ข่าว

ขอบคุณที่เข้าชม Nature.com เบราว์เซอร์ที่คุณใช้อยู่มีการรองรับ CSS อย่างจำกัด เพื่อประสบการณ์การใช้งานที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์เวอร์ชันล่าสุด (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าเว็บไซต์จะยังคงได้รับการสนับสนุนต่อไป เราจะแสดงเว็บไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
ความต้องการการสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง นำไปสู่การเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีไร้สาย (G) ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อระบบชีวภาพแตกต่างกันไป เพื่อทดสอบเรื่องนี้ เราได้ทำการทดลองโดยให้หนูทดลองสัมผัสกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (EMF) ความถี่ 1800 MHz ของระบบ 4G long-term evolution (LTE) ที่หัวข้างเดียวเป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นเราได้ประเมินผลกระทบของการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันที่เกิดจากลิโปโพลีแซคคาไรด์ต่อการครอบคลุมพื้นที่ของไมโครเกลียและกิจกรรมทางไฟฟ้าของเซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์การได้ยินหลัก (ACx) ค่า SAR เฉลี่ยใน ACx คือ 0.5 W/kg การบันทึกแบบหลายหน่วยแสดงให้เห็นว่า LTE-EMF กระตุ้นให้ความเข้มของการตอบสนองต่อเสียงบริสุทธิ์และเสียงร้องตามธรรมชาติลดลง ในขณะที่เกณฑ์การได้ยินสำหรับความถี่ต่ำและกลางเพิ่มขึ้น การตรวจทางภูมิคุ้มกันเคมีของ Iba1 แสดงให้เห็นว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่ที่ครอบคลุมโดยตัวและกระบวนการของไมโครเกลีย ในหนูทดลองที่มีสุขภาพดี การสัมผัสกับ LTE ในระดับเดียวกันไม่ได้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเข้มของการตอบสนองและเกณฑ์การได้ยิน ข้อมูลของเราแสดงให้เห็นว่า การอักเสบเฉียบพลันของระบบประสาททำให้เซลล์ประสาทไวต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า LTE ส่งผลให้การประมวลผลสิ่งเร้าทางเสียงใน ACx เปลี่ยนแปลงไป
สภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าของมนุษยชาติได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมา เนื่องจากการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของการสื่อสารไร้สาย ปัจจุบัน ประชากรมากกว่าสองในสามถือเป็นผู้ใช้โทรศัพท์มือถือ (MP) การแพร่กระจายอย่างกว้างขวางของเทคโนโลยีนี้ได้ก่อให้เกิดความกังวลและการถกเถียงเกี่ยวกับผลกระทบที่อาจเป็นอันตรายของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบพัลส์ (EMF) ในช่วงความถี่วิทยุ (RF) ซึ่งปล่อยออกมาจากโทรศัพท์มือถือหรือสถานีฐานและเข้ารหัสการสื่อสาร ปัญหาสุขภาพสาธารณะนี้ได้กระตุ้นให้เกิดการศึกษาทดลองจำนวนมากที่อุทิศให้กับการตรวจสอบผลกระทบของการดูดซับความถี่วิทยุในเนื้อเยื่อทางชีวภาพ¹ การศึกษาเหล่านี้บางส่วนได้มองหาการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมเครือข่ายประสาทและกระบวนการทางปัญญา เนื่องจากสมองอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิด RF ภายใต้การใช้งานโทรศัพท์มือถืออย่างแพร่หลาย การศึกษาที่รายงานจำนวนมากกล่าวถึงผลกระทบของสัญญาณแบบพัลส์ที่ใช้ในระบบสื่อสารเคลื่อนที่ทั่วโลกเจเนอเรชั่นที่สอง (2G) (GSM) หรือระบบการเข้าถึงแบบหลายผู้ใช้แบบแบ่งรหัสบรอดแบนด์ (WCDMA)/ระบบโทรคมนาคมเคลื่อนที่สากลเจเนอเรชั่นที่สาม (WCDMA/3G UMTS)^2,3,4,5 ยังมีข้อมูลน้อยมากเกี่ยวกับ... ผลกระทบของสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุที่ใช้ในบริการโทรศัพท์มือถือรุ่นที่สี่ (4G) ซึ่งอาศัยเทคโนโลยีโปรโตคอลอินเทอร์เน็ตแบบดิจิทัลทั้งหมดที่เรียกว่าเทคโนโลยี Long Term Evolution (LTE) บริการโทรศัพท์มือถือ LTE เปิดตัวในปี 2011 และคาดว่าจะมียอดผู้ใช้ทั่วโลกถึง 6.6 พันล้านรายในเดือนมกราคม 2022 (GSMA: //gsacom.com) เมื่อเทียบกับระบบ GSM (2G) และ WCDMA (3G) ที่ใช้รูปแบบการมอดูเลชั่นแบบคลื่นพาหะเดี่ยว LTE ใช้ Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) เป็นรูปแบบสัญญาณพื้นฐาน6 ทั่วโลก บริการโทรศัพท์มือถือ LTE ใช้แถบความถี่ที่หลากหลายระหว่าง 450 ถึง 3700 MHz รวมถึงแถบ 900 และ 1800 MHz ที่ใช้ใน GSM ด้วย
ความสามารถของการสัมผัสคลื่นวิทยุ (RF) ในการส่งผลกระทบต่อกระบวนการทางชีวภาพนั้น ส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยอัตราการดูดซับจำเพาะ (SAR) ซึ่งแสดงในหน่วย W/kg ซึ่งวัดพลังงานที่ถูกดูดซับในเนื้อเยื่อทางชีวภาพ ผลกระทบของการสัมผัสศีรษะกับสัญญาณ LTE 2.573 GHz เป็นเวลา 30 นาทีต่อกิจกรรมเครือข่ายประสาทโดยรวมได้รับการสำรวจเมื่อเร็ว ๆ นี้ในอาสาสมัครที่มีสุขภาพดี โดยใช้ fMRI ในสภาวะพัก พบว่าการสัมผัส LTE สามารถกระตุ้นให้เกิดความผันผวนของความถี่ช้า ๆ และการเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อภายในหรือระหว่างภูมิภาค ในขณะที่ระดับ SAR สูงสุดเชิงพื้นที่โดยเฉลี่ยเหนือเนื้อเยื่อ 10 กรัมนั้นคาดว่าจะแตกต่างกันระหว่าง 0.42 ถึง 1.52 W/kg ตามหัวข้อ 7, 8, 9 การวิเคราะห์ EEG ภายใต้เงื่อนไขการสัมผัสที่คล้ายกัน (ระยะเวลา 30 นาที ระดับ SAR สูงสุดโดยประมาณ 1.34 W/kg โดยใช้แบบจำลองศีรษะมนุษย์) แสดงให้เห็นถึงกำลังสเปกตรัมและความสอดคล้องของซีกสมองที่ลดลงในแถบอัลฟาและเบตา อย่างไรก็ตาม การศึกษาอื่นอีกสองชิ้นที่อิงจากการวิเคราะห์ EEG พบว่า 20 หรือ การสัมผัสคลื่น LTE บริเวณศีรษะเป็นเวลา 30 นาที โดยกำหนดระดับ SAR สูงสุดเฉพาะที่ไว้ที่ประมาณ 2 วัตต์/กิโลกรัม พบว่าไม่มีผลกระทบที่ตรวจพบได้¹¹ หรือส่งผลให้กำลังสเปกตรัมในแถบอัลฟาลดลง ในขณะที่การรับรู้ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อประเมินด้วยการทดสอบ Stroop¹² นอกจากนี้ยังพบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในผลลัพธ์ของการศึกษา EEG หรือการศึกษาด้านการรับรู้โดยเฉพาะที่พิจารณาถึงผลกระทบของการสัมผัสคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า GSM หรือ UMTS เชื่อว่าความแตกต่างเหล่านี้เกิดจากความแปรปรวนในการออกแบบวิธีการและพารามิเตอร์การทดลอง รวมถึงประเภทและการปรับสัญญาณ ความเข้มและระยะเวลาการสัมผัส หรือจากความแตกต่างในบุคคลในด้านอายุ กายวิภาค หรือเพศ
