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

[ミリ波電磁放射のニューロンへの影響：電気生理学的研究] med./bio.

Effects of millimeter wavelength electromagnetic radiation on neurons: electrophysiological study

著者: Alekseev SI, Ziskin MS, Kochetkova NV
掲載誌: Crit Rev Biomed Eng 2000; 28 (5-6): 52-59
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この研究は、巻貝の一種、ヨーロッパモノアラガイ(Lymnaea stagnalis)のペースメーカ・ニューロンの自発発火頻度に対するミリ波（MM）放射（61.22および75.00 GHz）の影響を調べた。その結果、ＭＭばく露は、発射頻度に二相性変化を生じさせた；すなわち、ばく露が始まると、短期間、発火頻度は大幅に抑制され、続いて徐々に増加した；温度上昇速度は、反応の生成に重要な役割をもった；ばく露下での発火変化に関して得られた実験データは、異なる速度と反対方向で機能する2つのシステムによる膜電位の制御に基づくモデルとよく一致した、と報告している。総合すると、MMばく露により、表皮層に存在する温度受容器とその他の温度感受性神経終末を活性化が活性化される可能性が示唆されたと考察している。

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研究目的（著者による）

To clarify if millimeter wave irradiation can effect the spontaneous firing rate of neurons.

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 61.22 GHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for about 12 min
  • 電力密度: 130 mW/cm² maximum (0-130 mW/cm²)
  • SAR: 4,200 W/kg maximum (0-4200 W/kg; e.g., 650, 1550, 2800, 3150 W/kg)
ばく露2: 75 GHz
Modulation type: CW
ばく露時間: continuous for about 12 min
  • 電力密度: 130 mW/cm² maximum (0-130 mW/cm²)
  • SAR: 4,200 W/kg maximum (0-4200 W/kg; e.g., 650, 1550, 2800, 3150 W/kg)

ばく露1

主たる特性
周波数 61.22 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • guided field
ばく露時間 continuous for about 12 min
Modulation
Modulation type CW
ばく露装置
ばく露の発生源／構造
  • 導波管
  • rectangular, 3.6 mm x 1.8 mm, G4-142 device
チャンバの詳細 The end of the waveguide was isolated from the physiological solution by Teflon tape.
ばく露装置の詳細 The prepared nerve ring was placed in an acrylic resin cell containing 2 ml of physiological solution and was attached to the wax foundation with cactaceous thorns.
Additional information In control experiments, the solution was heated by 2°C with a rate of 0.96°C/s corresponding to an SAR of 4030 W/kg.
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 130 mW/cm² maximum - - 0-130 mW/cm²
SAR 4,200 W/kg maximum 測定値 - 0-4200 W/kg; e.g., 650, 1550, 2800, 3150 W/kg
測定および計算の詳細

SAR was estimated by the rate of temperature increase in the solution layer (about 0.1-mm thick) adjacent to the Teflon gasket.

ばく露2

主たる特性
周波数 75 GHz
タイプ
  • electromagnetic field
特性
  • guided field
ばく露時間 continuous for about 12 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
パラメータ
測定量 値 種別 Method Mass 備考
電力密度 130 mW/cm² maximum - - 0-130 mW/cm²
SAR 4,200 W/kg maximum 測定値 - 0-4200 W/kg; e.g., 650, 1550, 2800, 3150 W/kg

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:
  • ばく露前
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム（著者による）

The findings indicate that millimeter wave exposure at the power used in treatment can activate thermoreceptors and other temperature-sensitive nerve endings located in superficial skin layers.
On normal physiological conditions, the BP-4 neuron fires with a steady frequency. After starting irradiation, the firing rate decreased. With increasing SAR, this effect also increased (e.g. stronger decrease of the firing rate). Under prolonged exposure, after starting the irradiation, the firing rate decreased (in proportion to SAR) and then gradually increased to the level exceeding the initial value of the firing rate. After the completion of exposure at first, the firing rate increased and the gradually decreased towards the new level approximate to the initial value of the firing rate. The effects observed at the same SAR did not depend on the frequency.

研究の種別:

研究助成

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