Haberler

Nature.com'u ziyaret ettiğiniz için teşekkür ederiz. Kullandığınız tarayıcı sürümü CSS için sınırlı desteğe sahiptir. En iyi deneyim için, güncel bir tarayıcı kullanmanızı (veya Internet Explorer'da uyumluluk modunu kapatmanızı) öneririz. Bu arada, desteğin devamını sağlamak için siteyi stiller ve JavaScript olmadan görüntüleyeceğiz.
Mobil telefon iletişimine yönelik sürekli artan talep, biyolojik sistemler üzerinde farklı etkileri olabilecek kablosuz teknolojilerin (G) sürekli olarak ortaya çıkmasına yol açmıştır. Bunu test etmek için, sıçanları 2 saat boyunca tek taraflı olarak 4G uzun süreli evrim (LTE)-1800 MHz elektromanyetik alana (EMF) maruz bıraktık. Daha sonra, lipopolisakkarit kaynaklı akut nöroinflamasyonun birincil işitsel kortekste (ACx) mikroglia uzamsal kapsamı ve elektrofizyolojik nöronal aktivite üzerindeki etkisini değerlendirdik. ACx'deki ortalama SAR 0,5 W/kg'dır. Çoklu ünite kayıtları, LTE-EMF'nin saf tonlara ve doğal vokalizasyonlara verilen yanıtın yoğunluğunda bir azalmaya, düşük ve orta frekanslar için akustik eşikte ise bir artışa neden olduğunu göstermektedir. Iba1 immünohistokimyası, mikroglial gövdeler ve uzantılar tarafından kaplanan alanda herhangi bir değişiklik göstermedi. Sağlıklı sıçanlarda, aynı LTE maruziyeti yanıt yoğunluğunda ve akustik eşiklerde değişikliklere neden olmadı. Verilerimiz, akut nöroinflamasyonun Nöronları LTE-EMF'ye karşı duyarlı hale getirerek ACx'te akustik uyaranların işlenmesinde değişikliklere yol açar.
Kablosuz iletişimin sürekli genişlemesi nedeniyle insanlığın elektromanyetik ortamı son otuz yılda önemli ölçüde değişti. Şu anda nüfusun üçte ikisinden fazlası cep telefonu (MP) kullanıcısı olarak kabul ediliyor. Bu teknolojinin geniş çaplı yayılması, MP'ler veya baz istasyonları tarafından yayılan ve iletişimi kodlayan radyo frekansı (RF) aralığındaki darbeli elektromanyetik alanların (EMF) potansiyel olarak tehlikeli etkileri hakkında endişelere ve tartışmalara yol açtı. Bu halk sağlığı sorunu, biyolojik dokularda radyo frekansı emiliminin etkilerini araştırmak için yapılan bir dizi deneysel çalışmaya ilham verdi. Bu çalışmalardan bazıları, MP'lerin yaygın kullanımı altında beynin RF kaynaklarına yakınlığı göz önüne alındığında, nöronal ağ aktivitesinde ve bilişsel süreçlerdeki değişiklikleri araştırdı. Birçok bildirilen çalışma, ikinci nesil (2G) küresel mobil iletişim sistemi (GSM) veya geniş bant kod bölmeli çoklu erişim (WCDMA)/üçüncü nesil evrensel mobil telekomünikasyon sistemlerinde (WCDMA/3G UMTS) kullanılan darbe modülasyonlu sinyallerin etkilerini ele almaktadır. Radyo frekansı sinyallerinin etkileri hakkında çok az şey bilinmektedir. Dördüncü nesil (4G) mobil servislerinde kullanılan ve Uzun Vadeli Evrim (LTE) teknolojisi adı verilen tamamen dijital bir İnternet Protokolü teknolojisine dayanan LTE, 2011 yılında piyasaya sürüldü ve Ocak 2022'de dünya genelinde 6,6 milyar LTE abonesine ulaşması bekleniyor (GSMA: //gsacom.com). Tek taşıyıcılı modülasyon şemalarına dayanan GSM (2G) ve WCDMA (3G) sistemleriyle karşılaştırıldığında, LTE temel sinyal formatı olarak Dik Frekans Bölmeli Çoklama (OFDM) kullanır. Dünya genelinde, LTE mobil servisleri, GSM'de de kullanılan 900 ve 1800 MHz bantları da dahil olmak üzere 450 ile 3700 MHz arasında değişen çeşitli frekans bantlarını kullanır.
Radyo frekansı (RF) maruziyetinin biyolojik süreçleri etkileme yeteneği büyük ölçüde, biyolojik dokuda emilen enerjiyi ölçen ve W/kg cinsinden ifade edilen özgül emilim oranı (SAR) ile belirlenir. Sağlıklı insan gönüllülerinde 2,573 GHz LTE sinyallerine 30 dakikalık akut kafa maruziyetinin global nöronal ağ aktivitesi üzerindeki etkileri yakın zamanda araştırılmıştır. Dinlenme durumunda fMRI kullanılarak, LTE maruziyetinin spontan yavaş frekans dalgalanmalarına ve intra- veya inter-bölgesel bağlantıda değişikliklere neden olabileceği gözlemlenmiştir; 10 g doku üzerinde ortalama olarak hesaplanan uzamsal tepe SAR seviyelerinin ise 0,42 ile 1,52 W/kg arasında değiştiği tahmin edilmiştir (konu 7, 8, 9). Benzer maruziyet koşulları altında (30 dakika süre, temsili bir insan kafa modeli kullanılarak tahmin edilen tepe SAR seviyesi 1,34 W/kg) EEG analizi, alfa ve beta bantlarında spektral güçte ve hemisferik uyumda azalma göstermiştir. Bununla birlikte, EEG analizine dayalı diğer iki çalışma, 20 veya 30 dakikalık LTE kafa maruziyetinin, Yaklaşık 2 W/kg olarak belirlenen maksimum yerel SAR seviyeleri ya hiçbir tespit edilebilir etkiye sahip değildi¹¹ ya da alfa bandındaki spektral gücün azalmasına neden olurken, Stroop testi ile değerlendirilen bilişsel işlevde bir değişiklik gözlenmedi¹². GSM veya UMTS EMF maruziyetinin etkilerine özel olarak bakan EEG veya bilişsel çalışmaların sonuçlarında da önemli farklılıklar bulundu. Bunların, sinyal türü ve modülasyonu, maruziyet yoğunluğu ve süresi dahil olmak üzere yöntem tasarımındaki ve deneysel parametrelerdeki farklılıklardan veya yaş, anatomi veya cinsiyet açısından insan deneklerindeki heterojenlikten kaynaklandığı düşünülmektedir.
Şimdiye kadar, LTE sinyallemesine maruz kalmanın beyin fonksiyonunu nasıl etkilediğini belirlemek için çok az hayvan çalışması kullanılmıştır. Son zamanlarda, gelişmekte olan farelerin geç embriyonik evreden sütten kesilmeye kadar sistemik maruziyetinin (günde 30 dakika, haftada 5 gün, ortalama tüm vücut SAR'ı 0,5 veya 1 W/kg) yetişkinlikte motor ve iştah davranışlarında değişikliklere yol açtığı bildirilmiştir 14. Yetişkin sıçanlarda tekrarlanan sistemik maruziyetin (6 hafta boyunca günde 2 ha), oksidatif strese neden olduğu ve optik sinirden elde edilen görsel uyarılmış potansiyellerin genliğini azalttığı, maksimum SAR'ın 10 mW/kg kadar düşük olduğu tahmin edilmiştir 15.
