Aktualności

Dziękujemy za odwiedzenie witryny Nature.com. Używana przez Ciebie wersja przeglądarki obsługuje CSS w ograniczonym zakresie. Aby zapewnić Ci najlepsze wrażenia, zalecamy korzystanie z nowszej wersji przeglądarki (lub wyłączenie trybu zgodności w przeglądarce Internet Explorer). Tymczasem, aby zapewnić ciągłą obsługę, będziemy wyświetlać witrynę bez stylów i JavaScript.
Coraz większe zapotrzebowanie na komunikację telefoniczną za pomocą telefonii komórkowej doprowadziło do ciągłego pojawiania się technologii bezprzewodowych (G), które mogą mieć różny wpływ na systemy biologiczne. Aby to przetestować, wystawiliśmy szczury na pojedynczą ekspozycję na pole elektromagnetyczne (PEM) 4G o długoterminowej ewolucji (LTE) o częstotliwości 1800 MHz przez 2 godziny. Następnie oceniliśmy wpływ ostrego zapalenia układu nerwowego wywołanego lipopolisacharydem na zasięg przestrzenny mikrogleju i elektrofizjologiczną aktywność neuronalną w pierwotnej korze słuchowej (ACx). Średni współczynnik SAR w ACx wynosi 0,5 W/kg. Nagrania wielojednostkowe pokazują, że LTE-EMF powoduje zmniejszenie intensywności reakcji na czyste tony i naturalne wokalizacje, a jednocześnie wzrost progu akustycznego dla niskich i średnich częstotliwości. Immunohistochemia Iba1 nie wykazała żadnych zmian w obszarze pokrytym przez ciała i wypustki mikrogleju. U zdrowych szczurów ta sama ekspozycja LTE nie wywołała zmian w intensywności reakcji ani progach akustycznych. Nasze dane pokazują, że ostre Neurozapalenie uwrażliwia neurony na LTE-EMF, co powoduje zmiany w przetwarzaniu bodźców akustycznych w ACx.
Środowisko elektromagnetyczne ludzkości uległo drastycznej zmianie w ciągu ostatnich trzech dekad z powodu ciągłej ekspansji komunikacji bezprzewodowej. Obecnie ponad dwie trzecie populacji stanowią użytkownicy telefonów komórkowych (MP). Rozpowszechnienie tej technologii na szeroką skalę wywołało obawy i debatę na temat potencjalnie niebezpiecznych skutków impulsowych pól elektromagnetycznych (PEM) w zakresie częstotliwości radiowych (RF), emitowanych przez MP lub stacje bazowe i kodujących komunikację. Ten problem zdrowia publicznego zainspirował szereg badań eksperymentalnych poświęconych badaniu skutków absorpcji częstotliwości radiowych w tkankach biologicznych1. Niektóre z tych badań koncentrowały się na zmianach w aktywności sieci neuronowych i procesach poznawczych, biorąc pod uwagę bliskość mózgu do źródeł RF w warunkach powszechnego stosowania MP. Wiele zgłoszonych badań dotyczy skutków sygnałów modulowanych impulsowo stosowanych w globalnym systemie komunikacji ruchomej drugiej generacji (2G) lub szerokopasmowym systemie wielodostępu kodowego (WCDMA)/trzeciej generacji uniwersalnych systemów telekomunikacji ruchomej (WCDMA/3G UMTS)2,3,4,5. Niewiele wiadomo na temat skutków częstotliwości radiowych sygnały wykorzystywane w usługach mobilnych czwartej generacji (4G), które opierają się na całkowicie cyfrowej technologii protokołu internetowego zwanej technologią Long Term Evolution (LTE). Usługa telefonii komórkowej LTE, uruchomiona w 2011 r., ma dotrzeć do 6,6 miliarda abonentów LTE na całym świecie w styczniu 2022 r. (GSMA: //gsacom.com). W porównaniu do systemów GSM (2G) i WCDMA (3G) opartych na schematach modulacji pojedynczej nośnej, LTE wykorzystuje ortogonalne zwielokrotnienie z podziałem częstotliwości (OFDM) jako podstawowy format sygnału6. Na całym świecie usługi mobilne LTE wykorzystują szereg różnych pasm częstotliwości od 450 do 3700 MHz, w tym pasma 900 i 1800 MHz używane również w GSM.
Zdolność ekspozycji na częstotliwości radiowe do wpływania na procesy biologiczne jest w dużej mierze determinowana przez współczynnik absorpcji właściwej (SAR) wyrażony w W/kg, który mierzy energię pochłoniętą przez tkankę biologiczną. Wpływ ostrej 30-minutowej ekspozycji głowy na sygnały LTE 2,573 GHz na globalną aktywność sieci neuronowej został niedawno zbadany u zdrowych ochotników. Za pomocą fMRI w stanie spoczynku zaobserwowano, że ekspozycja LTE może wywołać spontaniczne powolne wahania częstotliwości i zmiany w łączności wewnątrz- lub międzyregionalnej, podczas gdy szczytowe poziomy SAR uśrednione na 10 g tkanki szacowano na wahania między 0,42 a 1,52 W/kg, zgodnie z tematami 7, 8, 9. Analiza EEG w podobnych warunkach ekspozycji (czas trwania 30 minut, szacowany szczytowy poziom SAR 1,34 W/kg przy użyciu reprezentatywnego modelu głowy człowieka) wykazała zmniejszoną moc widmową i spójność półkul w pasmach alfa i beta. Jednak dwa inne badania oparte na analizie EEG wykazały, że 20 lub 30 minut ekspozycji głowy na sygnały LTE ekspozycja, przy maksymalnych lokalnych poziomach SAR ustalonych na około 2 W/kg, albo nie miała żadnego wykrywalnego efektu11 albo skutkowała zmniejszeniem mocy widmowej w paśmie alfa, podczas gdy funkcje poznawcze oceniane za pomocą testu Stroopa nie uległy zmianie12. Istotne różnice stwierdzono również w wynikach badań EEG lub badań poznawczych, w szczególności skupiających się na efektach ekspozycji na pola elektromagnetyczne GSM lub UMTS. Uważa się, że wynikają one z różnic w projekcie metody i parametrach eksperymentalnych, w tym rodzaju i modulacji sygnału, intensywności i czasu trwania ekspozycji lub z niejednorodności u ludzi pod względem wieku, anatomii lub płci.