จนถึงปัจจุบัน มีการศึกษาในสัตว์เพียงไม่กี่ชิ้นที่ใช้ในการตรวจสอบว่าการสัมผัสกับสัญญาณ LTE ส่งผลต่อการทำงานของสมองอย่างไร มีรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ว่าการสัมผัสกับสัญญาณในระบบของหนูที่กำลังพัฒนาตั้งแต่ระยะตัวอ่อนตอนปลายจนถึงหย่านม (30 นาที/วัน 5 วัน/สัปดาห์ โดยมีค่า SAR เฉลี่ยทั่วร่างกาย 0.5 หรือ 1 วัตต์/กิโลกรัม) ส่งผลให้พฤติกรรมการเคลื่อนไหวและความอยากอาหารเปลี่ยนแปลงไปเมื่อโตเต็มวัย 14 การสัมผัสกับสัญญาณในระบบซ้ำๆ (2 เฮกตาร์ต่อวันเป็นเวลา 6 สัปดาห์) ในหนูโตเต็มวัยพบว่าทำให้เกิดภาวะเครียดออกซิเดชันและลดแอมพลิจูดของศักยภาพการกระตุ้นการมองเห็นที่ได้จากเส้นประสาทตา โดยมีค่า SAR สูงสุดที่คาดการณ์ไว้ต่ำถึง 10 มิลลิวัตต์/กิโลกรัม 15
นอกเหนือจากการวิเคราะห์ในหลายระดับ รวมถึงระดับเซลล์และระดับโมเลกุลแล้ว แบบจำลองสัตว์ฟันแทะยังสามารถใช้ศึกษาผลกระทบของการสัมผัสคลื่นวิทยุในระหว่างการเกิดโรคได้ ดังเช่นที่เคยเน้นไปที่สนามแม่เหล็กไฟฟ้า GSM หรือ WCDMA/3G UMTS ในบริบทของการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลัน การศึกษาต่างๆ ได้แสดงให้เห็นถึงผลกระทบของอาการชัก โรคความเสื่อมของระบบประสาท หรือเนื้องอกในสมอง 16,17,18,19,20
หนูที่ฉีดลิโปโพลีแซคคาไรด์ (LPS) เป็นแบบจำลองทางคลินิกก่อนการทดลองแบบคลาสสิกของการตอบสนองการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันที่เกี่ยวข้องกับโรคติดเชื้อที่ไม่ร้ายแรงซึ่งเกิดจากไวรัสหรือแบคทีเรียที่ส่งผลกระทบต่อประชากรส่วนใหญ่ในแต่ละปี ภาวะการอักเสบนี้ทำให้เกิดโรคที่สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้และกลุ่มอาการทางพฤติกรรมซึมเศร้าซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือมีไข้ เบื่ออาหาร และการมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคมลดลง เซลล์ฟาโกไซต์ในระบบประสาทส่วนกลาง เช่น ไมโครเกลีย เป็นเซลล์สำคัญที่ก่อให้เกิดการตอบสนองการอักเสบของระบบประสาทนี้ การรักษาหนูด้วย LPS จะกระตุ้นการทำงานของไมโครเกลียซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการเปลี่ยนแปลงรูปร่างและกระบวนการของเซลล์ และการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในโปรไฟล์ทรานสคริปโตม รวมถึงการเพิ่มขึ้นของยีนที่เข้ารหัสไซโตไคน์หรือเอนไซม์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ ซึ่งส่งผลต่อเครือข่ายประสาท กิจกรรม 22, 23, 24
จากการศึกษาผลกระทบของการสัมผัสคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า GSM-1800 MHz เพียงครั้งเดียวเป็นเวลา 2 ชั่วโมงในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS เราพบว่าสัญญาณ GSM กระตุ้นการตอบสนองของเซลล์ในเปลือกสมอง ส่งผลต่อการแสดงออกของยีน การฟอสโฟรีเลชันของตัวรับกลูตาเมต การยิงของเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วย Meta และรูปร่างของไมโครเกลียในเปลือกสมอง ผลกระทบเหล่านี้ไม่พบในหนูที่มีสุขภาพดีที่ได้รับการสัมผัส GSM ในระดับเดียวกัน ซึ่งบ่งชี้ว่าสภาวะการอักเสบของระบบประสาทที่เกิดจาก LPS ทำให้เซลล์ CNS ไวต่อสัญญาณ GSM มากขึ้น เมื่อพิจารณาที่เปลือกสมองส่วนการได้ยิน (ACx) ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ซึ่งค่า SAR เฉลี่ยอยู่ที่ 1.55 W/kg เราพบว่าการสัมผัส GSM ส่งผลให้ความยาวหรือการแตกแขนงของกระบวนการไมโครเกลียเพิ่มขึ้น และการตอบสนองของเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียงบริสุทธิ์ลดลง การกระตุ้นตามธรรมชาติ 28
ในการศึกษาครั้งนี้ เรามีเป้าหมายที่จะตรวจสอบว่าการสัมผัสกับสัญญาณ LTE-1800 MHz เฉพาะบริเวณศีรษะเท่านั้น จะสามารถเปลี่ยนแปลงรูปร่างของไมโครเกลียและกิจกรรมของเซลล์ประสาทใน ACx ได้หรือไม่ โดยลดกำลังการสัมผัสลงสองในสาม เราแสดงให้เห็นว่าสัญญาณ LTE ไม่มีผลต่อกระบวนการของไมโครเกลีย แต่ยังคงกระตุ้นให้เกิดการลดลงอย่างมีนัยสำคัญของกิจกรรมของเปลือกสมองที่เกิดจากเสียงใน ACx ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ที่มีค่า SAR 0.5 W/kg
จากหลักฐานก่อนหน้านี้ที่แสดงว่าการสัมผัสกับคลื่น GSM-1800 MHz เปลี่ยนแปลงรูปร่างของเซลล์ไมโครเกลียภายใต้สภาวะที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เราจึงทำการตรวจสอบผลกระทบนี้หลังจากสัมผัสกับสัญญาณ LTE
หนูทดลองที่โตเต็มวัยได้รับการฉีด LPS 24 ชั่วโมงก่อนการสัมผัสเฉพาะส่วนหัวแบบหลอก หรือการสัมผัส LTE-1800 MHz เมื่อได้รับการสัมผัสแล้ว การตอบสนองการอักเสบของระบบประสาทที่เกิดจาก LPS จะเกิดขึ้นในเปลือกสมอง ดังแสดงโดยการเพิ่มขึ้นของยีนที่ก่อให้เกิดการอักเสบและการเปลี่ยนแปลงของรูปร่างไมโครเกลียในเปลือกสมอง (รูปที่ 1) พลังงานที่ปล่อยออกมาจากส่วนหัวของ LTE ถูกตั้งค่าเพื่อให้ได้ระดับ SAR เฉลี่ย 0.5 W/kg ใน ACx (รูปที่ 2) เพื่อตรวจสอบว่าไมโครเกลียที่ถูกกระตุ้นด้วย LPS ตอบสนองต่อ EMF ของ LTE หรือไม่ เราได้วิเคราะห์ส่วนของเปลือกสมองที่ย้อมด้วย anti-Iba1 ซึ่งติดฉลากเซลล์เหล่านี้โดยเฉพาะ ดังแสดงในรูปที่ 3a ในส่วนของ ACx ที่ตรึงไว้ 3 ถึง 4 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัสแบบหลอกหรือ LTE ไมโครเกลียดูคล้ายกันอย่างมาก โดยแสดงรูปร่างเซลล์แบบ "หนาแน่น" ที่เกิดจากการรักษาด้วย LPS ที่ก่อให้เกิดการอักเสบ (รูปที่ 1) สอดคล้องกับการไม่มีการตอบสนองทางรูปร่าง การวิเคราะห์ภาพเชิงปริมาณไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในพื้นที่ทั้งหมด (การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, p = 0.308) หรือพื้นที่ (p = 0.196) และความหนาแน่น (p = 0.061) ของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของ Iba1 เมื่อเปรียบเทียบการสัมผัสกับเซลล์ที่ย้อมด้วย Iba1 ในหนู LTE กับสัตว์ที่ไม่ได้สัมผัส (รูปที่ 3b-d)
ผลกระทบของการฉีด LPS เข้าทางช่องท้องต่อสัณฐานวิทยาของไมโครเกลียในเยื่อหุ้มสมอง ภาพแสดงไมโครเกลียในส่วนตัดขวางของเยื่อหุ้มสมอง (บริเวณด้านหลังส่วนกลาง) 24 ชั่วโมงหลังจากการฉีด LPS หรือสารควบคุม (ตัวควบคุม) เข้าทางช่องท้อง เซลล์ถูกย้อมด้วยแอนติบอดีต่อต้าน Iba1 ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ การรักษาด้วย LPS ที่ก่อให้เกิดการอักเสบส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสัณฐานวิทยาของไมโครเกลีย รวมถึงการหนาตัวขึ้นบริเวณส่วนต้นและการเพิ่มขึ้นของกิ่งก้านสาขาย่อยสั้นๆ ของกระบวนการเซลล์ ส่งผลให้มีลักษณะ "หนาแน่น" แถบมาตราส่วน: 20 µm