Hücresel ve moleküler düzeyler de dahil olmak üzere çoklu ölçeklerdeki analizlere ek olarak, kemirgen modelleri, daha önce akut nöroinflamasyon bağlamında GSM veya WCDMA/3G UMTS EMF'ye odaklanıldığı gibi, hastalık sırasında RF maruziyetinin etkilerini incelemek için kullanılabilir. Çalışmalar, nöbetler, nörodejeneratif hastalıklar veya gliomalar üzerindeki etkilerini göstermiştir 16,17,18,19,20.
Lipopolisakkarit (LPS) enjekte edilmiş kemirgenler, her yıl nüfusun büyük çoğunluğunu etkileyen virüs veya bakterilerin neden olduğu iyi huylu enfeksiyon hastalıklarıyla ilişkili akut nöroinflamatuar yanıtların klasik bir preklinik modelidir. Bu inflamatuar durum, ateş, iştahsızlık ve azalmış sosyal etkileşim ile karakterize edilen geri dönüşümlü bir hastalığa ve depresif davranış sendromuna yol açar. Mikroglia gibi yerleşik merkezi sinir sistemi fagositer hücreleri, bu nöroinflamatuar yanıtın kilit efektör hücreleridir. Kemirgenlerin LPS ile tedavisi, mikroglia aktivasyonunu tetikler; bu aktivasyon, şekillerinin ve hücresel süreçlerinin yeniden şekillenmesi ve pro-inflamatuar sitokinleri veya enzimleri kodlayan genlerin yukarı regülasyonu da dahil olmak üzere transkriptom profilinde derin değişikliklerle karakterize edilir ve nöronal ağları etkiler (Aktiviteler 22, 23, 24).
LPS ile tedavi edilmiş sıçanlarda GSM-1800 MHz EMF'ye tek bir 2 saatlik baş maruziyetinin etkilerini inceleyerek, GSM sinyallemesinin serebral kortekste hücresel yanıtları tetiklediğini, gen ekspresyonunu, glutamat reseptör fosforilasyonunu, nöronal Meta-uyarılmış ateşlemeyi ve serebral korteksteki mikroglia morfolojisini etkilediğini bulduk. Bu etkiler, aynı GSM maruziyetine maruz kalan sağlıklı sıçanlarda tespit edilmedi; bu da LPS tarafından tetiklenen nöroinflamatuar durumun, merkezi sinir sistemi hücrelerini GSM sinyallemesine duyarlı hale getirdiğini düşündürmektedir. Yerel SAR'ın ortalama 1,55 W/kg olduğu LPS ile tedavi edilmiş sıçanların işitsel korteksine (ACx) odaklanarak, GSM maruziyetinin mikroglial süreçlerin uzunluğunda veya dallanmasında bir artışa ve saf tonlar ve doğal uyarım tarafından uyarılan nöronal yanıtlarda bir azalmaya neden olduğunu gözlemledik.
Bu çalışmada, LTE-1800 MHz sinyallerine yalnızca baş bölgesinin maruz kalmasının, maruz kalma gücünü üçte iki oranında azaltarak ACx'teki mikrogliyal morfolojiyi ve nöronal aktiviteyi değiştirip değiştiremeyeceğini incelemeyi amaçladık. Burada, LTE sinyalinin mikrogliyal süreçler üzerinde hiçbir etkisi olmadığını, ancak yine de 0,5 W/kg SAR değerine sahip LPS ile tedavi edilen sıçanların ACx'inde sese bağlı kortikal aktivitede önemli bir azalmaya neden olduğunu gösteriyoruz.
Daha önce GSM-1800 MHz'e maruz kalmanın pro-enflamatuar koşullar altında mikroglia morfolojisini değiştirdiğine dair kanıtlar göz önüne alındığında, LTE sinyallemesine maruz kalma sonrasında bu etkiyi araştırdık.
Yetişkin sıçanlara, sadece baş bölgesine uygulanan sahte maruziyetten veya LTE-1800 MHz'ye maruziyetten 24 saat önce LPS enjekte edildi. Maruziyet sonrasında, LPS'nin tetiklediği nöroinflamatuar yanıtlar, proinflamatuar genlerin yukarı regülasyonu ve kortikal mikroglia morfolojisindeki değişikliklerle gösterildiği gibi, serebral kortekste oluştu (Şekil 1). LTE başlığı tarafından maruz bırakılan güç, ACx'te ortalama 0,5 W/kg SAR seviyesi elde edecek şekilde ayarlandı (Şekil 2). LPS ile aktive edilmiş mikrogliaların LTE EMF'ye yanıt verip vermediğini belirlemek için, bu hücreleri seçici olarak etiketleyen anti-Iba1 ile boyanmış kortikal kesitleri analiz ettik. Şekil 3a'da gösterildiği gibi, sahte veya LTE maruziyetinden 3 ila 4 saat sonra sabitlenmiş ACx kesitlerinde, mikroglialar oldukça benzer görünüyordu ve LPS proinflamatuar tedavisiyle ortaya çıkan "yoğun benzeri" bir hücre morfolojisi gösteriyordu (Şekil 1). Morfolojik yanıtların yokluğuyla tutarlı olarak, nicel görüntü analizi, toplam alanda (eşleştirilmemiş) önemli bir fark olmadığını ortaya koydu. LTE sıçanlarında Iba 1 ile boyanmış hücre gövdelerine maruz kalma ile sahte maruz kalma yapılan hayvanlar karşılaştırıldığında, Iba1 immünoreaktivitesinin t-testi (p = 0,308) veya alanı (p = 0,196) ve yoğunluğu (p = 0,061) anlamlı derecede farklılık göstermedi (Şekil 3b-d).
LPS'nin intraperitoneal enjeksiyonunun kortikal mikroglia morfolojisi üzerindeki etkileri. LPS veya taşıyıcı madde (kontrol) intraperitoneal enjeksiyonundan 24 saat sonra serebral korteksin koronal kesitinde (dorsomedial bölge) mikrogliaların temsili görünümü. Hücreler daha önce açıklandığı gibi anti-Iba1 antikoru ile boyanmıştır. LPS pro-enflamatuar tedavisi, proksimal kalınlaşma ve hücresel süreçlerin kısa ikincil dallarının artması da dahil olmak üzere mikroglia morfolojisinde değişikliklere yol açarak "yoğun benzeri" bir görünüme neden olmuştur. Ölçek çubuğu: 20 µm.
