ข่าว

ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS อย่างจำกัด สำหรับประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดโหมดความเข้ากันได้ใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่าได้รับการสนับสนุนอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
ความต้องการการสื่อสารผ่านโทรศัพท์มือถือที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องนำไปสู่การเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีไร้สาย (G) ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อระบบชีวภาพแตกต่างกันไป เพื่อทดสอบสิ่งนี้ เราได้ให้หนูทดลองสัมผัสกับสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (EMF) วิวัฒนาการระยะยาว (LTE) 4G -1800 MHz เป็นเวลา 2 ชั่วโมง จากนั้นเราได้ประเมินผลของการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันที่เกิดจากไลโปโพลีแซ็กคาไรด์ต่อการครอบคลุมเชิงพื้นที่ของไมโครเกลียและกิจกรรมของเซลล์ประสาทไฟฟ้าในคอร์เทกซ์การได้ยินหลัก (ACx) ค่า SAR เฉลี่ยใน ACx คือ 0.5 W/kg การบันทึกหลายหน่วยแสดงให้เห็นว่า LTE-EMF กระตุ้นการลดลงของความเข้มข้นของการตอบสนองต่อโทนเสียงบริสุทธิ์และเสียงร้องตามธรรมชาติ ในขณะที่เพิ่มเกณฑ์เสียงสำหรับความถี่ช่วงต่ำและช่วงกลาง อิมมูโนฮิสโตเคมีของ Iba1 แสดงให้เห็นว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลงในบริเวณที่ปกคลุมด้วยไมโครเกลียบอดีและกระบวนการต่างๆ ในหนูที่มีสุขภาพดี การสัมผัส LTE เดียวกันไม่ได้กระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในความเข้มข้นของการตอบสนองและเกณฑ์เสียง ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันทำให้เซลล์ประสาทไวต่อ LTE-EMF ส่งผลให้การประมวลผลของสิ่งกระตุ้นเสียงใน ACx เปลี่ยนแปลงไป
สภาพแวดล้อมทางแม่เหล็กไฟฟ้าของมนุษยชาติเปลี่ยนแปลงไปอย่างมากในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมาอันเนื่องมาจากการขยายตัวอย่างต่อเนื่องของการสื่อสารไร้สาย ปัจจุบัน ประชากรมากกว่าสองในสามถือเป็นผู้ใช้โทรศัพท์มือถือ (MP) การแพร่กระจายของเทคโนโลยีนี้ในวงกว้างได้ก่อให้เกิดความกังวลและการถกเถียงเกี่ยวกับผลกระทบอันตรายที่อาจเกิดขึ้นจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าแบบพัลส์ (EMF) ในช่วงความถี่วิทยุ (RF) ซึ่งปล่อยออกมาจาก MP หรือสถานีฐานและเข้ารหัสการสื่อสาร ปัญหาสาธารณสุขนี้ได้จุดประกายให้เกิดการศึกษาเชิงทดลองจำนวนมากที่อุทิศให้กับการตรวจสอบผลกระทบของการดูดซับความถี่วิทยุในเนื้อเยื่อชีวภาพ1 การศึกษาเหล่านี้บางส่วนได้มองหาการเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของเครือข่ายประสาทและกระบวนการทางปัญญา เนื่องจากสมองอยู่ใกล้กับแหล่งกำเนิด RF ภายใต้การใช้ MP อย่างแพร่หลาย การศึกษาที่รายงานจำนวนมากกล่าวถึงผลกระทบของสัญญาณพัลส์มอดูเลตที่ใช้ในระบบสื่อสารเคลื่อนที่ทั่วโลกรุ่นที่สอง (2G) (GSM) หรือระบบการเข้าถึงหลายช่องทางแบบแบ่งรหัสแบนด์กว้าง (WCDMA)/ระบบโทรคมนาคมเคลื่อนที่สากลรุ่นที่สาม (WCDMA/3G UMTS)2,3,4,5 มีน้อย เป็นที่ทราบกันดีเกี่ยวกับผลกระทบของสัญญาณความถี่วิทยุที่ใช้ในบริการโทรศัพท์เคลื่อนที่รุ่นที่สี่ (4G) ซึ่งอาศัยเทคโนโลยี Internet Protocol ดิจิทัลทั้งหมดที่เรียกว่าเทคโนโลยี Long Term Evolution (LTE) บริการโทรศัพท์มือถือ LTE ซึ่งเปิดตัวในปี 2011 คาดว่าจะเข้าถึงผู้ใช้ LTE ทั่วโลกจำนวน 6.6 พันล้านคนในเดือนมกราคม 2022 (GSMA: //gsacom.com) เมื่อเปรียบเทียบกับระบบ GSM (2G) และ WCDMA (3G) ที่ใช้แผนการมอดูเลตแบบผู้ให้บริการรายเดียว LTE จะใช้การมัลติเพล็กซ์การแบ่งความถี่แบบออร์โธโกนัล (OFDM) เป็นรูปแบบสัญญาณพื้นฐาน6 บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ LTE ทั่วโลกใช้แบนด์ความถี่ที่แตกต่างกันระหว่าง 450 ถึง 3700 MHz รวมถึงแบนด์ 900 และ 1800 MHz ที่ใช้ใน GSM เช่นกัน
ความสามารถของการสัมผัสคลื่นวิทยุ RF ในการส่งผลต่อกระบวนการทางชีวภาพนั้นส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยอัตราการดูดกลืนจำเพาะ (SAR) ซึ่งแสดงเป็น W/kg ซึ่งวัดพลังงานที่ดูดซับในเนื้อเยื่อทางชีวภาพ ผลกระทบของการสัมผัสคลื่นวิทยุ LTE ความถี่ 2.573 GHz เป็นเวลา 30 นาทีเฉียบพลันต่อกิจกรรมของเครือข่ายประสาททั่วโลกได้รับการศึกษาเมื่อเร็วๆ นี้ในอาสาสมัครมนุษย์ที่มีสุขภาพดี โดยใช้ fMRI ขณะพัก พบว่าการสัมผัสคลื่น LTE สามารถทำให้เกิดความผันผวนของความถี่ช้าๆ ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติและการเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อภายในหรือระหว่างภูมิภาค ในขณะที่ระดับ SAR สูงสุดเชิงพื้นที่โดยเฉลี่ยต่อเนื้อเยื่อ 10 กรัม ประเมินว่าแตกต่างกันระหว่าง 0.42 ถึง 1.52 W/kg ตามหัวข้อ 7, 8, 9 การวิเคราะห์ EEG ภายใต้สภาวะการสัมผัสที่คล้ายคลึงกัน (ระยะเวลา 30 นาที ระดับ SAR สูงสุดโดยประมาณที่ 1.34 W/kg โดยใช้แบบจำลองศีรษะมนุษย์ที่เป็นตัวแทน) แสดงให้เห็นถึงพลังงานสเปกตรัมที่ลดลงและความสอดคล้องของซีกโลกในย่านอัลฟาและเบตา อย่างไรก็ตาม การศึกษาอีกสองชิ้นที่อิงจากการวิเคราะห์ EEG พบว่า การสัมผัสศีรษะด้วย LTE เป็นเวลา 20 หรือ 30 นาที โดยกำหนดระดับ SAR สูงสุดในบริเวณนั้นไว้ที่ประมาณ 2 W/kg นั้นไม่มีผลต่อการตรวจจับได้11 หรือส่งผลให้กำลังสเปกตรัมในย่านอัลฟาลดลง ในขณะที่ความสามารถในการรับรู้ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในฟังก์ชันที่ประเมินด้วยการทดสอบ Stroop 12 นอกจากนี้ยังพบความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในผลลัพธ์ของ EEG หรือการศึกษาด้านความสามารถในการรับรู้ที่ดูเฉพาะผลกระทบของการสัมผัส EMF ของ GSM หรือ UMTS ความแตกต่างเหล่านี้เชื่อกันว่าเกิดจากความแตกต่างในการออกแบบวิธีการและพารามิเตอร์ของการทดลอง รวมถึงประเภทและการปรับสัญญาณ ความเข้มข้นและระยะเวลาของการสัมผัส หรือจากความไม่เป็นเนื้อเดียวกันในมนุษย์ที่เกี่ยวข้องกับอายุ กายวิภาคศาสตร์ หรือเพศ
