Tin tức

Cảm ơn bạn đã truy cập Nature.com. Phiên bản trình duyệt bạn đang sử dụng có hỗ trợ hạn chế cho CSS. Để có trải nghiệm tốt nhất, chúng tôi khuyên bạn nên sử dụng trình duyệt đã 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 liên lạc qua điện thoại di động ngày càng tăng đã dẫn đến sự xuất hiện liên tục của các công nghệ không dây (G), có thể có những tác động khác nhau đến các hệ thống sinh học. Để kiểm tra điều này, chúng tôi đã cho chuột tiếp xúc với trường điện từ (EMF) 4G tiến hóa dài hạn (LTE) -1800 MHz trong 2 giờ. Sau đó, chúng tôi đánh giá tác động của tình trạng viêm thần kinh cấp tính do lipopolysaccharide gây ra đối với phạm vi không gian của tế bào vi giao và hoạt động của tế bào thần kinh điện sinh lý ở vỏ não thính giác chính (ACx). SAR trung bình trong ACx là 0,5 W/kg. Các bản ghi đa đơn vị cho thấy LTE-EMF kích hoạt sự giảm cường độ phản ứng với âm thanh thuần túy và giọng nói tự nhiên, trong khi ngưỡng âm thanh đối với tần số thấp và trung bình tăng lên. Miễn dịch mô hóa học Iba1 không cho thấy có thay đổi nào ở vùng được bao phủ bởi các thể và quá trình của tế bào vi giao. Ở những con chuột khỏe mạnh, cùng một mức độ tiếp xúc với LTE không gây ra những thay đổi về cường độ phản ứng và ngưỡng âm thanh. Dữ liệu của chúng tôi chứng minh rằng tình trạng viêm thần kinh cấp tính làm cho các tế bào thần kinh nhạy cảm hơn với LTE-EMF, dẫn đến trong quá trình xử lý các kích thích âm thanh bị thay đổi ở 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 thông tin liên lạc không dây. Hiện nay, hơn hai phần ba dân số được coi là người dùng điện thoại di động (MP). Sự phổ biến trên diện rộng của công nghệ này đã làm dấy lên mối quan ngại và tranh luận về những tác động nguy hiểm tiềm tàng của trường điện từ xung (EMF) trong dải tần số vô tuyến (RF), được phát ra bởi MP 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 dành riêng để điều tra tác động của sự hấp thụ tần số vô tuyến trong các mô sinh học1. Một số nghiên cứu này đã tìm kiếm những thay đổi trong hoạt động của mạng lưới nơ-ron và các quá trình nhận thức, do não gần với các nguồn RF khi sử dụng MP phổ biến. Nhiều nghiên cứu được báo cáo đề cập đến tác động của tín hiệu điều chế xung được sử dụng trong hệ thống thông tin di động toàn cầu thế hệ thứ hai (2G) (GSM) hoặc hệ thống truy cập đa kênh phân chia theo mã băng rộng (WCDMA)/hệ thống viễn thông di động toàn cầu thế hệ thứ ba (WCDMA/3G UMTS)2 ,3,4,5. Người ta biết rất ít về tác động của tín hiệu tần số vô tuyến được sử dụng trong các dịch vụ di động thế hệ thứ tư (4G), vốn dựa vào trên công nghệ Giao thức Internet hoàn toàn kỹ thuật số được gọi là công nghệ Tiến hóa dài hạn (LTE). 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 sóng mang đơn, LTE sử dụng Ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) làm định dạng tín hiệu cơ bản6. Trên toàn thế giới, các dịch vụ di động LTE sử dụng một loạt các băng tần khác nhau từ 450 đến 3700 MHz, bao gồm các băng tần 900 và 1800 MHz cũng được sử dụng trong GSM.
Khả năng tiếp xúc với RF ảnh hưởng đến các quá trình sinh học phần lớn được xác định bởi tỷ lệ hấp thụ riêng (SAR) được biểu thị bằng W/kg, đo năng lượng được hấp thụ trong mô sinh học. Các tác động của việc tiếp xúc đầu cấp tính trong 30 phút với tín hiệu LTE 2,573 GHz đối với hoạt động của mạng lưới nơ-ron toàn cầu gần đây đã được khám phá ở những người tình nguyện khỏe mạnh. Sử dụng fMRI trạng thái nghỉ ngơi, người ta quan sát thấy rằng việc tiếp xúc với LTE có thể gây ra các biến động tần số chậm tự phát và các thay đổi trong kết nối nội vùng hoặc liên vùng, trong khi mức SAR đỉnh không gian trung bình trên 10 g mô được ước tính thay đổi trong khoảng 0,42 và 1,52 W/kg, theo các chủ đề 7, 8, 9. Phân tích EEG trong các điều kiện tiếp xúc tương tự (thời gian 30 phút, mức SAR đỉnh ước tính là 1,34 W/kg khi sử dụng mô hình đầu người tiêu biểu) cho thấy công suất phổ và tính kết hợp bán cầu giảm trong các dải alpha và beta. Tuy nhiên, hai nghiên cứu khác dựa trên phân tích EEG cho thấy rằng tiếp xúc với LTE ở đầu trong 20 hoặc 30 phút, với mức SAR cục bộ tối đa được đặt ở mức khoảng 2 W/kg, không có tác dụng phát hiện được11 hoặc dẫn đến công suất phổ trong dải alpha giảm, trong khi nhận thức không thay đổi về chức năng được đánh giá bằng thử nghiệm Stroop12. Người ta cũng tìm thấy sự khác biệt đáng kể trong kết quả của EEG hoặc các nghiên cứu về nhận thức, đặc biệt là xem xét tác động của phơi nhiễm EMF GSM hoặc UMTS. Người ta cho rằng chúng phát sinh từ sự khác biệt trong thiết kế phương pháp và các thông số thử nghiệm, bao gồm loại tín hiệu và điều chế, cường độ và thời gian phơi nhiễm, hoặc từ tính không đồng nhất ở các đối tượng là con người về độ tuổi, giải phẫu hoặc giới tính.