1800 MHz LTE'ye maruz kalma sırasında sıçan beynindeki özgül soğurma oranının (SAR) dozimetrik analizi. Beyindeki yerel SAR'ı değerlendirmek için daha önce tanımlanmış heterojen bir fantom sıçan ve halka anten modeli62 kullanıldı ve 0,5 mm³ kübik bir ızgara kullanıldı. (a) Başın üzerinde bir halka anten ve vücudun altında metalik bir termal ped (sarı) bulunan bir maruz kalma ortamındaki sıçan modelinin genel görünümü. (b) Yetişkin beyinde 0,5 mm³ uzamsal çözünürlükte SAR değerlerinin dağılımı. Sagital kesitte siyah çizgiyle sınırlandırılmış alan, mikrogliyal ve nöronal aktivitenin analiz edildiği birincil işitsel kortekse karşılık gelir. Şekilde gösterilen tüm sayısal simülasyonlar için SAR değerlerinin renk kodlu ölçeği geçerlidir.
LTE veya Sham maruziyetinden sonra sıçan işitsel korteksinde LPS enjekte edilmiş mikroglia. (a) Sham veya LTE maruziyetinden 3-4 saat sonra LPS ile perfüze edilmiş sıçan işitsel korteksinin koronal kesitlerinde anti-Iba1 antikoru ile boyanmış mikrogliaların temsili yığılmış görünümü (maruziyet). Ölçek çubuğu: 20 µm. (b) Sham (açık noktalar) veya LTE maruziyetinden 3-4 saat sonra mikrogliaların morfometrik değerlendirmesi (maruz kalmış, siyah noktalar). (b, c) Mikroglia belirteci Iba1'in uzamsal kapsamı (b) ve Iba1 pozitif hücre gövdelerinin alanları (c). Veriler, Sham'a maruz kalmış hayvanlardan elde edilen ortalamaya göre normalize edilmiş anti-Iba1 boyama alanını temsil eder. (d) Anti-Iba1 ile boyanmış mikroglial hücre gövdelerinin sayısı. Sham (n = 5) ve LTE (n = 6) hayvanları arasındaki farklılıklar anlamlı değildi (p > 0,05, eşleştirilmemiş). (t-testi). Kutunun üst ve alt kısımları, üst ve alt çizgiler sırasıyla 25-75. yüzdelik dilimi ve 5-95. yüzdelik dilimi temsil eder. Ortalama değer kutuda kırmızı renkle işaretlenmiştir.
Tablo 1, dört sıçan grubunun (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS) birincil işitsel korteksinde elde edilen hayvan sayılarını ve çoklu ünite kayıtlarını özetlemektedir. Aşağıdaki sonuçlarda, anlamlı bir spektral zamansal reseptif alan (STRF) sergileyen tüm kayıtları, yani tonla uyarılan yanıtların spontan ateşleme hızlarından en az 6 standart sapma daha yüksek olduğu kayıtları dahil ediyoruz (bkz. Tablo 1). Bu kriteri uygulayarak, Sham grubu için 266 kayıt, Exposed grubu için 273 kayıt, Sham-LPS grubu için 299 kayıt ve Exposed-LPS grubu için 295 kayıt seçtik.
Aşağıdaki paragraflarda, öncelikle spektral-zamansal alıcı alandan (yani saf tonlara verilen yanıttan) ve ksenojenik spesifik vokalizasyonlara verilen yanıttan çıkarılan parametreleri açıklayacağız. Daha sonra, her grup için elde edilen frekans yanıt alanının nicelleştirilmesini açıklayacağız. Deneysel tasarımımızda "iç içe geçmiş verilerin"30 varlığı göz önüne alındığında, tüm istatistiksel analizler elektrot dizisindeki pozisyon sayısına (Tablo 1'deki son satır) göre yapılmıştır, ancak aşağıda açıklanan tüm etkiler de her gruptaki pozisyon sayısına dayanmaktadır. Toplanan çoklu ünite kayıtlarının toplam sayısı (Tablo 1'deki üçüncü satır).
Şekil 4a, LPS ile tedavi edilen Sham ve maruz bırakılan hayvanlarda elde edilen kortikal nöronların optimal frekans dağılımını (BF, 75 dB SPL'de maksimum yanıtı uyandıran) göstermektedir. Her iki grupta da BF'nin frekans aralığı 1 kHz'den 36 kHz'e kadar uzanmıştır. İstatistiksel analiz, bu dağılımların benzer olduğunu (ki-kare, p = 0,278) göstermiş ve bu da iki grup arasındaki karşılaştırmaların örnekleme yanlılığı olmaksızın yapılabileceğini düşündürmektedir.
LPS ile tedavi edilen hayvanlarda kortikal yanıtların nicelleştirilmiş parametreleri üzerindeki LTE maruziyetinin etkileri. (a) LTE'ye maruz kalan (siyah) ve LTE'ye maruz kalmayan (beyaz) LPS ile tedavi edilen hayvanların kortikal nöronlarındaki BF dağılımı. İki dağılım arasında fark yoktur. (bf) LTE maruziyetinin spektral zamansal alıcı alanı (STRF) nicelleştiren parametreler üzerindeki etkisi. Yanıt gücü, hem STRF (toplam yanıt gücü) hem de optimal frekanslar boyunca önemli ölçüde azalmıştır (*p < 0,05, eşleştirilmemiş t-testi) (b,c). Yanıt süresi, yanıt bant genişliği ve bant genişliği sabiti (df). Vokalizasyonlara verilen yanıtların hem gücü hem de zamansal güvenilirliği azalmıştır (g, h). Spontan aktivite önemli ölçüde azalmamıştır (i). (*p < 0,05, eşleştirilmemiş t-testi). (j,k) LTE maruziyetinin kortikal eşikler üzerindeki etkileri. Ortalama eşikler, LTE'ye maruz kalan sıçanlarda, LTE'ye maruz kalmayan sıçanlara kıyasla önemli ölçüde daha yüksektir. Sahte maruz bırakılan sıçanlarda bu etki daha belirgindir. Bu etki düşük ve orta frekanslarda daha belirgindir.
Şekil 4b-f, bu hayvanlar için STRF'den türetilen parametrelerin dağılımını göstermektedir (ortalama değerler kırmızı çizgilerle belirtilmiştir). LTE maruziyetinin LPS ile tedavi edilen hayvanlar üzerindeki etkileri, nöronal uyarılabilirliğin azaldığını göstermektedir. İlk olarak, genel yanıt yoğunluğu ve yanıtlar, Sham-LPS hayvanlarına kıyasla BF'de önemli ölçüde daha düşüktü (Şekil 4b,c eşleştirilmemiş t-testi, p = 0,0017; ve p = 0,0445). Benzer şekilde, iletişim seslerine verilen yanıtlar hem yanıt gücü hem de denemeler arası güvenilirlik açısından azaldı (Şekil 4g,h; eşleştirilmemiş t-testi, p = 0,043). Spontan aktivite azaldı, ancak bu etki anlamlı değildi (Şekil 4i; p = 0,0745). Yanıt süresi, ayar bant genişliği ve yanıt gecikmesi, LPS ile tedavi edilen hayvanlarda LTE maruziyetinden etkilenmedi (Şekil 4d-f), bu da frekans seçiciliğinin ve başlangıç ​​yanıtlarının hassasiyetinin LTE maruziyetinden etkilenmediğini göstermektedir. LPS ile tedavi edilen hayvanlarda.