จนถึงขณะนี้ มีการใช้การศึกษาในสัตว์เพียงเล็กน้อยเพื่อพิจารณาว่าการสัมผัสกับสัญญาณ LTE ส่งผลต่อการทำงานของสมองอย่างไร มีรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ว่าการสัมผัสอย่างเป็นระบบของหนูที่กำลังพัฒนาตั้งแต่ระยะตัวอ่อนตอนปลายจนถึงหย่านนม (30 นาที/วัน 5 วัน/สัปดาห์ โดยมี SAR เฉลี่ยทั่วร่างกาย 0.5 หรือ 1 W/kg) ส่งผลให้พฤติกรรมการเคลื่อนไหวและความอยากอาหารเปลี่ยนแปลงไปในวัยผู้ใหญ่ 14 พบว่าการสัมผัสอย่างเป็นระบบซ้ำๆ (2 เฮกตาร์ต่อวันเป็นเวลา 6 สัปดาห์) ในหนูโตเต็มวัยทำให้เกิดความเครียดออกซิเดชันและลดแอมพลิจูดของศักยภาพที่กระตุ้นด้วยภาพที่ได้จากเส้นประสาทตา โดย SAR สูงสุดประมาณว่าต่ำถึง 10 mW/kg15
นอกจากการวิเคราะห์ในหลายระดับ ทั้งในระดับเซลล์และโมเลกุลแล้ว แบบจำลองหนูทดลองยังสามารถใช้ศึกษาผลกระทบของการได้รับคลื่นความถี่วิทยุ (RF) ระหว่างการเกิดโรคได้ ดังที่เคยมุ่งเน้นไปที่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า GSM หรือ WCDMA/3G UMTS ในบริบทของการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลัน การศึกษาหลายชิ้นแสดงให้เห็นถึงผลกระทบของอาการชัก โรคระบบประสาทเสื่อม หรือเนื้องอกในสมอง (gliomas) 16, 17, 18, 19, 20
สัตว์ฟันแทะที่ฉีดลิโปโพลีแซ็กคาไรด์ (LPS) เป็นแบบจำลองก่อนทางคลินิกแบบคลาสสิกของการตอบสนองต่อการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันที่เกี่ยวข้องกับโรคติดเชื้อที่ไม่ร้ายแรงที่เกิดจากไวรัสหรือแบคทีเรียที่ส่งผลกระทบต่อประชากรส่วนใหญ่ในแต่ละปี ภาวะอักเสบนี้ทำให้เกิดโรคที่สามารถกลับคืนได้และกลุ่มอาการทางพฤติกรรมซึมเศร้าซึ่งมีลักษณะเด่นคือมีไข้ เบื่ออาหาร และมีปฏิสัมพันธ์ทางสังคมลดลง เซลล์ฟาโกไซต์ของระบบประสาทส่วนกลาง เช่น ไมโครเกลีย เป็นเซลล์เอฟเฟกเตอร์หลักของการตอบสนองต่อการอักเสบของระบบประสาทนี้ การรักษาสัตว์ฟันแทะด้วย LPS จะกระตุ้นให้ไมโครเกลียทำงาน ซึ่งมีลักษณะเด่นคือมีการปรับรูปร่างและกระบวนการของเซลล์ใหม่ และมีการเปลี่ยนแปลงอย่างลึกซึ้งในโปรไฟล์ทรานสคริปโตม รวมถึงการเพิ่มการแสดงออกของยีนที่เข้ารหัสไซโตไคน์หรือเอนไซม์ที่กระตุ้นการอักเสบ ซึ่งส่งผลต่อเครือข่ายของเซลล์ประสาท กิจกรรม 22, 23, 24
จากการศึกษาผลกระทบของการสัมผัสคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า GSM-1800 MHz ต่อศีรษะเป็นเวลา 2 ชั่วโมงเพียงครั้งเดียวในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS พบว่าการส่งสัญญาณ GSM กระตุ้นการตอบสนองของเซลล์ในเปลือกสมอง ซึ่งส่งผลต่อการแสดงออกของยีน การฟอสโฟรีเลชันของตัวรับกลูตาเมต การยิงที่เกิดจากการกระตุ้นด้วยเมตาของเซลล์ประสาท และสัณฐานวิทยาของไมโครเกลียในเปลือกสมอง ผลกระทบเหล่านี้ไม่ได้ตรวจพบในหนูที่มีสุขภาพดีที่ได้รับการสัมผัส GSM ในปริมาณเท่ากัน ซึ่งชี้ให้เห็นว่าภาวะการอักเสบของระบบประสาทที่ถูกกระตุ้นโดย LPS ทำให้เซลล์ CNS ไวต่อการส่งสัญญาณ GSM เมื่อมุ่งเน้นไปที่เปลือกสมอง (ACx) ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ซึ่ง SAR ในบริเวณนั้นมีค่าเฉลี่ย 1.55 W/kg เราพบว่าการสัมผัส GSM ส่งผลให้ความยาวหรือการแตกแขนงของกระบวนการไมโครเกลียเพิ่มขึ้น และการลดลงของการตอบสนองของเซลล์ประสาทที่เกิดจากโทนบริสุทธิ์และ... การกระตุ้นตามธรรมชาติ 28
ในการศึกษาปัจจุบัน เรามุ่งศึกษาว่าการสัมผัสสัญญาณ LTE-1800 MHz เฉพาะศีรษะสามารถเปลี่ยนสัณฐานวิทยาของไมโครเกลียและกิจกรรมของเซลล์ประสาทใน ACx ได้หรือไม่ โดยลดพลังของการสัมผัสลงสองในสาม เราแสดงให้เห็นที่นี่ว่าการส่งสัญญาณ LTE ไม่มีผลต่อกระบวนการของไมโครเกลีย แต่ยังคงกระตุ้นให้กิจกรรมของคอร์เทกซ์ที่เกิดจากเสียงลดลงอย่างมีนัยสำคัญใน ACx ของหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS โดยมีค่า SAR ที่ 0.5 W/kg
จากหลักฐานก่อนหน้านี้ที่ระบุว่าการสัมผัสกับคลื่น GSM-1800 MHz จะทำให้สัณฐานวิทยาของไมโครเกลียเปลี่ยนแปลงไปภายใต้สภาวะที่เกิดการอักเสบ เราจึงได้ทำการตรวจสอบผลกระทบนี้หลังจากสัมผัสกับสัญญาณ LTE
หนูโตเต็มวัยได้รับการฉีด LPS เป็นเวลา 24 ชั่วโมงก่อนการทดลองหลอกโดยใช้เฉพาะหัวหรือการทดลอง LTE-1800 MHz เมื่อได้รับ LPS พบว่ามีการตอบสนองต่อการอักเสบของระบบประสาทที่กระตุ้นโดย LPS ในเปลือกสมอง ดังแสดงจากการเพิ่มขึ้นของยีนที่ก่อให้เกิดการอักเสบและการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาของไมโครเกลียในเปลือกสมอง (รูปที่ 1) กำลังไฟฟ้าที่หัว LTE เปิดรับถูกตั้งค่าให้ได้ระดับ SAR เฉลี่ย 0.5 วัตต์/กิโลกรัมใน ACx (รูปที่ 2) เพื่อตรวจสอบว่าไมโครเกลียที่กระตุ้นด้วย LPS ตอบสนองต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า LTE หรือไม่ เราจึงวิเคราะห์ส่วนเปลือกสมองที่ย้อมด้วย anti-Iba1 ซึ่งติดฉลากเซลล์เหล่านี้อย่างเฉพาะเจาะจง ดังที่แสดงในรูปที่ 3a ในส่วน ACx ที่ตรึงไว้ 3 ถึง 4 ชั่วโมงหลังจากการทดลองหลอกหรือ LTE ไมโครเกลียมีลักษณะคล้ายคลึงกันอย่างมาก โดยแสดงสัณฐานวิทยาของเซลล์ที่ "คล้ายหนาแน่น" ซึ่งเกิดจากการรักษาด้วย LPS เพื่อกระตุ้นการอักเสบ (รูปที่ 1) สอดคล้องกับการไม่มีการตอบสนองทางสัณฐานวิทยา การวิเคราะห์ภาพเชิงปริมาณเผยให้เห็นว่าไม่มีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในพื้นที่ทั้งหมด (การทดสอบ t แบบไม่จับคู่ p = 0.308) หรือพื้นที่ (p = 0.196) และความหนาแน่น (p = 0.061) ของปฏิกิริยาภูมิคุ้มกันของ Iba1 เมื่อเปรียบเทียบการสัมผัสกับเซลล์ร่างกายที่ย้อม Iba 1 ในหนู LTE เมื่อเทียบกับสัตว์ที่ได้รับการสัมผัสหลอก (รูปที่ 3b-d)