Dotychczas przeprowadzono niewiele badań na zwierzętach, aby określić, w jaki sposób ekspozycja na sygnalizację LTE wpływa na funkcjonowanie mózgu. Niedawno doniesiono, że ogólnoustrojowa ekspozycja rozwijających się myszy od późnego etapu embrionalnego do odstawienia od piersi (30 min/dzień, 5 dni w tygodniu, ze średnią wartością SAR dla całego ciała wynoszącą 0,5 lub 1 W/kg) skutkowała zmianami zachowań motorycznych i apetytu w wieku dorosłym14. Stwierdzono, że powtarzająca się ogólnoustrojowa ekspozycja (2 ha dziennie przez 6 tygodni) u dorosłych szczurów wywołuje stres oksydacyjny i zmniejsza amplitudę wywołanych potencjałów wzrokowych uzyskanych z nerwu wzrokowego, przy czym maksymalna wartość SAR szacowana jest na zaledwie 10 mW/kg15.
Oprócz analizy na wielu skalach, w tym na poziomie komórkowym i molekularnym, modele gryzoni można wykorzystać do badania wpływu ekspozycji na fale radiowe (RF) podczas choroby, jak wcześniej koncentrowano się na polach elektromagnetycznych GSM lub WCDMA/3G UMTS w kontekście ostrego zapalenia nerwów. Badania wykazały wpływ napadów padaczkowych, chorób neurodegeneracyjnych lub glejaków [16,17,18,19,20].
Gryzonie, którym wstrzyknięto lipopolisacharydy (LPS), stanowią klasyczny przedkliniczny model ostrych reakcji neurozapalnych związanych z łagodnymi chorobami zakaźnymi wywoływanymi przez wirusy lub bakterie, które każdego roku dotykają większość populacji. Ten stan zapalny prowadzi do odwracalnej choroby i zespołu depresyjnego zachowania charakteryzującego się gorączką, utratą apetytu i zmniejszoną interakcją społeczną. Rezydentne fagocyty ośrodkowego układu nerwowego, takie jak komórki mikrogleju, są kluczowymi komórkami efektorowymi tej reakcji neurozapalnej. Leczenie gryzoni LPS wywołuje aktywację komórek mikrogleju, charakteryzującą się przebudową ich kształtu i procesów komórkowych oraz głębokimi zmianami w profilu transkryptomu, w tym regulacją w górę genów kodujących prozapalne cytokiny lub enzymy, które wpływają na sieci neuronowe. Ćwiczenia 22, 23, 24.
Badając skutki jednorazowej 2-godzinnej ekspozycji głowy na pole elektromagnetyczne GSM-1800 MHz u szczurów leczonych LPS, odkryliśmy, że sygnalizacja GSM wyzwala odpowiedzi komórkowe w korze mózgowej, wpływając na ekspresję genów, fosforylację receptora glutaminianu, wyładowania neuronalne wywołane meta-pobudzeniem i morfologię mikrogleju w korze mózgowej. Efektów tych nie wykryto u zdrowych szczurów, które otrzymały taką samą ekspozycję na GSM, co sugeruje, że wywołany przez LPS stan neurozapalny uwrażliwia komórki ośrodkowego układu nerwowego na sygnalizację GSM. Skupiając się na korze słuchowej (ACx) szczurów leczonych LPS, gdzie lokalny współczynnik SAR wynosił średnio 1,55 W/kg, zaobserwowaliśmy, że ekspozycja GSM spowodowała zwiększenie długości lub rozgałęzienia wypustek mikrogleju i zmniejszenie odpowiedzi neuronalnych wywołanych przez czyste tony i .Natural Stimulation 28.
W niniejszym badaniu staraliśmy się sprawdzić, czy ekspozycja wyłącznie na sygnały LTE-1800 MHz skierowane wyłącznie na głowę może również zmieniać morfologię mikrogleju i aktywność neuronalną w ACx, zmniejszając moc ekspozycji o dwie trzecie. Wykazaliśmy, że sygnalizacja LTE nie miała wpływu na procesy mikrogleju, ale i tak powodowała znaczącą redukcję aktywności korowej wywołanej dźwiękiem w ACx u szczurów leczonych LPS przy wartości SAR wynoszącej 0,5 W/kg.
Biorąc pod uwagę wcześniejsze dowody wskazujące, że ekspozycja na sygnał GSM-1800 MHz zmienia morfologię mikrogleju w warunkach prozapalnych, zbadaliśmy ten efekt po ekspozycji na sygnalizację LTE.
Dorosłym szczurom wstrzykiwano LPS 24 godziny przed pozorną ekspozycją na samą głowę lub ekspozycją na LTE-1800 MHz. Po ekspozycji w korze mózgowej rozwijały się reakcje neurozapalne wywołane przez LPS, co potwierdza wzrost ekspresji genów prozapalnych i zmiany w morfologii mikrogleju korowego (ryc. 1). Moc emitowana przez głowicę LTE została ustawiona tak, aby uzyskać średni poziom SAR wynoszący 0,5 W/kg w ACx (ryc. 2). Aby określić, czy aktywowane przez LPS mikrogleje reagują na pole elektromagnetyczne LTE, przeanalizowaliśmy skrawki kory mózgowej barwione przeciwciałami anty-Iba1, które selektywnie znakowały te komórki. Jak pokazano na ryc. 3a, w skrawkach ACx utrwalonych 3 do 4 godzin po pozornej ekspozycji lub ekspozycji na LTE, mikrogleje wyglądały zadziwiająco podobnie, wykazując „gęstą” morfologię komórek wywołaną przez prozapalne leczenie LPS (ryc. 1). Zgodnie z brakiem reakcji morfologicznych, ilościowa analiza obrazu wykazała brak istotnych różnic w całkowitej powierzchni (niesparowany test t, p = 0,308) lub powierzchni (p = 0,196) i gęstości (p = 0,061) immunoreaktywności Iba1 przy porównaniu ekspozycji na ciała komórek barwionych Iba 1 u szczurów LTE w porównaniu ze zwierzętami narażonymi pozornie (ryc. 3b-d).
Wpływ iniekcji śródotrzewnowej LPS na morfologię mikrogleju korowego. Reprezentatywny obraz mikrogleju w przekroju czołowym kory mózgowej (region grzbietowo-przyśrodkowy) 24 godziny po dootrzewnowej iniekcji LPS lub nośnika (kontrola). Komórki barwiono przeciwciałem anty-Iba1, jak opisano wcześniej. Prozapalne leczenie LPS spowodowało zmiany w morfologii mikrogleju, w tym pogrubienie części proksymalnej i zwiększenie liczby krótkich odgałęzień wtórnych wypustek komórkowych, co spowodowało ich „gęsty” wygląd. Skala: 20 µm.
Analiza dozymetryczna współczynnika absorpcji właściwej (SAR) w mózgu szczura podczas ekspozycji na częstotliwość 1800 MHz LTE. Do oceny lokalnego współczynnika SAR w mózgu wykorzystano wcześniej opisany heterogeniczny model fantomu szczura i anteny pętlowej62 z siatką sześcienną o boku 0,5 mm3.(a) Globalny widok modelu szczura w warunkach ekspozycji z anteną pętlową nad głową i metalową podkładką termiczną (żółtą) pod ciałem.(b) Rozkład wartości SAR w mózgu osoby dorosłej przy rozdzielczości przestrzennej 0,5 mm3. Obszar ograniczony czarną obwódką w przekroju strzałkowym odpowiada pierwotnej korze słuchowej, w której analizowana jest aktywność mikrogleju i neuronów. Kolorowa skala wartości SAR ma zastosowanie do wszystkich symulacji numerycznych pokazanych na rysunku.