Cho đến nay, một số nghiên cứu trên động vật đã được sử dụng để xác định cách tiếp xúc với tín hiệu LTE ảnh hưởng đến chức năng não. Gần đây, có báo cáo rằng việc tiếp xúc toàn thân với chuột đang phát triển từ giai đoạn phôi thai muộn đến cai sữa (30 phút/ngày, 5 ngày/tuần, với SAR toàn thân trung bình là 0,5 hoặc 1 W/kg) đã dẫn đến thay đổi hành vi vận động và thèm ăn ở tuổi trưởng thành 14. Tiếp xúc toàn thân lặp đi lặp lại (2 ha mỗi ngày trong 6 tuần) ở chuột trưởng thành được phát hiện là gây ra căng thẳng oxy hóa và làm giảm biên độ của 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 thang đo, 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 mắc bệnh, như trước đây đã tập trung vào trường điện từ 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 thần kinh đệm (16,17,18,19,20).
Các loài gặm nhấm được tiêm lipopolysaccharide (LPS) là một mô hình tiền lâm sàng cổ điển về phản ứng viêm thần kinh cấp tính liên quan đến các bệnh truyền nhiễm lành tính do vi-rút hoặc vi khuẩn gây ra, ảnh hưởng đến phần lớn dân số mỗi năm. Tình trạng viêm này dẫn đến một căn 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 CNS thường trú như tế bào vi giao là các tế bào hiệu ứng chính của phản ứng viêm thần kinh này. Điều trị các loài gặm nhấm bằng LPS sẽ kích hoạt các tế bào vi giao đặc trưng bởi sự tái cấu trúc hình dạng và các quá trình tế bào của chúng và những thay đổi sâu sắc trong hồ sơ phiên mã, bao gồm cả việc điều hòa tăng các gen mã hóa các cytokine hoặc enzyme tiền viêm, ảnh hưởng đến mạng lưới nơ-ron. Hoạt động 22, 23, 24.
Khi nghiên cứu tác động của việc tiếp xúc đầu trong 2 giờ với EMF GSM-1800 MHz ở những con chuột được điều trị bằng LPS, chúng tôi phát hiện ra rằng tín hiệu GSM kích hoạt phản ứng tế bào ở vỏ não, ảnh hưởng đến biểu hiện gen, phosphoryl hóa thụ thể glutamate, sự kích hoạt Meta-evoked của tế bào thần kinh và hình thái của tế bào vi giao ở vỏ não. Những tác động này không được phát hiện ở những con chuột khỏe mạnh được tiếp xúc với GSM như vậy, điều này cho thấy trạng thái viêm thần kinh do LPS kích hoạt làm cho các tế bào CNS nhạy cảm hơn với tín hiệu GSM. Tập trung vào vỏ não thính giác (ACx) của những con 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 sự phân nhánh của các quá trình vi giao và làm giảm phản ứng của tế bào thần kinh do âm thanh thuần túy và .Kích thích tự nhiên 28.
Trong nghiên cứu hiện tại, chúng tôi đặt mục tiêu kiểm tra xem liệu việc chỉ tiếp xúc với tín hiệu LTE-1800 MHz ở đầu có thể làm thay đổi hình thái tế bào vi giao và hoạt động của tế bào thần kinh ở ACx hay không, làm giảm công suất tiếp xúc đi hai phần ba. Chúng tôi chứng minh ở đây rằng tín hiệu LTE không ảnh hưởng đến các quá trình của tế bào vi giao nhưng vẫn kích hoạt sự giảm đáng kể hoạt động vỏ não do âm thanh gây ra ở ACx của chuột được điều trị bằng LPS với giá trị SAR là 0,5 W/kg.
Với bằng chứng trước đây cho thấy việc tiếp xúc với GSM-1800 MHz làm thay đổi hình thái tế bào vi giao trong điều kiện gây viêm, 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 dược chỉ với đầu hoặc tiếp xúc với LTE-1800 MHz. Sau khi tiếp xúc, các phản ứng viêm thần kinh do LPS kích hoạt được thiết lập ở vỏ não, thể hiện qua sự điều hòa tăng các gen tiền viêm và những thay đổi về hình thái tế bào vi giao bào vỏ não (Hình 1). Công suất tiếp xúc với đầu LTE được thiết lập để đạt được mức SAR trung bình là 0,5 W/kg ở ACx (Hình 2). Để xác định xem tế bào vi giao bào được kích hoạt bởi LPS có phản ứng với LTE EMF hay không, chúng tôi đã phân tích các lát cắt vỏ não được nhuộm bằng anti-Iba1 để đánh dấu chọn lọc 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 dược hoặc LTE, tế bào vi giao bào trông rất giống nhau, cho thấy hình thái tế bào "giống đặc" do điều trị tiền viêm bằng LPS gây ra (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 đôi, p = 0,308) hoặc diện tích (p = 0,196) và mật độ (p = 0,061) của phản ứng miễn dịch Iba1 khi so sánh mức độ tiếp xúc với các thân tế bào nhuộm Iba 1 ở chuột LTE so với động vật tiếp xúc giả (Hình 3b-d).