Daha sonra, saf ton kortikal eşiklerinin LTE maruziyetiyle değişip değişmediğini değerlendirdik. Her kayıttan elde edilen frekans yanıt alanından (FRA), her frekans için işitsel eşikleri belirledik ve bu eşikleri her iki hayvan grubu için ortalamasını aldık. Şekil 4j, LPS ile tedavi edilen sıçanlarda 1,1 ila 36 kHz arasındaki ortalama (± standart hata) eşikleri göstermektedir. Sham ve Maruz Kalan grupların işitsel eşiklerini karşılaştırdığımızda, maruz kalan hayvanlarda Sham hayvanlarına kıyasla eşiklerde önemli bir artış olduğunu gördük (Şekil 4j), bu etki düşük ve orta frekanslarda daha belirgindi. Daha açık ifadeyle, düşük frekanslarda (< 2,25 kHz), yüksek eşik değerine sahip A1 nöronlarının oranı artarken, düşük ve orta eşik değerine sahip nöronların oranı azaldı (ki-kare = 43,85; p < 0,0001; Şekil 4k, sol Şekil). Aynı etki orta frekansta da görüldü (2,25 < Frekans (kHz) < 11): maruz kalmayan gruba kıyasla, orta eşiklere sahip kortikal kayıtların oranı daha yüksek ve düşük eşiklere sahip nöronların oranı daha düşüktü (Ki-kare = 71,17; p < 0,001; Şekil 4k, orta panel). Ayrıca yüksek frekanslı nöronlar için eşikte de anlamlı bir fark vardı (≥ 11 kHz, p = 0,0059); düşük eşikli nöronların oranı azaldı ve orta-yüksek eşikli nöronların oranı arttı (ki-kare = 10,853; p = 0,04 Şekil 4k, sağ panel).
Şekil 5a, Sham ve Exposed grupları için sağlıklı hayvanlarda elde edilen kortikal nöronların optimal frekans dağılımını (BF, 75 dB SPL'de maksimum yanıtı uyandıran) göstermektedir. İstatistiksel analiz, iki dağılımın benzer olduğunu (ki-kare, p = 0,157) göstererek, iki grup arasındaki karşılaştırmaların örnekleme yanlılığı olmaksızın yapılabileceğini düşündürmektedir.
Sağlıklı hayvanlarda kortikal yanıtların nicelleştirilmiş parametreleri üzerindeki LTE maruziyetinin etkileri. (a) LTE'ye maruz kalan (koyu mavi) ve LTE'ye maruz bırakılmayan (açık mavi) sağlıklı hayvanların kortikal nöronlarındaki BF dağılımı. İki dağılım arasında fark yoktur. (bf) LTE maruziyetinin spektral zamansal alıcı alanı (STRF) nicelleştiren parametreler üzerindeki etkisi. STRF ve optimal frekanslar boyunca yanıt yoğunluğunda anlamlı bir değişiklik yoktu (b,c). Yanıt süresinde hafif bir artış var (d), ancak yanıt bant genişliğinde ve bant genişliğinde değişiklik yok (e, f). Vokalizasyonlara verilen yanıtların ne gücü ne de zamansal güvenilirliği değişmedi (g, h). Spontan aktivitede anlamlı bir değişiklik yoktu (i). (*p < 0,05 eşleştirilmemiş t-testi). (j,k) LTE maruziyetinin kortikal eşikler üzerindeki etkileri. Ortalama olarak, eşikler LTE'ye maruz kalan sıçanlarda, LTE'ye maruz bırakılmayan sıçanlara kıyasla anlamlı olarak değişmedi, ancak daha yüksek frekans eşikleri maruz kalan hayvanlarda biraz daha düşüktü.
Şekil 5b-f, iki STRF setinden elde edilen parametrelerin dağılımını ve ortalamasını (kırmızı çizgi) gösteren kutu grafiklerini göstermektedir. Sağlıklı hayvanlarda, LTE maruziyetinin kendisi STRF parametrelerinin ortalama değeri üzerinde çok az etkiye sahipti. Sham grubuyla karşılaştırıldığında (maruz kalan grup için açık ve koyu mavi kutular), LTE maruziyeti ne toplam yanıt yoğunluğunu ne de BF yanıtını değiştirmedi (Şekil 5b,c; eşleştirilmemiş t-testi, sırasıyla p = 0,2176 ve p = 0,8696). Spektral bant genişliği ve gecikme üzerinde de bir etki yoktu (sırasıyla p = 0,6764 ve p = 0,7129), ancak yanıt süresinde anlamlı bir artış vardı (p = 0,047). Ayrıca vokalizasyon yanıtlarının gücü (Şekil 5g, p = 0,4375), bu yanıtların denemeler arası güvenilirliği (Şekil 5h, p = 0,3412) ve spontan aktivite üzerinde de bir etki yoktu. (Şekil 5).5i; p = 0.3256).
Şekil 5j, sağlıklı sıçanlarda 1,1 ila 36 kHz arasındaki ortalama (± standart hata) eşik değerlerini göstermektedir. Yüksek frekanslarda (11-36 kHz) maruz kalan hayvanlarda eşik değerinin biraz daha düşük olması dışında, sham ve maruz kalan sıçanlar arasında anlamlı bir fark görülmemiştir (eşleştirilmemiş t-testi, p = 0,0083). Bu etki, maruz kalan hayvanlarda bu frekans aralığında (ki-kare = 18,312, p = 0,001; Şekil 5k), düşük ve orta eşik değerlerine sahip nöronların biraz daha fazla (yüksek eşik değerlerine sahip nöronların ise daha az) olmasından kaynaklanmaktadır.
Sonuç olarak, sağlıklı hayvanlar LTE'ye maruz bırakıldığında, saf tonlara ve vokalizasyonlar gibi karmaşık seslere verilen tepki gücünde herhangi bir etki gözlenmemiştir. Ayrıca, sağlıklı hayvanlarda, kortikal işitsel eşikler maruz kalan ve kontrol grubu hayvanlar arasında benzer iken, LPS ile tedavi edilen hayvanlarda LTE maruziyeti, özellikle düşük ve orta frekans aralığında, kortikal eşiklerde önemli bir artışa neden olmuştur.
Çalışmamız, akut nöroinflamasyon yaşayan yetişkin erkek sıçanlarda, 0,5 W/kg'lık lokal SARACx ile LTE-1800 MHz'e maruz kalmanın (bkz. Yöntemler), iletişimle ilgili birincil kayıtlarda sese bağlı yanıtların yoğunluğunda önemli bir azalmaya yol açtığını göstermiştir. Nöronal aktivitedeki bu değişiklikler, mikrogliyal süreçlerin kapladığı uzamsal alanın boyutunda belirgin bir değişiklik olmaksızın meydana gelmiştir. LTE'nin kortikal uyarılmış yanıtların yoğunluğu üzerindeki bu etkisi sağlıklı sıçanlarda gözlenmemiştir. LTE'ye maruz kalan ve maruz kalmayan hayvanlardaki kayıt üniteleri arasındaki optimal frekans dağılımındaki benzerlik göz önüne alındığında, nöronal reaktivitedeki farklılıklar, örnekleme yanlılığından ziyade LTE sinyallerinin biyolojik etkilerine atfedilebilir (Şekil 4a). Ayrıca, LTE'ye maruz kalan sıçanlarda yanıt gecikmesinde ve spektral ayar bant genişliğinde değişiklik olmaması, bu kayıtların büyük olasılıkla ikincil bölgelerden ziyade birincil ACx'te bulunan aynı kortikal katmanlardan örneklenmiş olduğunu düşündürmektedir.