Mikroglej wstrzyknięty LPS do kory słuchowej szczura po narażeniu na LTE lub pozorną ekspozycję.(a) Typowy widok nałożony na siebie mikrogleju barwionego przeciwciałem anty-Iba1 w przekrojach czołowych kory słuchowej szczura perfundowanej LPS 3 do 4 godzin po narażeniu pozornym lub LTE (ekspozycja). Skala: 20 µm.(bd) Morfometryczna ocena mikrogleju 3 do 4 godzin po narażeniu pozornym (otwarte kropki) lub narażeniu LTE (narażone, czarne kropki).(b, c) Pokrycie przestrzenne (b) markera mikrogleju Iba1 i obszary ciałek komórek Iba1-pozytywnych (c). Dane przedstawiają obszar barwienia anty-Iba1 znormalizowany do średniej dla zwierząt narażonych na pozorną ekspozycję.(d) Liczba ciałek komórek mikrogleju barwionych anty-Iba1. Różnice między zwierzętami pozornymi (n = 5) i LTE (n = 6) nie były istotne (p > 0,05, test t dla prób niezależnych).Góra i dół pola, czyli górna i dolna linia, oznaczają odpowiednio 25–75 percentyl i 5–95 percentyl.Wartość średnia jest zaznaczona na czerwono w polu.
Tabela 1 podsumowuje liczbę zwierząt i nagrania wielojednostkowe uzyskane w pierwotnej korze słuchowej czterech grup szczurów (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS). W poniższych wynikach uwzględniliśmy wszystkie nagrania, które wykazują istotne widmowe pole receptywne czasowe (STRF), tj. odpowiedzi wywołane tonem o co najmniej 6 odchyleń standardowych wyższe niż częstość spontanicznych wyładowań (patrz Tabela 1). Stosując to kryterium, wybraliśmy 266 rekordów dla grupy Sham, 273 rekordy dla grupy Exposed, 299 rekordów dla grupy Sham-LPS i 295 rekordów dla grupy Exposed-LPS.
W poniższych akapitach najpierw opiszemy parametry wyodrębnione z widmowo-czasowego pola recepcyjnego (tj. odpowiedź na czyste tony) oraz odpowiedź na ksenogeniczne wokalizacje specyficzne. Następnie opiszemy kwantyfikację obszaru odpowiedzi częstotliwościowej uzyskanego dla każdej grupy. Biorąc pod uwagę obecność „danych zagnieżdżonych”30 w naszym projekcie eksperymentalnym, wszystkie analizy statystyczne przeprowadzono w oparciu o liczbę pozycji w matrycy elektrod (ostatni wiersz w Tabeli 1), ale wszystkie opisane poniżej efekty również opierały się na liczbie pozycji w każdej grupie. Łączna liczba zebranych nagrań wielojednostkowych (trzeci wiersz w Tabeli 1).
Rysunek 4a przedstawia optymalny rozkład częstotliwości (BF, wywołujący maksymalną odpowiedź przy 75 dB SPL) neuronów korowych uzyskany u zwierząt poddanych leczeniu pozorowanemu i eksponowanych na LPS. Zakres częstotliwości BF w obu grupach został rozszerzony od 1 kHz do 36 kHz. Analiza statystyczna wykazała, że ​​rozkłady te były podobne (chi-kwadrat, p = 0,278), co sugeruje, że porównania między obiema grupami można przeprowadzić bez błędu próbkowania.
Wpływ ekspozycji LTE na ilościowe parametry odpowiedzi korowych u zwierząt leczonych LPS.(a) Rozkład BF w neuronach korowych zwierząt leczonych LPS, narażonych na LTE (czarny) i pozornie narażonych na LTE (biały). Nie ma różnicy między tymi dwoma rozkładami.(bf) Wpływ ekspozycji LTE na parametry ilościowe widmowego pola recepcyjnego czasowego (STRF). Siła reakcji była istotnie zmniejszona (*p < 0,05, test t dla niezależnych prób) zarówno w STRF (całkowitej sile reakcji), jak i optymalnych częstotliwościach (b, c). Czas trwania reakcji, szerokość pasma reakcji i stała szerokości pasma (df). Zarówno siła, jak i czasowa niezawodność reakcji na wokalizacje były zmniejszone (g, h). Aktywność spontaniczna nie była istotnie zmniejszona (i).(*p < 0,05, test t dla niezależnych prób).(j, k) Wpływ ekspozycji LTE na progi korowe. Średnie progi były istotnie wyższe u szczurów narażonych na LTE w porównaniu szczurów poddanych działaniu pozorowanemu. Efekt ten jest wyraźniejszy w przypadku niskich i średnich częstotliwości.
Rysunki 4b-f przedstawiają rozkład parametrów pochodzących z STRF dla tych zwierząt (średnie oznaczone czerwonymi liniami). Efekty ekspozycji LTE na zwierzęta leczone LPS wydają się wskazywać na zmniejszoną pobudliwość neuronalną. Po pierwsze, ogólna intensywność reakcji i reakcje były istotnie niższe u zwierząt BF w porównaniu ze zwierzętami Sham-LPS (rys. 4b,c niezależny test t, p = 0,0017; i p = 0,0445). Podobnie reakcje na dźwięki komunikacyjne zmniejszyły się zarówno pod względem siły reakcji, jak i niezawodności między próbami (rys. 4g,h; niezależny test t, p = 0,043). Aktywność spontaniczna została zmniejszona, ale efekt ten nie był istotny (rys. 4i; p = 0,0745). Czas trwania reakcji, szerokość pasma strojenia i opóźnienie reakcji nie zostały zmienione przez ekspozycję LTE u zwierząt leczonych LPS (rys. 4d–f), co wskazuje, że selektywność częstotliwościowa i precyzja reakcji początkowych nie zostały zmienione przez LTE narażenie zwierząt poddanych leczeniu LPS.