Tác dụng của tiêm LPS ip lên hình thái tế bào vi giao ở vỏ não. Hình ảnh đại diện của tế bào vi giao ở mặt cắt ngang vỏ não (vùng lưng giữa) 24 giờ sau khi tiêm phúc mạc LPS hoặc dung môi (kiểm soát). Các tế bào được nhuộm bằng kháng thể anti-Iba1 như đã mô tả trước đây. Điều trị viêm bằng LPS dẫn đến những thay đổi về hình thái tế bào vi giao, bao gồm sự dày lên ở phần gần và tăng các nhánh thứ cấp ngắn của các nhánh tế bào, tạo nên hình dạng "giống như đặc". 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. Một mô hình không đồng nhất đã được mô tả trước đây về chuột ma và ăng-ten vòng62 đã được sử dụng để đánh giá SAR cục bộ trong não, với lưới khối 0,5 mm3. (a) Chế độ xem toàn cảnh của mô hình chuột trong bối cảnh 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 màu đen trong phần cắt dọc tương ứng với vỏ não thính giác chính, nơi hoạt động của tế bào vi giao và tế bào thần kinh được phân tích. Thang mã màu của các giá trị SAR áp dụng cho tất cả các mô phỏng số được hiển thị trong hình.
Tế bào vi giao được tiêm LPS ở vỏ não thính giác của chuột sau khi tiếp xúc với LTE hoặc giả dược. (a) Hình ảnh xếp chồng tiêu biểu của tế bào vi giao được nhuộm bằng kháng thể anti-Iba1 trong các lát cắt ngang của vỏ não thính giác của chuột được tưới máu bằng LPS từ 3 đến 4 giờ sau khi tiếp xúc với giả dược hoặc LTE (tiếp xúc). Thanh tỷ lệ: 20 µm. (bd) Đánh giá hình thái của tế bào vi giao từ 3 đến 4 giờ sau khi tiếp xúc với giả dược (các chấm mở) hoặc LTE (tiếp xúc, các chấm đen). (b, c) Phạm vi không gian (b) của dấu hiệu tế bào vi giao Iba1 và các vùng thân tế bào dương tính với Iba1 (c). Dữ liệu thể hiện vùng nhuộm anti-Iba1 được chuẩn hóa theo giá trị trung bình từ các động vật tiếp xúc với giả dược. (d) Số lượng thân tế bào vi giao được nhuộm anti-Iba1. Sự khác biệt giữa các động vật giả dược (n = 5) và LTE (n = 6) không đáng kể (p > 0,05, kiểm định t không ghép đôi). Phần trên và phần dưới của hộp, dòng trên và dòng dưới lần lượt biểu thị phần trăm thứ 25-75 và phần trăm thứ 5-95. Giá trị trung bình được đánh dấu màu đỏ trong hộp.
Bảng 1 tóm tắt số lượng động vật và bản ghi đa đơn vị thu được ở vỏ não thính giác chính của bốn nhóm chuột (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-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 phản ứng kích thích âm thanh cao hơn ít nhất 6 độ lệch chuẩn so với tốc độ phát âm tự phát (xem Bảng 1). Áp dụng tiêu chí này, chúng tôi đã chọn 266 bản ghi cho nhóm Sham, 273 bản ghi cho nhóm Exposed, 299 bản ghi cho nhóm Sham-LPS và 295 bản ghi cho nhóm Exposed-LPS.
Trong các đoạn sau, trước tiên chúng tôi sẽ mô tả các tham 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 giọng nói đặc hiệu ngoại lai. Sau đó, chúng tôi sẽ mô tả việc định lượng diện tích đáp ứng tần số thu được cho từng nhóm. Xét đến sự hiện diện của "dữ liệu lồng nhau"30 trong thiết kế thử nghiệm của chúng tôi, tất cả các phân tích thống kê đều được thực hiện dựa trên số vị trí trong mảng điện cực (hàng cuối cùng trong Bảng 1), nhưng tất cả các hiệu ứng được mô tả dưới đây cũng dựa trên số 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 75 dB SPL) của các tế bào thần kinh vỏ não thu được ở động vật giả được xử lý bằng LPS và động vật tiếp xúc. Dải tần số của BF ở cả hai nhóm được mở rộng từ 1 kHz đến 36 kHz. Phân tích thống kê cho thấy các sự phân bố này tương tự nhau (chi bình phương, p = 0,278), cho thấy có thể thực hiện so sánh giữa hai nhóm mà không có sai lệch lấy mẫu.
Tác động của việc tiếp xúc với LTE lên 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 tiếp xúc giả với LTE (màu trắng). Không có sự khác biệt giữa hai phân bố. (bf) Tác động của việc tiếp xúc với LTE lên 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 đôi) 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 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 đôi). (j, k) Tác động của việc tiếp xúc với LTE lên ngưỡng vỏ não. Ngưỡng trung bình cao hơn đáng kể ở chuột tiếp xúc với LTE so với chuột tiếp xúc giả. Hiệu ứng này rõ rệt hơn ở tần số thấp và trung bình.
Hình 4b-f cho thấy sự phân bố các thông số có nguồn gốc từ STRF cho những con vật này (giá trị trung bình được biểu thị bằng các đường màu đỏ). Tác động của việc tiếp xúc với LTE đối với những con vật được điều trị bằng LPS dường như cho thấy khả năng kích thích của tế bào thần kinh giảm. Đầu tiên, cường độ và phản ứng đáp ứng tổng thể thấp hơn đáng kể ở BF so với những con vật được điều trị bằng Sham-LPS (Hình 4b,c kiểm định t không ghép đôi, p = 0,0017; và p = 0,0445). Tương tự như vậy, các phản ứng với âm thanh giao tiếp đều giảm về cả cường độ đáp ứng và độ tin cậy giữa các thử nghiệm (Hình 4g,h; kiểm định t không ghép đôi, p = 0,043). Hoạt động tự phát giảm, nhưng tác động này không đáng kể (Hình 4i; p = 0,0745). Thời gian đáp ứng, băng thông điều chỉnh và độ trễ đáp ứng không bị ảnh hưởng bởi việc tiếp xúc với LTE ở những con vật được điều trị bằng LPS (Hình 4d–f), cho thấy rằng độ chọn lọc tần số và độ chính xác của phản ứng khởi phát không bị ảnh hưởng bởi việc tiếp xúc với LTE ở những con vật được điều trị bằng LPS.