ผลของการฉีด LPS เข้าช่องท้องต่อสัณฐานวิทยาของไมโครเกลียในเปลือกสมอง มุมมองตัวแทนของไมโครเกลียในส่วนโคโรนัลของเปลือกสมอง (บริเวณดอร์โซมีเดียล) 24 ชั่วโมงหลังจากการฉีด LPS หรือตัวพาเข้าช่องท้อง (กลุ่มควบคุม) เซลล์ถูกย้อมด้วยแอนติบอดีต่อต้าน Iba1 ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ การรักษาด้วย LPS เพื่อกระตุ้นการอักเสบส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในสัณฐานวิทยาของไมโครเกลีย รวมถึงการหนาขึ้นของส่วนต้นและเพิ่มกิ่งก้านรองที่สั้นของกระบวนการเซลล์ ส่งผลให้มีลักษณะ "คล้ายหนาแน่น" แถบมาตราส่วน: 20 µm
การวิเคราะห์ปริมาณรังสีของอัตราการดูดกลืนจำเพาะ (SAR) ในสมองหนูในระหว่างการสัมผัสกับ LTE ความถี่ 1800 MHz แบบจำลองที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ของหนูผีและเสาอากาศแบบห่วง62 ถูกนำมาใช้เพื่อประเมิน SAR ในท้องถิ่นในสมองโดยใช้ตารางลูกบาศก์ขนาด 0.5 ลูกบาศก์มิลลิเมตร(a) มุมมองโดยรวมของแบบจำลองหนูในการตั้งค่าการรับแสงโดยมีเสาอากาศแบบห่วงอยู่เหนือศีรษะและแผ่นระบายความร้อนโลหะ (สีเหลือง) อยู่ใต้ลำตัว(b) การกระจายของค่า SAR ในสมองของผู้ใหญ่ที่ความละเอียดเชิงพื้นที่ 0.5 ลูกบาศก์มิลลิเมตร พื้นที่ที่คั่นด้วยโครงร่างสีดำในส่วนซากิตตัลสอดคล้องกับคอร์เทกซ์การได้ยินหลักซึ่งเป็นที่วิเคราะห์กิจกรรมของไมโครเกลียและเซลล์ประสาท มาตราส่วนรหัสสีของค่า SAR ใช้ได้กับการจำลองเชิงตัวเลขทั้งหมดที่แสดงในภาพ
ไมโครเกลียที่ฉีด LPS ในคอร์เทกซ์การได้ยินของหนูหลังจากการสัมผัส LTE หรือ Sham (a) ภาพตัวแทนของไมโครเกลียที่ย้อมด้วยแอนติบอดี anti-Iba1 ในส่วนโคโรนัลของคอร์เทกซ์การได้ยินของหนูที่ฉีด LPS 3 ถึง 4 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส Sham หรือ LTE (การสัมผัส) แถบมาตราส่วน: 20 µm (bd) การประเมินทางสัณฐานวิทยาของไมโครเกลีย 3 ถึง 4 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส Sham (จุดเปิด) หรือ LTE (สัมผัส จุดสีดำ) (b, c) พื้นที่ครอบคลุม (b) ของเครื่องหมายไมโครเกลีย Iba1 และพื้นที่ของเซลล์บอดีที่มีผล Iba1 บวก (c) ข้อมูลแสดงพื้นที่การย้อม anti-Iba1 ที่ปรับมาตรฐานตามค่าเฉลี่ยจากสัตว์ที่สัมผัสกับ Sham (d) จำนวนเซลล์บอดีที่ย้อม anti-Iba1 ความแตกต่างระหว่างสัตว์ Sham (n = 5) และ LTE (n = 6) ไม่สำคัญ (p > 0.05, unpaired การทดสอบ t) ส่วนบนและล่างของกล่อง เส้นบนและล่างแสดงถึงเปอร์เซ็นไทล์ที่ 25-75 และเปอร์เซ็นไทล์ที่ 5-95 ตามลำดับ ค่าเฉลี่ยจะแสดงเป็นสีแดงในกล่อง
ตารางที่ 1 สรุปจำนวนสัตว์และการบันทึกหลายหน่วยที่ได้ในคอร์เทกซ์การได้ยินหลักของหนู 4 กลุ่ม (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS) ในผลลัพธ์ด้านล่าง เราได้รวมการบันทึกทั้งหมดที่แสดงให้เห็นถึงขอบเขตการรับรู้ทางสเปกตรัมชั่วคราว (STRF) ที่สำคัญ กล่าวคือ การตอบสนองที่กระตุ้นด้วยเสียงโทนที่สูงกว่าอัตราการยิงตามธรรมชาติอย่างน้อย 6 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน (ดูตารางที่ 1) โดยใช้เกณฑ์นี้ เราเลือก 266 บันทึกสำหรับกลุ่ม Sham, 273 บันทึกสำหรับกลุ่ม Exposed, 299 บันทึกสำหรับกลุ่ม Sham-LPS และ 295 บันทึกสำหรับกลุ่ม Exposed-LPS
ในย่อหน้าต่อไปนี้ เราจะอธิบายพารามิเตอร์ที่สกัดจากสนามรับสัญญาณสเปกตรัม-เวลา (นั่นคือ การตอบสนองต่อโทนเสียงบริสุทธิ์) และการตอบสนองต่อเสียงร้องจำเพาะจากแหล่งกำเนิดต่างชนิดกันก่อน จากนั้นเราจะอธิบายการหาปริมาณของพื้นที่ตอบสนองความถี่ที่ได้สำหรับแต่ละกลุ่ม เมื่อพิจารณาถึงการมีอยู่ของ "ข้อมูลซ้อน"30 ในการออกแบบการทดลองของเรา การวิเคราะห์ทางสถิติทั้งหมดจึงดำเนินการตามจำนวนตำแหน่งในอาร์เรย์อิเล็กโทรด (แถวสุดท้ายในตารางที่ 1) แต่ผลกระทบทั้งหมดที่อธิบายไว้ด้านล่างก็ขึ้นอยู่กับจำนวนตำแหน่งในแต่ละกลุ่มเช่นกัน จำนวนการบันทึกแบบหลายหน่วยทั้งหมดที่เก็บรวบรวมได้ (แถวที่สามในตารางที่ 1)
รูปที่ 4a แสดงการกระจายความถี่ที่เหมาะสมที่สุด (BF กระตุ้นการตอบสนองสูงสุดที่ 75 dB SPL) ของเซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์ที่ได้จากการทดลอง Sham ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS และสัตว์ที่ได้รับสาร ช่วงความถี่ของ BF ในทั้งสองกลุ่มขยายจาก 1 kHz เป็น 36 kHz การวิเคราะห์ทางสถิติแสดงให้เห็นว่าการกระจายเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกัน (ไคสแควร์ p = 0.278) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเปรียบเทียบระหว่างสองกลุ่มสามารถทำได้โดยไม่เกิดอคติจากการสุ่ม
ผลกระทบของการสัมผัสกับ LTE ต่อพารามิเตอร์เชิงปริมาณของการตอบสนองของเปลือกสมองในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS (a) การกระจายตัวของ BF ในเซลล์ประสาทเปลือกสมองของสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ที่สัมผัสกับ LTE (สีดำ) และการสัมผัส LTE แบบหลอก (สีขาว) ไม่มีข้อแตกต่างระหว่างการกระจายทั้งสองแบบ (bf) ผลกระทบของการสัมผัสกับ LTE ต่อพารามิเตอร์เชิงปริมาณของสนามรับสัญญาณสเปกตรัมชั่วคราว (STRF) ความแข็งแรงของการตอบสนองลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (*p < 0.05, การทดสอบ t แบบไม่จับคู่) ทั้งใน STRF (ความแข็งแรงของการตอบสนองทั้งหมด) และความถี่ที่เหมาะสม (b, c) ระยะเวลาของการตอบสนอง แบนด์วิดท์ของการตอบสนอง และค่าคงที่ของแบนด์วิดท์ (df) ทั้งความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือชั่วคราวของการตอบสนองต่อเสียงร้องลดลง (g, h) กิจกรรมที่เกิดขึ้นเองไม่ได้ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (i) (*p < 0.05, การทดสอบ t แบบไม่จับคู่) (j, k) ผลกระทบของการสัมผัสกับ LTE ต่อเกณฑ์ของเปลือกสมอง เกณฑ์เฉลี่ยสูงขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่ได้รับ LTE เมื่อเปรียบเทียบกับหนูที่ได้รับรังสีหลอก ผลกระทบนี้จะเด่นชัดมากขึ้นในความถี่ต่ำและกลาง
