研究のタイプ: 医学／生物学の研究 (experimental study)

[単離神経におけるミリ波帯電磁放射の周波数特異的影響] med./bio.

Frequency-specific effects of millimeter-wavelength electromagnetic radiation in isolated nerve

著者: Pakhomov AG, Prol HK, Mathur SP, Akyel Y, Campbell CBG
掲載誌: Electro Magnetobiol 1997; 16 (1): 43-57
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この研究は、単離されたカエルの神経での高頻度刺激（HRS）機能テストを用いて、低レベルのミリ波（MMW）の影響を調べた。ミリ波照射は、3つの周波数帯域（41.14-41.54、45.89-45.93、50.8-51.0 GHz）において、各帯域の5つの周波数で行った。入射電力密度は、45.89-45.93 GHz帯域で2.5 mW / cm 2、他の2つの帯域ではその10分の1の強度とした。個々の神経へのHRSパルス列刺激（17分間）にあわせて、38分間のMMWばく露または擬似ばく露を１回与えた。HRSパルス列は毎秒20対であり、各パルス対における2番目の刺激は、１番目の刺激から9 ms後の相対不応期に送達された。その結果、HRSは、複合活動電位の振幅と伝導速度の一時的かつ可逆的な減少を引き起こした；MMW照射はこれらの変化を減弱させた；伝導速度への影響は、マイクロ波の熱作用により引き起こされた可能性があるが、振幅への影響は見かけ上、熱作用によるものではなかった、などの知見を報告し、MMWと生体システムとの相互作用のメカニズムとして周波数特異的な共鳴作用の存在の証拠が提供されたと著者は考察している。

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研究目的（著者による）

Previous work revealed that millimeter waves (MMW) attenuated the compound action potential (CAP) suppression caused by high-rate electrical stimulation (HRS), but only at certain frequencies of the radiation. The objective of this study was to analyze the frequency dependence of this effect in more detail, as well as to confirm it in an independent series of experiments.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 41.14–41.54 Hz
Modulation type: CW
ばく露時間: 38 min
ばく露2: 50.8–51 Hz
Modulation type: CW
ばく露時間: 38 min
ばく露3: 45.9–45.93 Hz
Modulation type: CW
ばく露時間: 38 min

ばく露1

主たる特性
周波数 41.14–41.54 Hz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 38 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • wave guide with two attenuators, a 10 dB bidirectional coupler, terminated in a horn antenna
Distance between exposed object and exposure source 0.052 m
Sham exposure A sham exposure was conducted.
Additional information For nerve stimulation saline bridge electrodes were positioned on opposite sites of the nerve; the nerve was stimulated with square pulses with a pulse width of 0.2 ms and an amplitude of U = 2 - 5 V; the interval between two pulses in a pair was 9 ms
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 0.27 mW/cm² maximum 測定値および計算値 - -
電力密度 0.25 mW/cm² minimum 測定値および計算値 - -
Additional parameter details

maximum t-CAP relative amplitude at 41.34 GHz, 100 MHz deviation (41.24 or 41.44 GHz) resulted in reduction of 2 folds and 200 MHz resulted in elimination.

ばく露2

主たる特性
周波数 50.8–51 Hz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 38 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
Distance between exposed object and exposure source 0.052 m
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 0.27 mW/cm² maximum 測定値および計算値 - -
電力密度 0.25 mW/cm² minimum 測定値および計算値 - -

ばく露3

主たる特性
周波数 45.9–45.93 Hz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 38 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • E1と同じ装置
Distance between exposed object and exposure source 0.052 m
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 2.5 mW/cm² minimum 測定値および計算値 - -
電力密度 2.7 mW/cm² maximum 測定値および計算値 - -

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目／測定パラメータ／方法

研究対象とした生物試料:
調査の時期:
  • ばく露中

研究の主なアウトカム（著者による）

Millimeter-wave (MMW) exposure at certain frequencies increased the test-CAP (compound action potential) relative amplitude, or, in other words, irradiation attenuated the HRS (high-rate electrical stimulation)-induced diminution of the test CAP. This effect can be interpreted as an improvement of the nerve refractory properties under the action of MMW.
The results provide evidence for the existence of frequency-specific, resonance-type mechanisms of MMW interaction with biological systems.

研究の種別:

研究助成

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