Tiếp theo, chúng tôi đánh giá xem ngưỡng vỏ não âm thanh thuần túy có bị thay đổi do tiếp xúc với LTE hay không. Từ diện tích đáp ứng tần số (FRA) thu được từ mỗi bản ghi, chúng tôi xác định ngưỡng thính giác cho từng tần số và tính trung bình các ngưỡng này cho cả hai nhóm động vật. Hình 4j cho thấy ngưỡng trung bình (± sem) từ 1,1 đến 36 kHz ở những con chuột được điều trị bằng LPS. So sánh ngưỡng thính giác của nhóm Giả và nhóm Tiếp xúc cho thấy ngưỡng ở những con vật tiếp xúc tăng đáng kể so với động vật Giả (Hình 4j), một hiệu ứng rõ rệt hơn ở tần số thấp và trung bình. Chính xác 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 ngưỡng thấp và trung bình giảm (chi bình phương = 43,85; p < 0,0001; Hình 4k, Hình bên trái). Hiệu ứng tương tự cũng được thấy ở tần số trung bình (2,25 < Tần số (kHz) < 11): tỷ lệ ghi chép vỏ não có ngưỡng trung gian cao hơn và tỷ lệ tế bào thần kinh có ngưỡng thấp nhỏ 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 tế bào thần kinh tần số cao (≥ 11 kHz, p = 0,0059); tỷ lệ tế bào thần kinh ngưỡng thấp giảm và tỷ lệ ngưỡng trung bình cao tăng (chi-square = 10,853; p = 0,04 Hình 4k, bảng bên phải).
Hình 5a cho thấy sự phân bố tần số tối ưu (BF, tạo ra phản ứng tối đa ở 75 dB SPL) của các tế bào thần kinh vỏ não thu được ở động vật khỏe mạnh đối với nhóm Giả và nhóm Tiếp xúc. Phân tích thống kê cho thấy hai sự phân bố này tương tự nhau (chi bình phương, p = 0,157), cho thấy có thể thực hiện so sánh giữa hai nhóm mà không có sai lệch lấy mẫu.
Tác động của việc tiếp xúc với LTE lên 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 tiếp xúc giả với LTE (màu xanh nhạt). Không có sự khác biệt giữa hai phân bố. (bf) Tác động của việc tiếp xúc với LTE lên các thông số định lượng trường tiếp nhận thời gian phổ (STRF). Không có thay đổi đáng kể nào về cường độ phản ứng trên STRF và tần số tối ưu (b, c). Có sự gia tăng nhẹ về thời gian phản ứng (d), nhưng không có thay đổi nào về băng thông và băng thông phản ứng (e, f). Cả cường độ cũng như độ tin cậy về thời gian của các phản ứng với tiếng kêu đều không thay đổi (g, h). Không có thay đổi đáng kể nào về hoạt động tự phát (i). (*p < 0,05 kiểm định t không ghép cặp). (j, k) Tác động của việc tiếp xúc với LTE lên ngưỡng vỏ não. Trung bình, ngưỡng không thay đổi đáng kể ở chuột tiếp xúc với LTE so với chuột tiếp xúc giả, nhưng ngưỡng tần số cao hơn thì thấp hơn một chút ở động vật tiếp xúc.
Hình 5b-f hiển thị biểu đồ hộp biểu diễn sự phân bố và giá trị trung bình (đường màu đỏ) của các tham số thu được từ hai bộ STRF. Ở những động vật khỏe mạnh, bản thân việc tiếp xúc với LTE có ít tác động đến giá trị trung bình của các tham số STRF. So với nhóm Sham (các ô màu sáng so với màu xanh đậm đối với nhóm tiếp xúc), việc tiếp xúc với LTE không làm thay đổi cường độ phản ứng tổng thể cũng như phản ứng của BF (Hình 5b, c; kiểm định t không ghép đôi, p = 0,2176 và p = 0,8696). Cũng không có tác động nào đến băng thông phổ và độ trễ (lần lượt là p = 0,6764 và p = 0,7129), nhưng có sự gia tăng đáng kể về thời gian phản ứng (p = 0,047). Cũng không có tác động nào đến cường độ của phản ứng phát âm (Hình 5g, p = 0,4375), độ tin cậy giữa các lần thử nghiệm của những phản ứng này (Hình 5h, p = 0,3412) và hoạt động tự phát (Hình. 5).5i; p = 0,3256).
Hình 5j cho thấy ngưỡng trung bình (± sem) từ 1,1 đến 36 kHz ở những con chuột khỏe mạnh. Không có sự khác biệt đáng kể nào giữa chuột giả và chuột tiếp xúc, ngoại trừ ngưỡng thấp hơn một chút ở những con vật tiếp xúc ở tần số cao (11–36 kHz) (kiểm định t không ghép đôi, p = 0,0083). Hiệu ứng này phản ánh thực tế là ở những con vật tiếp xúc, trong dải tần số này (chi bình phương = 18,312, p = 0,001; Hình 5k), có nhiều nơ-ron hơn một chút với ngưỡng thấp và trung bình (trong khi ngưỡng cao thì ít nơ-ron hơn).