Bildiklerimize göre, LTE sinyallemesinin nöronal yanıtlar üzerindeki etkisi daha önce rapor edilmemiştir. Bununla birlikte, önceki çalışmalar, deneysel yaklaşıma bağlı olarak önemli farklılıklar gösterse de, GSM-1800 MHz veya 1800 MHz sürekli dalganın (CW) nöronal uyarılabilirliği değiştirme yeteneğini belgelemiştir. 8,2 W/kg SAR seviyesinde 1800 MHz CW'ye maruz kaldıktan kısa bir süre sonra, salyangoz ganglionlarından yapılan kayıtlar, aksiyon potansiyellerini tetikleme eşiklerinde ve nöronal modülasyonda azalma göstermiştir. Öte yandan, sıçan beyninden elde edilen primer nöronal kültürlerdeki sivri uçlu ve patlama aktivitesi, 4,6 W/kg SAR'da 15 dakika boyunca GSM-1800 MHz veya 1800 MHz CW'ye maruz kalma ile azalmıştır. Bu inhibisyon, maruz kalmanın 30 dakikası içinde yalnızca kısmen geri döndürülebilir olmuştur. Nöronların tamamen susturulması 9,2 W/kg SAR'da sağlanmıştır. Doz-yanıt analizi, GSM-1800 MHz'nin diğerlerine göre daha etkili olduğunu göstermiştir. 1800 MHz CW'nin patlama aktivitesini bastırdığı ve nöronal yanıtların RF sinyal modülasyonuna bağlı olduğunu gösterdiği görülmüştür.
Bizim ortamımızda, kortikal uyarılmış yanıtlar, 2 saatlik sadece baş bölgesine uygulanan maruziyetin sona ermesinden 3 ila 6 saat sonra in vivo olarak toplandı. Önceki bir çalışmada, 1,55 W/kg SARACx'te GSM-1800 MHz'nin etkisini araştırdık ve sağlıklı sıçanlarda sesle uyarılmış kortikal yanıtlarda anlamlı bir etki bulamadık. Burada, sağlıklı sıçanlarda 0,5 W/kg SARACx'te LTE-1800'e maruz kalmanın uyandırdığı tek anlamlı etki, saf tonların sunulması üzerine yanıt süresinde hafif bir artıştı. Bu etkiyi açıklamak zordur çünkü yanıt yoğunluğunda bir artış eşlik etmemektedir; bu da daha uzun yanıt süresinin, kortikal nöronlar tarafından ateşlenen aynı toplam aksiyon potansiyeli sayısı ile meydana geldiğini düşündürmektedir. Bir açıklama, LTE maruziyetinin bazı inhibitör ara nöronların aktivitesini azaltabileceği olabilir, çünkü primer ACx'te ileri beslemeli inhibisyonun, uyarıcı talamik girdi tarafından tetiklenen piramidal hücre yanıtlarının süresini kontrol ettiği belgelenmiştir33,34, 35, 36. 37.
Bunun aksine, LPS ile tetiklenen nöroinflamasyona maruz bırakılan sıçanlarda, LTE maruziyetinin sesle uyarılan nöronal ateşlemenin süresi üzerinde hiçbir etkisi olmamıştır, ancak uyarılan yanıtların gücü üzerinde önemli etkiler tespit edilmiştir. Aslında, LPS-sahte maruziyetine maruz bırakılan sıçanlarda kaydedilen nöronal yanıtlara kıyasla, LTE'ye maruz bırakılan LPS ile tedavi edilen sıçanlardaki nöronlar, hem saf tonlar hem de doğal vokalizasyonlar sunulduğunda gözlemlenen bir etkiyle, yanıtlarının yoğunluğunda bir azalma göstermiştir. Saf tonlara verilen yanıtın yoğunluğundaki azalma, 75 dB'lik spektral ayar bant genişliğinde bir daralma olmaksızın meydana gelmiş ve tüm ses yoğunluklarında meydana geldiği için, düşük ve orta frekanslarda kortikal nöronların akustik eşiklerinde bir artışa neden olmuştur.
Uyarılan yanıt gücündeki azalma, LPS ile tedavi edilen hayvanlarda 0,5 W/kg SARACx'te LTE sinyallemesinin etkisinin, üç kat daha yüksek SARACx'te (1,55 W/kg) uygulanan GSM-1800 MHz'in etkisine benzer olduğunu göstermiştir.28 GSM sinyallemesinde olduğu gibi, LPS ile tetiklenen nöroinflamasyona maruz kalan sıçan ACx nöronlarında LTE-1800 MHz'e baş maruziyeti nöronal uyarılabilirliği azaltabilir. Bu hipotezle uyumlu olarak, vokalizasyona nöronal yanıtların deneme güvenilirliğinde azalma eğilimi (Şekil 4h) ve spontan aktivitede azalma (Şekil 4i) da gözlemledik. Bununla birlikte, LTE sinyallemesinin nöronal içsel uyarılabilirliği mi yoksa sinaptik girdiyi mi azalttığını ve böylece ACx'teki nöronal yanıtları kontrol edip etmediğini in vivo olarak belirlemek zor olmuştur.
İlk olarak, bu daha zayıf tepkiler, LTE 1800 MHz'e maruz kaldıktan sonra kortikal hücrelerin içsel olarak azalmış uyarılabilirliğinden kaynaklanıyor olabilir. Bu fikri desteklemek için, GSM-1800 MHz ve 1800 MHz-CW, sırasıyla 3,2 W/kg ve 4,6 W/kg SAR seviyelerinde kortikal sıçan nöronlarının birincil kültürlerine doğrudan uygulandığında patlama aktivitesini azalttı, ancak patlama aktivitesini önemli ölçüde azaltmak için bir eşik SAR seviyesi gerekiyordu. Azalmış içsel uyarılabilirliği desteklemek için, maruz kalan hayvanlarda, sahte maruz kalan hayvanlara göre daha düşük spontan ateşleme oranları da gözlemledik.
İkinci olarak, LTE maruziyeti talamo-kortikal veya kortikal-kortikal sinapslardan sinaptik iletimi de etkileyebilir. Çok sayıda kayıt, işitsel kortekste spektral uyumun genişliğinin yalnızca afferent talamik projeksiyonlar tarafından belirlenmediğini, aynı zamanda intrakortikal bağlantıların kortikal bölgelere ek spektral girdi sağladığını göstermektedir39,40. Deneylerimizde, kortikal STRF'nin maruz kalan ve sahte maruz kalan hayvanlarda benzer bant genişlikleri göstermesi, LTE maruziyetinin etkilerinin kortikal-kortikal bağlantı üzerindeki etkiler olmadığını dolaylı olarak düşündürmektedir. Bu ayrıca, SAR'da maruz kalan diğer kortikal bölgelerde ACx'te ölçülenden daha yüksek bağlantının (Şekil 2), burada bildirilen değişmiş yanıtlardan sorumlu olmayabileceğini de düşündürmektedir.