การวิเคราะห์ปริมาณรังสีของอัตราการดูดซับจำเพาะ (SAR) ในสมองหนูระหว่างการสัมผัสกับ LTE 1800 MHz แบบจำลองหนูจำลองและเสาอากาศแบบวงแหวนที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้62 ถูกนำมาใช้เพื่อประเมิน SAR เฉพาะที่ในสมอง โดยใช้ตารางลูกบาศก์ขนาด 0.5 มม.3 (a) ภาพรวมของแบบจำลองหนูในการตั้งค่าการสัมผัส โดยมีเสาอากาศแบบวงแหวนอยู่เหนือศีรษะและแผ่นความร้อนโลหะ (สีเหลือง) อยู่ใต้ลำตัว (b) การกระจายของค่า SAR ในสมองของหนูโตเต็มวัยที่ความละเอียดเชิงพื้นที่ 0.5 มม.3 บริเวณที่ล้อมรอบด้วยเส้นขอบสีดำในส่วนตัดตามแนวตั้งสอดคล้องกับคอร์เทกซ์การได้ยินหลัก ซึ่งมีการวิเคราะห์กิจกรรมของไมโครเกลียและเซลล์ประสาท มาตราส่วนรหัสสีของค่า SAR ใช้กับการจำลองเชิงตัวเลขทั้งหมดที่แสดงในรูป
(a) ไมโครเกลียที่ฉีด LPS ในคอร์เทกซ์การได้ยินของหนูหลังจากการสัมผัส LTE หรือ Sham (b) ภาพแสดงไมโครเกลียที่ย้อมด้วยแอนติบอดี anti-Iba1 ในส่วนตัดขวางของคอร์เทกซ์การได้ยินของหนูที่ฉีด LPS 3 ถึง 4 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส Sham หรือ LTE (การสัมผัส) แถบมาตราส่วน: 20 µm (bd) การประเมินทางสัณฐานวิทยาของไมโครเกลีย 3 ถึง 4 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส Sham (จุดเปิด) หรือ LTE (การสัมผัส จุดสีดำ) (b, c) การครอบคลุมเชิงพื้นที่ (b) ของเครื่องหมายไมโครเกลีย Iba1 และพื้นที่ของเซลล์ที่มี Iba1 เป็นบวก (c) ข้อมูลแสดงถึงพื้นที่การย้อมสี anti-Iba1 ที่ปรับให้เป็นมาตรฐานตามค่าเฉลี่ยจากสัตว์ที่สัมผัส Sham (d) จำนวนเซลล์ไมโครเกลียที่ย้อมด้วย anti-Iba1 ความแตกต่างระหว่างสัตว์ Sham (n = 5) และ LTE (n = 6) ไม่มีความสำคัญทางสถิติ (p > 0.05, ไม่จับคู่) (การทดสอบ t) ด้านบนและด้านล่างของกล่อง เส้นบนและล่างแสดงถึงเปอร์เซ็นไทล์ที่ 25-75 และเปอร์เซ็นไทล์ที่ 5-95 ตามลำดับ ค่าเฉลี่ยถูกทำเครื่องหมายด้วยสีแดงในกล่อง
ตารางที่ 1 สรุปจำนวนสัตว์และการบันทึกสัญญาณหลายหน่วยที่ได้จากคอร์เทกซ์การได้ยินหลักของหนูสี่กลุ่ม (กลุ่มควบคุม, กลุ่มที่ได้รับสารกระตุ้น, กลุ่มควบคุมที่ได้รับ LPS, กลุ่มที่ได้รับ LPS) ในผลลัพธ์ด้านล่าง เราได้รวมการบันทึกทั้งหมดที่แสดงให้เห็นถึงสนามรับสัญญาณเชิงเวลาสเปกตรัม (STRF) ที่มีนัยสำคัญ กล่าวคือ การตอบสนองที่เกิดจากเสียงอย่างน้อย 6 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานสูงกว่าอัตราการยิงสัญญาณโดยธรรมชาติ (ดูตารางที่ 1) เมื่อใช้เกณฑ์นี้ เราได้เลือกบันทึก 266 รายการสำหรับกลุ่มควบคุม 273 รายการสำหรับกลุ่มที่ได้รับสารกระตุ้น 299 รายการสำหรับกลุ่มควบคุมที่ได้รับ LPS และ 295 รายการสำหรับกลุ่มที่ได้รับ LPS
ในย่อหน้าต่อไปนี้ เราจะอธิบายพารามิเตอร์ที่สกัดจากสนามรับรู้เชิงสเปกตรัม-เวลา (นั่นคือ การตอบสนองต่อเสียงบริสุทธิ์) และการตอบสนองต่อเสียงร้องเฉพาะของสิ่งมีชีวิตต่างถิ่นก่อน จากนั้นเราจะอธิบายการหาปริมาณพื้นที่ตอบสนองความถี่ที่ได้สำหรับแต่ละกลุ่ม โดยคำนึงถึงการมีอยู่ของ "ข้อมูลซ้อน"30 ในการออกแบบการทดลองของเรา การวิเคราะห์ทางสถิติทั้งหมดจึงดำเนินการโดยอิงตามจำนวนตำแหน่งในอาร์เรย์อิเล็กโทรด (แถวสุดท้ายในตารางที่ 1) แต่ผลกระทบทั้งหมดที่อธิบายไว้ด้านล่างนี้ก็อิงตามจำนวนตำแหน่งในแต่ละกลุ่มเช่นกัน จำนวนรวมของการบันทึกหลายหน่วยที่รวบรวมได้ (แถวที่สามในตารางที่ 1)
รูปที่ 4a แสดงการกระจายความถี่ที่เหมาะสมที่สุด (BF ซึ่งให้การตอบสนองสูงสุดที่ 75 dB SPL) ของเซลล์ประสาทในเปลือกสมองที่ได้จากสัตว์ทดลองกลุ่มควบคุมและกลุ่มที่ได้รับสาร LPS ช่วงความถี่ของ BF ในทั้งสองกลุ่มขยายจาก 1 kHz ถึง 36 kHz การวิเคราะห์ทางสถิติแสดงให้เห็นว่าการกระจายเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกัน (ไคสแควร์, p = 0.278) ซึ่งบ่งชี้ว่าสามารถเปรียบเทียบระหว่างสองกลุ่มได้โดยไม่มีอคติในการสุ่มตัวอย่าง
ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อพารามิเตอร์เชิงปริมาณของการตอบสนองของเปลือกสมองในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS (a) การกระจาย BF ในเซลล์ประสาทของเปลือกสมองของสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ที่สัมผัสกับ LTE (สีดำ) และสัตว์ที่ไม่ได้สัมผัสกับ LTE (สีขาว) ไม่มีความแตกต่างระหว่างการกระจายทั้งสอง (bf) ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อพารามิเตอร์ที่วัดปริมาณของสนามรับรู้เชิงเวลาสเปกตรัม (STRF) ความแรงของการตอบสนองลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (*p < 0.05, การทดสอบ t แบบไม่จับคู่) ทั้งใน STRF (ความแรงของการตอบสนองทั้งหมด) และความถี่ที่เหมาะสม (b,c) ระยะเวลาการตอบสนอง แบนด์วิดท์การตอบสนอง และค่าคงที่แบนด์วิดท์ (df) ทั้งความแรงและความน่าเชื่อถือเชิงเวลาของการตอบสนองต่อเสียงร้องลดลง (g, h) กิจกรรมที่เกิดขึ้นเองไม่ได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (i) (*p < 0.05, การทดสอบ t แบบไม่จับคู่) (j,k) ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อเกณฑ์ของเปลือกสมอง เกณฑ์เฉลี่ยสูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่สัมผัสกับ LTE เมื่อเทียบกับ หนูทดลองที่ได้รับสารหลอก ผลกระทบนี้จะเด่นชัดมากขึ้นในความถี่ต่ำและกลาง
ภาพที่ 4b-f แสดงการกระจายของพารามิเตอร์ที่ได้จาก STRF สำหรับสัตว์เหล่านี้ (ค่าเฉลี่ยแสดงด้วยเส้นสีแดง) ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ดูเหมือนจะบ่งชี้ถึงการลดลงของความตื่นตัวของเซลล์ประสาท ประการแรก ความเข้มของการตอบสนองโดยรวมและการตอบสนองลดลงอย่างมีนัยสำคัญในกลุ่ม BF เมื่อเทียบกับสัตว์กลุ่ม Sham-LPS (ภาพที่ 4b,c การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, p = 0.0017; และ p = 0.0445) ในทำนองเดียวกัน การตอบสนองต่อเสียงสื่อสารลดลงทั้งในด้านความแรงของการตอบสนองและความน่าเชื่อถือระหว่างการทดลอง (ภาพที่ 4g,h; การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, p = 0.043) กิจกรรมที่เกิดขึ้นเองลดลง แต่ผลกระทบนี้ไม่มีนัยสำคัญ (ภาพที่ 4i; p = 0.0745) ระยะเวลาการตอบสนอง แบนด์วิดท์การปรับจูน และความหน่วงของการตอบสนองไม่ได้รับผลกระทบจากการสัมผัส LTE ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS (ภาพที่ 4d–f) ซึ่งบ่งชี้ว่าการเลือกความถี่และความแม่นยำของการตอบสนองเริ่มต้นไม่ได้รับผลกระทบจากการสัมผัส LTE ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS
ต่อไปเราได้ประเมินว่าค่าเกณฑ์การได้ยินของเปลือกสมองต่อเสียงบริสุทธิ์มีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่เมื่อสัมผัสกับ LTE จากพื้นที่ตอบสนองความถี่ (FRA) ที่ได้จากการบันทึกแต่ละครั้ง เราได้กำหนดค่าเกณฑ์การได้ยินสำหรับแต่ละความถี่และหาค่าเฉลี่ยของค่าเกณฑ์เหล่านี้สำหรับสัตว์ทั้งสองกลุ่ม รูปที่ 4j แสดงค่าเฉลี่ย (± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน) ของค่าเกณฑ์ตั้งแต่ 1.1 ถึง 36 kHz ในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS เมื่อเปรียบเทียบค่าเกณฑ์การได้ยินของกลุ่มควบคุมและกลุ่มที่สัมผัส พบว่าค่าเกณฑ์เพิ่มขึ้นอย่างมากในสัตว์ที่สัมผัสเมื่อเทียบกับสัตว์ในกลุ่มควบคุม (รูปที่ 4j) ซึ่งมีผลเด่นชัดมากขึ้นในความถี่ต่ำและกลาง กล่าวคือ ที่ความถี่ต่ำ (< 2.25 kHz) สัดส่วนของเซลล์ประสาท A1 ที่มีค่าเกณฑ์สูงเพิ่มขึ้น ในขณะที่สัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีค่าเกณฑ์ต่ำและปานกลางลดลง (ไคสแควร์ = 43.85; p < 0.0001; รูปที่ 4k รูปซ้าย) พบผลลัพธ์เดียวกันที่ความถี่กลาง (2.25 < Freq(kHz) < 11): สัดส่วนของการบันทึกจากเปลือกสมองที่มีเกณฑ์ระดับกลางสูงขึ้น และสัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์ต่ำลดลง เมื่อเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับการกระตุ้น (Chi-square = 71.17; p < 0.001; รูปที่ 4k แผงกลาง) นอกจากนี้ยังพบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในเกณฑ์สำหรับเซลล์ประสาทความถี่สูง (≥ 11 kHz, p = 0.0059); สัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์ต่ำลดลง และสัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์ระดับกลางถึงสูงเพิ่มขึ้น (chi-square = 10.853; p = 0.04 รูปที่ 4k แผงขวา)
รูปที่ 5a แสดงการกระจายความถี่ที่เหมาะสมที่สุด (BF ซึ่งให้การตอบสนองสูงสุดที่ 75 dB SPL) ของเซลล์ประสาทในเปลือกสมองที่ได้จากสัตว์ทดลองที่มีสุขภาพดีสำหรับกลุ่มควบคุมและกลุ่มที่ได้รับผลกระทบ การวิเคราะห์ทางสถิติแสดงให้เห็นว่าการกระจายทั้งสองมีความคล้ายคลึงกัน (ไคสแควร์, p = 0.157) ซึ่งบ่งชี้ว่าสามารถเปรียบเทียบระหว่างสองกลุ่มได้โดยไม่มีอคติในการสุ่มตัวอย่าง
ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อพารามิเตอร์เชิงปริมาณของการตอบสนองของเปลือกสมองในสัตว์ที่มีสุขภาพดี (a) การกระจาย BF ในเซลล์ประสาทของเปลือกสมองของสัตว์ที่มีสุขภาพดีที่สัมผัสกับ LTE (สีน้ำเงินเข้ม) และสัตว์ที่ไม่ได้สัมผัสกับ LTE (สีน้ำเงินอ่อน) ไม่มีความแตกต่างระหว่างการกระจายทั้งสอง (bf) ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อพารามิเตอร์ที่วัดปริมาณของสนามรับสัญญาณเชิงเวลาแบบสเปกตรัม (STRF) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในความเข้มของการตอบสนองตลอด STRF และความถี่ที่เหมาะสม (b,c) มีการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในระยะเวลาการตอบสนอง (d) แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในแบนด์วิดท์การตอบสนองและแบนด์วิดท์ (e, f) ทั้งความแรงและความน่าเชื่อถือเชิงเวลาของการตอบสนองต่อเสียงร้องไม่เปลี่ยนแปลง (g, h) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในกิจกรรมที่เกิดขึ้นเอง (i) (*p < 0.05 การทดสอบ t แบบไม่จับคู่) (j,k) ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อเกณฑ์ของเปลือกสมอง โดยเฉลี่ยแล้ว เกณฑ์ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่สัมผัสกับ LTE เมื่อเทียบกับหนูที่ไม่ได้สัมผัสกับ LTE แต่ค่าเกณฑ์ความถี่ที่สูงกว่านั้นต่ำกว่าเล็กน้อยในสัตว์ที่ได้รับสารดังกล่าว
รูปที่ 5b-f แสดงแผนภาพกล่องที่แสดงการกระจายและค่าเฉลี่ย (เส้นสีแดง) ของพารามิเตอร์ที่ได้จากชุด STRF สองชุด ในสัตว์ที่มีสุขภาพดี การสัมผัส LTE เองมีผลกระทบเพียงเล็กน้อยต่อค่าเฉลี่ยของพารามิเตอร์ STRF เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุม (กล่องสีฟ้าอ่อนเทียบกับสีฟ้าเข้มสำหรับกลุ่มที่สัมผัส) การสัมผัส LTE ไม่ได้เปลี่ยนแปลงทั้งความเข้มของการตอบสนองโดยรวมหรือการตอบสนองของ BF (รูปที่ 5b,c; การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, p = 0.2176 และ p = 0.8696 ตามลำดับ) นอกจากนี้ยังไม่มีผลกระทบต่อแบนด์วิดท์สเปกตรัมและเวลาแฝง (p = 0.6764 และ p = 0.7129 ตามลำดับ) แต่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในระยะเวลาการตอบสนอง (p = 0.047) นอกจากนี้ยังไม่มีผลกระทบต่อความแรงของการตอบสนองการเปล่งเสียง (รูปที่ 5g, p = 0.4375) ความน่าเชื่อถือระหว่างการทดลองของการตอบสนองเหล่านี้ (รูปที่ 5h, p = 0.3412) และ กิจกรรมที่เกิดขึ้นเอง (รูปที่ 5)5i; p = 0.3256)
รูปที่ 5j แสดงค่าเฉลี่ย (± ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน) ของเกณฑ์การได้ยินในช่วงความถี่ 1.1 ถึง 36 kHz ในหนูทดลองที่มีสุขภาพดี ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างหนูทดลองกลุ่มควบคุมและกลุ่มที่ได้รับสารพิษ ยกเว้นเกณฑ์การได้ยินที่ต่ำกว่าเล็กน้อยในหนูทดลองกลุ่มที่ได้รับสารพิษในช่วงความถี่สูง (11–36 kHz) (การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, p = 0.0083) ผลกระทบนี้สะท้อนให้เห็นว่าในหนูทดลองกลุ่มที่ได้รับสารพิษ ในช่วงความถี่นี้ (ค่าไคสแควร์ = 18.312, p = 0.001; รูปที่ 5k) มีเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์การได้ยินต่ำและปานกลางมากกว่าเล็กน้อย (ในขณะที่เกณฑ์การได้ยินสูงมีจำนวนเซลล์ประสาทน้อยกว่า)
โดยสรุปแล้ว เมื่อสัตว์ที่มีสุขภาพดีได้รับสาร LTE จะไม่มีผลกระทบต่อความแรงของการตอบสนองต่อเสียงบริสุทธิ์และเสียงที่ซับซ้อน เช่น เสียงร้อง นอกจากนี้ ในสัตว์ที่มีสุขภาพดี ระดับการได้ยินของสมองส่วนคอร์เท็กซ์มีความคล้ายคลึงกันระหว่างสัตว์ที่ได้รับสารและสัตว์กลุ่มควบคุม ในขณะที่ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS การได้รับสาร LTE ส่งผลให้ระดับการได้ยินของสมองส่วนคอร์เท็กซ์เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงความถี่ต่ำและกลาง
การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าในหนูตัวผู้ที่โตเต็มวัยซึ่งมีอาการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลัน การสัมผัสกับ LTE-1800 MHz ที่มี SARACx เฉพาะที่ 0.5 W/kg (ดูวิธีการ) ส่งผลให้ความเข้มของการตอบสนองที่เกิดจากเสียงในการบันทึกการสื่อสารขั้นต้นลดลงอย่างมีนัยสำคัญ การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของเซลล์ประสาทเหล่านี้เกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่เห็นได้ชัดในขอบเขตของโดเมนเชิงพื้นที่ที่ครอบคลุมโดยกระบวนการของไมโครเกลีย ผลกระทบของ LTE ต่อความเข้มของการตอบสนองที่เกิดจากเปลือกสมองนี้ไม่พบในหนูที่มีสุขภาพดี เมื่อพิจารณาถึงความคล้ายคลึงกันในการกระจายความถี่ที่เหมาะสมที่สุดระหว่างหน่วยบันทึกในสัตว์ที่สัมผัสกับ LTE และสัตว์ที่ไม่ได้สัมผัสกับ LTE ความแตกต่างในปฏิกิริยาของเซลล์ประสาทสามารถเกิดจากผลกระทบทางชีวภาพของสัญญาณ LTE มากกว่าอคติในการสุ่มตัวอย่าง (รูปที่ 4a) นอกจากนี้ การไม่มีการเปลี่ยนแปลงในความหน่วงของการตอบสนองและแบนด์วิดท์การปรับสเปกตรัมในหนูที่สัมผัสกับ LTE บ่งชี้ว่าการบันทึกเหล่านี้น่าจะถูกสุ่มตัวอย่างจากชั้นเปลือกสมองเดียวกัน ซึ่งตั้งอยู่ใน ACx หลักมากกว่าบริเวณรอง