รูปที่ 4b-f แสดงการกระจายตัวของพารามิเตอร์ที่ได้จาก STRF สำหรับสัตว์เหล่านี้ (ค่าเฉลี่ยแสดงด้วยเส้นสีแดง) ผลกระทบของการสัมผัส LTE ต่อสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ดูเหมือนจะบ่งชี้ถึงความสามารถในการกระตุ้นของเซลล์ประสาทที่ลดลง ประการแรก ความเข้มข้นของการตอบสนองโดยรวมและการตอบสนองลดลงอย่างมีนัยสำคัญใน BF เมื่อเทียบกับสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS แบบ Sham (รูปที่ 4b,c การทดสอบ t-test แบบไม่จับคู่, p = 0.0017 และ p = 0.0445) ในทำนองเดียวกัน การตอบสนองต่อเสียงสื่อสารลดลงทั้งในด้านความแข็งแรงของการตอบสนองและความน่าเชื่อถือระหว่างการทดลอง (รูปที่ 4g,h การทดสอบ t-test แบบไม่จับคู่, p = 0.043) กิจกรรมที่เกิดขึ้นเองลดลง แต่ผลกระทบนี้ไม่มีนัยสำคัญ (รูปที่ 4i; p = 0.0745) ระยะเวลาการตอบสนอง แบนด์วิดท์การปรับแต่ง และเวลาแฝงของการตอบสนองไม่ได้รับผลกระทบจากการสัมผัส LTE ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS (รูปที่ 4d-f) ซึ่งบ่งชี้ว่าการเลือกความถี่และความแม่นยำของการตอบสนองเริ่มต้นไม่ได้รับผลกระทบจากการสัมผัส LTE ใน สัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS
จากนั้นเราประเมินว่าเกณฑ์คอร์เทกซ์โทนบริสุทธิ์มีการเปลี่ยนแปลงหรือไม่จากการสัมผัสกับ LTE จากพื้นที่ตอบสนองความถี่ (FRA) ที่ได้จากการบันทึกแต่ละครั้ง เราได้กำหนดเกณฑ์การได้ยินสำหรับแต่ละความถี่และหาค่าเฉลี่ยของเกณฑ์เหล่านี้สำหรับสัตว์ทั้งสองกลุ่ม รูปที่ 4j แสดงเกณฑ์เฉลี่ย (± sem) จาก 1.1 ถึง 36 kHz ในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS เมื่อเปรียบเทียบเกณฑ์การได้ยินของกลุ่ม Sham และกลุ่ม Exposed พบว่าเกณฑ์ในสัตว์ที่ได้รับสัมผัสเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับสัตว์ Sham (รูปที่ 4j) ซึ่งเป็นผลกระทบที่เด่นชัดกว่าในความถี่ต่ำและกลาง อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น ที่ความถี่ต่ำ (< 2.25 kHz) สัดส่วนของเซลล์ประสาท A1 ที่มีเกณฑ์สูงจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่สัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์ต่ำและปานกลางลดลง (ไคสแควร์ = 43.85; p < 0.0001; รูปที่ 4k, รูปด้านซ้าย) พบผลกระทบแบบเดียวกันที่ความถี่กลาง (2.25 < Freq(kHz) < 11): สัดส่วนการบันทึกคอร์เทกซ์ที่สูงขึ้นโดยมีเกณฑ์กลางและสัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์ต่ำที่เล็กกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับการเปิดเผย (Chi - Square = 71.17; p < 0.001; รูปที่ 4k แผงกลาง) นอกจากนี้ยังมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญในเกณฑ์สำหรับเซลล์ประสาทความถี่สูง (≥ 11 kHz, p = 0.0059); สัดส่วนของเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์ต่ำลดลงและสัดส่วนของเกณฑ์กลาง-สูงเพิ่มขึ้น (chi-square = 10.853; p = 0.04 รูปที่ 4k แผงขวา)
รูปที่ 5a แสดงการกระจายความถี่ที่เหมาะสมที่สุด (BF กระตุ้นการตอบสนองสูงสุดที่ 75 dB SPL) ของเซลล์ประสาทในเปลือกสมองที่ได้จากสัตว์ที่มีสุขภาพดีสำหรับกลุ่ม Sham และกลุ่ม Exposed การวิเคราะห์ทางสถิติแสดงให้เห็นว่าการกระจายทั้งสองแบบมีความคล้ายคลึงกัน (ไคสแควร์ p = 0.157) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าการเปรียบเทียบระหว่างสองกลุ่มสามารถทำได้โดยไม่เกิดอคติจากการสุ่ม
ผลกระทบของการสัมผัสกับ LTE ต่อพารามิเตอร์เชิงปริมาณของการตอบสนองของเปลือกสมองในสัตว์ที่มีสุขภาพดี (a) การกระจาย BF ในเซลล์ประสาทเปลือกสมองของสัตว์ที่มีสุขภาพดีที่สัมผัสกับ LTE (สีน้ำเงินเข้ม) และสัตว์ที่สัมผัสกับ LTE หลอก (สีฟ้าอ่อน) ไม่มีข้อแตกต่างระหว่างการกระจายทั้งสอง (bf) ผลกระทบของการสัมผัสกับ LTE ต่อพารามิเตอร์เชิงปริมาณของสนามรับสัญญาณสเปกตรัมชั่วคราว (STRF) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในความเข้มของการตอบสนองทั่ว STRF และความถี่ที่เหมาะสม (b, c) มีการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในระยะเวลาการตอบสนอง (d) แต่ไม่มีการเปลี่ยนแปลงในแบนด์วิดท์การตอบสนองและแบนด์วิดท์ (e, f) ทั้งความแรงและความน่าเชื่อถือชั่วคราวของการตอบสนองต่อเสียงร้องไม่เปลี่ยนแปลง (g, h) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในกิจกรรมที่เกิดขึ้นเอง (i) (*p < 0.05 unpaired t-test) (j, k) ผลกระทบของการสัมผัสกับ LTE ต่อเกณฑ์ของเปลือกสมอง โดยเฉลี่ยแล้ว เกณฑ์ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญในหนูที่สัมผัสกับ LTE เมื่อเทียบกับหนูที่สัมผัสกับหลอก หนู แต่เกณฑ์ความถี่ที่สูงกว่าจะต่ำกว่าเล็กน้อยในสัตว์ที่ได้รับสัมผัส