Burada, LPS'ye maruz kalan kortikal kayıtların daha büyük bir oranı, LPS'ye maruz kalmayan hayvanlara kıyasla daha yüksek eşik değerleri göstermiştir. Kortikal akustik eşiğin öncelikle talamo-kortikal sinapsın gücü tarafından kontrol edildiği öne sürüldüğünden39,40, talamo-kortikal iletimin kısmen maruz kalma sonucu azaldığı, bunun da presinaptik (azalmış glutamat salınımı) veya postsinaptik düzeyde (azalmış reseptör sayısı veya afinitesi) olabileceği düşünülebilir.
GSM-1800 MHz'nin etkilerine benzer şekilde, LTE kaynaklı değişmiş nöronal yanıtlar, mikrogliyal yanıtlarla karakterize edilen LPS ile tetiklenen nöroinflamasyon bağlamında meydana geldi. Mevcut kanıtlar, mikrogliyanın normal ve patolojik beyinlerdeki nöronal ağların aktivitesini güçlü bir şekilde etkilediğini göstermektedir41,42,43. Nörotransmisyonu modüle etme yetenekleri, yalnızca nörotransmisyonu sınırlayabilen veya sınırlayabilen bileşiklerin üretimine değil, aynı zamanda hücresel süreçlerinin yüksek hareketliliğine de bağlıdır. Serebral kortekste, nöronal ağların hem artmış hem de azalmış aktivitesi, mikrogliyal süreçlerin büyümesi nedeniyle mikrogliyal uzamsal alanın hızlı genişlemesini tetikler44,45. Özellikle, mikrogliyal çıkıntılar aktif talamokortikal sinapsların yakınında toplanır ve mikrogliya aracılı lokal adenozin üretimi içeren mekanizmalar yoluyla uyarıcı sinapsların aktivitesini inhibe edebilir.
1,55 W/kg SARACx ile GSM-1800 MHz'e maruz bırakılan LPS ile tedavi edilmiş sıçanlarda, ACx nöronlarının aktivitesinde azalma ve ACx28 Increase'de belirgin Iba1 boyalı alanlarla işaretlenen mikrogliyal uzantıların büyümesi meydana geldi. Bu gözlem, GSM maruziyetiyle tetiklenen mikrogliyal yeniden yapılanmanın, GSM kaynaklı sese bağlı nöronal yanıtların azalmasına aktif olarak katkıda bulunabileceğini düşündürmektedir. Mevcut çalışmamız, 0,5 W/kg ile sınırlı SARACx ile LTE baş maruziyeti bağlamında bu hipoteze karşı çıkmaktadır, çünkü mikrogliyal uzantılar tarafından kapsanan uzamsal alanda bir artış bulamadık. Bununla birlikte, bu, LTE sinyalinin LPS ile aktive edilmiş mikrogliya üzerindeki herhangi bir etkisini dışlamaz ve bu da nöronal aktiviteyi etkileyebilir. Bu soruyu yanıtlamak ve akut nöroinflamasyonun LTE sinyaline karşı nöronal yanıtları nasıl değiştirdiğini belirlemek için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.
Bildiklerimize göre, LTE sinyallerinin işitsel işleme üzerindeki etkisi daha önce incelenmemiştir. Önceki çalışmalarımız 26,28 ve mevcut çalışma, akut inflamasyon ortamında, başın tek başına GSM-1800 MHz veya LTE-1800 MHz'e maruz kalmasının, işitme eşiğindeki artışla gösterildiği gibi, ACx'teki nöronal yanıtlarda fonksiyonel değişikliklere yol açtığını göstermiştir. En az iki ana nedenden dolayı, koklear fonksiyonun LTE maruziyetimizden etkilenmemesi gerekir. Birincisi, Şekil 2'de gösterilen dozimetri çalışmasında gösterildiği gibi, en yüksek SAR seviyeleri (1 W/kg'a yakın) dorsomedial kortekste (antenin altında) bulunur ve başın ventral kısmına doğru ilerledikçe önemli ölçüde azalır. Sıçan kulak kepçesi seviyesinde (kulak kanalının altında) yaklaşık 0,1 W/kg olduğu tahmin edilebilir. İkincisi, kobay kulakları 2 ay boyunca GSM 900 MHz'e (haftada 5 gün, 1) maruz bırakıldığında... (saat/gün, SAR 1 ile 4 W/kg arasında), distorsiyon ürünü otoakustik Eşiklerinde ve İşitsel Beyin Sapı Yanıtlarında tespit edilebilir bir değişiklik yoktu 47. Ayrıca, 2 W/kg'lık yerel SAR'da GSM 900 veya 1800 MHz'e tekrarlanan kafa maruziyeti, sağlıklı sıçanlarda koklear dış kıl hücre fonksiyonunu etkilemedi48,49. Bu sonuçlar, GSM cep telefonlarından gelen EMF'ye 10 ila 30 dakikalık maruz kalmanın koklear50,51,52 veya beyin sapı düzeyinde53,54 değerlendirilen işitsel işleme üzerinde tutarlı bir etkisi olmadığını gösteren insanlarda elde edilen verileri yansıtmaktadır.
Çalışmamızda, LTE ile tetiklenen nöronal ateşleme değişiklikleri, maruziyet sona erdikten 3 ila 6 saat sonra in vivo olarak gözlemlenmiştir. Korteksin dorsomedial kısmı üzerinde yapılan önceki bir çalışmada, GSM-1800 MHz'nin neden olduğu ve maruziyetten 24 saat sonra gözlemlenen çeşitli etkiler, maruziyetten 72 saat sonra artık tespit edilememiştir. Bu durum, mikroglial süreçlerin genişlemesi, IL-1ß geninin aşağı regülasyonu ve AMPA reseptörlerinin post-translasyonel modifikasyonu için geçerlidir. İşitsel korteksin dorsomedial bölgeden (2,94 W/kg26) daha düşük bir SAR değerine (0,5 W/kg) sahip olduğu göz önüne alındığında, burada bildirilen nöronal aktivitedeki değişiklikler geçici görünmektedir.
Verilerimiz, cep telefonu kullanıcılarının beyin korteksinde elde edilen gerçek SAR değerlerinin tahminlerini ve geçerli SAR limitlerini dikkate almalıdır. Kamu güvenliğini korumak için kullanılan mevcut standartlar, 100 kHz ve 6 GHz RF aralığındaki radyo frekanslarına lokalize baş veya gövde maruziyeti için SAR limitini 2 W/kg olarak belirlemektedir.
Farklı insan kafa modelleri kullanılarak, genel kafa veya cep telefonu iletişimi sırasında kafanın farklı dokularında RF güç emilimini belirlemek için doz simülasyonları gerçekleştirilmiştir. İnsan kafa modellerinin çeşitliliğine ek olarak, bu simülasyonlar, kafatasının dış veya iç şekli, kalınlığı veya su içeriği gibi anatomik veya histolojik parametrelere bağlı olarak beyin tarafından emilen enerjinin tahmininde önemli farklılıkları veya belirsizlikleri vurgulamaktadır. Farklı kafa dokuları yaşa, cinsiyete veya bireye göre büyük ölçüde değişmektedir 56,57,58. Ayrıca, antenin iç konumu ve cep telefonunun kullanıcının kafasına göre konumu gibi cep telefonu özellikleri, serebral korteksteki SAR değerlerinin seviyesini ve dağılımını güçlü bir şekilde etkiler 59,60. Bununla birlikte, 1800 MHz aralığında radyo frekansları yayan cep telefonu modellerinden elde edilen insan serebral korteksindeki bildirilen SAR dağılımları göz önüne alındığında 58, 59, 60, insan işitsel korteksinde elde edilen SAR seviyelerinin hala insan beyninin yarısından daha düşük olduğu görülmektedir. Beyin korteksi. Çalışmamızda (SARACx 0,5 W/kg) elde edilen veriler, halka açık olan mevcut SAR değerlerinin sınırlarını zorlamamaktadır.