Następnie oceniliśmy, czy progi korowe tonów czystych zostały zmienione przez ekspozycję na LTE. Na podstawie obszaru odpowiedzi częstotliwościowej (FRA) uzyskanego z każdego nagrania określiliśmy progi słuchowe dla każdej częstotliwości i uśredniliśmy te progi dla obu grup zwierząt. Rysunek 4j przedstawia średnie (± sem) progi od 1,1 do 36 kHz u szczurów leczonych LPS. Porównanie progów słuchowych grup Sham i Exposed wykazało znaczny wzrost progów u zwierząt eksponowanych w porównaniu ze zwierzętami Sham (rys. 4j), efekt ten był bardziej wyraźny w niskich i średnich częstotliwościach. Dokładniej rzecz biorąc, przy niskich częstotliwościach (< 2,25 kHz) odsetek neuronów A1 o wysokim progu wzrósł, podczas gdy odsetek neuronów o niskim i średnim progu zmniejszył się (chi-kwadrat = 43,85; p < 0,0001; rys. 4k, rysunek lewy). Ten sam efekt zaobserwowano przy średniej częstotliwości (2,25 < Freq(kHz) < 11): większy odsetek zapisów korowych z progami pośrednimi i mniejszy odsetek neuronów z progami niskimi w porównaniu z grupą nieeksponowaną (chi-kwadrat = 71,17; p < 0,001; Rysunek 4k, środkowy panel). Istniała również znacząca różnica w progu dla neuronów o wysokiej częstotliwości (≥ 11 kHz, p = 0,0059); odsetek neuronów o niskim progu zmniejszył się, a odsetek neuronów o progu średnio-wysokim wzrósł (chi-kwadrat = 10,853; p = 0,04 Rysunek 4k, prawy panel).
Rysunek 5a przedstawia optymalny rozkład częstotliwości (BF, wywołujący maksymalną odpowiedź przy 75 dB SPL) neuronów korowych uzyskany u zdrowych zwierząt w grupie kontrolnej i eksponowanej. Analiza statystyczna wykazała, że ​​oba rozkłady były podobne (chi-kwadrat, p = 0,157), co sugeruje, że porównania między obiema grupami można przeprowadzić bez błędu próbkowania.
Wpływ ekspozycji LTE na ilościowe parametry odpowiedzi korowych u zdrowych zwierząt.(a) Rozkład BF w neuronach korowych zdrowych zwierząt wystawionych na LTE (ciemnoniebieski) i pozornie wystawionych na LTE (jasnoniebieski). Nie ma różnicy między tymi dwoma rozkładami.(bf) Wpływ ekspozycji LTE na parametry ilościowe widmowego pola recepcyjnego czasowego (STRF). Nie było istotnej zmiany w natężeniu odpowiedzi w STRF i optymalnych częstotliwościach (b, c). Występuje niewielki wzrost czasu trwania odpowiedzi (d), ale nie ma zmiany w szerokości pasma odpowiedzi i szerokości pasma (e, f). Ani siła, ani niezawodność czasowa odpowiedzi na wokalizacje nie uległy zmianie (g, h). Nie było istotnej zmiany w aktywności spontanicznej (i).(*p < 0,05 test t dla prób niezależnych).(j, k) Wpływ ekspozycji LTE na progi korowe. Średnio progi nie uległy istotnej zmianie u szczurów wystawionych na LTE w porównaniu ze szczurami wystawionymi pozornie, ale wyższe progi częstotliwości były nieznacznie niższe u wystawionych zwierząt.
Rysunki 5b-f przedstawiają wykresy pudełkowe przedstawiające rozkład i średnią (czerwona linia) parametrów pochodzących z dwóch zestawów STRF. U zdrowych zwierząt sama ekspozycja LTE miała niewielki wpływ na średnią wartość parametrów STRF. W porównaniu z grupą pozorowaną (jasnoniebieskie vs. ciemnoniebieskie pola dla grupy eksponowanej), ekspozycja LTE nie zmieniła ani całkowitej intensywności reakcji, ani reakcji BF (rys. 5b, c; test t dla niezależnych prób, odpowiednio p = 0,2176 i p = 0,8696). Nie zaobserwowano również wpływu na szerokość pasma widmowego i opóźnienie (odpowiednio p = 0,6764 i p = 0,7129), ale zaobserwowano istotny wzrost czasu trwania reakcji (p = 0,047). Nie zaobserwowano również wpływu na siłę reakcji wokalizacyjnych (rys. 5g, p = 0,4375), niezawodność tych reakcji między próbami (rys. 5h, p = 0,3412) i spontaniczną aktywność (Rys. 5).5i; p = 0,3256).
Rysunek 5j przedstawia średnie (± sem) progi od 1,1 do 36 kHz u zdrowych szczurów. Nie wykazał on istotnej różnicy między szczurami pozorowanymi a eksponowanymi, z wyjątkiem nieznacznie niższego progu u zwierząt eksponowanych przy wysokich częstotliwościach (11–36 kHz) (niesparowany test t, p = 0,0083). Efekt ten odzwierciedla fakt, że u zwierząt eksponowanych w tym zakresie częstotliwości (chi-kwadrat = 18,312, p = 0,001; rys. 5k) było nieznacznie więcej neuronów o niskich i średnich progach (podczas gdy przy wysokich progach było mniej neuronów).
Podsumowując, gdy zdrowe zwierzęta wystawiono na działanie LTE, nie zaobserwowano wpływu na siłę reakcji na czyste tony i złożone dźwięki, takie jak wokalizacje. Co więcej, u zdrowych zwierząt progi słuchowe kory mózgowej były podobne u zwierząt wystawionych i poddanych terapii kontrolnej, natomiast u zwierząt leczonych LPS, wystawienie na działanie LTE spowodowało znaczny wzrost progów korowych, szczególnie w zakresie niskich i średnich częstotliwości.
Nasze badanie wykazało, że u dorosłych samców szczurów doświadczających ostrego neurozapalenia, ekspozycja na LTE-1800 MHz z lokalnym SARACx 0,5 W/kg (patrz Metody) skutkowała znaczącym zmniejszeniem intensywności odpowiedzi wywołanych dźwiękiem w pierwotnych nagraniach komunikacji. Te zmiany w aktywności neuronalnej wystąpiły bez żadnej widocznej zmiany w zakresie domeny przestrzennej objętej procesami mikroglejowymi. Tego wpływu LTE na intensywność wywołanych odpowiedzi korowych nie zaobserwowano u zdrowych szczurów. Biorąc pod uwagę podobieństwo optymalnego rozkładu częstotliwości między jednostkami nagrywania u zwierząt narażonych na LTE i narażonych pozornie, różnice w reaktywności neuronalnej można przypisać biologicznym efektom sygnałów LTE, a nie błędowi próbkowania (ryc. 4a). Ponadto brak zmian w opóźnieniu odpowiedzi i szerokości pasma dostrajania widmowego u szczurów narażonych na LTE sugeruje, że najprawdopodobniej te nagrania zostały pobrane z tych samych warstw korowych, które znajdują się w pierwotnych ACx, a nie w regionach wtórnych.