เท่าที่ทราบ ผลกระทบของการส่งสัญญาณ LTE ต่อการตอบสนองของเซลล์ประสาทนั้นยังไม่เคยมีการรายงานมาก่อน อย่างไรก็ตาม การศึกษาในอดีตได้บันทึกความสามารถของ GSM-1800 MHz หรือคลื่นต่อเนื่อง (CW) 1800 MHz ในการเปลี่ยนแปลงความตื่นตัวของเซลล์ประสาท แม้ว่าจะมีความแตกต่างกันอย่างมากขึ้นอยู่กับวิธีการทดลองก็ตาม หลังจากได้รับคลื่น CW 1800 MHz ที่ระดับ SAR 8.2 W/Kg ไม่นาน การบันทึกจากปมประสาทของหอยทากแสดงให้เห็นว่าเกณฑ์การกระตุ้นศักยภาพการทำงานและการปรับเปลี่ยนเซลล์ประสาทลดลง ในทางกลับกัน กิจกรรมการส่งสัญญาณและการระเบิดในเซลล์ประสาทเพาะเลี้ยงปฐมภูมิที่ได้จากสมองหนูถูกลดลงโดยการได้รับ GSM-1800 MHz หรือคลื่น CW 1800 MHz เป็นเวลา 15 นาทีที่ SAR 4.6 W/kg การยับยั้งนี้สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้เพียงบางส่วนภายใน 30 นาทีหลังการได้รับสัญญาณ การปิดการทำงานของเซลล์ประสาทอย่างสมบูรณ์เกิดขึ้นที่ SAR 9.2 การวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณและผลตอบสนองแสดงให้เห็นว่า GSM-1800 MHz มีประสิทธิภาพมากกว่า 1800 MHz CW ในการยับยั้งกิจกรรมการกระตุ้น ซึ่งบ่งชี้ว่าการตอบสนองของเซลล์ประสาทขึ้นอยู่กับการปรับสัญญาณ RF
ในการทดลองของเรา การตอบสนองของเปลือกสมองที่ถูกกระตุ้นจะถูกเก็บรวบรวมในร่างกายสัตว์ทดลอง 3 ถึง 6 ชั่วโมงหลังจากสิ้นสุดการสัมผัสเฉพาะส่วนหัวเป็นเวลา 2 ชั่วโมง ในการศึกษาครั้งก่อน เราได้ตรวจสอบผลของ GSM-1800 MHz ที่ SARACx 1.55 W/kg และพบว่าไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการตอบสนองของเปลือกสมองที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียงในหนูทดลองที่มีสุขภาพดี ในการศึกษานี้ ผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญเพียงอย่างเดียวที่เกิดขึ้นในหนูทดลองที่มีสุขภาพดีจากการสัมผัส LTE-1800 ที่ SARACx 0.5 W/kg คือการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยของระยะเวลาการตอบสนองเมื่อมีการนำเสนอเสียงบริสุทธิ์ ผลกระทบนี้อธิบายได้ยากเพราะไม่ได้มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของความเข้มของการตอบสนอง ซึ่งบ่งชี้ว่าระยะเวลาการตอบสนองที่ยาวนานขึ้นนี้เกิดขึ้นด้วยจำนวนศักยภาพการกระทำทั้งหมดที่เท่าเดิมที่ถูกยิงโดยเซลล์ประสาทในเปลือกสมอง คำอธิบายหนึ่งอาจเป็นไปได้ว่าการสัมผัส LTE อาจลดกิจกรรมของเซลล์ประสาทตัวกลางยับยั้งบางส่วน เนื่องจากมีการบันทึกไว้ว่าใน ACx หลัก การยับยั้งแบบส่งต่อจะควบคุมระยะเวลาของการตอบสนองของเซลล์พีระมิดที่ถูกกระตุ้นโดยทาลามัสที่กระตุ้น อินพุต 33, 34, 35, 36, 37
ในทางตรงกันข้าม ในหนูทดลองที่ได้รับสาร LPS ที่กระตุ้นให้เกิดการอักเสบของระบบประสาท การได้รับสาร LTE ไม่มีผลต่อระยะเวลาของการทำงานของเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วยเสียง แต่ตรวจพบผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความแรงของการตอบสนองที่ถูกกระตุ้น อันที่จริง เมื่อเปรียบเทียบกับการตอบสนองของเซลล์ประสาทที่บันทึกไว้ในหนูทดลองที่ได้รับสาร LPS ในกลุ่มควบคุม เซลล์ประสาทในหนูทดลองที่ได้รับสาร LPS และสัมผัสกับสาร LTE แสดงให้เห็นถึงการลดลงของความเข้มของการตอบสนอง ซึ่งเป็นผลที่สังเกตได้ทั้งเมื่อนำเสนอเสียงโทนบริสุทธิ์และเสียงร้องตามธรรมชาติ การลดลงของความเข้มของการตอบสนองต่อเสียงโทนบริสุทธิ์เกิดขึ้นโดยไม่มีการแคบลงของแถบความถี่เสียง 75 dB และเนื่องจากเกิดขึ้นที่ความเข้มเสียงทุกระดับ จึงส่งผลให้เกณฑ์การได้ยินของเซลล์ประสาทในสมองส่วนคอร์เท็กซ์เพิ่มขึ้นที่ความถี่ต่ำและกลาง
การลดลงของความแรงของการตอบสนองที่ถูกกระตุ้นบ่งชี้ว่าผลของการส่งสัญญาณ LTE ที่ SARACx 0.5 W/kg ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS นั้นคล้ายคลึงกับผลของ GSM-1800 MHz ที่ใช้ที่ SARACx สูงกว่าสามเท่า (1.55 W/kg) 28 สำหรับการส่งสัญญาณ GSM การสัมผัสศีรษะกับ LTE-1800 MHz อาจลดความตื่นตัวของเซลล์ประสาทในเซลล์ประสาท ACx ของหนูที่ได้รับภาวะการอักเสบของระบบประสาทที่เกิดจาก LPS สอดคล้องกับสมมติฐานนี้ เรายังสังเกตเห็นแนวโน้มของการลดลงของความน่าเชื่อถือในการทดลองของการตอบสนองของเซลล์ประสาทต่อการเปล่งเสียง (รูปที่ 4h) และการลดลงของกิจกรรมที่เกิดขึ้นเอง (รูปที่ 4i) อย่างไรก็ตาม เป็นเรื่องยากที่จะระบุในร่างกายว่าการส่งสัญญาณ LTE ลดความตื่นตัวภายในของเซลล์ประสาทหรือลดอินพุตของไซแนปส์ ซึ่งควบคุมการตอบสนองของเซลล์ประสาทใน ACx
ประการแรก การตอบสนองที่อ่อนลงเหล่านี้อาจเกิดจากความสามารถในการกระตุ้นที่ลดลงโดยธรรมชาติของเซลล์เยื่อหุ้มสมองหลังจากได้รับคลื่น LTE 1800 MHz เพื่อสนับสนุนแนวคิดนี้ คลื่น GSM-1800 MHz และ 1800 MHz-CW ลดกิจกรรมการยิงแบบเป็นจังหวะเมื่อใช้โดยตรงกับเซลล์ประสาทเยื่อหุ้มสมองของหนูที่เพาะเลี้ยงในห้องปฏิบัติการ โดยมีระดับ SAR 3.2 W/kg และ 4.6 W/kg ตามลำดับ แต่จำเป็นต้องมีระดับ SAR ที่เป็นเกณฑ์เพื่อลดกิจกรรมการยิงแบบเป็นจังหวะอย่างมีนัยสำคัญ เพื่อสนับสนุนสมมติฐานเรื่องความสามารถในการกระตุ้นที่ลดลงโดยธรรมชาติ เรายังสังเกตเห็นอัตราการยิงแบบเกิดขึ้นเองที่ต่ำกว่าในสัตว์ที่ได้รับคลื่นเมื่อเทียบกับสัตว์ที่ไม่ได้ได้รับคลื่น
ประการที่สอง การได้รับรังสี LTE อาจส่งผลต่อการส่งสัญญาณประสาทจากไซแนปส์ทาลามัส-คอร์เท็กซ์หรือคอร์เท็กซ์-คอร์เท็กซ์ บันทึกจำนวนมากในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าในคอร์เท็กซ์การได้ยิน ความกว้างของการปรับจูนสเปกตรัมไม่ได้ถูกกำหนดโดยการฉายภาพจากทาลามัสเพียงอย่างเดียว แต่การเชื่อมต่อภายในคอร์เท็กซ์ยังให้สัญญาณสเปกตรัมเพิ่มเติมแก่บริเวณคอร์เท็กซ์อีกด้วย39,40 ในการทดลองของเรา ข้อเท็จจริงที่ว่า STRF ของคอร์เท็กซ์แสดงแบนด์วิดท์ที่คล้ายกันในสัตว์ที่ได้รับรังสีและสัตว์ที่ไม่ได้ได้รับรังสี แสดงให้เห็นโดยอ้อมว่าผลกระทบของการได้รับรังสี LTE ไม่ใช่ผลกระทบต่อการเชื่อมต่อระหว่างคอร์เท็กซ์กับคอร์เท็กซ์ นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นว่าการเชื่อมต่อที่สูงขึ้นในบริเวณคอร์เท็กซ์อื่นๆ ที่ได้รับรังสี SAR มากกว่าที่วัดได้ใน ACx (รูปที่ 2) อาจไม่ใช่สาเหตุของการตอบสนองที่เปลี่ยนแปลงไปที่รายงานไว้ในที่นี้