Sonuç olarak, çalışmamız, LTE-1800 MHz'e tek bir baş bölgesine maruz kalmanın, kortikal nöronların duyusal uyaranlara verdiği nöronal yanıtları etkilediğini göstermektedir. GSM sinyallemesinin etkilerine ilişkin önceki tanımlamalarla tutarlı olarak, sonuçlarımız LTE sinyallemesinin nöronal aktivite üzerindeki etkilerinin sağlık durumuna göre değiştiğini göstermektedir. Akut nöroinflamasyon, nöronları LTE-1800 MHz'e karşı duyarlı hale getirerek, işitsel uyaranların kortikal işlenmesinde değişikliklere yol açmaktadır.
Veriler, Janvier laboratuvarından temin edilen 31 yetişkin erkek Wistar sıçanının 55 günlük yaşlarında serebral korteksinden toplandı. Sıçanlar, nem (%50-55) ve sıcaklık (22-24 °C) kontrollü bir tesiste, 12 saat aydınlık/12 saat karanlık döngüsünde (ışıklar sabah 7:30'da açılıyor) ve yiyecek ve suya serbest erişimle barındırıldı. Tüm deneyler, Avrupa Toplulukları Konseyi Direktifi (2010/63/AB Konseyi Direktifi) tarafından belirlenen ve Nörobilim Araştırmalarında Hayvan Kullanımına İlişkin Nörobilim Derneği Yönergelerinde açıklananlara benzer yönergelere uygun olarak gerçekleştirildi. Bu protokol, Paris-Sud ve Merkez Etik Komitesi (CEEA No. 59, Proje 2014-25, Ulusal Protokol 03729.02) tarafından, bu komite tarafından 32-2011 ve 34-2012 tarihlerinde onaylanan prosedürler kullanılarak onaylandı.
Hayvanlar, LPS tedavisi ve LTE-EMF'ye maruz bırakılmadan (veya sahte maruz bırakılmadan) önce en az 1 hafta süreyle koloni odalarına alıştırıldı.
Yirmi iki sıçana, LTE veya sahte maruziyetten 24 saat önce, steril endotoksin içermeyen izotonik salin ile seyreltilmiş E. coli LPS (250 µg/kg, serotip 0127:B8, SIGMA) intraperitoneal (ip) olarak enjekte edildi (grup başına n). = 11). 2 aylık Wistar erkek sıçanlarda, bu LPS tedavisi, serebral kortekste çeşitli pro-enflamatuar genlerin (tümör nekroz faktörü-alfa, interlökin 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) LPS enjeksiyonundan 24 saat sonra yukarı regüle edilmesiyle belirginleşen bir nöroenflamatuar yanıt üretir; bu genler arasında NOX2 enzimi ve interlökin 1ß'yi kodlayan transkript seviyelerinde sırasıyla 4 ve 12 kat artış yer alır. Bu 24 saatlik zaman noktasında, kortikal mikroglia, LPS tarafından tetiklenen pro-enflamatuar hücre aktivasyonunun beklediği tipik "yoğun" hücre morfolojisini sergilemiştir (Şekil 1), bu da diğerlerinin LPS tarafından tetiklenen aktivasyonunun aksine bir durumdur. Hücresel pro-enflamatuar aktivasyon 24, 61'e karşılık gelir.
Sadece başa uygulanan LTE EMF maruziyeti, daha önce GSM EMF'nin etkisini değerlendirmek için kullanılan deneysel düzenek kullanılarak gerçekleştirildi. LTE maruziyeti, LPS enjeksiyonundan 24 saat sonra (11 hayvan) veya LPS tedavisi uygulanmadan (5 hayvan) gerçekleştirildi. Hayvanlar, hareket etmelerini önlemek ve hayvanın başının LTE sinyali yayan halka antenin içinde olduğundan emin olmak için maruziyetten önce ketamin/ksilazin (ketamin 80 mg/kg, ip; ksilazin 10 mg/kg, ip) ile hafifçe anestezi altına alındı. Aynı kafesteki sıçanların yarısı kontrol grubu olarak kullanıldı (LPS ile önceden tedavi edilen 22 sıçandan 11'i sahte maruziyete tabi tutuldu): bunlar halka antenin altına yerleştirildi ve LTE sinyalinin enerjisi sıfıra ayarlandı. Maruz kalan ve sahte maruziyete tabi tutulan hayvanların ağırlıkları benzerdi (p = 0,558, eşleştirilmemiş t-testi, anlamlı değil). Tüm anestezi altındaki hayvanlar, vücut sıcaklıklarını korumak için metal içermeyen bir ısıtma pedine yerleştirildi. Deney boyunca sıcaklık 37°C'de tutuldu. Önceki deneylerde olduğu gibi, maruz kalma süresi 2 saat olarak ayarlandı. Maruz kalmanın ardından hayvan, ameliyathanedeki başka bir ısıtma pedine yerleştirildi. Aynı maruz kalma prosedürü, yarısı aynı kafesten sahte maruz kalma uygulanan 10 sağlıklı sıçana (LPS ile tedavi edilmemiş) uygulandı (p = 0,694).
Maruz kalma sistemi, önceki çalışmalarda açıklanan 25, 62 numaralı sistemlere benzerdi; radyo frekans jeneratörü, GSM elektromanyetik alanları yerine LTE elektromanyetik alanları üretecek şekilde değiştirilmişti. Kısaca, LTE - 1800 MHz elektromanyetik alan yayan bir RF jeneratörü (SMBV100A, 3,2 GHz, Rohde & Schwarz, Almanya), bir güç amplifikatörüne (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, ABD), bir sirkülatöre (D3 1719-N, Sodhy, Fransa), iki yönlü bir kuplöre (CD D 1824-2, -30 dB, Sodhy, Fransa) ve dört yönlü bir güç bölücüye (DC D 0922-4N, Sodhy, Fransa) bağlanarak dört hayvanın aynı anda maruz bırakılmasına olanak sağladı. Çift yönlü bir kuplöre bağlı bir güç ölçer (N1921A, Agilent, ABD), cihaz içindeki gelen ve yansıyan gücün sürekli ölçümünü ve izlenmesini sağladı. Her çıkış bir döngüye bağlandı. Hayvanın başının kısmen açıkta kalmasını sağlayan bir anten (Sama-Sistemi srl; Roma). Halka anten, yalıtkan bir epoksi alt tabaka üzerine kazınmış iki metal hat (dielektrik sabiti εr = 4,6) içeren bir baskılı devreden oluşmaktadır. Cihazın bir ucunda, hayvanın başına yakın yerleştirilmiş bir halka oluşturan 1 mm genişliğinde bir tel bulunmaktadır. Önceki çalışmalarda olduğu gibi26,62, özgül soğurma oranı (SAR), sayısal bir sıçan modeli ve sonlu fark zaman alanı (FDTD) yöntemi63,64,65 kullanılarak sayısal olarak belirlenmiştir. Ayrıca, sıcaklık artışını ölçmek için Luxtron probları kullanılarak homojen bir sıçan modelinde deneysel olarak da belirlenmiştir. Bu durumda, SAR W/kg cinsinden şu formül kullanılarak hesaplanır: SAR = C ΔT/Δt, burada C ısı kapasitesi J/(kg K) cinsinden, ΔT °K cinsinden ve Δt sıcaklık değişimi, zaman saniye cinsindendir. Sayısal olarak belirlenen SAR değerleri, deneysel olarak elde edilen SAR değerleriyle karşılaştırılmıştır. Homojen modelde, özellikle eşdeğer sıçan beyni bölgelerinde, sayısal SAR ölçümleri ile deneysel olarak tespit edilen SAR değerleri arasındaki fark %30'dan azdır.