O ile nam wiadomo, wpływ sygnalizacji LTE na reakcje neuronalne nie został wcześniej zgłoszony. Jednakże, wcześniejsze badania udokumentowały zdolność GSM-1800 MHz lub 1800 MHz fali ciągłej (CW) do zmiany pobudliwości neuronalnej, aczkolwiek ze znacznymi różnicami w zależności od podejścia eksperymentalnego. Krótko po ekspozycji na 1800 MHz CW przy poziomie SAR 8,2 W/kg, zapisy z zwojów ślimaka wykazały obniżone progi wyzwalania potencjałów czynnościowych i modulacji neuronalnej. Z drugiej strony, aktywność spikingowa i burstingowa w pierwotnych kulturach neuronalnych pochodzących z mózgu szczura została zmniejszona przez ekspozycję na GSM-1800 MHz lub 1800 MHz CW przez 15 minut przy SAR 4,6 W/kg. To hamowanie było tylko częściowo odwracalne w ciągu 30 minut od ekspozycji. Całkowite wyciszenie neuronów osiągnięto przy SAR 9,2 W/kg. Analiza dawka-odpowiedź wykazała, że GSM-1800 MHz okazał się skuteczniejszy niż 1800 MHz CW w tłumieniu aktywności impulsowej, co sugeruje, że odpowiedzi neuronalne zależą od modulacji sygnału RF.
W naszym przypadku odpowiedzi wywołane korowo zostały zebrane in vivo 3 do 6 godzin po zakończeniu 2-godzinnej ekspozycji tylko na głowę. W poprzednim badaniu zbadaliśmy wpływ GSM-1800 MHz przy SARACx 1,55 W/kg i nie stwierdziliśmy znaczącego wpływu na odpowiedzi wywołane dźwiękiem korowo u zdrowych szczurów. W tym przypadku jedynym znaczącym efektem wywołanym u zdrowych szczurów przez ekspozycję na LTE-1800 przy 0,5 W/kg SARACx było niewielkie wydłużenie czasu trwania odpowiedzi po prezentacji czystych tonów. Ten efekt jest trudny do wyjaśnienia, ponieważ nie towarzyszy mu wzrost intensywności odpowiedzi, co sugeruje, że ten dłuższy czas trwania odpowiedzi występuje przy tej samej całkowitej liczbie potencjałów czynnościowych wystrzeliwanych przez neurony korowe. Jednym z wyjaśnień może być to, że ekspozycja LTE może zmniejszyć aktywność niektórych hamujących interneuronów, ponieważ udokumentowano, że w pierwotnym hamowaniu wyprzedzającym ACx kontroluje czas trwania odpowiedzi komórek piramidalnych wywoływanych przez pobudzające wzgórzowe wejście33,34, 35, 36, 37.
Natomiast u szczurów poddanych neurozapaleniu wywołanemu przez LPS, ekspozycja na LTE nie miała wpływu na czas trwania wyładowań neuronalnych wywołanych dźwiękiem, ale wykryto istotne efekty w zakresie siły wywołanych odpowiedzi. W rzeczywistości, w porównaniu do odpowiedzi neuronalnych zarejestrowanych u szczurów poddanych pozornej ekspozycji na LPS, neurony u szczurów poddanych leczeniu LPS i poddanych ekspozycji na LTE wykazywały zmniejszenie intensywności swoich odpowiedzi - efekt obserwowany zarówno podczas prezentowania czystych tonów, jak i naturalnych wokalizacji. Zmniejszenie intensywności odpowiedzi na czyste tony wystąpiło bez zawężenia pasma strojenia widmowego o 75 dB i ponieważ wystąpiło przy wszystkich natężeniach dźwięku, skutkowało wzrostem progów akustycznych neuronów korowych przy niskich i średnich częstotliwościach.
Zmniejszenie siły wywołanej odpowiedzi wskazało, że efekt sygnalizacji LTE przy SARACx 0,5 W/kg u zwierząt leczonych LPS był podobny do efektu GSM-1800 MHz zastosowanego przy trzykrotnie wyższym SARACx (1,55 W/kg) 28 . Jeśli chodzi o sygnalizację GSM, ekspozycja głowy na LTE-1800 MHz może zmniejszyć pobudliwość neuronalną neuronów ACx szczurów poddanych neurozapaleniu wywołanemu przez LPS. Zgodnie z tą hipotezą zaobserwowaliśmy również tendencję do zmniejszenia niezawodności próby odpowiedzi neuronalnych na wokalizację (ryc. 4h) i zmniejszenia aktywności spontanicznej (ryc. 4i). Jednak trudno było określić in vivo, czy sygnalizacja LTE zmniejsza wewnętrzną pobudliwość neuronalną, czy też zmniejsza sygnały synaptyczne, kontrolując w ten sposób odpowiedzi neuronalne w ACx.
Po pierwsze, słabsze reakcje mogą wynikać z wrodzonej zmniejszonej pobudliwości komórek korowych po narażeniu na LTE 1800 MHz. Potwierdzając tę ​​hipotezę, GSM-1800 MHz i 1800 MHz-CW zmniejszyły aktywność impulsową, gdy zastosowano je bezpośrednio do kultur pierwotnych neuronów korowych szczurów przy poziomach SAR odpowiednio 3,2 W/kg i 4,6 W/kg, ale wymagany był progowy poziom SAR, aby znacząco zmniejszyć aktywność impulsową. Opowiadając się za zmniejszoną pobudliwością wewnętrzną, zaobserwowaliśmy również niższe wskaźniki spontanicznych wyładowań u zwierząt narażonych niż u zwierząt narażonych pozornie.
Po drugie, ekspozycja na LTE może również wpływać na transmisję synaptyczną z synaps wzgórzowo-korowych lub korowo-korowych. Liczne zapisy pokazują obecnie, że w korze słuchowej szerokość strojenia widmowego nie jest determinowana wyłącznie przez projekcje wzgórzowe czuciowe, ale że połączenia wewnątrzkorowe przekazują dodatkowe widmowe dane wejściowe do obszarów korowych39,40. W naszych eksperymentach fakt, że korowe STRF wykazywały podobne szerokości pasma u zwierząt narażonych i narażonych pozornie, pośrednio sugerował, że skutki ekspozycji na LTE nie dotyczyły łączności korowo-korowej. Sugeruje to również, że większa łączność w innych obszarach kory mózgowej narażonych na SAR niż zmierzona w ACx (ryc. 2) może nie być odpowiedzialna za zmienione odpowiedzi opisane w niniejszym dokumencie.
Tutaj większy odsetek nagrań korowych wystawionych na działanie LPS wykazał wysokie progi w porównaniu do zwierząt wystawionych na działanie pozorne LPS. Biorąc pod uwagę, że zaproponowano, iż próg akustyczny kory mózgowej jest kontrolowany przede wszystkim przez siłę synapsy wzgórzowo-korowej39,40, można podejrzewać, że transmisja wzgórzowo-korowa jest częściowo zmniejszona przez ekspozycję, albo na poziomie presynaptycznym (zmniejszone uwalnianie glutaminianu), albo postsynaptycznym (zmniejszona liczba lub powinowactwo receptorów).
