú trong hệ thần kinh trung ương như tế bào microglia là các tế bào tác động chính của phản ứng viêm thần kinh này. Điều trị chuột bằng LPS kích hoạt tế bào microglia, đặc trưng bởi sự tái cấu trúc hình dạng và các quá trình tế bào, cùng những thay đổi sâu sắc trong hồ sơ phiên mã, bao gồm sự tăng biểu hiện của các gen mã hóa cytokine hoặc enzyme gây viêm, ảnh hưởng đến mạng lưới thần kinh (Hoạt động 22, 23, 24).
Nghiên cứu tác động của việc tiếp xúc đầu với trường điện từ GSM-1800 MHz trong 2 giờ ở chuột được điều trị bằng LPS, chúng tôi nhận thấy rằng tín hiệu GSM kích hoạt các phản ứng tế bào trong vỏ não, ảnh hưởng đến biểu hiện gen, quá trình phosphoryl hóa thụ thể glutamate, hoạt động dẫn truyền thần kinh do kích thích Meta và hình thái của tế bào microglia trong vỏ não. Những tác động này không được phát hiện ở chuột khỏe mạnh được tiếp xúc với cùng mức GSM, cho thấy trạng thái viêm thần kinh do LPS gây ra làm tăng độ nhạy cảm của các tế bào CNS đối với tín hiệu GSM. Tập trung vào vỏ não thính giác (ACx) của chuột được điều trị bằng LPS, nơi SAR cục bộ trung bình là 1,55 W/kg, chúng tôi quan sát thấy rằng việc tiếp xúc với GSM dẫn đến sự gia tăng chiều dài hoặc phân nhánh của các nhánh tế bào microglia và giảm phản ứng thần kinh được kích thích bởi âm thanh thuần túy và Kích thích tự nhiên 28.
Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi nhằm mục đích kiểm tra xem liệu việc chỉ tiếp xúc với tín hiệu LTE-1800 MHz ở vùng đầu có thể làm thay đổi hình thái tế bào microglia và hoạt động thần kinh ở vùng vỏ não thính giác (ACx) hay không, khi giảm công suất tiếp xúc xuống còn một phần ba. Chúng tôi chứng minh ở đây rằng tín hiệu LTE không ảnh hưởng đến các quá trình của tế bào microglia nhưng vẫn gây ra sự giảm đáng kể hoạt động vỏ não do âm thanh kích thích ở vùng ACx của chuột được điều trị bằng LPS với giá trị SAR là 0,5 W/kg.
Dựa trên bằng chứng trước đó cho thấy việc tiếp xúc với sóng GSM-1800 MHz làm thay đổi hình thái tế bào microglia trong điều kiện viêm nhiễm, chúng tôi đã nghiên cứu tác động này sau khi tiếp xúc với tín hiệu LTE.
Chuột trưởng thành được tiêm LPS 24 giờ trước khi tiếp xúc giả (chỉ vùng đầu) hoặc tiếp xúc với LTE-1800 MHz. Sau khi tiếp xúc, các phản ứng viêm thần kinh do LPS gây ra được thiết lập trong vỏ não, được thể hiện bằng sự tăng biểu hiện của các gen gây viêm và những thay đổi về hình thái vi tế bào thần kinh đệm ở vỏ não (Hình 1). Công suất tiếp xúc với vùng đầu LTE được thiết lập để đạt mức SAR trung bình là 0,5 W/kg ở ACx (Hình 2). Để xác định xem các vi tế bào thần kinh đệm được kích hoạt bởi LPS có phản ứng với trường điện từ LTE hay không, chúng tôi đã phân tích các lát cắt vỏ não được nhuộm bằng kháng thể anti-Iba1, kháng thể này chọn lọc đánh dấu các tế bào này. Như thể hiện trong Hình 3a, trong các lát cắt ACx được cố định từ 3 đến 4 giờ sau khi tiếp xúc giả hoặc tiếp xúc với LTE, các vi tế bào thần kinh đệm trông rất giống nhau, cho thấy hình thái tế bào "giống như dày đặc" do điều trị gây viêm bằng LPS (Hình 1). Phù hợp với việc không có phản ứng về hình thái, phân tích hình ảnh định lượng cho thấy không có sự khác biệt đáng kể về tổng diện tích (kiểm định t không ghép cặp, p = 0,308) hoặc diện tích (p = 0,308). 0,196) và mật độ (p = 0,061) của phản ứng miễn dịch Iba1 khi so sánh sự tiếp xúc với các thể tế bào được nhuộm Iba 1 ở chuột LTE so với động vật được tiếp xúc giả (Hình 3b-d).
Ảnh hưởng của việc tiêm LPS vào phúc mạc lên hình thái tế bào microglia ở vỏ não. Hình ảnh đại diện của tế bào microglia trong mặt cắt ngang của vỏ não (vùng lưng giữa) 24 giờ sau khi tiêm LPS hoặc dung dịch đối chứng (nhóm chứng) vào phúc mạc. Các tế bào được nhuộm bằng kháng thể anti-Iba1 như đã mô tả trước đây. Điều trị bằng LPS gây viêm dẫn đến những thay đổi về hình thái tế bào microglia, bao gồm sự dày lên ở phần gần và tăng các nhánh thứ cấp ngắn của các quá trình tế bào, dẫn đến vẻ ngoài "đặc quánh". Thanh tỷ lệ: 20 µm.
Phân tích liều lượng của tỷ lệ hấp thụ riêng (SAR) trong não chuột trong quá trình tiếp xúc với LTE 1800 MHz. Mô hình không đồng nhất của chuột giả và ăng-ten vòng đã được mô tả trước đây62 được sử dụng để đánh giá SAR cục bộ trong não, với lưới lập phương 0,5 mm3. (a) Hình ảnh tổng quan của mô hình chuột trong thiết lập tiếp xúc với ăng-ten vòng phía trên đầu và miếng đệm nhiệt bằng kim loại (màu vàng) bên dưới cơ thể. (b) Phân bố các giá trị SAR trong não trưởng thành ở độ phân giải không gian 0,5 mm3. Khu vực được giới hạn bởi đường viền đen trong mặt cắt dọc tương ứng với vỏ não thính giác chính, nơi phân tích hoạt động của tế bào thần kinh và vi tế bào thần kinh. Thang màu của các giá trị SAR áp dụng cho tất cả các mô phỏng số được hiển thị trong hình.