รูปที่ 5b-f แสดงกราฟกล่องที่แสดงการกระจายและค่าเฉลี่ย (เส้นสีแดง) ของพารามิเตอร์ที่ได้จากชุด STRF สองชุด ในสัตว์ที่มีสุขภาพดี การสัมผัสกับ LTE เองมีผลเพียงเล็กน้อยต่อค่าเฉลี่ยของพารามิเตอร์ STRF เมื่อเปรียบเทียบกับกลุ่ม Sham (กล่องสีน้ำเงินอ่อนเทียบกับสีน้ำเงินเข้มสำหรับกลุ่มที่ได้รับการสัมผัส) การสัมผัสกับ LTE ไม่เปลี่ยนแปลงทั้งความเข้มของการตอบสนองทั้งหมดหรือการตอบสนองของ BF (รูปที่ 5b,c; การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, p = 0.2176 และ p = 0.8696 ตามลำดับ) นอกจากนี้ยังไม่มีผลต่อแบนด์วิดท์สเปกตรัมและเวลาแฝง (p = 0.6764 และ p = 0.7129 ตามลำดับ) แต่มีการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในระยะเวลาการตอบสนอง (p = 0.047) นอกจากนี้ยังไม่มีผลต่อความแรงของการตอบสนองการเปล่งเสียง (รูปที่ 5g, p = 0.4375) ความน่าเชื่อถือระหว่างการทดลองของการตอบสนองเหล่านี้ (รูปที่ 5h, p = 0.3412) และ กิจกรรมที่เกิดขึ้นเอง (รูปที่ 5)5i; p = 0.3256)
รูปที่ 5j แสดงค่าเกณฑ์เฉลี่ย (± sem) ตั้งแต่ 1.1 ถึง 36 kHz ในหนูที่มีสุขภาพดี ซึ่งไม่แสดงความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญระหว่างหนูทดลองและหนูที่ได้รับการสัมผัส ยกเว้นค่าเกณฑ์ที่ต่ำกว่าเล็กน้อยในสัตว์ที่ได้รับการสัมผัสที่ความถี่สูง (11–36 kHz) (การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, p = 0.0083) ผลกระทบนี้สะท้อนให้เห็นถึงข้อเท็จจริงที่ว่าในสัตว์ที่ได้รับการสัมผัส ในช่วงความถี่นี้ (ไคสแควร์ = 18.312, p = 0.001; รูปที่ 5k) มีเซลล์ประสาทที่มีเกณฑ์ต่ำและปานกลางมากกว่าเล็กน้อย (ในขณะที่ค่าเกณฑ์สูง) มีเซลล์ประสาทน้อยกว่า)
สรุปได้ว่า เมื่อสัตว์ที่มีสุขภาพแข็งแรงได้รับการสัมผัสกับ LTE จะไม่มีผลต่อความแรงของการตอบสนองต่อเสียงบริสุทธิ์และเสียงที่ซับซ้อน เช่น เสียงร้อง นอกจากนี้ ในสัตว์ที่มีสุขภาพแข็งแรง เกณฑ์การได้ยินของเปลือกสมองจะคล้ายกันระหว่างสัตว์ที่ได้รับและสัตว์ทดลอง ในขณะที่ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS การสัมผัสกับ LTE ส่งผลให้เกณฑ์การได้ยินของเปลือกสมองเพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยเฉพาะในช่วงความถี่ต่ำและกลาง
การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าในหนูตัวผู้ที่โตเต็มวัยซึ่งประสบกับภาวะการอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลัน การสัมผัสกับ LTE-1800 MHz ที่มี SARACx เฉพาะที่ 0.5 W/kg (ดูวิธีการ) ส่งผลให้ความเข้มข้นของการตอบสนองที่เกิดจากเสียงลดลงอย่างมีนัยสำคัญในการบันทึกการสื่อสารหลัก การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของเซลล์ประสาทเหล่านี้เกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ชัดเจนในขอบเขตของโดเมนเชิงพื้นที่ที่ครอบคลุมโดยกระบวนการไมโครเกลีย ผลกระทบของ LTE ต่อความเข้มข้นของการตอบสนองที่เกิดจากเปลือกสมองนี้ไม่พบในหนูที่มีสุขภาพดี เมื่อพิจารณาถึงความคล้ายคลึงกันในการกระจายความถี่ที่เหมาะสมที่สุดระหว่างหน่วยบันทึกในสัตว์ที่ได้รับ LTE และสัตว์ที่ได้รับหลอก ความแตกต่างของปฏิกิริยาของเซลล์ประสาทสามารถอธิบายได้จากผลทางชีวภาพของสัญญาณ LTE มากกว่าอคติในการสุ่มตัวอย่าง (รูปที่ 4a) นอกจากนี้ การไม่มีการเปลี่ยนแปลงในความล่าช้าของการตอบสนองและแบนด์วิดท์การปรับสเปกตรัมในหนูที่ได้รับ LTE ชี้ให้เห็นว่าการบันทึกเหล่านี้น่าจะมาจากชั้นเปลือกสมองเดียวกัน ซึ่งอยู่ใน ACx หลักมากกว่าชั้นรอง ภูมิภาคต่างๆ
เท่าที่เรารู้ ผลกระทบของการส่งสัญญาณ LTE ต่อการตอบสนองของเซลล์ประสาทยังไม่เคยมีการรายงานมาก่อน อย่างไรก็ตาม การศึกษาก่อนหน้านี้ได้บันทึกความสามารถของคลื่นความถี่ GSM-1800 MHz หรือคลื่นต่อเนื่อง (CW) 1800 MHz ในการเปลี่ยนแปลงความสามารถในการกระตุ้นของเซลล์ประสาท แม้ว่าจะมีความแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับวิธีการทดลอง ไม่นานหลังจากสัมผัสกับคลื่นความถี่ 1800 MHz CW ที่ระดับ SAR 8.2 W/Kg การบันทึกจากปมประสาทหอยทากแสดงให้เห็นถึงเกณฑ์ที่ลดลงสำหรับการกระตุ้นศักยะงานและการปรับเซลล์ประสาท ในทางกลับกัน กิจกรรมการพุ่งและพุ่งในเซลล์ประสาทปฐมภูมิที่ได้จากสมองหนูลดลงเมื่อสัมผัสกับคลื่นความถี่ GSM-1800 MHz หรือคลื่นความถี่ 1800 MHz CW เป็นเวลา 15 นาทีที่ระดับ SAR 4.6 W/kg การยับยั้งนี้สามารถกลับคืนได้เพียงบางส่วนภายใน 30 นาทีหลังจากสัมผัส เซลล์ประสาทถูกทำให้เงียบสนิทที่ระดับ SAR 9.2 การวิเคราะห์ปริมาณการตอบสนอง W/kg แสดงให้เห็นว่า GSM-1800 MHz มีประสิทธิภาพมากกว่า 1800 MHz CW ในการยับยั้งกิจกรรมการระเบิด ซึ่งชี้ให้เห็นว่าการตอบสนองของเซลล์ประสาทขึ้นอยู่กับการปรับสัญญาณ RF
ในการทดลองของเรา การตอบสนองที่กระตุ้นโดยคอร์เทกซ์ถูกเก็บรวบรวมในร่างกาย 3 ถึง 6 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัสเฉพาะศีรษะเป็นเวลา 2 ชั่วโมงสิ้นสุดลง ในการศึกษาก่อนหน้านี้ เราได้ตรวจสอบผลของ GSM-1800 MHz ที่ SARACx ที่ 1.55 W/kg และพบว่าไม่มีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการตอบสนองของคอร์เทกซ์ที่กระตุ้นด้วยเสียงในหนูที่มีสุขภาพดี ผลกระทบที่สำคัญเพียงอย่างเดียวที่เกิดขึ้นในหนูที่มีสุขภาพดีจากการสัมผัสกับ LTE-1800 ที่ 0.5 W/kg SARACx คือการเพิ่มขึ้นเล็กน้อยของระยะเวลาการตอบสนองเมื่อมีการแสดงโทนเสียงบริสุทธิ์ ผลกระทบนี้อธิบายได้ยากเนื่องจากไม่ได้มาพร้อมกับการเพิ่มขึ้นของความเข้มข้นของการตอบสนอง ซึ่งบ่งชี้ว่าระยะเวลาการตอบสนองที่ยาวนานขึ้นนี้เกิดขึ้นกับจำนวนศักย์การทำงานทั้งหมดที่เซลล์ประสาทคอร์เทกซ์ทำงานเท่ากัน คำอธิบายหนึ่งอาจเป็นว่าการสัมผัส LTE อาจลดกิจกรรมของอินเตอร์นิวรอนยับยั้งบางชนิด เนื่องจากมีการบันทึกว่าในการยับยั้งแบบฟีดฟอร์เวิร์ดของ ACx หลักจะควบคุมระยะเวลาของการตอบสนองของเซลล์พีระมิดที่กระตุ้นโดยทาลามัสที่กระตุ้น อินพุต33,34, 35, 36, 37.