Tóm lại, khi những động vật khỏe mạnh tiếp xúc với LTE, không có tác động nào đến cường độ phản ứng với âm thanh đơn thuần và âm thanh phức tạp như tiếng kêu. Hơn nữa, ở những động vật khỏe mạnh, ngưỡng thính giác vỏ não tương tự nhau giữa những động vật tiếp xúc và động vật giả, trong khi ở những động vật được điều trị bằng LPS, tiếp xúc với LTE dẫn đến sự gia tăng đáng kể ngưỡng thính giác vỏ não, đặc biệt là ở dải tần số thấp và trung bình.
Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy ở những con 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) dẫn đến giảm đáng kể cường độ phản ứng do âm thanh gây ra trong các bản ghi giao tiếp chính. Những thay đổi này trong hoạt động của tế bào thần kinh xảy ra mà không có bất kỳ thay đổi rõ ràng nào về phạm vi miền không gian được bao phủ bởi các quá trình vi giao bào. Tác động này của LTE đối với cường độ phản ứng do vỏ não gây ra không được quan sát thấy ở những con chuột khỏe mạnh. Xem xét sự tương đồng trong phân bố tần số tối ưu giữa các đơn vị ghi ở động vật tiếp xúc với LTE và tiếp xúc giả, sự khác biệt về phản ứng của tế bào thần kinh có thể là do tác động sinh học của tín hiệu LTE chứ không phải do sai lệch lấy mẫu (Hình 4a). Hơn nữa, việc không có thay đổi về độ trễ phản ứng và băng thông điều chỉnh phổ ở những con chuột tiếp xúc với LTE cho thấy rằng, rất có thể, những 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 của tế bào thần kinh chưa từng được báo cáo trước đây. Tuy nhiên, các nghiên cứu trước đây đã ghi nhận khả năng của sóng liên tục (CW) GSM-1800 MHz hoặc 1800 MHz trong việc thay đổi khả năng kích thích của tế bào thần kinh, mặc dù có sự khác biệt đáng kể tùy thuộc vào phương pháp thực nghiệm. Ngay sau khi tiếp xúc với CW 1800 MHz ở mức SAR là 8,2 W/Kg, các bản ghi từ hạch ốc sên cho thấy ngưỡng kích hoạt điện thế hoạt động và điều chế tế bào thần kinh giảm. Mặt khác, hoạt động đột biến và bùng phát trong các nuôi cấy tế bào thần kinh chính có nguồn gốc từ não chuột đã giảm khi tiếp xúc với CW GSM-1800 MHz hoặc 1800 MHz trong 15 phút ở mức SAR là 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 là 9,2 W/kg. Phân tích đáp ứng liều cho thấy GSM-1800 MHz có hiệu quả hơn 1800 MHz CW trong việc ngăn chặn hoạt động bùng phát, cho thấy phản ứng của tế bào thần kinh phụ thuộc vào điều chế tín hiệu RF.
Trong bối cảnh của chúng tôi, các phản ứng kích thích vỏ não được thu thập in vivo từ 3 đến 6 giờ sau khi kết thúc quá trình tiếp xúc chỉ với đầu trong 2 giờ. Trong một nghiên cứu trước đây, chúng tôi đã nghiên cứu tác động của GSM-1800 MHz ở SARACx là 1,55 W/kg và không tìm thấy tác động đáng kể nào đến phản ứng vỏ não do âm thanh gây ra ở những con chuột khỏe mạnh. Ở đây, tác động đáng kể duy nhất được gây ra ở những con chuột khỏe mạnh khi tiếp xúc với LTE-1800 ở mức 0,5 W/kg SARACx là sự gia tăng nhẹ về thời gian phản ứng khi xuất hiện 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 thời gian phản ứng dài hơn này xảy ra với cùng tổng số điện thế hoạt động được kích hoạt 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 nguyên phát, ức chế truyền thẳng kiểm soát thời gian phản ứng của tế bào kim tự tháp được kích hoạt bởi đầu vào đồi thị kích thích33,34, 35, 36, 37.
Ngược lại, ở những con chuột bị viêm thần kinh do LPS kích hoạt, việc tiếp xúc với LTE không ảnh hưởng đến thời gian kích hoạt tế bào thần kinh do âm thanh gây ra, nhưng những ảnh hưởng đáng kể đã được phát hiện trên cường độ của các phản ứng được kích thích. Trên thực tế, so với các phản ứng tế bào thần kinh được ghi nhận ở những con chuột tiếp xúc giả với LPS, các tế bào thần kinh ở những con chuột được điều trị bằng LPS tiếp xúc với LTE biểu hiện sự giảm cường độ phản ứng của chúng, một hiệu ứng được quan sát thấy khi trình bày cả âm thanh thuần túy và phát âm tự nhiên. Sự giảm cường độ của 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 mọi cường độ âm thanh nên nó dẫn đến sự gia 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 gợi ra cho thấy tác dụng của tín hiệu LTE ở SARACx là 0,5 W/kg ở 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 của tế bào thần kinh ở các tế bào thần kinh ACx của chuột bị viêm thần kinh do LPS kích hoạt. Phù hợp với giả thuyết này, chúng tôi cũng quan sát thấy xu hướng giảm độ tin cậy của thử nghiệm đối với phản ứng của tế bào thần kinh đối với phát âm (Hình 4h) và giảm hoạt động tự phát (Hình 4i). Tuy nhiên, rất khó để xác định trong cơ thể sống liệu tín hiệu LTE có làm giảm khả năng kích thích nội tại của tế bào thần kinh hay làm giảm đầu vào synap, do đó kiểm soát các phản ứng của tế bào thần kinh trong ACx hay không.