(a) Hình ảnh đại diện của tế bào microglia được nhuộm bằng kháng thể anti-Iba1 trong các lát cắt ngang của vỏ não thính giác chuột được truyền LPS từ 3 đến 4 giờ sau khi tiếp xúc với Sham hoặc LTE (tiếp xúc). Thanh tỷ lệ: 20 µm. (b, d) Đánh giá hình thái học của tế bào microglia từ 3 đến 4 giờ sau khi tiếp xúc với Sham (chấm tròn mở) hoặc LTE (tiếp xúc, chấm đen). (b, c) Phạm vi không gian (b) của dấu ấn microglia Iba1 và diện tích các thể tế bào dương tính với Iba1 (c). Dữ liệu thể hiện diện tích nhuộm anti-Iba1 được chuẩn hóa theo giá trị trung bình từ động vật tiếp xúc với Sham. (d) Số lượng thể tế bào microglia được nhuộm anti-Iba1. Sự khác biệt giữa động vật Sham (n = 5) và LTE (n = 6) không đáng kể (p > 0,05, kiểm định t không ghép cặp). Phần trên và dưới của hộp, phần trên và dưới Các đường thẳng biểu thị phân vị thứ 25-75 và phân vị thứ 5-95 tương ứng. Giá trị trung bình được đánh dấu màu đỏ trong ô.
Bảng 1 tóm tắt số lượng động vật và các bản ghi đa đơn vị thu được trong vỏ não thính giác sơ cấp của bốn nhóm chuột (Nhóm đối chứng, Nhóm tiếp xúc, Nhóm đối chứng-LPS, Nhóm tiếp xúc-LPS). Trong các kết quả dưới đây, chúng tôi bao gồm tất cả các bản ghi thể hiện trường tiếp nhận thời gian phổ (STRF) đáng kể, tức là các phản ứng do âm thanh gây ra cao hơn ít nhất 6 độ lệch chuẩn so với tốc độ phát xung tự phát (xem Bảng 1). Áp dụng tiêu chí này, chúng tôi đã chọn 266 bản ghi cho nhóm đối chứng, 273 bản ghi cho nhóm tiếp xúc, 299 bản ghi cho nhóm đối chứng-LPS và 295 bản ghi cho nhóm tiếp xúc-LPS.
Trong các đoạn văn sau, trước tiên chúng ta sẽ mô tả các thông số được trích xuất từ ​​trường tiếp nhận phổ-thời gian (tức là phản ứng với âm thanh thuần túy) và phản ứng với các âm thanh đặc trưng của loài khác. Sau đó, chúng ta sẽ mô tả việc định lượng diện tích đáp ứng tần số thu được cho mỗi nhóm. Xét đến sự hiện diện của "dữ liệu lồng nhau"30 trong thiết kế thí nghiệm của chúng tôi, tất cả các phân tích thống kê đều được thực hiện dựa trên số lượng vị trí trong mảng điện cực (hàng cuối cùng trong Bảng 1), nhưng tất cả các hiệu ứng được mô tả bên dưới cũng dựa trên số lượng vị trí trong mỗi nhóm. Tổng số bản ghi đa đơn vị được thu thập (hàng thứ ba trong Bảng 1).
Hình 4a cho thấy sự phân bố tần số tối ưu (BF, tạo ra phản ứng tối đa ở mức 75 dB SPL) của các tế bào thần kinh vỏ não thu được ở nhóm động vật đối chứng được điều trị bằng LPS và nhóm động vật tiếp xúc với LPS. Phạm vi tần số của BF ở cả hai nhóm được mở rộng từ 1 kHz đến 36 kHz. Phân tích thống kê cho thấy các phân bố này tương tự nhau (kiểm định chi bình phương, p = 0,278), cho thấy rằng việc so sánh giữa hai nhóm có thể được thực hiện mà không có sai lệch lấy mẫu.
Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với LTE đến các thông số định lượng của phản ứng vỏ não ở động vật được điều trị bằng LPS. (a) Phân bố BF trong các tế bào thần kinh vỏ não của động vật được điều trị bằng LPS tiếp xúc với LTE (màu đen) và động vật giả tiếp xúc với LTE (màu trắng). Không có sự khác biệt giữa hai phân bố này. (bf) Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với LTE đến các thông số định lượng trường tiếp nhận thời gian phổ (STRF). Cường độ phản ứng giảm đáng kể (*p < 0,05, kiểm định t không ghép cặp) trên cả STRF (cường độ phản ứng tổng thể) và tần số tối ưu (b, c). Thời gian phản ứng, băng thông phản ứng và hằng số băng thông (df). Cả cường độ và độ tin cậy về thời gian của phản ứng với tiếng kêu đều giảm (g, h). Hoạt động tự phát không giảm đáng kể (i). (*p < 0,05, kiểm định t không ghép cặp). (j, k) Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với LTE đến ngưỡng vỏ não. Ngưỡng trung bình cao hơn đáng kể ở chuột tiếp xúc với LTE so với chuột giả tiếp xúc. Hiệu ứng này rõ rệt hơn ở tần số thấp và trung bình.
Hình 4b-f cho thấy sự phân bố các thông số thu được từ STRF đối với những động vật này (giá trị trung bình được biểu thị bằng đường màu đỏ). Tác động của việc tiếp xúc với LTE trên các động vật được điều trị bằng LPS dường như cho thấy sự giảm khả năng kích thích thần kinh. Thứ nhất, cường độ phản ứng tổng thể và các phản ứng thấp hơn đáng kể ở nhóm BF so với nhóm Sham-LPS (Hình 4b,c, kiểm định t không ghép cặp, p = 0,0017; và p = 0,0445). Tương tự, phản ứng với âm thanh giao tiếp giảm cả về cường độ phản ứng và độ tin cậy giữa các lần thử nghiệm (Hình 4g,h; kiểm định t không ghép cặp, p = 0,043). Hoạt động tự phát bị giảm, nhưng hiệu ứng này không đáng kể (Hình 4i; p = 0,0745). Thời gian phản ứng, băng thông điều chỉnh và độ trễ phản ứng không bị ảnh hưởng bởi việc tiếp xúc với LTE ở các động vật được điều trị bằng LPS (Hình 4d–f), cho thấy tính chọn lọc tần số và độ chính xác của các phản ứng khởi phát không bị ảnh hưởng bởi việc tiếp xúc với LTE ở các động vật được điều trị bằng LPS.