ในทางตรงกันข้าม ในหนูที่ได้รับ LPS-triggered neuroinflammation การสัมผัสกับ LTE ไม่มีผลต่อระยะเวลาการยิงของเซลล์ประสาทที่เกิดจากเสียง แต่พบผลกระทบที่สำคัญต่อความแรงของการตอบสนองที่กระตุ้น ในความเป็นจริง เมื่อเปรียบเทียบกับการตอบสนองของเซลล์ประสาทที่บันทึกในหนูที่ได้รับ LPS แบบหลอก เซลล์ประสาทในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ที่สัมผัสกับ LTE แสดงให้เห็นถึงการลดลงของความเข้มข้นของการตอบสนอง ซึ่งสังเกตได้จากทั้งเสียงบริสุทธิ์และเสียงร้องตามธรรมชาติ การลดลงของความเข้มข้นของการตอบสนองต่อเสียงบริสุทธิ์เกิดขึ้นโดยไม่มีการแคบลงของแบนด์วิดท์การปรับสเปกตรัมที่ 75 dB และเนื่องจากเกิดขึ้นที่ความเข้มของเสียงทั้งหมด จึงส่งผลให้เกณฑ์เสียงของเซลล์ประสาทในคอร์เทกซ์เพิ่มขึ้นที่ความถี่ต่ำและกลาง
การลดลงของความแรงของการตอบสนองที่ถูกกระตุ้นบ่งชี้ว่าผลของการส่งสัญญาณ LTE ที่ SARACx ของ 0.5 W/kg ในสัตว์ที่ได้รับการรักษาด้วย LPS นั้นคล้ายคลึงกับผลของ GSM-1800 MHz ที่ใช้กับ SARACx ที่สูงกว่าสามเท่า (1.55 W/kg) 28 สำหรับการส่งสัญญาณ GSM การสัมผัสศีรษะกับ LTE-1800 MHz อาจลดการกระตุ้นของเซลล์ประสาทในเซลล์ประสาท ACx ของหนูที่ได้รับการอักเสบของระบบประสาทที่เกิดจาก LPS สอดคล้องกับสมมติฐานนี้ เรายังสังเกตเห็นแนวโน้มของความน่าเชื่อถือในการทดลองที่ลดลงของการตอบสนองของเซลล์ประสาทต่อการเปล่งเสียง (รูปที่ 4h) และกิจกรรมโดยธรรมชาติที่ลดลง (รูปที่ 4i) อย่างไรก็ตาม เป็นการยากที่จะระบุในร่างกายว่าการส่งสัญญาณ LTE จะลดการกระตุ้นโดยธรรมชาติของเซลล์ประสาทหรือลดอินพุตซินแนปส์ จึงควบคุมการตอบสนองของเซลล์ประสาทใน ACx
ประการแรก การตอบสนองที่อ่อนแอเหล่านี้อาจเป็นผลมาจากความสามารถในการกระตุ้นของเซลล์คอร์เทกซ์ที่ลดลงตามธรรมชาติหลังจากได้รับ LTE 1800 MHz เพื่อสนับสนุนแนวคิดนี้ GSM-1800 MHz และ 1800 MHz-CW ลดกิจกรรมการระเบิดเมื่อใช้โดยตรงกับวัฒนธรรมหลักของเซลล์ประสาทคอร์เทกซ์ของหนูที่มีระดับ SAR ที่ 3.2 W/kg และ 4.6 W/kg ตามลำดับ แต่ต้องใช้ระดับ SAR ขั้นต่ำเพื่อลดกิจกรรมการระเบิดอย่างมีนัยสำคัญ การสนับสนุนการลดความสามารถในการกระตุ้นตามธรรมชาติ เรายังพบอัตราการยิงโดยธรรมชาติที่ลดลงในสัตว์ที่ได้รับการสัมผัสเมื่อเทียบกับสัตว์ที่ได้รับการสัมผัสหลอก
ประการที่สอง การสัมผัสกับ LTE อาจส่งผลต่อการส่งสัญญาณซินแนปส์จากไซแนปส์ทาลามัส-คอร์ติกัลหรือคอร์ติกัล-คอร์ติกัลด้วย บันทึกจำนวนมากในปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าในคอร์เทกซ์การได้ยิน ความกว้างของการปรับสเปกตรัมไม่ได้ถูกกำหนดโดยการฉายภาพของทาลามัสที่รับความรู้สึกเพียงอย่างเดียว แต่การเชื่อมต่อภายในคอร์ติกัลยังให้อินพุตสเปกตรัมเพิ่มเติมแก่ไซต์คอร์ติกัลด้วย39,40 ในการทดลองของเรา ความจริงที่ว่า STRF ในคอร์ติกัลแสดงแบนด์วิดท์ที่คล้ายคลึงกันในสัตว์ที่ได้รับการสัมผัสและสัตว์ที่ได้รับการสัมผัสหลอก ชี้ให้เห็นทางอ้อมว่าผลกระทบของการสัมผัสกับ LTE ไม่ใช่ผลกระทบต่อการเชื่อมต่อระหว่างคอร์ติกัล-คอร์ติกัล นอกจากนี้ยังชี้ให้เห็นอีกว่าการเชื่อมต่อที่สูงขึ้นในบริเวณคอร์ติกัลอื่นๆ ที่ได้รับการสัมผัสที่ SAR มากกว่าที่วัดใน ACx (รูปที่ 2) อาจไม่รับผิดชอบต่อการตอบสนองที่เปลี่ยนแปลงไปซึ่งรายงานไว้ที่นี่
ที่นี่ การบันทึกข้อมูลในคอร์เทกซ์ที่สัมผัสกับ LPS ในสัดส่วนที่สูงกว่าแสดงให้เห็นถึงเกณฑ์ที่สูงเมื่อเทียบกับสัตว์ที่สัมผัสกับ LPS แบบหลอก เนื่องจากมีข้อเสนอว่าเกณฑ์เสียงในคอร์เทกซ์ได้รับการควบคุมโดยหลักจากความแข็งแกร่งของไซแนปส์ทาลามัส-คอร์เทกซ์39,40 จึงอาจสงสัยได้ว่าการส่งผ่านข้อมูลจากทาลามัส-คอร์เทกซ์ลดลงบางส่วนจากการสัมผัส ไม่ว่าจะเป็นระดับก่อนไซแนปส์ (การปลดปล่อยกลูตาเมตลดลง) หรือหลังไซแนปส์ (จำนวนตัวรับหรือความสัมพันธ์ลดลง)
คล้ายกับผลกระทบของ GSM-1800 MHz การตอบสนองของเซลล์ประสาทที่เปลี่ยนแปลงไปที่เกิดจาก LTE เกิดขึ้นในบริบทของการอักเสบของระบบประสาทที่เกิดจาก LPS ซึ่งมีลักษณะเฉพาะคือการตอบสนองของไมโครเกลีย หลักฐานในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าไมโครเกลียมีอิทธิพลอย่างมากต่อกิจกรรมของเครือข่ายเซลล์ประสาทในสมองปกติและสมองที่มีความผิดปกติ41,42,43 ความสามารถในการควบคุมการส่งสัญญาณประสาทไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับการผลิตสารประกอบที่พวกมันผลิตขึ้นซึ่งอาจจำกัดการส่งสัญญาณประสาทหรืออาจจำกัดการส่งสัญญาณประสาทเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับการเคลื่อนไหวที่สูงของกระบวนการเซลล์ด้วย ในเปลือกสมอง กิจกรรมที่เพิ่มขึ้นและลดลงของเครือข่ายเซลล์ประสาทกระตุ้นให้โดเมนเชิงพื้นที่ของไมโครเกลียขยายตัวอย่างรวดเร็วเนื่องจากการเติบโตของกระบวนการของไมโครเกลีย44,45 โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ส่วนที่ยื่นออกมาของไมโครเกลียจะถูกเรียกใกล้กับไซแนปส์ทาลาโมคอร์ติคัลที่ถูกกระตุ้น และสามารถยับยั้งกิจกรรมของไซแนปส์ที่กระตุ้นได้ผ่านกลไกที่เกี่ยวข้องกับการผลิตอะดีโนซีนในท้องถิ่นที่ถูกควบคุมโดยไมโครเกลีย