Đầu tiên, những phản ứng yếu hơn này có thể là do khả năng kích thích giảm nội tại của các tế bào vỏ não sau khi tiếp xúc với LTE 1800 MHz. Ủng hộ 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 chính của tế bào thần kinh vỏ não ở chuột với mức SAR lần lượt là 3,2 W/kg và 4,6 W/kg, nhưng cần có mức SAR ngưỡng để giảm đáng kể hoạt động bùng phát. Ủng hộ việc giảm khả năng kích thích nội tại, chúng tôi cũng quan sát thấy tỷ lệ kích hoạt tự phát thấp hơn ở những động vật tiếp xúc so với những động vật tiếp xúc giả.
Thứ hai, việc tiếp xúc với LTE cũng có thể ảnh hưởng đến sự truyền synap từ các synap đồi thị-vỏ não hoặc vỏ não-vỏ não. Nhiều hồ sơ hiện nay cho thấy rằng, ở vỏ não thính giác, phạm vi điều chỉnh phổ không chỉ được xác định bởi các phép chiếu đồi thị hướng tâm 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 tiếp xúc giả gián tiếp gợi ý rằng tác động của việc tiếp xúc với LTE không phải là tác động lên kết nối vỏ não-vỏ não. Điều này cũng gợi ý rằng kết nối cao hơn ở các vùng vỏ não khác tiếp xúc ở SAR so với mức 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.
Ở đây, tỷ lệ lớn hơn các bản ghi vỏ não tiếp xúc với LPS cho thấy ngưỡng cao so với các động vật tiếp xúc với LPS giả. Vì có đề xuất rằng ngưỡng âm thanh vỏ não chủ yếu được kiểm soát bởi sức mạnh của khớp thần kinh vỏ não-đồi thị39,40, nên có thể nghi ngờ rằng sự truyền dẫn vỏ não-đồi thị bị giảm một phần do tiếp xúc, ở mức trước synap (giảm giải phóng glutamate) hoặc sau synap (giảm số lượng hoặc ái lực của thụ thể).
Tương tự như tác động của GSM-1800 MHz, các phản ứng thần kinh bị thay đổi do LTE gây ra đã xảy ra trong bối cảnh viêm thần kinh do LPS kích hoạt, đặc trưng bởi các phản ứng của tế bào vi giao. Bằng chứng hiện tại cho thấy rằng tế bào vi giao ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoạt động của mạng lưới tế bào thần kinh trong não bình thường và não bệnh lý41,42,43. Khả năng điều chỉnh sự 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 sự dẫn truyền thần kinh, mà còn phụ thuộc vào tính di động cao của các quá trình tế bào của chúng. Ở vỏ não, cả hoạt động tăng và giảm của các mạng lưới tế bào thần kinh đều kích hoạt sự mở rộng nhanh chóng của miền không gian của tế bào vi giao do sự phát triển của các quá trình của tế bào vi giao44,45. Đặc biệt, các phần nhô ra của tế bào vi giao được tuyển dụng gần các khớp thần kinh đồi thị 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 sản xuất adenosine cục bộ do tế bào vi giao làm trung gian.
Ở những con chuột được điều trị bằng LPS tiếp xúc với GSM-1800 MHz với SARACx ở mức 1,55 W/kg, hoạt động của tế bào thần kinh ACx giảm đi khi các quá trình vi giao được đánh dấu bằng các vùng nhuộm Iba1 đáng kể trong ACx28 tăng lên. Quan sát này cho thấy rằng việc tái cấu trúc tế bào vi giao được kích hoạt bởi sự tiếp xúc với GSM có thể góp phần tích cực vào việc giảm phản ứng của tế bào thần kinh do âm thanh gây ra do GSM. Nghiên cứu hiện tại của chúng tôi phản bác lại giả thuyết này trong bối cảnh tiếp xúc với đầu LTE với SARACx giới hạn ở 0,5 W/kg, vì chúng tôi không tìm thấy sự gia tăng nào trong miền không gian được bao phủ bởi các quá trình vi giao. Tuy nhiên, điều này không loại trừ bất kỳ tác động nào của tín hiệu LTE lên tế bào vi giao được kích hoạt bởi LPS, từ đó có thể ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào thần kinh. Cần có thêm các nghiên cứu để trả lời câu hỏi này và xác định các cơ chế mà tình trạng viêm thần kinh cấp tính làm thay đổi phản ứng của tế bào 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 trong bối cảnh viêm cấp tính, việc chỉ tiếp xúc với đầu với GSM-1800 MHz hoặc LTE-1800 MHz đã dẫn đến những thay đổi chức năng trong phản ứng của tế bào thần kinh ở ACx, như thể hiện qua sự gia tăng ngưỡng nghe. Vì ít nhất hai lý do chính, chức năng ốc tai sẽ không bị ảnh hưởng bởi sự tiếp xúc với LTE của chúng tôi. Thứ nhất, như thể hiện trong nghiên cứu liều lượng được hiển thị 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 một người di chuyển sang hai bên và sang hai bên nhiều hơn. Phần bụng của đầu. Có thể ước tính là khoảng 0,1 W/kg ở mức vành tai chuột (bên dưới ống tai). Thứ hai, khi tai chuột lang tiếp xúc trong 2 tháng ở GSM 900 MHz (5 ngày/tuần, 1 giờ/ngày, SAR trong khoảng từ 1 và 4 W/kg), không có thay đổi nào có thể phát hiện được về cường độ của sản phẩm biến dạng Ngưỡng âm thanh tai đối với phản ứng phát xạ và thân não thính giác 47. Hơn nữa, việc tiếp xúc đầu nhiều lần với 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 phản ánh dữ liệu thu được ở người, trong đó các cuộc điều tra đã chỉ ra rằng việc tiếp xúc với EMF từ điện thoại di động GSM trong 10 đến 30 phút không có tác dụng nhất quán đối với quá trình xử lý thính giác khi đánh giá ở cấp độ ốc tai50,51,52 hoặc thân não53,54.