Tiếp theo, chúng tôi đánh giá xem ngưỡng nghe âm thanh thuần ở vỏ não có bị thay đổi do tiếp xúc với LTE hay không. Từ vùng đáp ứng tần số (FRA) thu được từ mỗi bản ghi, chúng tôi xác định ngưỡng nghe cho mỗi tần số và tính trung bình các ngưỡng này cho cả hai nhóm động vật. Hình 4j cho thấy ngưỡng trung bình (± sai số chuẩn) từ 1,1 đến 36 kHz ở chuột được điều trị bằng LPS. So sánh ngưỡng nghe của nhóm đối chứng (Sham) và nhóm tiếp xúc (Exposed) cho thấy sự gia tăng đáng kể về ngưỡng ở động vật tiếp xúc so với động vật đối chứng (Hình 4j), hiệu ứng này rõ rệt hơn ở tần số thấp và trung bình. Cụ thể hơn, ở tần số thấp (< 2,25 kHz), tỷ lệ tế bào thần kinh A1 có ngưỡng cao tăng lên, trong khi tỷ lệ tế bào thần kinh có ngưỡng thấp và trung bình giảm xuống (chi-square = 43,85; p < 0,0001; Hình 4k, hình bên trái). Hiệu ứng tương tự cũng được quan sát thấy ở tần số trung bình (2,25 < Freq(kHz) < 11): tỷ lệ ghi nhận hoạt động vỏ não có ngưỡng trung bình cao hơn và tỷ lệ tế bào thần kinh có ngưỡng thấp thấp hơn so với nhóm không tiếp xúc (Chi - Square = 71,17; p < 0,001; Hình 4k, bảng giữa). Cũng có sự khác biệt đáng kể về ngưỡng đối với các tế bào thần kinh tần số cao (≥ 11 kHz, p = 0,0059); tỷ lệ tế bào thần kinh có ngưỡng thấp giảm và tỷ lệ tế bào thần kinh có ngưỡng trung bình-cao tăng lên (chi-square = 10,853; p = 0,04 Hình 4k, bảng bên phải).
Hình 5a thể hiện phân bố tần số tối ưu (BF, tạo ra phản ứng tối đa ở mức 75 dB SPL) của các tế bào thần kinh vỏ não thu được ở động vật khỏe mạnh thuộc nhóm Đối chứng và nhóm Tiếp xúc. Phân tích thống kê cho thấy hai phân bố này tương tự nhau (kiểm định chi bình phương, p = 0,157), cho thấy có thể so sánh giữa hai nhóm mà không có sai lệch lấy mẫu.
Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với LTE đến các thông số định lượng của phản ứng vỏ não ở động vật khỏe mạnh. (a) Phân bố BF trong các tế bào thần kinh vỏ não của động vật khỏe mạnh tiếp xúc với LTE (màu xanh đậm) và động vật được tiếp xúc giả với LTE (màu xanh nhạt). Không có sự khác biệt giữa hai phân bố này. (bf) Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với LTE đến các thông số định lượng trường tiếp nhận thời gian phổ (STRF). Không có sự thay đổi đáng kể về cường độ phản ứng trên toàn bộ STRF và tần số tối ưu (b, c). Có sự tăng nhẹ về thời gian phản ứng (d), nhưng không có sự thay đổi về băng thông phản ứng và độ rộng băng thông (e, f). Cả cường độ lẫn độ tin cậy về thời gian của phản ứng với tiếng kêu đều không thay đổi (g, h). Không có sự thay đổi đáng kể về hoạt động tự phát (i). (*p < 0,05 kiểm định t không ghép cặp). (j, k) Ảnh hưởng của việc tiếp xúc với LTE đến ngưỡng vỏ não. Trung bình, ngưỡng không thay đổi đáng kể ở chuột tiếp xúc với LTE so với chuột được tiếp xúc giả, nhưng ngưỡng tần số cao hơn hơi thấp hơn ở động vật tiếp xúc.
Hình 5b-f hiển thị biểu đồ hộp thể hiện sự phân bố và giá trị trung bình (đường màu đỏ) của các tham số thu được từ hai bộ STRF. Ở động vật khỏe mạnh, bản thân việc tiếp xúc với LTE có rất ít ảnh hưởng đến giá trị trung bình của các tham số STRF. So với nhóm giả dược (hộp màu xanh nhạt so với hộp màu xanh đậm cho nhóm tiếp xúc), việc tiếp xúc với LTE không làm thay đổi cả cường độ phản ứng tổng thể lẫn phản ứng của BF (Hình 5b,c; kiểm định t không ghép cặp, p = 0,2176 và p = 0,8696 tương ứng). Cũng không có ảnh hưởng đến băng thông phổ và độ trễ (p = 0,6764 và p = 0,7129 tương ứng), nhưng có sự gia tăng đáng kể về thời gian phản ứng (p = 0,047). Cũng không có ảnh hưởng đến cường độ phản ứng phát âm (Hình 5g, p = 0,4375), độ tin cậy giữa các lần thử nghiệm của các phản ứng này (Hình 5h, p = 0,3412) và hoạt động tự phát (Hình 5i). p = 0,3256).
Hình 5j thể hiện ngưỡng trung bình (± sai số chuẩn) từ 1,1 đến 36 kHz ở chuột khỏe mạnh. Không có sự khác biệt đáng kể giữa chuột nhóm đối chứng và chuột nhóm tiếp xúc, ngoại trừ ngưỡng thấp hơn một chút ở nhóm tiếp xúc ở tần số cao (11–36 kHz) (kiểm định t không ghép cặp, p = 0,0083). Hiệu ứng này phản ánh thực tế là ở nhóm tiếp xúc, trong dải tần số này (chi-square = 18,312, p = 0,001; Hình 5k), có nhiều tế bào thần kinh hơn một chút với ngưỡng thấp và trung bình (trong khi ngưỡng cao thì ít tế bào thần kinh hơn).