Podobnie do skutków GSM-1800 MHz, zmienione odpowiedzi neuronalne wywołane przez LTE wystąpiły w kontekście neurozapalenia wywołanego przez LPS, charakteryzującego się odpowiedziami mikrogleju. Obecne dowody wskazują, że mikroglej silnie wpływa na aktywność sieci neuronalnych w mózgach normalnych i patologicznych41,42,43. Ich zdolność do modulacji neurotransmisji zależy nie tylko od produkcji związków, które wytwarzają, a które mogą lub nie ograniczają neurotransmisji, ale także od wysokiej ruchliwości ich procesów komórkowych. W korze mózgowej zarówno zwiększona, jak i zmniejszona aktywność sieci neuronalnych wyzwala szybką ekspansję domeny przestrzennej mikrogleju ze względu na wzrost wypustek mikrogleju44,45. W szczególności wypustki mikrogleju są rekrutowane w pobliżu aktywowanych synaps wzgórzowo-korowych i mogą hamować aktywność synaps pobudzających poprzez mechanizmy obejmujące lokalną produkcję adenozyny przez mikroglej.
U szczurów leczonych LPS, poddanych działaniu GSM-1800 MHz z SARACx przy 1,55 W/kg, nastąpiło zmniejszenie aktywności neuronów ACx wraz ze wzrostem wypustek mikrogleju zaznaczonych znacznymi obszarami barwionymi Iba1 w ACx28 Wzrost. Ta obserwacja sugeruje, że przebudowa mikrogleju wywołana ekspozycją GSM może aktywnie przyczyniać się do wywołanej przez GSM redukcji odpowiedzi neuronalnych wywołanych dźwiękiem. Nasze obecne badanie przeczy tej hipotezie w kontekście ekspozycji głowy na LTE z SARACx ograniczonym do 0,5 W/kg, ponieważ nie stwierdziliśmy wzrostu w domenie przestrzennej objętej wypustkami mikrogleju. Nie wyklucza to jednak żadnego wpływu sygnalizacji LTE na aktywowane przez LPS komórki mikrogleju, co z kolei może wpływać na aktywność neuronów. Konieczne są dalsze badania, aby odpowiedzieć na to pytanie i określić mechanizmy, za pomocą których ostry neurozapalenie zmienia odpowiedzi neuronalne na sygnalizację LTE.
O ile nam wiadomo, wpływ sygnałów LTE na przetwarzanie słuchowe nie był wcześniej badany. Nasze poprzednie badania26,28 i obecne badanie wykazały, że w przypadku ostrego stanu zapalnego, ekspozycja samej głowy na GSM-1800 MHz lub LTE-1800 MHz skutkowała zmianami funkcjonalnymi w odpowiedziach neuronalnych w ACx, jak pokazano na podwyższeniu progu słyszenia. Z co najmniej dwóch głównych powodów funkcja ślimaka nie powinna być dotknięta przez naszą ekspozycję na LTE. Po pierwsze, jak pokazano w badaniu dozymetrycznym przedstawionym na rysunku 2, najwyższe poziomy SAR (bliskie 1 W/kg) znajdują się w korze grzbietowo-przyśrodkowej (poniżej anteny) i znacznie maleją wraz z ruchem bardziej bocznym i bocznym. Brzuszna część głowy. Można oszacować, że wynosi około 0,1 W/kg na poziomie małżowiny usznej szczura (poniżej kanału słuchowego). Po drugie, gdy uszy świnki morskiej były narażone przez 2 miesiące na GSM 900 MHz (5 dni/tydzień, 1 godzina dziennie, SAR między 1 a 4 W/kg), nie zaobserwowano żadnych zauważalnych zmian w wielkości produktu zniekształcenia otoakustycznego Progi emisji i słuchowych odpowiedzi pnia mózgu 47. Ponadto powtarzające się narażenie głowy na GSM 900 lub 1800 MHz przy lokalnym SAR wynoszącym 2 W/kg nie miało wpływu na funkcjonowanie zewnętrznych komórek włoskowatych ślimaka u zdrowych szczurów48,49. Wyniki te potwierdzają dane uzyskane u ludzi, gdzie badania wykazały, że 10-30-minutowa ekspozycja na pole elektromagnetyczne z telefonów komórkowych GSM nie ma spójnego wpływu na przetwarzanie słuchowe oceniane na poziomie ślimaka50,51,52 lub pnia mózgu53,54.
W naszym badaniu zaobserwowano in vivo zmiany w aktywności neuronalnej wywołane przez LTE po 3 do 6 godzinach od zakończenia ekspozycji. W poprzednim badaniu dotyczącym grzbietowo-przyśrodkowej części kory mózgowej, kilka efektów wywołanych przez GSM-1800 MHz obserwowanych po 24 godzinach od ekspozycji nie było już wykrywalnych po 72 godzinach. Dotyczy to ekspansji procesów mikroglejowych, zmniejszenia ekspresji genu IL-1ß i potranslacyjnej modyfikacji receptorów AMPA. Biorąc pod uwagę, że kora słuchowa ma niższą wartość SAR (0,5 W/kg) niż część grzbietowo-przyśrodkowa (2,94 W/kg26), zmiany w aktywności neuronalnej opisane w tym badaniu wydają się przejściowe.
Nasze dane powinny uwzględniać obowiązujące limity SAR i szacunki rzeczywistych wartości SAR osiągniętych w korze mózgowej użytkowników telefonów komórkowych. Obecne normy stosowane w celu ochrony społeczeństwa ustalają limit SAR na 2 W/kg w przypadku lokalnej ekspozycji głowy lub tułowia na częstotliwości radiowe z zakresu RF 100 kHz i 6 GHz.
Symulacje dawki przeprowadzono przy użyciu różnych modeli głowy człowieka, aby określić absorpcję mocy RF w różnych tkankach głowy podczas ogólnej komunikacji za pomocą głowy lub telefonu komórkowego. Oprócz różnorodności modeli głowy człowieka, symulacje te podkreślają istotne różnice lub niepewności w szacowaniu energii pochłoniętej przez mózg na podstawie parametrów anatomicznych lub histologicznych, takich jak zewnętrzny lub wewnętrzny kształt czaszki, jej grubość lub zawartość wody. Różne tkanki głowy różnią się znacznie w zależności od wieku, płci lub osoby 56,57,58. Ponadto cechy telefonu komórkowego, takie jak wewnętrzne położenie anteny i położenie telefonu komórkowego względem głowy użytkownika, silnie wpływają na poziom i rozkład wartości SAR w korze mózgowej 59,60. Jednakże, biorąc pod uwagę zgłoszone rozkłady SAR w ludzkiej korze mózgowej, które ustalono na podstawie modeli telefonów komórkowych emitujących częstotliwości radiowe w zakresie 1800 MHz 58, 59, 60, wydaje się, że poziomy SAR osiągnięte w ludzkiej korze słuchowej są nadal niedostatecznie zastosowana połowa ludzkiej kory mózgowej. Nasze badanie (SARACx 0,5 W/kg). Dlatego też nasze dane nie podważają obecnych limitów wartości SAR obowiązujących ogół społeczeństwa.