Trong nghiên cứu của chúng tôi, những thay đổi về sự phóng điện của tế bào thần kinh do LTE kích hoạt đã được quan sát thấy trong cơ thể sống từ 3 đến 6 giờ sau khi kết thúc phơi nhiễm. Trong một nghiên cứu trước đây về phần vỏ não dorsomedial, một số tác động do GSM-1800 MHz gây ra được quan sát thấy sau 24 giờ sau khi phơi nhiễm không còn phát hiện được sau 72 giờ sau khi phơi nhiễm. Đây là trường hợp mở rộng các quá trình vi giao, điều hòa giảm gen IL-1ß và sửa đổi sau dịch mã của thụ thể AMPA. Xem xét rằng vỏ não thính giác có giá trị SAR thấp hơn (0,5W/kg) so với vùng dorsomedial (2,94W/kg26), những thay đổi về hoạt động của tế bào thần kinh được báo cáo ở đây có vẻ là tạm thời.
Dữ liệu của chúng tôi cần tính đến các giới hạn SAR đủ điều kiện và ước tính các 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 công chúng đặt giới hạn SAR là 2 W/kg đối với trường hợp đầu hoặc thân mình tiếp xúc cục bộ với tần số vô tuyến trong phạm vi RF 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 công suất RF trong các mô khác nhau của đầu trong quá trình giao tiếp bằng đầu hoặc điện thoại di động nói chung. Ngoài sự đa dạng của các mô hình đầu người, các mô phỏng này làm nổi bật sự 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 rất khác nhau tùy theo độ tuổi, 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 của người dùng, ảnh hưởng mạnh đến mức độ và sự phân bố của các giá trị SAR trong vỏ não 59,60. Tuy nhiên, khi xem xét các phân bố SAR đã 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 con người vẫn chưa được áp dụng đầy đủ một nửa của 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 việc tiếp xúc với LTE-1800 MHz chỉ ở một đầu sẽ ảnh hưởng đến phản ứng của tế bào thần kinh vỏ não đối với các kích thích cảm giác. Phù hợp với các đặc điểm trước đây về tác động của tín hiệu GSM, kết quả của chúng tôi cho thấy tác động của tín hiệu LTE đối với hoạt động của tế bào thần kinh thay đổi tùy theo tình trạng sức khỏe. Viêm thần kinh cấp tính làm tế bào thần kinh nhạy cảm hơn với LTE-1800 MHz, dẫn đến thay đổi quá trình xử lý kích thích thính giác ở vỏ não.
Dữ liệu được thu thập ở độ tuổi 55 ngày từ vỏ não của 31 con chuột Wistar đực trưởng thành thu được tại phòng thí nghiệm Janvier. Chuột được nuôi trong cơ sở có độ ẩm (50-55%) và nhiệt độ (22-24 °C) được kiểm soát với chu kỳ sáng/tối là 12 giờ/12 giờ (bật đèn lúc 7:30 sáng) với thức ăn và nước uống tự do. Tất cả các thí nghiệm đều được thực hiện theo các hướng dẫn do Chỉ thị của Hội đồng Cộng đồng Châu Âu (Chỉ thị Hội đồng 2010/63/EU) thiết lập, tương tự như các hướng dẫn được mô tả trong Hướng dẫn của Hiệp hội Thần kinh học về việc Sử dụng Động vật trong Nghiên cứu Thần kinh học. Giao thức này đã được Ủy ban Đạo đức Paris-Sud và Trung tâm (CEEA N°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 ngày 32-2011 và 34-2012.
Động vật được làm quen với các buồng nuôi nhốt trong 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 phúc mạc (ip) bằng E. coli LPS (250 µg/kg, huyết thanh nhóm 0127:B8, SIGMA) pha loãng với dung dịch muối đẳng trương không chứa nội độc tố vô trùng 24 giờ trước khi tiếp xúc với LTE hoặc giả dược (n mỗi nhóm). = 11). Ở chuột Wistar đực 2 tháng tuổi, liệu pháp LPS này tạo ra phản ứng viêm thần kinh được đánh dấu ở vỏ não bởi một số gen tiền viêm (yếu tố hoại tử khối u alpha, interleukin 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) được điều hòa tăng lên 24 giờ sau khi tiêm LPS, bao gồm mức độ bản sao mã hóa enzyme NOX2 và interleukin 1ß tăng gấp 4 và 12 lần. Tại thời điểm 24 giờ này, tế bào vi giao ở vỏ não biểu hiện hình thái tế bào "dày đặc" điển hình được mong đợi bởi sự hoạt hóa tiền viêm của tế bào do LPS kích hoạt (Hình 1), trái ngược với sự hoạt hóa do LPS kích hoạt của các tế bào khác. Sự hoạt hóa tiền viêm của tế bào tương ứng với 24, 61.