Tóm lại, khi động vật khỏe mạnh tiếp xúc với LTE, không có tác động nào đến cường độ phản ứng với âm thanh thuần và âm thanh phức tạp như tiếng kêu. Hơn nữa, ở động vật khỏe mạnh, ngưỡng thính giác vỏ não tương tự nhau giữa nhóm tiếp xúc và nhóm đối chứng, trong khi ở động vật được điều trị bằng LPS, việc tiếp xúc với LTE dẫn đến sự gia tăng đáng kể ngưỡng vỏ não, đặc biệt là ở dải tần số thấp và trung bình.
Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng ở chuột đực trưởng thành bị viêm thần kinh cấp tính, việc tiếp xúc với LTE-1800 MHz với SARACx cục bộ là 0,5 W/kg (xem Phương pháp) đã dẫn đến sự giảm đáng kể cường độ phản ứng do âm thanh gây ra trong các bản ghi giao tiếp chính. Những thay đổi trong hoạt động thần kinh này xảy ra mà không có bất kỳ thay đổi rõ rệt nào về phạm vi không gian được bao phủ bởi các quá trình vi tế bào thần kinh đệm. Hiệu ứng này của LTE đối với cường độ phản ứng do vỏ não gây ra không được quan sát thấy ở chuột khỏe mạnh. Xét đến sự tương đồng trong phân bố tần số tối ưu giữa các đơn vị ghi ở động vật tiếp xúc với LTE và động vật đối chứng, sự khác biệt về khả năng phản ứng thần kinh có thể được quy cho các tác động sinh học của tín hiệu LTE hơn là do sai lệch lấy mẫu (Hình 4a). Hơn nữa, việc không có sự thay đổi về độ trễ phản ứng và băng thông điều chỉnh phổ ở chuột tiếp xúc với LTE cho thấy rằng, rất có thể, các bản ghi này được lấy mẫu từ cùng một lớp vỏ não, nằm ở ACx chính chứ không phải vùng thứ cấp.
Theo hiểu biết của chúng tôi, tác động của tín hiệu LTE lên phản ứng thần kinh chưa từng được báo cáo trước đây. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây đã ghi nhận khả năng của GSM-1800 MHz hoặc sóng liên tục 1800 MHz (CW) trong việc thay đổi khả năng kích thích thần kinh, mặc dù có sự khác biệt đáng kể tùy thuộc vào phương pháp thí nghiệm. Ngay sau khi tiếp xúc với sóng liên tục 1800 MHz ở mức SAR 8,2 W/kg, các bản ghi từ hạch ốc sên cho thấy ngưỡng kích hoạt điện thế hoạt động và điều hòa thần kinh giảm. Mặt khác, hoạt động tạo xung và bùng phát trong nuôi cấy tế bào thần kinh sơ cấp có nguồn gốc từ não chuột bị giảm khi tiếp xúc với GSM-1800 MHz hoặc sóng liên tục 1800 MHz trong 15 phút ở mức SAR 4,6 W/kg. Sự ức chế này chỉ có thể đảo ngược một phần trong vòng 30 phút sau khi tiếp xúc. Sự im lặng hoàn toàn của tế bào thần kinh đạt được ở mức SAR 9,2 W/kg. Phân tích đáp ứng liều cho thấy GSM-1800 MHz hiệu quả hơn sóng liên tục 1800 MHz. trong việc ngăn chặn hoạt động bùng phát, cho thấy rằng phản ứng thần kinh phụ thuộc vào sự điều biến tín hiệu RF.
Trong nghiên cứu của chúng tôi, các phản ứng kích thích vỏ não được thu thập in vivo từ 3 đến 6 giờ sau khi kết thúc thời gian tiếp xúc chỉ với đầu trong 2 giờ. Trong một nghiên cứu trước đây, chúng tôi đã điều tra tác động của GSM-1800 MHz ở SARACx là 1,55 W/kg và không tìm thấy tác động đáng kể nào đối với các phản ứng vỏ não do âm thanh kích thích ở chuột khỏe mạnh. Ở đây, tác động đáng kể duy nhất được tạo ra ở chuột khỏe mạnh khi tiếp xúc với LTE-1800 ở SARACx 0,5 W/kg là sự gia tăng nhẹ về thời gian phản ứng khi phát ra các âm thanh thuần túy. Hiệu ứng này khó giải thích vì nó không đi kèm với sự gia tăng cường độ phản ứng, cho thấy rằng thời gian phản ứng dài hơn này xảy ra với cùng tổng số điện thế hoạt động được phát ra bởi các tế bào thần kinh vỏ não. Một lời giải thích có thể là việc tiếp xúc với LTE có thể làm giảm hoạt động của một số tế bào thần kinh trung gian ức chế, vì đã có tài liệu chứng minh rằng trong ACx sơ cấp, sự ức chế hướng về phía trước kiểm soát thời gian phản ứng của tế bào hình tháp được kích hoạt bởi đầu vào kích thích của đồi thị33,34, 35, 36, 37.
Ngược lại, ở chuột bị gây viêm thần kinh bằng LPS, việc tiếp xúc với LTE không ảnh hưởng đến thời gian phát xung thần kinh do âm thanh kích thích, nhưng lại có tác động đáng kể đến cường độ của các phản ứng được kích thích. Trên thực tế, so với các phản ứng thần kinh được ghi nhận ở chuột được tiếp xúc giả với LPS, các tế bào thần kinh ở chuột được điều trị bằng LPS và tiếp xúc với LTE cho thấy sự giảm cường độ phản ứng của chúng, một hiệu ứng được quan sát thấy cả khi phát ra âm thanh thuần túy và tiếng kêu tự nhiên. Sự giảm cường độ phản ứng với âm thanh thuần túy xảy ra mà không làm thu hẹp băng thông điều chỉnh phổ 75 dB, và vì nó xảy ra ở tất cả các cường độ âm thanh, nên nó dẫn đến sự tăng ngưỡng âm thanh của các tế bào thần kinh vỏ não ở tần số thấp và trung bình.
