Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Inter-individual and intra-individual variation of the effects of pulsed RF EMF exposure on the human sleep EEG med./bio.

[Inter-individuelle und intra-individuelle Variation der Wirkungen einer gepulsten HF EMF-Exposition auf das menschliche Schlaf-EEG]

Von: Lustenberger C, Murbach M, Tushaus L, Wehrle F, Kuster N, Achermann P, Huber R

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2015; 36 (3): 169-177

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen einer Exposition junger Männer bei einem 900 MHz elektromagnetischen Feld vor dem Schlaf auf die Hirn-Aktivität während des Schlafes untersucht werden.

Hintergrund/weitere Details

Die Studie zielte darauf ab, inter-individuelle Unterschiede und die intra-individuelle Stabilität von Wirkungen von gepulster Hochfrequenz-Befeldung auf das menschliche Schlaf-EEG zu untersuchen, da frühere Studien auffallende inter-individuelle Unterschiede erkennen ließen und die intra-individuelle Stabilität (d.h. die Reproduzierbarkeit von Wirkungen bei demselben Probanden) bisher nicht gut untersucht wurde.
Insgesamt nahmen 20 gesunde männliche Probanden an 4 Nacht-Sessions im Abstand von einer Woche teil (eine Nacht pro Woche am gleichen Wochentag). In 2 dieser Nächte wurden die Probanden bei dem elektromagnetischen Feld vor ihrer geplanten Schlafenszeit exponiert, in den anderen 2 Nächten wurden sie schein-exponiert. In einem randomisierten, doppelblinden Crossover-Studien-Design wurden die Probanden einem der beiden Expositions-Muster zugeteilt: Schein-Exposition/Exposition/Schein-Exposition/Exposition oder Exposition/Schein-Exposition/Exposition/Schein-Exposition. Nach der echten oder Schein-Exposition wurde den Probanden eine EEG-Kappe aufgesetzt, was zu einem 30-minütigen Zeitfenster zwischen dem Ende der Exposition und dem Beginn der Schlafaufzeichnung (Licht aus) führte.
Ein Teilnehmer wurde von der Auswertung aufgrund schlechter Schlaf- und EEG-Signal-Qualität ausgeschlossen, womit insgesamt 19 Probanden für die Bewertung übrig blieben.

Endpunkt

Wirkungen auf das neurologische System: Schlaf-EEG

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- 900 MHz
- Mobilfunk
- Mobiltelefon

Exposition	Parameter
Exposition 1: 900 MHz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Minuten (jeweils in 2 Sessions)	SAR: 2 W/kg räumlicher Mittelwert (10 g) (Spitzen-Wert für den gesamten Kopf) SAR: 2,12 W/kg räumlicher Mittelwert (1 g) (Spitzen-Wert für laterale Hirnrinde, ± 12% Standardabweichung) SAR: 0,62 W/kg (für Thalamus, ± 35% Standardabweichung) Leistung: 4 W (Strom-Einspeisung in die Antenne, ± 6% Standardabweichung)

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	900 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	kontinuierlich für 30 Minuten (jeweils in 2 Sessions)

Modulation

Modulationsart	gepulst
Folgefrequenz	2 Hz
Zusatzinfo	Scheitelfaktor von 4; höhere Oberschwingungen wurden durch Anlegen eines 20 Hz-Gaußschen Tiefpaßfilters an eine rechteckige Puls-Sequenz reduziert

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	Patchantenne
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle	110 mm
Aufbau	Eine laterale Patchantenne in einem Kunststoffbox-Gehäuse wurde verwendet, um die linke Hemisphäre des Kopfes zu exponieren; ein identisches Gehäuse wurde auf der rechten Seite angebracht, um eine Kenntnis der Exposition zu verhindern; das Expositions-System wurde vollständig computergesteuert
Schein-Exposition	Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
SAR	2 W/kg	räumlicher Mittelwert	geschätzt	10 g	Spitzen-Wert für den gesamten Kopf
SAR	2,12 W/kg	räumlicher Mittelwert	geschätzt	1 g	Spitzen-Wert für laterale Hirnrinde, ± 12% Standardabweichung
SAR	0,62 W/kg	-	geschätzt	-	für Thalamus, ± 35% Standardabweichung
Leistung	4 W	-	-	-	Strom-Einspeisung in die Antenne, ± 6% Standardabweichung

Mess- und Berechnungsdetails

Die SAR-Effizienz wurde numerisch mit anatomischen menschlichen Kopfmodellen aus der Virtual Population unter Verwendung der Simulationsplattform SEMCAD X abgeschätzt; Validierungsmessungen wurden mit dosimetrischen SAR-Sonden in der spezifischen anthropomorphen Mannequin (SAM) mit einem Nahfeld-Scanner durchgeführt; die Unsicherheit für den Spitzen-Wert des räumlich gemittelten SAR 10g lag unter 8% Standardabweichung und entspricht der erhaltenen 10,4% Abweichung zwischen Simulation und Messung des SAM-Kopfes; die Variabilität des räumlich gemittelten SAR 10g blieb unterhalb von 15% Standardabweichung

Referenzartikel

Murbach M et al. (2014): Modeling of EEG electrode artifacts and thermal ripples in human radiofrequency exposure studies
Schmid MR et al. (2012): Sleep EEG alterations: effects of pulsed magnetic fields versus pulse-modulated radio frequency electromagnetic fields
Murbach M et al. (2012): Exposure system to study hypotheses of ELF and RF electromagnetic field interactions of mobile phones with the central nervous system
Christ A et al. (2010): Age-dependent tissue-specific exposure of cell phone users

Exponiertes System:

Mensch
Teilkörperexposition: linke Seite des Kopfes

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Schlaf: Schlaf-Qualität und Laune am Morgen (Fragebogen), Schlaf-Latenz, REM-Schlaf-Latenz, REM-Schlaf-Dauer, Wachphasen nach dem Einschlafen (visuelle Auswertung des EEG), Spektral-Leistung, Schlafspindel und Deltawellen-Thetawellen-Aktivität im Nicht-REM-Schlaf (Polysomnographie einschließlich EEG, EOG und EMG während 8 Stunden nächtlicher Schlafdauer)

Untersuchtes System:

Untersuchung am lebenden Organismus

Untersuchtes Organsystem:

Gehirn/ZNS

Untersuchungszeitpunkt:

nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Während des Nicht-REM-Schlafes war die Deltawellen-Thetawellen-Aktivität in mehreren frontal-zentralen Hirn-Regionen nach der Exposition im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant erhöht. Diese Wirkung war jedoch bei denselben Probanden nicht reproduzierbar. Alle anderen Parameter zeigten keine signifikanten Unterschiede zwischen Expositions- und Schein-Expositions-Bedingungen und keine inter-individuellen oder intra-individuellen Korrelationen.
Die Autoren schlussfolgern, dass keine reproduzierbaren Wirkungen einer Exposition junger Männer bei einem 900 MHz elektromagnetischen Feld vor dem Schlaf auf die Hirn-Aktivität während des Schlafes gefunden wurden.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie
Doppelblind-Studie, Crossover-Studie

Studie gefördert durch

Forschungsstiftung Mobilkommunikation (FSM; Research Foundation on Mobile Communication; at the Swiss Federal Institute of Technology Zurich (ETH)), Switzerland
Swiss National Science Foundation (SNF)

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