Podsumowując, nasze badanie pokazuje, że jednorazowa ekspozycja głowy na LTE-1800 MHz zakłóca reakcje neuronalne neuronów korowych na bodźce sensoryczne. Zgodnie z wcześniejszymi opisami skutków sygnalizacji GSM, nasze wyniki sugerują, że skutki sygnalizacji LTE na aktywność neuronalną różnią się w zależności od stanu zdrowia. Ostre zapalenie układu nerwowego uwrażliwia neurony na LTE-1800 MHz, co prowadzi do zmian w przetwarzaniu bodźców słuchowych przez korę mózgową.
Dane zebrano w wieku 55 dni z kory mózgowej 31 dorosłych samców szczurów Wistar uzyskanych w laboratorium Janvier. Szczury trzymano w pomieszczeniu o kontrolowanej wilgotności (50-55%) i temperaturze (22-24 °C) z cyklem światło/ciemność 12 h/12 ​​h (światło włączane o 7:30 rano) z wolnym dostępem do pożywienia i wody. Wszystkie eksperymenty przeprowadzono zgodnie z wytycznymi ustalonymi przez dyrektywę Rady Wspólnot Europejskich (dyrektywa Rady 2010/63/UE), które są podobne do opisanych w wytycznych Towarzystwa Nauk Neurologicznych dotyczących wykorzystywania zwierząt w badaniach neurologicznych. Niniejszy protokół został zatwierdzony przez Komisję Etyczną Paryż-Południe i Centrum (CEEA nr 59, projekt 2014-25, protokół krajowy 03729.02) przy użyciu procedur zatwierdzonych przez ten komitet 32-2011 i 34-2012.
Zwierzęta przyzwyczajano do komór kolonijnych przez co najmniej 1 tydzień przed podaniem LPS i wystawieniem (lub pozorowaną ekspozycją) na działanie LTE-EMF.
Dwudziestu dwóm szczurom wstrzyknięto dootrzewnowo (ip) E. coli LPS (250 µg/kg, serotyp 0127:B8, SIGMA) rozcieńczony sterylnym izotonicznym roztworem soli fizjologicznej wolnym od endotoksyn 24 godziny przed LTE lub pozorowaną ekspozycją (n w grupie). = 11). U dwumiesięcznych samców szczurów rasy Wistar leczenie LPS wywołuje neurozapalną odpowiedź, która jest obserwowana w korze mózgowej za pomocą kilku genów prozapalnych (czynnika martwicy nowotworów alfa, interleukiny 1ß, CCL2, NOX2, NOS2), których ekspresja wzrosła 24 godziny po wstrzyknięciu LPS, w tym 4- i 12-krotny wzrost poziomu transkryptów kodujących odpowiednio enzym NOX2 i interleukinę 1ß. W tym 24-godzinnym punkcie czasowym mikroglej korowy wykazywał typową „gęstą” morfologię komórek, oczekiwaną w przypadku prozapalnej aktywacji komórek wywołanej LPS (ryc. 1), co kontrastuje z aktywacją wywołaną LPS przez inne geny. Prozapalna aktywacja komórek odpowiada 24, 61.
Ekspozycja wyłącznie głowy na LTE PEM została przeprowadzona przy użyciu eksperymentalnej konfiguracji wcześniej użytej do oceny wpływu GSM PEM26. Ekspozycja LTE została przeprowadzona 24 godziny po wstrzyknięciu LPS (11 zwierząt) lub bez leczenia LPS (5 zwierząt). Zwierzęta zostały lekko znieczulone ketaminą/ksylazyną (ketamina 80 mg/kg, ip; ksylazyna 10 mg/kg, ip) przed ekspozycją, aby zapobiec ruchowi i upewnić się, że głowa zwierzęcia znajduje się w antenie pętlowej emitującej sygnał LTE. Powtarzalna lokalizacja poniżej. Połowa szczurów z tej samej klatki służyła jako kontrola (11 zwierząt pozornie narażonych spośród 22 szczurów wstępnie leczonych LPS): umieszczono je pod anteną pętlową, a energia sygnału LTE została ustawiona na zero. Waga zwierząt narażonych i pozornie narażonych była podobna (p = 0,558, test t dla prób niezależnych, ns). Wszystkie znieczulone zwierzęta umieszczono na pozbawionej metalu podkładce grzewczej, aby utrzymać ich ciało temperatura około 37°C przez cały czas trwania eksperymentu. Podobnie jak w poprzednich eksperymentach, czas ekspozycji ustawiono na 2 godziny. Po ekspozycji, zwierzę umieszczono na innej podkładce grzewczej w sali operacyjnej. Tę samą procedurę ekspozycji zastosowano u 10 zdrowych szczurów (nieleczonych LPS), z których połowę poddano pozornej ekspozycji w tej samej klatce (p = 0,694).
System ekspozycji był podobny do systemów 25, 62 opisanych w poprzednich badaniach, z generatorem częstotliwości radiowej wymienionym w celu generowania pól elektromagnetycznych LTE zamiast GSM. Krótko mówiąc, generator RF (SMBV100A, 3,2 GHz, Rohde & Schwarz, Niemcy) emitujący pole elektromagnetyczne LTE - 1800 MHz został podłączony do wzmacniacza mocy (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, USA), cyrkulatora (D3 1719-N, Sodhy, Francja), sprzęgacza dwudrożnego (CD D 1824-2, -30 dB, Sodhy, Francja) i dzielnika mocy czterodrożnego (DC D 0922-4N, Sodhy, Francja), umożliwiając jednoczesną ekspozycję czterech zwierząt. Miernik mocy (N1921A, Agilent, USA) podłączony do sprzęgacza dwukierunkowego umożliwiał ciągły pomiar i monitorowanie mocy padającej i odbitej w urządzeniu. Każde wyjście było podłączone do antena pętlowa (Sama-Sistemi srl; Roma), umożliwiająca częściową ekspozycję głowy zwierzęcia. Antena pętlowa składa się z płytki drukowanej z dwoma liniami metalu (stała dielektryczna εr = 4,6) wygrawerowanymi na izolującym podłożu epoksydowym. Na jednym końcu urządzenie składa się z drutu o szerokości 1 mm tworzącego pierścień umieszczony blisko głowy zwierzęcia. Podobnie jak w poprzednich badaniach26,62, współczynnik absorpcji właściwej (SAR) został określony numerycznie przy użyciu numerycznego modelu szczura i metody skończonej różnicy w dziedzinie czasu (FDTD)63,64,65. Zostały one również określone eksperymentalnie w jednorodnym modelu szczura przy użyciu sond Luxtron do pomiaru wzrostu temperatury. W tym przypadku SAR w W/kg jest obliczany przy użyciu wzoru: SAR = C ΔT/Δt, gdzie C to pojemność cieplna w J/(kg·K), ΔT w °K i Δt zmiana temperatury, czas w sekundach. Numerycznie określone wartości SAR zostały porównane z eksperymentalnymi Wartości SAR uzyskane przy użyciu jednorodnego modelu, zwłaszcza w równoważnych obszarach mózgu szczura. Różnica pomiędzy numerycznymi pomiarami SAR i wartościami SAR wykrytymi eksperymentalnie wynosi mniej niż 30%.