Sự giảm cường độ phản ứng kích thích cho thấy tác dụng của tín hiệu LTE ở SARACx 0,5 W/kg trên động vật được điều trị bằng LPS tương tự như tác dụng của GSM-1800 MHz được áp dụng ở SARACx cao gấp ba lần (1,55 W/kg) 28. Đối với tín hiệu GSM, việc tiếp xúc đầu với LTE-1800 MHz có thể làm giảm khả năng kích thích thần kinh ở các tế bào thần kinh ACx của chuột bị viêm thần kinh do LPS gây ra. Phù hợp với giả thuyết này, chúng tôi cũng quan sát thấy xu hướng giảm độ tin cậy của phản ứng thần kinh đối với tiếng kêu (Hình 4h) và giảm hoạt động tự phát (Hình 4i). Tuy nhiên, rất khó để xác định trên thực nghiệm liệu tín hiệu LTE có làm giảm khả năng kích thích nội tại của tế bào thần kinh hay làm giảm đầu vào synap, từ đó kiểm soát phản ứng thần kinh trong ACx hay không.
Thứ nhất, những phản ứng yếu hơn này có thể là do tính dễ bị kích thích nội tại của các tế bào vỏ não bị giảm sau khi tiếp xúc với LTE 1800 MHz. Để củng cố ý tưởng này, GSM-1800 MHz và 1800 MHz-CW đã làm giảm hoạt động bùng phát khi được áp dụng trực tiếp vào các nuôi cấy tế bào thần kinh vỏ não chuột sơ cấp với mức SAR lần lượt là 3,2 W/kg và 4,6 W/kg, nhưng cần có một ngưỡng SAR nhất định để làm giảm đáng kể hoạt động bùng phát. Để ủng hộ giả thuyết về tính dễ bị kích thích nội tại giảm, chúng tôi cũng quan sát thấy tỷ lệ phát xung tự phát thấp hơn ở những động vật tiếp xúc so với những động vật không tiếp xúc.
Thứ hai, việc tiếp xúc với LTE cũng có thể ảnh hưởng đến sự truyền dẫn synap từ các synap vùng đồi thị-vỏ não hoặc vỏ não-vỏ não. Nhiều ghi chép hiện nay cho thấy rằng, trong vỏ não thính giác, độ rộng của điều chỉnh phổ không chỉ được xác định bởi các chiếu hướng tâm từ đồi thị, mà các kết nối nội vỏ não còn cung cấp thêm đầu vào phổ cho các vị trí vỏ não39,40. Trong các thí nghiệm của chúng tôi, thực tế là STRF vỏ não cho thấy băng thông tương tự ở động vật tiếp xúc và động vật giả tiếp xúc gián tiếp cho thấy rằng tác động của việc tiếp xúc với LTE không phải là tác động lên kết nối vỏ não-vỏ não. Điều này cũng cho thấy rằng kết nối cao hơn ở các vùng vỏ não khác tiếp xúc ở SAR so với đo được ở ACx (Hình 2) có thể không phải là nguyên nhân gây ra các phản ứng thay đổi được báo cáo ở đây.
Tại đây, tỷ lệ lớn hơn các bản ghi vỏ não tiếp xúc với LPS cho thấy ngưỡng cao hơn so với các động vật tiếp xúc giả với LPS. Vì người ta cho rằng ngưỡng âm thanh vỏ não chủ yếu được kiểm soát bởi sức mạnh của khớp thần kinh đồi thị-vỏ não39,40, nên có thể nghi ngờ rằng sự truyền dẫn đồi thị-vỏ não bị giảm một phần do tiếp xúc, ở mức tiền synap (giảm giải phóng glutamate) hoặc hậu synap (giảm số lượng hoặc ái lực thụ thể).
Tương tự như tác động của GSM-1800 MHz, các phản ứng thần kinh bị thay đổi do LTE gây ra xảy ra trong bối cảnh viêm thần kinh do LPS kích hoạt, đặc trưng bởi các phản ứng của tế bào microglia. Bằng chứng hiện tại cho thấy tế bào microglia ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt động của mạng lưới thần kinh trong não bình thường và bệnh lý41,42,43. Khả năng điều chỉnh dẫn truyền thần kinh của chúng không chỉ phụ thuộc vào việc sản xuất các hợp chất mà chúng tạo ra có thể hoặc có thể hạn chế dẫn truyền thần kinh, mà còn phụ thuộc vào khả năng vận động cao của các nhánh tế bào. Trong vỏ não, cả hoạt động tăng và giảm của mạng lưới thần kinh đều kích hoạt sự mở rộng nhanh chóng của vùng không gian của tế bào microglia do sự phát triển của các nhánh tế bào microglia44,45. Đặc biệt, các phần nhô ra của tế bào microglia được tuyển dụng gần các khớp thần kinh đồi thị-vỏ não được kích hoạt và có thể ức chế hoạt động của các khớp thần kinh kích thích thông qua các cơ chế liên quan đến việc sản xuất adenosine cục bộ do tế bào microglia làm trung gian.
Ở chuột được điều trị bằng LPS và tiếp xúc với GSM-1800 MHz với SARACx ở mức 1,55 W/kg, hoạt động của các tế bào thần kinh ACx giảm đi cùng với sự phát triển của các nhánh tế bào vi thần kinh đệm, được đánh dấu bằng các vùng nhuộm Iba1 đáng kể trong ACx28 Increase. Quan sát này cho thấy sự tái cấu trúc tế bào vi thần kinh đệm do tiếp xúc với GSM có thể tích cực góp phần vào sự giảm phản ứng thần kinh do âm thanh gây ra bởi GSM. Nghiên cứu hiện tại của chúng tôi phản bác giả thuyết này trong bối cảnh tiếp xúc với LTE ở vùng đầu với SARACx giới hạn ở mức 0,5 W/kg, vì chúng tôi không tìm thấy sự gia tăng về phạm vi không gian được bao phủ bởi các nhánh tế bào vi thần kinh đệm. Tuy nhiên, điều này không loại trừ bất kỳ tác động nào của tín hiệu LTE lên tế bào vi thần kinh đệm được kích hoạt bởi LPS, từ đó có thể ảnh hưởng đến hoạt động thần kinh. Cần có thêm các nghiên cứu để trả lời câu hỏi này và xác định cơ chế mà viêm thần kinh cấp tính làm thay đổi phản ứng thần kinh đối với tín hiệu LTE.