Tiếp xúc chỉ đầu với LTE EMF được thực hiện bằng cách sử dụng thiết lập thử nghiệm trước đó được sử dụng để đánh giá tác động của GSM EMF26. Tiếp xúc với LTE được thực hiện 24 giờ sau khi tiêm LPS (11 con vật) hoặc không điều trị LPS (5 con vật). Động vật được gây mê nhẹ bằng ketamine/xylazine (ketamine 80 mg/kg, ip; xylazine 10 mg/kg, ip) trước khi tiếp xúc để ngăn chuyển động và đảm bảo đầu của động 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 đối chứng (11 con vật tiếp xúc giả, trong số 22 con chuột được xử lý trước bằng LPS): chúng được đặt dưới ăng-ten vòng và năng lượng của tín hiệu LTE được đặt thành 0. Trọng lượng của động vật tiếp xúc và tiếp xúc giả là tương tự nhau (p = 0,558, kiểm định t không ghép đôi, ns). Tất cả các động vật được gây mê đều được đặt trên một miếng đệm sưởi không chứa kim loại để duy trì nhiệt độ cơ thể của chúng ở mức khoảng 37°C trong suốt thí nghiệm. Giống như trong các thí nghiệm trước, thời gian tiếp xúc được đặt là 2 giờ. Sau khi tiếp xúc, đặt con vật lên một tấm đệm sưởi khác trong phòng phẫu thuật. 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 máy phát tần số vô tuyến được thay thế để tạo ra LTE thay vì trường điện từ GSM. Tóm lại, một máy phát RF (SMBV100A, 3,2 GHz, Rohde & Schwarz, Đức) phát ra trường điện từ LTE - 1800 MHz được kết nối với 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 đồng hồ 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 srl; Roma), cho phép phơi sáng một phần đầu của động vật. Ăng-ten vòng bao gồm một mạch in với hai đường kim loại (hằng số điện môi εr = 4,6) được khắc trên một chất nền epoxy cách điện. Ở một đầu, thiết bị bao gồm một sợi 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 chênh lệch hữu hạn (FDTD)63,64,65. Chúng cũng được xác định bằng thực nghiệm trong mô hình chuột đồng nhất sử dụng đầu dò Luxtron để đo sự gia 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 nhiệt dung tính bằng J/(kg K), ΔT, tính bằng °K và Δt Thay đổi nhiệt độ, thời gian tính bằng giây. Các giá trị SAR 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 trong vùng não chuột tương đương. Sự khác biệt giữa phép đo SAR số và giá trị SAR phát hiện được trong thực nghiệm là dưới 30%.
Hình 2a cho thấy sự phân bố SAR trong não chuột trong mô hình chuột, phù hợp với sự phân bố theo trọng lượng cơ thể và kích thước 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 ± SD). 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 ± SD) (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 được dự kiến ​​là rất giống nhau giữa các con vật tiếp xúc.
Vào cuối quá trình tiếp xúc, các con vật được bổ sung thêm liều ketamine (20 mg/kg, ip) và xylazine (4 mg/kg, ip) cho đến khi không còn quan sát thấy chuyển động phản xạ nào sau khi véo chân sau. Thuốc gây tê tại chỗ (Xylocain 2%) được tiêm dưới da vào da và cơ thái dương phía trên hộp sọ, và các con vật được đặt trên hệ thống sưởi không chứa kim loại. Sau khi đặt con vật vào khung định vị, một cuộc phẫu thuật sọ não đã được thực hiện trên vỏ não thái dương trái. Giống như trong nghiên cứu trước đây của chúng tôi66, bắt đầu từ chỗ nối giữa xương đỉnh và xương thái dương, lỗ mở rộng 9 mm và cao 5 mm. Màng cứng phía trên ACx được loại bỏ cẩn thận dưới sự kiểm soát của hai mắt mà không làm hỏng các mạch máu. Vào cuối quy trình, một đế được tạo ra bằng xi măng acrylic nha khoa để cố định đầu của con vật không gây chấn thương trong quá trình ghi âm. Đặt khung định vị hỗ trợ con vật vào buồng giảm âm (IAC, mô hình AC1).
Dữ liệu được lấy từ các bản ghi đa đơn vị trong vỏ não thính giác chính của 20 con chuột, bao gồm 10 con được xử lý trước bằng LPS. Các bản ghi ngoại bào được lấy từ một mảng gồm 16 điện cực vonfram (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) bao gồm hai hàng, mỗi hàng 8 điện cực cách nhau 1000 µm (khoảng cách 350 µm giữa các điện cực trong cùng một hàng). Một sợi dây bạc (ø: 300 µm) để nối đất được đưa vào giữa xương thái dương và màng cứng đối diện. Vị trí ước tính của ACx chính là 4-7 mm sau bregma và 3 mm ở phía bụng so với đường nối 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 được từ mỗi điện cực được lọc (610–10.000 Hz) thành 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. 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 gồm tám điện cực có thể lấy mẫu tế bào thần kinh, từ các phản ứng tần số thấp đến cao khi thực hiện theo hướng phía trước.
Kích thích âm thanh được tạo ra trong Matlab, truyền đến hệ thống truyền 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 đó loa tạo ra phổ tần số phẳng (± 3 dB) giữa 140 Hz và 36 kHz. Hiệu chuẩn loa được thực hiện bằng cách sử dụng tiếng ồn và âm thanh thuần túy được ghi lại bằng micrô Bruel và Kjaer 4133 được ghép nối 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 gamma-tone, bao phủ 8 quãng tám (0,14–36 kHz), được trình bày theo thứ tự ngẫu nhiên ở 75 dB SPL ở 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 2 Hz từ 75 đến 5 dB SPL. Mỗi tần số được trình bày tám lần tại mỗi cường độ.
Phản ứng với các kích thích tự nhiên cũng được đánh giá. Trong các nghiên cứu trước đây, chúng tôi quan sát 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 tiếng kêu đặc hiệu của ghép dị loại (ví dụ, tiếng kêu của chim hót hoặc chuột lang) thường gây ra phản ứng toàn bộ bản đồ âm thanh. Do đó, chúng tôi đã thử nghiệm các phản ứng vỏ não đối với tiếng kêu ở chuột lang (tiếng còi được sử dụng trong 36 trường hợp được kết nối với 1 giây kích thích, được phát ra 25 lần).

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

Email:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com