ในที่นี้ สัดส่วนที่มากขึ้นของการบันทึกคอร์เทกซ์ที่สัมผัสกับ LPS แสดงค่าเกณฑ์ที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับสัตว์ที่สัมผัสกับ LPS แบบจำลอง เนื่องจากมีการเสนอว่าเกณฑ์เสียงของคอร์เทกซ์ถูกควบคุมเป็นหลักโดยความแข็งแรงของไซแนปส์ทาลามัส-คอร์เทกซ์39,40 จึงอาจสงสัยได้ว่าการส่งสัญญาณจากทาลามัสไปยังคอร์เทกซ์ลดลงบางส่วนจากการสัมผัส ไม่ว่าจะเป็นระดับก่อนไซแนปส์ (การปล่อยกลูตาเมตลดลง) หรือระดับหลังไซแนปส์ (จำนวนตัวรับหรือความสัมพันธ์ลดลง)
เช่นเดียวกับผลกระทบของ GSM-1800 MHz การตอบสนองของเซลล์ประสาทที่เปลี่ยนแปลงไปซึ่งเกิดจาก LTE เกิดขึ้นในบริบทของการอักเสบของระบบประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วย LPS ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการตอบสนองของไมโครเกลีย หลักฐานในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าไมโครเกลียมีอิทธิพลอย่างมากต่อกิจกรรมของเครือข่ายประสาทในสมองปกติและสมองที่ผิดปกติ41,42,43 ความสามารถในการปรับเปลี่ยนการส่งสัญญาณประสาทไม่ได้ขึ้นอยู่กับการผลิตสารประกอบที่พวกมันผลิตขึ้นซึ่งอาจจำกัดหรือส่งเสริมการส่งสัญญาณประสาทเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับความสามารถในการเคลื่อนที่สูงของกระบวนการเซลล์ของพวกมันด้วย ในเปลือกสมอง ทั้งกิจกรรมของเครือข่ายประสาทที่เพิ่มขึ้นและลดลงจะกระตุ้นการขยายตัวอย่างรวดเร็วของโดเมนเชิงพื้นที่ของไมโครเกลียเนื่องจากการเติบโตของกระบวนการไมโครเกลีย44,45 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนยื่นของไมโครเกลียจะถูกดึงดูดเข้ามาใกล้กับไซแนปส์ทาลามัส-คอร์เท็กซ์ที่ถูกกระตุ้น และสามารถยับยั้งกิจกรรมของไซแนปส์กระตุ้นผ่านกลไกที่เกี่ยวข้องกับการผลิตอะดีโนซีนในท้องถิ่นที่เกิดจากไมโครเกลีย
ในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS และได้รับคลื่น GSM-1800 MHz ร่วมกับ SARACx ที่ 1.55 W/kg พบว่ากิจกรรมของเซลล์ประสาท ACx ลดลง พร้อมกับการเจริญเติบโตของกระบวนการไมโครเกลีย ซึ่งสังเกตได้จากพื้นที่ที่ย้อมด้วย Iba1 เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญใน ACx28 การสังเกตนี้ชี้ให้เห็นว่าการปรับโครงสร้างของไมโครเกลียที่เกิดจากการสัมผัสกับคลื่น GSM สามารถมีส่วนร่วมอย่างแข็งขันในการลดลงของการตอบสนองของเซลล์ประสาทต่อเสียงที่เกิดจากคลื่น GSM อย่างไรก็ตาม การศึกษาปัจจุบันของเราโต้แย้งสมมติฐานนี้ในบริบทของการสัมผัสกับคลื่น LTE ที่ศีรษะร่วมกับ SARACx ที่จำกัดไว้ที่ 0.5 W/kg เนื่องจากเราไม่พบการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ที่ครอบคลุมโดยกระบวนการไมโครเกลีย แต่สิ่งนี้ไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ของผลกระทบของการส่งสัญญาณ LTE ต่อไมโครเกลียที่ถูกกระตุ้นด้วย LPS ซึ่งอาจส่งผลต่อกิจกรรมของเซลล์ประสาท จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อตอบคำถามนี้และเพื่อกำหนดกลไกที่การอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันเปลี่ยนแปลงการตอบสนองของเซลล์ประสาทต่อการส่งสัญญาณ LTE
เท่าที่เราทราบ ผลกระทบของสัญญาณ LTE ต่อการประมวลผลการได้ยินยังไม่เคยมีการศึกษามาก่อน การศึกษาครั้งก่อนของเรา 26,28 และการศึกษาปัจจุบันแสดงให้เห็นว่า ในสภาวะการอักเสบเฉียบพลัน การสัมผัสศีรษะเพียงอย่างเดียวกับ GSM-1800 MHz หรือ LTE-1800 MHz ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงการทำงานของการตอบสนองของเซลล์ประสาทใน ACx ดังที่แสดงโดยการเพิ่มขึ้นของเกณฑ์การได้ยิน ด้วยเหตุผลหลักอย่างน้อยสองประการ การทำงานของหูชั้นในไม่ควรได้รับผลกระทบจากการสัมผัส LTE ของเรา ประการแรก ดังที่แสดงในการศึกษาการวัดปริมาณรังสีที่แสดงในรูปที่ 2 ระดับ SAR สูงสุด (ใกล้เคียง 1 W/kg) อยู่ในคอร์เทกซ์ส่วนหลังด้านใน (ใต้เสาอากาศ) และลดลงอย่างมากเมื่อเคลื่อนไปทางด้านข้างและด้านล่างของศีรษะ สามารถประมาณได้ว่าอยู่ที่ประมาณ 0.1 W/kg ที่ระดับใบหูของหนู (ใต้ช่องหู) ประการที่สอง เมื่อหูของหนูตะเภาสัมผัสกับ GSM 900 MHz เป็นเวลา 2 เดือน (5 วัน/สัปดาห์ 1 ชั่วโมง/วัน, SAR ระหว่าง 1 ถึง 4 W/กก.) ไม่พบการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจจับได้ในขนาดของเกณฑ์การปล่อยเสียงสะท้อนจากหูและการตอบสนองของก้านสมองต่อเสียง 47 ยิ่งไปกว่านั้น การสัมผัสศีรษะซ้ำๆ กับ GSM 900 หรือ 1800 MHz ที่ SAR เฉพาะที่ 2 W/กก. ไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของเซลล์ขนชั้นนอกของหูชั้นในในหนูที่มีสุขภาพดี48,49 ผลลัพธ์เหล่านี้สะท้อนข้อมูลที่ได้รับในมนุษย์ ซึ่งการวิจัยแสดงให้เห็นว่าการสัมผัส EMF จากโทรศัพท์มือถือ GSM เป็นเวลา 10 ถึง 30 นาทีไม่มีผลกระทบที่สม่ำเสมอต่อการประมวลผลการได้ยินตามที่ประเมินในระดับหูชั้นใน50,51,52 หรือก้านสมอง53,54
ในการศึกษาของเรา พบว่าการเปลี่ยนแปลงการทำงานของเซลล์ประสาทที่ถูกกระตุ้นด้วย LTE นั้นเกิดขึ้นในร่างกายภายใน 3 ถึง 6 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัสสิ้นสุดลง ในการศึกษาครั้งก่อนเกี่ยวกับส่วนดอร์โซมีเดียลของเปลือกสมอง พบว่าผลกระทบหลายอย่างที่เกิดจาก GSM-1800 MHz ที่สังเกตได้ 24 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส ไม่สามารถตรวจพบได้อีกต่อไปที่ 72 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส ซึ่งเป็นกรณีเดียวกับการขยายตัวของกระบวนการไมโครเกลีย การลดลงของยีน IL-1ß และการดัดแปลงหลังการแปลของตัวรับ AMPA เมื่อพิจารณาว่าเปลือกสมองส่วนการได้ยินมีค่า SAR ต่ำกว่า (0.5W/kg) กว่าบริเวณดอร์โซมีเดียล (2.94W/kg26) การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่รายงานในที่นี้จึงดูเหมือนจะเป็นการเปลี่ยนแปลงชั่วคราว
ข้อมูลของเราควรคำนึงถึงขีดจำกัด SAR ที่กำหนดไว้และการประมาณค่า SAR จริงที่เกิดขึ้นในเปลือกสมองของผู้ใช้โทรศัพท์มือถือ มาตรฐานปัจจุบันที่ใช้ในการปกป้องสาธารณชนกำหนดขีดจำกัด SAR ไว้ที่ 2 วัตต์/กิโลกรัม สำหรับการสัมผัสเฉพาะที่บริเวณศีรษะหรือลำตัวกับคลื่นความถี่วิทยุในช่วง 100 kHz และ 6 GHz