Theo hiểu biết của chúng tôi, tác động của tín hiệu LTE lên quá trình xử lý thính giác chưa từng được nghiên cứu trước đây. Các nghiên cứu trước đây của chúng tôi 26,28 và nghiên cứu hiện tại cho thấy rằng trong trường hợp viêm cấp tính, chỉ riêng việc tiếp xúc vùng đầu với GSM-1800 MHz hoặc LTE-1800 MHz đã dẫn đến những thay đổi chức năng trong phản ứng thần kinh ở ACx, được thể hiện bằng sự tăng ngưỡng nghe. Vì ít nhất hai lý do chính, chức năng ốc tai không nên bị ảnh hưởng bởi việc tiếp xúc với LTE của chúng tôi. Thứ nhất, như được thể hiện trong nghiên cứu đo liều lượng trong Hình 2, mức SAR cao nhất (gần 1 W/kg) nằm ở vỏ não lưng giữa (bên dưới ăng-ten), và chúng giảm đáng kể khi di chuyển sang hai bên. Phần bụng của đầu có thể được ước tính khoảng 0,1 W/kg ở mức vành tai chuột (bên dưới ống tai). Thứ hai, khi tai chuột lang được tiếp xúc trong 2 tháng với GSM 900 MHz (5 ngày/tuần, 1 giờ/ngày, SAR từ 1 đến 4 W/kg), không có thay đổi nào có thể phát hiện được về biên độ của sản phẩm biến dạng. Ngưỡng phát xạ âm thanh tai và phản ứng thân não thính giác 47. Hơn nữa, việc tiếp xúc lặp đi lặp lại với sóng GSM 900 hoặc 1800 MHz ở SAR cục bộ là 2 W/kg không ảnh hưởng đến chức năng tế bào lông ngoài ốc tai ở chuột khỏe mạnh48,49. Những kết quả này tương tự như dữ liệu thu được ở người, trong đó các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc từ 10 đến 30 phút với trường điện từ từ điện thoại di động GSM không có tác động nhất quán đến quá trình xử lý thính giác được đánh giá ở cấp độ ốc tai50,51,52 hoặc thân não53,54.
Trong nghiên cứu của chúng tôi, những thay đổi về hoạt động dẫn truyền thần kinh do LTE gây ra đã được quan sát thấy trên cơ thể sống từ 3 đến 6 giờ sau khi tiếp xúc kết thúc. Trong một nghiên cứu trước đây trên phần lưng giữa của vỏ não, một số tác động do GSM-1800 MHz gây ra được quan sát thấy sau 24 giờ tiếp xúc đã không còn phát hiện được sau 72 giờ tiếp xúc. Đây là trường hợp mở rộng các nhánh tế bào thần kinh đệm, giảm biểu hiện gen IL-1ß và biến đổi sau dịch mã của thụ thể AMPA. Xét rằng vỏ não thính giác có giá trị SAR thấp hơn (0,5W/kg) so với vùng lưng giữa (2,94W/kg26), những thay đổi trong hoạt động thần kinh được báo cáo ở đây dường như chỉ là tạm thời.
Dữ liệu của chúng ta cần tính đến giới hạn SAR đạt tiêu chuẩn và ước tính giá trị SAR thực tế đạt được trong vỏ não của người dùng điện thoại di động. Các tiêu chuẩn hiện hành được sử dụng để bảo vệ cộng đồng đặt giới hạn SAR là 2 W/kg đối với phơi nhiễm cục bộ vùng đầu hoặc thân với tần số vô tuyến trong dải tần 100 kHz và 6 GHz.
Các mô phỏng liều lượng đã được thực hiện bằng cách sử dụng các mô hình đầu người khác nhau để xác định sự hấp thụ năng lượng RF trong các mô khác nhau của đầu trong quá trình giao tiếp bằng điện thoại di động hoặc điện thoại thông thường. Ngoài sự đa dạng của các mô hình đầu người, các mô phỏng này còn làm nổi bật những khác biệt đáng kể hoặc sự không chắc chắn trong việc ước tính năng lượng được não hấp thụ dựa trên các thông số giải phẫu hoặc mô học như hình dạng bên ngoài hoặc bên trong của hộp sọ, độ dày hoặc hàm lượng nước. Các mô đầu khác nhau có sự khác biệt rộng rãi tùy theo tuổi tác, giới tính hoặc cá nhân 56,57,58. Hơn nữa, các đặc điểm của điện thoại di động, chẳng hạn như vị trí bên trong của ăng-ten và vị trí của điện thoại di động so với đầu người dùng, ảnh hưởng mạnh mẽ đến mức độ và sự phân bố các giá trị SAR trong vỏ não 59,60. Tuy nhiên, xem xét sự phân bố SAR được báo cáo trong vỏ não người, được thiết lập từ các mô hình điện thoại di động phát ra tần số vô tuyến trong phạm vi 1800 MHz 58, 59, 60, có vẻ như mức SAR đạt được trong vỏ não thính giác của người vẫn chưa được áp dụng đầy đủ cho một nửa vỏ não người. Nghiên cứu của chúng tôi (SARACx) 0,5 W/kg). Do đó, dữ liệu của chúng tôi không thách thức các giới hạn hiện tại của giá trị SAR áp dụng cho công chúng.
Tóm lại, nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng chỉ cần tiếp xúc một lần với sóng LTE-1800 MHz ở vùng đầu cũng có thể gây nhiễu loạn phản ứng thần kinh của các tế bào thần kinh vỏ não đối với các kích thích cảm giác. Phù hợp với các đặc điểm đã được mô tả trước đây về tác động của tín hiệu GSM, kết quả của chúng tôi cho thấy tác động của tín hiệu LTE lên hoạt động thần kinh thay đổi tùy thuộc vào tình trạng sức khỏe. Viêm thần kinh cấp tính làm tăng độ nhạy cảm của các tế bào thần kinh với sóng LTE-1800 MHz, dẫn đến sự thay đổi trong quá trình xử lý kích thích thính giác ở vỏ não.
Dữ liệu được thu thập từ vỏ não của 31 con chuột Wistar đực trưởng thành, được lấy từ phòng thí nghiệm Janvier, khi chúng được 55 ngày tuổi. Chuột được nuôi trong cơ sở kiểm soát độ ẩm (50-55%) và nhiệt độ (22-24 °C) với chu kỳ sáng/tối 12 giờ/12 giờ (bật đèn lúc 7:30 sáng) và được cung cấp thức ăn và nước uống tự do. Tất cả các thí nghiệm được thực hiện theo hướng dẫn được thiết lập bởi Chỉ thị của Hội đồng Cộng đồng Châu Âu (Chỉ thị 2010/63/EU), tương tự như những hướng dẫn được mô tả trong Hướng dẫn của Hiệp hội Khoa học Thần kinh về việc sử dụng động vật trong nghiên cứu khoa học thần kinh. Nghị định thư này đã được Ủy ban Đạo đức Paris-Sud và Trung tâm (CEEA số 59, Dự án 2014-25, Nghị định thư Quốc gia 03729.02) phê duyệt bằng các thủ tục đã được ủy ban này xác nhận vào ngày 32-2011 và 34-2012.