Rysunek 2a przedstawia rozkład SAR w mózgu szczura w modelu szczurzym, który odpowiada rozkładowi pod względem masy ciała i wielkości szczurów użytych w naszym badaniu. Średni SAR mózgu wynosił 0,37 ± 0,23 W/kg (średnia ± SD). Wartości SAR są najwyższe w obszarze korowym tuż pod anteną pętlową. Lokalny SAR w ACx (SARACx) wynosił 0,50 ± 0,08 W/kg (średnia ± SD) (rys. 2b). Ponieważ masy ciała narażonych szczurów są jednorodne, a różnice w grubości tkanki głowy są nieznaczne, oczekuje się, że rzeczywisty SAR ACx lub innych obszarów korowych będzie bardzo podobny u różnych narażonych zwierząt.
Pod koniec ekspozycji zwierzętom podawano dodatkowe dawki ketaminy (20 mg/kg, ip) i ksylazyny (4 mg/kg, ip) aż do momentu, gdy nie zaobserwowano ruchów odruchowych po uszczypnięciu tylnej łapy. Środek znieczulający miejscowo (ksylokaina 2%) wstrzyknięto podskórnie w skórę i mięsień skroniowy nad czaszką, a zwierzęta umieszczono na wolnym od metalu systemie grzewczym. Po umieszczeniu zwierzęcia w ramie stereotaktycznej wykonano kraniotomię lewej kory skroniowej. Podobnie jak w naszym poprzednim badaniu66, zaczynając od połączenia kości ciemieniowej i skroniowej, otwór miał 9 mm szerokości i 5 mm wysokości. Opona twarda powyżej ACx została ostrożnie usunięta pod kontrolą obuoczną, bez uszkadzania naczyń krwionośnych. Pod koniec procedury wykonano podstawę z akrylowego cementu dentystycznego w celu atraumatycznego unieruchomienia głowy zwierzęcia podczas nagrywania. Umieść ramę stereotaktyczną podtrzymującą zwierzę w komorze tłumienia akustycznego (IAC, model AC1).
Dane uzyskano z wielojednostkowych nagrań w pierwotnej korze słuchowej 20 szczurów, w tym 10 zwierząt wstępnie leczonych LPS. Zapisy zewnątrzkomórkowe uzyskano z układu 16 elektrod wolframowych (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) składającego się z dwóch rzędów po 8 elektrod rozmieszczonych w odległości 1000 µm (350 µm między elektrodami w tym samym rzędzie). Srebrny drut (ø: 300 µm) do uziemienia został wprowadzony między kość skroniową a oponę twardą po przeciwnej stronie. Szacunkowa lokalizacja pierwotnego ACx wynosi 4-7 mm do tyłu od bregma i 3 mm brzusznie od szwu nadoponowego. Surowy sygnał został wzmocniony 10 000 razy (TDT Medusa), a następnie przetworzony przez wielokanałowy system akwizycji danych (RX5, TDT). Sygnały zebrane z każdej elektrody zostały przefiltrowane (610–10 000 Hz) w celu wyodrębnienia aktywności wielojednostkowej (MUA). Poziomy wyzwalania zostały starannie ustawione dla każdej elektrody (przez współautorów nieświadomych stanów narażenia lub pozorowanej ekspozycji), aby wybrać największy potencjał czynnościowy z sygnału. Kontrola przebiegów w trybie on-line i off-line wykazała, że ​​zebrany tutaj potencjał czynnościowy składał się z potencjałów czynnościowych generowanych przez 3 do 6 neuronów w pobliżu elektrod. Na początku każdego eksperymentu ustawialiśmy położenie układu elektrod tak, aby dwa rzędy po osiem elektrod mogły próbkować neurony, od odpowiedzi o niskiej do wysokiej częstotliwości, gdy były wykonywane w orientacji rostralnej.
Bodźce akustyczne wygenerowano w programie Matlab, przekazano do systemu dostarczania dźwięku (TDT) opartego na RP2.1 i wysłano do głośnika Fostex (FE87E). Głośnik umieszczono 2 cm od prawego ucha szczura, w tej odległości głośnik wytwarzał płaskie widmo częstotliwości (± 3 dB) pomiędzy 140 Hz i 36 kHz. Kalibrację głośnika przeprowadzono przy użyciu szumu i czystych tonów zarejestrowanych za pomocą mikrofonu Bruel and Kjaer 4133 sprzężonego z przedwzmacniaczem B&K 2169 i rejestratorem cyfrowym Marantz PMD671. Widmowe pole odbioru czasu (STRF) określono przy użyciu 97 częstotliwości tonów gamma, obejmujących 8 oktaw (0,14–36 kHz), prezentowanych w losowej kolejności przy 75 dB SPL przy 4,15 Hz. Obszar odpowiedzi częstotliwościowej (FRA) określono przy użyciu tego samego zestawu tonów i prezentowanych w losowej kolejności przy 2 Hz od 75 do 5 dB SPL. Każda częstotliwość prezentowana jest osiem razy przy danej intensywności.
Oceniano również reakcje na bodźce naturalne. W poprzednich badaniach zaobserwowaliśmy, że wokalizacje szczurów rzadko wywoływały silne reakcje w ACx, niezależnie od optymalnej częstotliwości neuronalnej (BF), podczas gdy wokalizacje specyficzne dla ksenoprzeszczepu (np. wokalizacje ptaków śpiewających lub świnek morskich) zazwyczaj obejmują całą mapę tonów. Dlatego też testowaliśmy reakcje korowe na wokalizacje u świnek morskich (gwizd używany w 36 był połączony z 1 s bodźców prezentowanych 25 razy).

Możemy również dostosować pasywne komponenty RF do Państwa wymagań. Aby wprowadzić potrzebne specyfikacje, prosimy przejść na stronę personalizacji.
https://www.keenlion.com/customization/

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