การจำลองปริมาณรังสีได้ดำเนินการโดยใช้แบบจำลองศีรษะมนุษย์ที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดการดูดซับพลังงาน RF ในเนื้อเยื่อต่างๆ ของศีรษะระหว่างการสื่อสารทั่วไปทางศีรษะหรือโทรศัพท์มือถือ นอกเหนือจากความหลากหลายของแบบจำลองศีรษะมนุษย์แล้ว การจำลองเหล่านี้ยังเน้นให้เห็นถึงความแตกต่างหรือความไม่แน่นอนอย่างมีนัยสำคัญในการประมาณพลังงานที่สมองดูดซับโดยอิงจากพารามิเตอร์ทางกายวิภาคหรือทางเนื้อเยื่อวิทยา เช่น รูปร่างภายนอกหรือภายในของกะโหลกศีรษะ ความหนา หรือปริมาณน้ำ เนื้อเยื่อศีรษะที่แตกต่างกันนั้นแตกต่างกันอย่างมากตามอายุ เพศ หรือแต่ละบุคคล 56,57,58 ยิ่งไปกว่านั้น คุณลักษณะของโทรศัพท์มือถือ เช่น ตำแหน่งภายในของเสาอากาศและตำแหน่งของโทรศัพท์มือถือที่สัมพันธ์กับศีรษะของผู้ใช้ มีอิทธิพลอย่างมากต่อระดับและการกระจายของค่า SAR ในเปลือกสมอง 59,60 อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจากการกระจาย SAR ที่รายงานในเปลือกสมองของมนุษย์ ซึ่งสร้างขึ้นจากแบบจำลองโทรศัพท์มือถือที่ปล่อยคลื่นความถี่วิทยุในช่วง 1800 MHz 58, 59, 60 ดูเหมือนว่าระดับ SAR ที่เกิดขึ้นในเปลือกสมองส่วนการได้ยินของมนุษย์ยังคงอยู่ในระดับหนึ่ง ในการศึกษาของเรา ค่า SAR ที่ใช้ในครึ่งหนึ่งของเปลือกสมองมนุษย์นั้นต่ำกว่าเกณฑ์ (SARACx 0.5 W/kg) ดังนั้น ข้อมูลของเราจึงไม่ท้าทายขีดจำกัดปัจจุบันของค่า SAR ที่ใช้ได้กับสาธารณชน
โดยสรุป การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่า การสัมผัสกับคลื่น LTE-1800 MHz เพียงครั้งเดียวบริเวณศีรษะ รบกวนการตอบสนองของเซลล์ประสาทในสมองส่วนคอร์เท็กซ์ต่อสิ่งเร้าทางประสาทสัมผัส สอดคล้องกับการศึกษาในอดีตเกี่ยวกับผลกระทบของสัญญาณ GSM ผลลัพธ์ของเราชี้ให้เห็นว่า ผลกระทบของสัญญาณ LTE ต่อกิจกรรมของเซลล์ประสาทนั้นแตกต่างกันไปตามสถานะสุขภาพ การอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันทำให้เซลล์ประสาทไวต่อคลื่น LTE-1800 MHz ส่งผลให้การประมวลผลสิ่งเร้าทางเสียงในสมองส่วนคอร์เท็กซ์เปลี่ยนแปลงไป
ข้อมูลจากเปลือกสมองของหนูวิสตาร์เพศผู้โตเต็มวัยจำนวน 31 ตัว ที่ได้จากห้องปฏิบัติการ Janvier ถูกเก็บรวบรวมเมื่ออายุ 55 วัน หนูถูกเลี้ยงไว้ในสถานที่ควบคุมความชื้น (50-55%) และอุณหภูมิ (22-24 °C) โดยมีวงจรแสง/ความมืด 12 ชั่วโมง/12 ชั่วโมง (เปิดไฟเวลา 7:30 น.) และสามารถเข้าถึงอาหารและน้ำได้อย่างอิสระ การทดลองทั้งหมดดำเนินการตามแนวทางที่กำหนดโดยคำสั่งของสภาประชาคมยุโรป (2010/63/EU Council Directive) ซึ่งคล้ายคลึงกับที่อธิบายไว้ในแนวทางของสมาคมประสาทวิทยาศาสตร์สำหรับการใช้สัตว์ในการวิจัยทางประสาทวิทยาศาสตร์ โปรโตคอลนี้ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรม Paris-Sud and Center (CEEA N°59, โครงการ 2014-25, โปรโตคอลแห่งชาติ 03729.02) โดยใช้ขั้นตอนที่ได้รับการตรวจสอบโดยคณะกรรมการนี้ 32-2011 และ 34-2012
สัตว์ทดลองได้รับการปรับตัวให้คุ้นเคยกับห้องเลี้ยงรวมเป็นเวลาอย่างน้อย 1 สัปดาห์ก่อนที่จะได้รับการรักษาด้วย LPS และการสัมผัส (หรือการสัมผัสแบบหลอก) กับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า LTE
หนูทดลองจำนวน 22 ตัว ได้รับการฉีด E. coli LPS (250 µg/kg, ซีโรไทป์ 0127:B8, SIGMA) ที่เจือจางด้วยน้ำเกลือไอโซโทนิกปราศจากเอนโดท็อกซินที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว เข้าทางช่องท้อง (ip) 24 ชั่วโมงก่อนการสัมผัส LTE หรือการสัมผัสแบบหลอก (n ต่อกลุ่ม) = 11) ในหนูวิสตาร์เพศผู้ อายุ 2 เดือน การรักษาด้วย LPS นี้ทำให้เกิดการตอบสนองการอักเสบของระบบประสาท ซึ่งแสดงให้เห็นในเปลือกสมองโดยยีนที่ก่อให้เกิดการอักเสบหลายตัว (tumor necrosis factor-alpha, interleukin 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) ที่มีการเพิ่มระดับขึ้น 24 ชั่วโมงหลังจากการฉีด LPS รวมถึงการเพิ่มขึ้น 4 เท่าและ 12 เท่าของระดับการถอดรหัสที่เข้ารหัสเอนไซม์ NOX2 และ interleukin 1ß ตามลำดับ ณ จุดเวลา 24 ชั่วโมงนี้ ไมโครเกลียในเปลือกสมองแสดงลักษณะเซลล์แบบ "หนาแน่น" ทั่วไปที่คาดหวังจากการกระตุ้นการอักเสบของเซลล์โดย LPS (รูปที่ 1) ซึ่งแตกต่างจากการกระตุ้นโดย LPS อื่นๆ การกระตุ้นการอักเสบของเซลล์สอดคล้องกับ 24, 61
การสัมผัสคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า LTE เฉพาะส่วนหัว ดำเนินการโดยใช้ชุดอุปกรณ์ทดลองที่เคยใช้ประเมินผลของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า GSM มาก่อน²⁶ การสัมผัส LTE ดำเนินการ 24 ชั่วโมงหลังจากการฉีด LPS (สัตว์ทดลอง 11 ตัว) หรือไม่ได้รับการรักษาด้วย LPS (สัตว์ทดลอง 5 ตัว) สัตว์ทดลองได้รับการวางยาสลบอย่างอ่อนด้วยคีตามีน/ไซลาซีน (คีตามีน 80 มก./กก. ฉีดเข้าทางช่องท้อง; ไซลาซีน 10 มก./กก. ฉีดเข้าทางช่องท้อง) ก่อนการสัมผัส เพื่อป้องกันการเคลื่อนไหวและเพื่อให้แน่ใจว่าหัวของสัตว์อยู่ในเสาอากาศแบบวงแหวนที่ปล่อยสัญญาณ LTE ตำแหน่งที่สามารถทำซ้ำได้อยู่ด้านล่าง หนูครึ่งหนึ่งจากกรงเดียวกันทำหน้าที่เป็นกลุ่มควบคุม (สัตว์ทดลองที่ไม่ได้สัมผัส 11 ตัว จากหนูทดลอง 22 ตัวที่ได้รับการรักษาล่วงหน้าด้วย LPS): พวกมันถูกวางไว้ใต้เสาอากาศแบบวงแหวนและตั้งค่าพลังงานของสัญญาณ LTE เป็นศูนย์ น้ำหนักของสัตว์ทดลองที่สัมผัสและสัตว์ทดลองที่ไม่ได้สัมผัสมีความคล้ายคลึงกัน (p = 0.558, การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, ns) สัตว์ทดลองที่ได้รับการวางยาสลบทั้งหมดถูกวางไว้บนแผ่นทำความร้อนที่ปราศจากโลหะเพื่อรักษาระดับอุณหภูมิร่างกายให้คงที่ รักษาอุณหภูมิไว้ที่ 37°C ตลอดการทดลอง เช่นเดียวกับการทดลองก่อนหน้านี้ กำหนดเวลาการสัมผัสไว้ที่ 2 ชั่วโมง หลังจากสัมผัสแล้ว ให้วางสัตว์ทดลองบนแผ่นทำความร้อนอีกแผ่นในห้องผ่าตัด ขั้นตอนการสัมผัสแบบเดียวกันนี้ถูกนำไปใช้กับหนูทดลองสุขภาพดี 10 ตัว (ไม่ได้รับการรักษาด้วย LPS) โดยครึ่งหนึ่งของหนูเหล่านี้ได้รับการสัมผัสแบบหลอกจากกรงเดียวกัน (p = 0.694)