Các động vật được làm quen với buồng nuôi nhốt ít nhất 1 tuần trước khi điều trị bằng LPS và tiếp xúc (hoặc tiếp xúc giả) với LTE-EMF.
Hai mươi hai con chuột được tiêm nội màng bụng (ip) với E. coli LPS (250 µg/kg, serotype 0127:B8, SIGMA) pha loãng với dung dịch muối đẳng trương vô trùng không chứa nội độc tố 24 giờ trước khi tiếp xúc với LTE hoặc giả dược (n mỗi nhóm). = 11). Ở chuột đực Wistar 2 tháng tuổi, phương pháp điều trị LPS này tạo ra phản ứng viêm thần kinh được đánh dấu ở vỏ não bởi một số gen gây viêm (yếu tố hoại tử khối u alpha, interleukin 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) được điều chỉnh tăng lên 24 giờ sau khi tiêm LPS, bao gồm sự gia tăng gấp 4 và 12 lần mức độ phiên mã mã hóa enzyme NOX2 và interleukin 1ß, tương ứng. Tại thời điểm 24 giờ này, tế bào vi microglia ở vỏ não thể hiện hình thái tế bào "dày đặc" điển hình được dự đoán bởi sự hoạt hóa gây viêm của tế bào do LPS gây ra (Hình 1), trái ngược với sự hoạt hóa do LPS gây ra bởi những tế bào khác. Sự hoạt hóa gây viêm của tế bào tương ứng với 24, 61.
Thí nghiệm chỉ sử dụng vùng đầu tiếp xúc với trường điện từ LTE được thực hiện bằng cách sử dụng thiết lập thí nghiệm đã được sử dụng trước đây để đánh giá tác động của trường điện từ GSM26. Tiếp xúc với LTE được thực hiện 24 giờ sau khi tiêm LPS (11 con vật) hoặc không điều trị bằng LPS (5 con vật). Các con vật được gây mê nhẹ bằng ketamine/xylazine (ketamine 80 mg/kg, tiêm phúc mạc; xylazine 10 mg/kg, tiêm phúc mạc) trước khi tiếp xúc để ngăn chuyển động và đảm bảo đầu của con vật nằm trong ăng-ten vòng phát ra tín hiệu LTE (vị trí có thể tái tạo bên dưới). Một nửa số chuột từ cùng một lồng được dùng làm nhóm đối chứng (11 con vật tiếp xúc giả, trong số 22 con chuột được điều trị trước bằng LPS): chúng được đặt dưới ăng-ten vòng và năng lượng của tín hiệu LTE được đặt về 0. Trọng lượng của các con vật tiếp xúc và tiếp xúc giả tương tự nhau (p = 0,558, kiểm định t không ghép cặp, không có ý nghĩa thống kê). Tất cả các con vật được gây mê đều được đặt trên một tấm đệm sưởi không có kim loại để duy trì nhiệt độ cơ thể của chúng ở mức khoảng 37°C trong suốt thí nghiệm. Như trong Trong các thí nghiệm trước đây, thời gian tiếp xúc được đặt là 2 giờ. Sau khi tiếp xúc, đặt con vật lên một tấm sưởi khác trong phòng mổ. Quy trình tiếp xúc tương tự được áp dụng cho 10 con chuột khỏe mạnh (không được điều trị bằng LPS), một nửa trong số đó được tiếp xúc giả từ cùng một lồng (p = 0,694).
Hệ thống phơi nhiễm tương tự như các hệ thống 25, 62 được mô tả trong các nghiên cứu trước đây, với bộ tạo tần số vô tuyến được thay thế để tạo ra trường điện từ LTE thay vì GSM. Tóm lại, một bộ tạo tần số vô tuyến (SMBV100A, 3,2 GHz, Rohde & Schwarz, Đức) phát ra trường điện từ LTE - 1800 MHz được kết nối với một bộ khuếch đại công suất (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, Hoa Kỳ), một bộ tuần hoàn (D3 1719-N, Sodhy, Pháp), một bộ ghép hai chiều (CD D 1824-2, − 30 dB, Sodhy, Pháp) và một bộ chia công suất bốn chiều (DC D 0922-4N, Sodhy, Pháp), cho phép phơi nhiễm đồng thời bốn con vật. Một máy đo công suất (N1921A, Agilent, Hoa Kỳ) được kết nối với một bộ ghép hai chiều cho phép đo và giám sát liên tục công suất tới và công suất phản xạ bên trong thiết bị. Mỗi đầu ra được kết nối với một ăng ten vòng (Sama-Sistemi). Ăng-ten vòng bao gồm một mạch in với hai đường kim loại (hằng số điện môi εr = 4,6) được khắc trên chất nền epoxy cách điện. Ở một đầu, thiết bị bao gồm một dây rộng 1 mm tạo thành một vòng đặt gần đầu động vật. Như trong các nghiên cứu trước đây26,62, tỷ lệ hấp thụ riêng (SAR) được xác định bằng số bằng cách sử dụng mô hình chuột số và phương pháp miền thời gian sai phân hữu hạn (FDTD)63,64,65. Chúng cũng được xác định bằng thực nghiệm trong mô hình chuột đồng nhất bằng cách sử dụng đầu dò Luxtron để đo sự tăng nhiệt độ. Trong trường hợp này, SAR tính bằng W/kg được tính bằng công thức: SAR = C ΔT/Δt, trong đó C là dung lượng nhiệt tính bằng J/(kg K), ΔT tính bằng °K và Δt là sự thay đổi nhiệt độ, thời gian tính bằng giây. Các giá trị SAR được xác định bằng số đã được so sánh với các giá trị SAR thực nghiệm thu được bằng cách sử dụng mô hình đồng nhất, đặc biệt là ở các vùng não chuột tương đương. Sự khác biệt giữa các phép đo SAR số và các giá trị SAR được phát hiện bằng thực nghiệm là dưới 30%.