ในหนูที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ซึ่งได้รับ GSM-1800 MHz ร่วมกับ SARACx ที่ 1.55 W/kg พบว่ากิจกรรมของเซลล์ประสาท ACx ลดลงพร้อมกับการเติบโตของกระบวนการไมโครเกลีย ซึ่งสังเกตได้จากบริเวณที่ย้อม Iba1 อย่างมีนัยสำคัญใน ACx28 เพิ่มขึ้น การสังเกตนี้ชี้ให้เห็นว่าการปรับโครงสร้างของไมโครเกลียที่เกิดจากการสัมผัสกับ GSM สามารถมีส่วนสำคัญในการลดการตอบสนองของเซลล์ประสาทที่เกิดจากเสียงที่เกิดจาก GSM การศึกษาปัจจุบันของเราโต้แย้งสมมติฐานนี้ในบริบทของการสัมผัสศีรษะ LTE โดย SARACx จำกัดไว้ที่ 0.5 W/kg เนื่องจากเราไม่พบการเพิ่มขึ้นของโดเมนเชิงพื้นที่ที่ครอบคลุมโดยกระบวนการไมโครเกลีย อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ไม่ได้ตัดทอนผลกระทบใดๆ ของการส่งสัญญาณ LTE ต่อไมโครเกลียที่ถูกกระตุ้นด้วย LPS ซึ่งอาจส่งผลต่อกิจกรรมของเซลล์ประสาท จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อตอบคำถามนี้และเพื่อระบุกลไกที่การอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันเปลี่ยนแปลงการตอบสนองของเซลล์ประสาทต่อการส่งสัญญาณ LTE
เท่าที่เรารู้ ผลกระทบของสัญญาณ LTE ต่อการประมวลผลการได้ยินยังไม่เคยมีการศึกษามาก่อน จากการศึกษาก่อนหน้าของเรา 26, 28 และการศึกษาปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าในภาวะอักเสบเฉียบพลัน การที่ศีรษะสัมผัสกับคลื่น GSM-1800 MHz หรือ LTE-1800 MHz เพียงอย่างเดียว ส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางการทำงานในการตอบสนองของเซลล์ประสาทใน ACx ดังที่เห็นได้จากการเพิ่มขึ้นของเกณฑ์การได้ยิน ด้วยเหตุผลหลักอย่างน้อยสองประการ การทำงานของหูชั้นในไม่ควรได้รับผลกระทบจากการสัมผัส LTE ของเรา ประการแรก ดังที่แสดงในการศึกษาโดซิมิเตอร์ในรูปที่ 2 ระดับ SAR สูงสุด (ใกล้เคียง 1 W/kg) อยู่ในคอร์เทกซ์ดอร์โซมและกลาง (ด้านล่างของเสาอากาศ) และลดลงอย่างมากเมื่อเคลื่อนไหวไปด้านข้างและด้านข้างมากขึ้น ส่วนท้องของศีรษะ สามารถประมาณได้ว่าอยู่ที่ประมาณ 0.1 W/kg ที่ระดับของใบหูหนู (ด้านล่างของช่องหู) ประการที่สอง เมื่อหูของหนูตะเภาสัมผัสกับคลื่น GSM 900 MHz เป็นเวลา 2 เดือน (5 วันต่อสัปดาห์ 1 ชั่วโมงต่อวัน SAR ระหว่าง 1 ถึง 4 W/kg) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ตรวจจับได้ในขนาดของผลคูณการบิดเบือนเกณฑ์การแผ่คลื่นวิทยุ GSM สำหรับการปล่อยคลื่นและการตอบสนองของก้านสมองด้านการได้ยิน 47 นอกจากนี้ การสัมผัสศีรษะซ้ำๆ กับคลื่น GSM 900 หรือ 1800 MHz ที่ SAR ในพื้นที่ 2 W/kg ไม่ส่งผลต่อการทำงานของเซลล์ขนด้านนอกของหูชั้นในหนูที่มีสุขภาพดี48,49 ผลลัพธ์เหล่านี้สะท้อนถึงข้อมูลที่ได้จากมนุษย์ ซึ่งการตรวจสอบแสดงให้เห็นว่าการสัมผัสคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าจากโทรศัพท์มือถือ GSM เป็นเวลา 10 ถึง 30 นาทีไม่มีผลสม่ำเสมอต่อการประมวลผลการได้ยินตามที่ประเมินที่ระดับหูชั้นใน50,51,52​​หรือก้านสมอง53,54
ในการศึกษาของเรา พบว่ามีการเปลี่ยนแปลงการยิงของเซลล์ประสาทที่เกิดจาก LTE ในร่างกาย 3 ถึง 6 ชั่วโมงหลังจากสิ้นสุดการสัมผัส ในการศึกษาครั้งก่อนในส่วนดอร์โซมีเดียลของคอร์เทกซ์ พบว่าผลกระทบหลายประการที่เกิดจาก GSM-1800 MHz ที่สังเกตได้ 24 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส ไม่สามารถตรวจพบได้อีกต่อไปที่ 72 ชั่วโมงหลังจากการสัมผัส ซึ่งเป็นกรณีเดียวกับการขยายตัวของกระบวนการไมโครเกลีย การลดการแสดงออกของยีน IL-1ß และการดัดแปลงหลังการแปลรหัสของตัวรับ AMPA เมื่อพิจารณาว่าคอร์เทกซ์การได้ยินมีค่า SAR ต่ำกว่า (0.5 วัตต์/กก.) เมื่อเทียบกับบริเวณดอร์โซมีเดียล (2.94 วัตต์/กก.26) การเปลี่ยนแปลงในกิจกรรมของเซลล์ประสาทที่รายงานไว้ที่นี่ดูเหมือนจะเป็นเพียงชั่วคราว
ข้อมูลของเราควรคำนึงถึงขีดจำกัด SAR ที่มีคุณสมบัติและการประมาณค่า SAR จริงที่บรรลุในเปลือกสมองของผู้ใช้โทรศัพท์มือถือ มาตรฐานปัจจุบันที่ใช้เพื่อปกป้องสาธารณะกำหนดขีดจำกัด SAR ไว้ที่ 2 W/kg สำหรับการสัมผัสคลื่นความถี่วิทยุในช่วง RF 100 kHz และ 6 GHz ในบริเวณศีรษะหรือลำตัว
การจำลองปริมาณรังสีได้ดำเนินการโดยใช้แบบจำลองศีรษะของมนุษย์ที่แตกต่างกันเพื่อกำหนดการดูดซับพลังงาน RF ในเนื้อเยื่อต่างๆ ของศีรษะในระหว่างการสื่อสารทั่วไปของศีรษะหรือโทรศัพท์มือถือ นอกเหนือจากความหลากหลายของแบบจำลองศีรษะของมนุษย์แล้ว การจำลองเหล่านี้ยังเน้นย้ำถึงความแตกต่างหรือความไม่แน่นอนที่สำคัญในการประมาณพลังงานที่ดูดซับโดยสมองโดยอิงจากพารามิเตอร์ทางกายวิภาคหรือทางเนื้อเยื่อวิทยา เช่น รูปร่างภายนอกหรือภายในของกะโหลกศีรษะ ความหนา หรือปริมาณน้ำ เนื้อเยื่อศีรษะที่แตกต่างกันมีความแตกต่างกันอย่างมากตามอายุ เพศ หรือบุคคล 56,57,58 นอกจากนี้ ลักษณะของโทรศัพท์มือถือ เช่น ตำแหน่งภายในของเสาอากาศและตำแหน่งของโทรศัพท์มือถือเมื่อเทียบกับศีรษะของผู้ใช้ มีอิทธิพลอย่างมากต่อระดับและการกระจายของค่า SAR ในเปลือกสมอง59,60 อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาการกระจาย SAR ที่รายงานในเปลือกสมองของมนุษย์ ซึ่งสร้างขึ้นจากแบบจำลองโทรศัพท์มือถือที่ปล่อยความถี่วิทยุในช่วง 1800 MHz58, 59, 60 ปรากฏว่าระดับ SAR ที่ได้รับในหูของมนุษย์ เปลือกสมองยังคงถูกนำไปใช้ไม่เต็มที่ครึ่งหนึ่งของเปลือกสมองของมนุษย์ การศึกษาของเรา (SARACx 0.5 W/kg) ดังนั้นข้อมูลของเราจึงไม่ได้ท้าทายขีดจำกัดปัจจุบันของค่า SAR ที่บังคับใช้กับสาธารณะ