Şekil 2a, çalışmamızda kullanılan sıçanların vücut ağırlığı ve büyüklüğü açısından dağılımıyla eşleşen sıçan modelindeki sıçan beynindeki SAR dağılımını göstermektedir. Beyin ortalama SAR değeri 0,37 ± 0,23 W/kg (ortalama ± standart sapma) idi. SAR değerleri, halka antenin hemen altındaki kortikal alanda en yüksektir. ACx'teki lokal SAR (SARACx) 0,50 ± 0,08 W/kg (ortalama ± standart sapma) idi (Şekil 2b). Maruz kalan sıçanların vücut ağırlıkları homojen olduğundan ve kafa dokusu kalınlığındaki farklılıklar ihmal edilebilir olduğundan, ACx veya diğer kortikal alanların gerçek SAR değerinin, maruz kalan bir hayvan ile diğeri arasında çok benzer olması beklenmektedir.
Maruz kalma süresinin sonunda, hayvanlara arka patileri sıkıştırıldıktan sonra refleks hareketleri gözlenmeyene kadar ek dozlarda ketamin (20 mg/kg, ip) ve ksilazin (4 mg/kg, ip) verildi. Lokal anestezik (Xylocain %2) deriye ve kafatasının üzerindeki temporal kasa subkutan olarak enjekte edildi ve hayvanlar metal içermeyen bir ısıtma sistemine yerleştirildi. Hayvan stereotaksik çerçeveye yerleştirildikten sonra, sol temporal korteks üzerinde kraniotomi yapıldı. Önceki çalışmamızda olduğu gibi66, parietal ve temporal kemiklerin birleşim yerinden başlayarak, açıklık 9 mm genişliğinde ve 5 mm yüksekliğindeydi. ACx üzerindeki dura, kan damarlarına zarar vermeden binoküler kontrol altında dikkatlice çıkarıldı. İşlemin sonunda, kayıt sırasında hayvanın başının travmatik olmayan şekilde sabitlenmesi için dental akrilik çimentodan bir taban oluşturuldu. Hayvanı destekleyen stereotaksik çerçeve, akustik zayıflama odasına (IAC, model AC1) yerleştirildi.
Veriler, LPS ile ön işlem görmüş 10 hayvan da dahil olmak üzere 20 sıçanın birincil işitsel korteksindeki çoklu ünite kayıtlarından elde edildi. Hücre dışı kayıtlar, 1000 µm aralıklarla (aynı sıradaki elektrotlar arasında 350 µm) yerleştirilmiş 8 elektrottan oluşan iki sıra halinde 16 tungsten elektrottan (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) oluşan bir diziden elde edildi. Topraklama için temporal kemik ile karşı taraftaki dura arasına gümüş bir tel (ø: 300 µm) yerleştirildi. Birincil ACx'in tahmini konumu, bregmanın 4-7 mm gerisinde ve supratemporal sütürün 3 mm ventralindedir. Ham sinyal 10.000 kat yükseltildi (TDT Medusa) ve daha sonra çok kanallı bir veri toplama sistemi (RX5, TDT) tarafından işlendi. Her elektrottan toplanan sinyaller filtrelendi. (610–10.000 Hz) aralığında çoklu ünite aktivitesi (MUA) elde edildi. Her elektrot için tetikleme seviyeleri (maruz kalan veya sahte maruz kalma durumlarına karşı kör olan ortak yazarlar tarafından) sinyalden en büyük aksiyon potansiyelini seçmek için dikkatlice ayarlandı. Dalga biçimlerinin çevrimiçi ve çevrimdışı incelenmesi, burada toplanan MUA'nın elektrotların yakınındaki 3 ila 6 nöron tarafından üretilen aksiyon potansiyellerinden oluştuğunu gösterdi. Her deneyin başında, elektrot dizisinin konumunu, rostral yönde gerçekleştirildiğinde düşükten yüksek frekansa kadar yanıtları örnekleyebilecek şekilde, sekiz elektrottan oluşan iki sıra olacak şekilde ayarladık.
Akustik uyaranlar Matlab'da üretildi, RP2.1 tabanlı bir ses iletim sistemine (TDT) iletildi ve bir Fostex hoparlöre (FE87E) gönderildi. Hoparlör, sıçanın sağ kulağından 2 cm uzaklığa yerleştirildi; bu mesafede hoparlör, 140 Hz ile 36 kHz arasında düz bir frekans spektrumu (± 3 dB) üretti. Hoparlör kalibrasyonu, bir Bruel and Kjaer 4133 mikrofonu, bir B&K 2169 ön yükseltici ve Marantz PMD671 dijital kaydedici ile kaydedilen gürültü ve saf tonlar kullanılarak gerçekleştirildi. Spektral Zaman Alıcı Alanı (STRF), 8 (0,14–36 kHz) oktavı kapsayan 97 gama ton frekansı kullanılarak, 4,15 Hz'de 75 dB SPL'de rastgele sırayla sunuldu. Frekans Tepki Alanı (FRA), aynı ton seti kullanılarak ve 75 ile 2 Hz arasında rastgele sırayla sunulduktan sonra belirlendi. 5 dB SPL. Her frekans, her yoğunlukta sekiz kez sunulmaktadır.
Doğal uyaranlara verilen yanıtlar da değerlendirildi. Önceki çalışmalarda, sıçan seslendirmelerinin, nöronal optimal frekanstan (BF) bağımsız olarak, ACx'te nadiren güçlü yanıtlar uyandırdığını, oysa ksenogreft spesifik (örneğin, ötücü kuş veya kobay seslendirmeleri) seslendirmelerin tipik olarak tüm ton haritasını etkilediğini gözlemledik. Bu nedenle, kobaylarda seslendirmelere verilen kortikal yanıtları test ettik (36'da kullanılan ıslık, 25 kez sunulan 1 saniyelik uyaranlara bağlıydı).

İhtiyaçlarınıza göre RF pasif bileşenlerini de özelleştirebiliriz. İhtiyaç duyduğunuz özellikleri belirtmek için özelleştirme sayfasına girebilirsiniz.
https://www.keenlion.com/customization/

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