Hình 2a cho thấy sự phân bố SAR trong não chuột ở mô hình chuột, phù hợp với sự phân bố về trọng lượng và kích thước cơ thể của những con chuột được sử dụng trong nghiên cứu của chúng tôi. SAR trung bình của não là 0,37 ± 0,23 W/kg (trung bình ± độ lệch chuẩn). Giá trị SAR cao nhất ở vùng vỏ não ngay bên dưới ăng-ten vòng. SAR cục bộ ở ACx (SARACx) là 0,50 ± 0,08 W/kg (trung bình ± độ lệch chuẩn) (Hình 2b). Vì trọng lượng cơ thể của những con chuột tiếp xúc là đồng nhất và sự khác biệt về độ dày mô đầu là không đáng kể, nên SAR thực tế của ACx hoặc các vùng vỏ não khác dự kiến ​​sẽ rất giống nhau giữa các con vật tiếp xúc với nhau.
Vào cuối giai đoạn tiếp xúc, động vật được bổ sung thêm liều ketamine (20 mg/kg, tiêm phúc mạc) và xylazine (4 mg/kg, tiêm phúc mạc) cho đến khi không còn quan sát thấy phản xạ vận động nào sau khi véo chân sau. Thuốc gây tê cục bộ (Xylocain 2%) được tiêm dưới da vào da và cơ thái dương phía trên hộp sọ, và động vật được đặt trên hệ thống sưởi không kim loại. Sau khi đặt động vật vào khung định vị lập thể, một phẫu thuật mở sọ được thực hiện trên vỏ não thái dương bên trái. Như trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi66, bắt đầu từ chỗ nối giữa xương đỉnh và xương thái dương, vết mổ rộng 9 mm và cao 5 mm. Màng cứng phía trên ACx được loại bỏ cẩn thận dưới sự kiểm soát của kính hiển vi hai mắt mà không làm tổn thương các mạch máu. Vào cuối quy trình, một đế được tạo bằng xi măng nha khoa acrylic để cố định đầu động vật không gây chấn thương trong quá trình ghi hình. Đặt khung định vị lập thể đỡ động vật vào buồng giảm âm (IAC, model AC1).
Dữ liệu được thu thập từ các bản ghi đa đơn vị trong vỏ não thính giác sơ cấp của 20 con chuột, bao gồm 10 con được xử lý trước bằng LPS. Các bản ghi ngoại bào được thu thập từ một mảng gồm 16 điện cực vonfram (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) bao gồm hai hàng 8 điện cực cách nhau 1000 µm (350 µm giữa các điện cực trong cùng một hàng). Một dây bạc (ø: 300 µm) để nối đất được đặt giữa xương thái dương và màng cứng đối bên. Vị trí ước tính của vỏ não thính giác sơ cấp là 4-7 mm phía sau bregma và 3 mm phía dưới đường khâu trên thái dương. Tín hiệu thô được khuếch đại 10.000 lần (TDT Medusa) và sau đó được xử lý bằng hệ thống thu thập dữ liệu đa kênh (RX5, TDT). Các tín hiệu thu thập từ mỗi điện cực được lọc (610–10.000 Hz) để trích xuất Hoạt động đa đơn vị (MUA). Mức kích hoạt được thiết lập cẩn thận cho từng điện cực (bởi các đồng tác giả không biết về trạng thái tiếp xúc hoặc tiếp xúc giả) để chọn điện thế hoạt động lớn nhất từ ​​tín hiệu. Việc kiểm tra trực tuyến và ngoại tuyến các dạng sóng cho thấy MUA thu thập được ở đây bao gồm các điện thế hoạt động được tạo ra bởi 3 đến 6 tế bào thần kinh gần các điện cực. Vào đầu mỗi thí nghiệm, chúng tôi thiết lập vị trí của mảng điện cực sao cho hai hàng tám điện cực có thể lấy mẫu các tế bào thần kinh, từ phản ứng tần số thấp đến cao khi được thực hiện theo hướng phía trước.
Các kích thích âm thanh được tạo ra trong Matlab, truyền đến hệ thống phân phối âm thanh dựa trên RP2.1 (TDT) và gửi đến loa Fostex (FE87E). Loa được đặt cách tai phải của chuột 2 cm, ở khoảng cách này loa tạo ra phổ tần số phẳng (± 3 dB) trong khoảng từ 140 Hz đến 36 kHz. Việc hiệu chuẩn loa được thực hiện bằng cách sử dụng tiếng ồn và âm thanh thuần được ghi lại bằng micro Bruel and Kjaer 4133 kết hợp với bộ tiền khuếch đại B&K 2169 và máy ghi âm kỹ thuật số Marantz PMD671. Trường tiếp nhận thời gian phổ (STRF) được xác định bằng cách sử dụng 97 tần số âm gamma, bao phủ 8 quãng tám (0,14–36 kHz), được trình bày theo thứ tự ngẫu nhiên ở mức 75 dB SPL tại 4,15 Hz. Diện tích đáp ứng tần số (FRA) được xác định bằng cách sử dụng cùng một tập hợp âm thanh và được trình bày theo thứ tự ngẫu nhiên ở tần số 2 Hz từ 75 đến 5 dB SPL. Mỗi tần số được trình bày tám lần ở mỗi cường độ.
Phản ứng với các kích thích tự nhiên cũng được đánh giá. Trong các nghiên cứu trước đây, chúng tôi nhận thấy rằng tiếng kêu của chuột hiếm khi gây ra phản ứng mạnh ở ACx, bất kể tần số tối ưu của tế bào thần kinh (BF), trong khi các kích thích đặc hiệu cho mô ghép (ví dụ: tiếng hót của chim hót hoặc chuột lang) thường tác động đến toàn bộ bản đồ âm thanh. Do đó, chúng tôi đã kiểm tra phản ứng của vỏ não đối với tiếng kêu ở chuột lang (tiếng huýt sáo được sử dụng trong nghiên cứu này được kết nối với kích thích 1 giây, được trình bày 25 lần).

Chúng tôi cũng có thể tùy chỉnh các linh kiện thụ động RF theo yêu cầu của bạn. Bạn có thể truy cập trang tùy chỉnh để cung cấp các thông số kỹ thuật cần thiết.
https://www.keenlion.com/customization/

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