ระบบการฉายรังสีมีลักษณะคล้ายกับระบบ 25, 62 ที่อธิบายไว้ในการศึกษาครั้งก่อน โดยเปลี่ยนเครื่องกำเนิดคลื่นความถี่วิทยุเป็นเครื่องกำเนิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า LTE แทน GSM กล่าวโดยสรุปคือ เครื่องกำเนิดคลื่นความถี่วิทยุ (SMBV100A, 3.2 GHz, Rohde & Schwarz, เยอรมนี) ที่ปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า LTE - 1800 MHz เชื่อมต่อกับเครื่องขยายกำลัง (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, สหรัฐอเมริกา) เครื่องหมุนเวียน (D3 1719-N, Sodhy, ฝรั่งเศส) ตัวเชื่อมต่อสองทาง (CD D 1824-2, − 30 dB, Sodhy, ฝรั่งเศส) และตัวแบ่งกำลังสี่ทาง (DC D 0922-4N, Sodhy, ฝรั่งเศส) ทำให้สามารถฉายรังสีสัตว์ได้พร้อมกันสี่ตัว เครื่องวัดกำลัง (N1921A, Agilent, สหรัฐอเมริกา) ที่เชื่อมต่อกับตัวเชื่อมต่อแบบสองทิศทางช่วยให้สามารถวัดและตรวจสอบกำลังที่ตกกระทบและสะท้อนภายในอุปกรณ์ได้อย่างต่อเนื่อง เอาต์พุตแต่ละตัวเชื่อมต่อกับเสาอากาศแบบวงแหวน (Sama-Sistemi srl; โรม) ทำให้สามารถเปิดเผยส่วนหัวของสัตว์ได้บางส่วน เสาอากาศแบบวงแหวนประกอบด้วยวงจรพิมพ์ที่มีเส้นโลหะสองเส้น (ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก εr = 4.6) สลักอยู่บนพื้นผิวอีพ็อกซีที่เป็นฉนวน ที่ปลายด้านหนึ่ง อุปกรณ์ประกอบด้วยลวดกว้าง 1 มม. ที่ทำเป็นวงแหวนวางไว้ใกล้กับหัวของสัตว์ เช่นเดียวกับการศึกษาครั้งก่อนๆ26,62 อัตราการดูดซับเฉพาะ (SAR) ถูกกำหนดในเชิงตัวเลขโดยใช้แบบจำลองหนูเชิงตัวเลขและวิธีการโดเมนเวลาความแตกต่างจำกัด (FDTD)63,64,65 นอกจากนี้ยังถูกกำหนดในเชิงทดลองในแบบจำลองหนูที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้โพรบ Luxtron เพื่อวัดอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ SAR ใน W/kg คำนวณโดยใช้สูตร: SAR = C ΔT/Δt โดยที่ C คือความจุความร้อนใน J/(kg K), ΔT ใน °K และ Δt คือการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เวลาในหน่วยวินาที ค่า SAR ที่กำหนดในเชิงตัวเลขถูกนำมาเปรียบเทียบกับค่าที่ได้จากการทดลอง ค่า SAR ที่ได้จากการใช้แบบจำลองที่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยเฉพาะในบริเวณสมองของหนูที่เทียบเท่ากัน ความแตกต่างระหว่างค่า SAR ที่วัดได้เชิงตัวเลขและค่า SAR ที่ตรวจพบจากการทดลองนั้นน้อยกว่า 30%
รูปที่ 2a แสดงการกระจาย SAR ในสมองของหนูในแบบจำลองหนู ซึ่งตรงกับการกระจายในแง่ของน้ำหนักตัวและขนาดของหนูที่ใช้ในการศึกษาของเรา ค่าเฉลี่ย SAR ในสมองคือ 0.37 ± 0.23 W/kg (ค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน) ค่า SAR สูงที่สุดในบริเวณเยื่อหุ้มสมองที่อยู่ใต้เสาอากาศแบบวงแหวน ค่า SAR เฉพาะที่ใน ACx (SARACx) คือ 0.50 ± 0.08 W/kg (ค่าเฉลี่ย ± ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน) (รูปที่ 2b) เนื่องจากน้ำหนักตัวของหนูที่ได้รับรังสีมีความสม่ำเสมอ และความแตกต่างของความหนาของเนื้อเยื่อในศีรษะมีน้อยมาก จึงคาดว่าค่า SAR ที่แท้จริงของ ACx หรือบริเวณเยื่อหุ้มสมองอื่นๆ จะมีความคล้ายคลึงกันมากระหว่างสัตว์ที่ได้รับรังสีแต่ละตัว
เมื่อสิ้นสุดระยะเวลาการสัมผัส สัตว์ทดลองจะได้รับยาเสริมเพิ่มเติม ได้แก่ คีตามีน (20 มก./กก. ฉีดเข้าทางช่องท้อง) และไซลาซีน (4 มก./กก. ฉีดเข้าทางช่องท้อง) จนกว่าจะไม่พบการเคลื่อนไหวสะท้อนกลับหลังจากบีบอุ้งเท้าหลัง ฉีดยาชาเฉพาะที่ (ไซโลเคน 2%) เข้าใต้ผิวหนังและกล้ามเนื้อขมับเหนือหัวกะโหลก และวางสัตว์ทดลองบนระบบทำความร้อนที่ปราศจากโลหะ หลังจากวางสัตว์ทดลองในโครงสเตอริโอแท็กซิกแล้ว จะทำการผ่าตัดกะโหลกศีรษะเหนือคอร์เทกซ์ขมับด้านซ้าย เช่นเดียวกับการศึกษาครั้งก่อนของเรา66 โดยเริ่มจากจุดเชื่อมต่อของกระดูกข้างขมับและกระดูกขมับ ช่องเปิดกว้าง 9 มม. และสูง 5 มม. เยื่อหุ้มสมองเหนือ ACx ถูกนำออกอย่างระมัดระวังภายใต้การควบคุมด้วยตาเปล่าโดยไม่ทำลายหลอดเลือด เมื่อสิ้นสุดขั้นตอน จะสร้างฐานด้วยซีเมนต์อะคริลิกทางทันตกรรมเพื่อยึดหัวของสัตว์ทดลองอย่างไม่ทำให้เกิดการบาดเจ็บในระหว่างการบันทึก วางโครงสเตอริโอแท็กซิกที่รองรับสัตว์ทดลองในห้องลดทอนเสียง (IAC, รุ่น AC1)
ข้อมูลได้มาจากการบันทึกสัญญาณหลายหน่วยในคอร์เทกซ์การได้ยินหลักของหนู 20 ตัว ซึ่งรวมถึงหนู 10 ตัวที่ได้รับการรักษาล่วงหน้าด้วย LPS การบันทึกสัญญาณนอกเซลล์ได้จากชุดอิเล็กโทรดทังสเตน 16 ตัว (TDT, เส้นผ่านศูนย์กลาง: 33 µm, < 1 MΩ) ประกอบด้วยสองแถว แถวละ 8 ตัว โดยมีระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรด 1000 µm (350 µm ระหว่างอิเล็กโทรดในแถวเดียวกัน) ลวดเงิน (เส้นผ่านศูนย์กลาง: 300 µm) สำหรับต่อลงดินถูกเสียบระหว่างกระดูกขมับและเยื่อดูราด้านตรงข้าม ตำแหน่งโดยประมาณของคอร์เทกซ์การได้ยินหลักอยู่ห่างจากเบรกมาไปทางด้านหลัง 4-7 มม. และห่างจากรอยประสานเหนือขมับไปทางด้านล่าง 3 มม. สัญญาณดิบถูกขยาย 10,000 เท่า (TDT Medusa) แล้วประมวลผลโดยระบบเก็บข้อมูลหลายช่องสัญญาณ (RX5, TDT) สัญญาณที่เก็บรวบรวมจากแต่ละอิเล็กโทรดได้รับการกรอง (610–10,000 เฮิรตซ์) เพื่อแยกกิจกรรมหลายหน่วย (MUA) ระดับการกระตุ้นถูกตั้งค่าอย่างระมัดระวังสำหรับแต่ละอิเล็กโทรด (โดยผู้ร่วมเขียนที่ไม่ได้ทราบสถานะการสัมผัสหรือการสัมผัสหลอก) เพื่อเลือกศักยภาพการกระทำที่ใหญ่ที่สุดจากสัญญาณ การตรวจสอบรูปคลื่นแบบออนไลน์และออฟไลน์แสดงให้เห็นว่า MUA ที่รวบรวมได้ในที่นี้ประกอบด้วยศักยภาพการกระทำที่สร้างขึ้นโดยเซลล์ประสาท 3 ถึง 6 เซลล์ใกล้กับอิเล็กโทรด ในตอนเริ่มต้นของการทดลองแต่ละครั้ง เราตั้งค่าตำแหน่งของอาร์เรย์อิเล็กโทรดเพื่อให้แถวอิเล็กโทรดสองแถวแปดตัวสามารถสุ่มตัวอย่างเซลล์ประสาทได้ ตั้งแต่การตอบสนองความถี่ต่ำไปจนถึงความถี่สูงเมื่อทำในทิศทางด้านหน้า
เสียงกระตุ้นถูกสร้างขึ้นใน Matlab ส่งไปยังระบบส่งเสียง (TDT) ที่ใช้ RP2.1 และส่งไปยังลำโพง Fostex (FE87E) ลำโพงถูกวางไว้ห่างจากหูขวาของหนู 2 ซม. ซึ่งที่ระยะนี้ลำโพงจะสร้างสเปกตรัมความถี่ที่ราบเรียบ (± 3 dB) ระหว่าง 140 Hz และ 36 kHz การสอบเทียบลำโพงทำโดยใช้เสียงรบกวนและเสียงบริสุทธิ์ที่บันทึกด้วยไมโครโฟน Bruel and Kjaer 4133 ที่เชื่อมต่อกับพรีแอมพลิฟายเออร์ B&K 2169 และเครื่องบันทึกดิจิทัล Marantz PMD671 ขอบเขตการรับรู้เวลาเชิงสเปกตรัม (STRF) ถูกกำหนดโดยใช้ความถี่แกมมาโทน 97 ความถี่ ครอบคลุม 8 อ็อกเทฟ (0.14–36 kHz) นำเสนอในลำดับแบบสุ่มที่ 75 dB SPL ที่ 4.15 Hz พื้นที่ตอบสนองความถี่ (FRA) ถูกกำหนดโดยใช้ชุดโทนเสียงเดียวกันและนำเสนอในลำดับแบบสุ่มที่ 2 Hz จาก 75 ถึง 5 เดซิเบล SPL โดยแต่ละความถี่จะถูกนำเสนอแปดครั้งในแต่ละระดับความเข้มเสียง
นอกจากนี้ยังมีการประเมินการตอบสนองต่อสิ่งเร้าตามธรรมชาติด้วย ในการศึกษาครั้งก่อน เราพบว่าเสียงร้องของหนูแทบจะไม่กระตุ้นการตอบสนองที่รุนแรงใน ACx เลย ไม่ว่าความถี่ที่เหมาะสมที่สุดของเซลล์ประสาท (BF) จะเป็นเท่าใดก็ตาม ในขณะที่เสียงร้องเฉพาะของสัตว์ต่างชนิด (เช่น เสียงร้องของนกหรือหนูตะเภา) มักจะกระตุ้นแผนที่โทนเสียงทั้งหมด ดังนั้น เราจึงทดสอบการตอบสนองของเปลือกสมองต่อเสียงร้องในหนูตะเภา (เสียงนกหวีดที่ใช้ในการศึกษาครั้งที่ 36 เชื่อมต่อกับสิ่งเร้าเป็นเวลา 1 วินาที และนำเสนอ 25 ครั้ง)

เราสามารถปรับแต่งส่วนประกอบ RF แบบพาสซีฟตามความต้องการของคุณได้เช่นกัน คุณสามารถเข้าไปที่หน้าการปรับแต่งเพื่อระบุรายละเอียดที่คุณต้องการได้
https://www.keenlion.com/customization/

เอมาลี:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com