โดยสรุป การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการสัมผัส LTE-1800 MHz เพียงครั้งเดียวที่ศีรษะเพียงอย่างเดียวจะรบกวนการตอบสนองของเซลล์ประสาทในเปลือกสมองต่อสิ่งเร้าทางประสาทสัมผัส สอดคล้องกับลักษณะเฉพาะก่อนหน้านี้ของผลกระทบของการส่งสัญญาณ GSM ผลลัพธ์ของเราชี้ให้เห็นว่าผลกระทบของการส่งสัญญาณ LTE ต่อกิจกรรมของเซลล์ประสาทจะแตกต่างกันไปตามสถานะสุขภาพ การอักเสบของระบบประสาทเฉียบพลันทำให้เซลล์ประสาทไวต่อ LTE-1800 MHz ส่งผลให้การประมวลผลสิ่งเร้าทางการได้ยินของเปลือกสมองเปลี่ยนแปลงไป
ข้อมูลรวบรวมเมื่ออายุ 55 วันจากเปลือกสมองของหนูวิสตาร์ตัวผู้โตเต็มวัย 31 ตัวที่ได้จากห้องปฏิบัติการ Janvier หนูถูกเลี้ยงไว้ในสถานที่ที่มีความชื้น (50-55%) และอุณหภูมิ (22-24 °C) ควบคุมด้วยวงจรแสง/มืด 12 ชม./12 ชม. (เปิดไฟเวลา 7.30 น.) โดยสามารถเข้าถึงอาหารและน้ำได้อย่างอิสระ การทดลองทั้งหมดดำเนินการตามแนวทางที่กำหนดโดยคำสั่งของคณะมนตรีแห่งประชาคมยุโรป (คำสั่งของคณะมนตรี 2010/63/EU) ซึ่งคล้ายกับที่อธิบายไว้ในแนวทางการใช้สัตว์ในการวิจัยด้านประสาทวิทยาของสมาคมประสาทวิทยา โปรโตคอลนี้ได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการจริยธรรม Paris-Sud and Center (CEEA N°59, โครงการ 2014-25, พิธีสารแห่งชาติ 03729.02) โดยใช้ขั้นตอนที่ได้รับการรับรองโดยคณะกรรมการนี้ 32-2011 และ 34-2012
สัตว์ต่างๆ ได้รับการทำให้คุ้นเคยกับห้องอาณานิคมเป็นเวลาอย่างน้อย 1 สัปดาห์ก่อนการรักษาด้วย LPS และการสัมผัส (หรือการสัมผัสหลอก) กับ LTE-EMF
หนูจำนวน 22 ตัวได้รับการฉีด LPS ของ E. coli (250 µg/kg, ซีโรไทป์ 0127:B8, SIGMA) เข้าช่องท้อง (ip) โดยเจือจางด้วยน้ำเกลือไอโซโทนิกที่ปราศจากเอนโดทอกซินและปลอดเชื้อ 24 ชั่วโมงก่อนการสัมผัส LTE หรือการสัมผัสหลอก (n ต่อกลุ่ม) = 11) ในหนูวิสตาร์เพศผู้อายุ 2 เดือน การรักษาด้วย LPS นี้ก่อให้เกิดการตอบสนองของระบบประสาทอักเสบ ซึ่งพบในเปลือกสมองโดยยีนที่ก่อให้เกิดการอักเสบหลายชนิด (tumor necrosis factor-alpha, interleukin 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) ซึ่งถูกควบคุมเพิ่มขึ้น 24 ชั่วโมงหลังการฉีด LPS รวมถึงระดับของทรานสคริปต์ที่เข้ารหัสเอนไซม์ NOX2 และ interleukin 1ß เพิ่มขึ้น 4 และ 12 เท่าตามลำดับ ณ จุดเวลา 24 ชั่วโมงนี้ เซลล์ไมโครเกลียในเปลือกสมองแสดงสัณฐานวิทยาของเซลล์แบบ "หนาแน่น" ตามแบบที่คาดการณ์ไว้จากการกระตุ้นเซลล์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบโดย LPS (รูปที่ 1) ซึ่งแตกต่างจากการกระตุ้นเซลล์ที่กระตุ้นโดย LPS ของหนูชนิดอื่นๆ การกระตุ้นเซลล์ที่ก่อให้เกิดการอักเสบสอดคล้องกับ 24, 61
การสัมผัสเฉพาะศีรษะต่อคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า LTE ดำเนินการโดยใช้การตั้งค่าการทดลองที่ใช้ก่อนหน้านี้เพื่อประเมินผลของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า GSM26 การสัมผัส LTE ดำเนินการ 24 ชั่วโมงหลังจากฉีด LPS (สัตว์ 11 ตัว) หรือไม่ได้รับการรักษาด้วย LPS (สัตว์ 5 ตัว) สัตว์ได้รับการวางยาสลบเล็กน้อยด้วย ketamine/xylazine (ketamine 80 มก./กก., ip; xylazine 10 มก./กก., ip) ก่อนการสัมผัสเพื่อป้องกันการเคลื่อนไหวและเพื่อให้แน่ใจว่าศีรษะของสัตว์อยู่ในเสาอากาศแบบวงที่ส่งสัญญาณ LTE ตำแหน่งที่ทำซ้ำได้ด้านล่าง หนูครึ่งหนึ่งจากกรงเดียวกันทำหน้าที่เป็นตัวควบคุม (สัตว์ที่ได้รับสัมผัสหลอก 11 ตัว จากหนู 22 ตัวที่ได้รับ LPS ล่วงหน้า): หนูเหล่านี้ถูกวางไว้ใต้เสาอากาศแบบวงและตั้งพลังงานของสัญญาณ LTE เป็นศูนย์ น้ำหนักของสัตว์ที่ได้รับสัมผัสและสัตว์ที่ได้รับสัมผัสหลอกมีความคล้ายคลึงกัน (p = 0.558, การทดสอบ t แบบไม่จับคู่, ns) สัตว์ที่ได้รับยาสลบทั้งหมดถูกวางบนแผ่นความร้อนที่ไม่มีโลหะเพื่อรักษา... อุณหภูมิร่างกายอยู่ที่ประมาณ 37°C ตลอดการทดลอง เช่นเดียวกับการทดลองครั้งก่อน เวลาในการสัมผัสถูกตั้งไว้ที่ 2 ชั่วโมง หลังจากสัมผัสแล้ว ให้วางสัตว์บนแผ่นความร้อนอีกแผ่นหนึ่งในห้องผ่าตัด ขั้นตอนการสัมผัสแบบเดียวกันนี้ถูกนำไปใช้กับหนูที่แข็งแรงจำนวน 10 ตัว (ไม่ได้รับการรักษาด้วย LPS) โดยครึ่งหนึ่งได้รับการสัมผัสหลอกจากกรงเดียวกัน (p = 0.694)
ระบบการรับแสงนั้นคล้ายคลึงกับระบบ 25, 62 ที่อธิบายไว้ในงานวิจัยก่อนหน้านี้ โดยมีเครื่องกำเนิดความถี่วิทยุแทนที่เพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า LTE แทน GSM โดยสรุป เครื่องกำเนิด RF (SMBV100A, 3.2 GHz, Rohde & Schwarz, เยอรมนี) ที่ปล่อยสนามแม่เหล็กไฟฟ้า LTE - 1800 MHz ถูกเชื่อมต่อกับเครื่องขยายสัญญาณกำลัง (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, สหรัฐอเมริกา) เครื่องหมุนเวียน (D3 1719-N, Sodhy, ฝรั่งเศส) ตัวต่อสองทาง (CD D 1824-2, − 30 dB, Sodhy, ฝรั่งเศส) และตัวแบ่งกำลังสี่ทาง (DC D 0922-4N, Sodhy, ฝรั่งเศส) ทำให้สามารถเปิดรับสัตว์สี่ตัวพร้อมกันได้ เครื่องวัดกำลัง (N1921A, Agilent, สหรัฐอเมริกา) ที่เชื่อมต่อกับตัวต่อสองทิศทางทำให้สามารถวัดและตรวจสอบพลังงานตกกระทบและพลังงานสะท้อนภายในอุปกรณ์ได้อย่างต่อเนื่อง แต่ละเอาต์พุตเชื่อมต่อกับ เสาอากาศแบบห่วง (Sama-Sistemi srl; Roma) ช่วยให้สามารถเปิดเผยส่วนหัวของสัตว์ได้บางส่วน เสาอากาศแบบห่วงประกอบด้วยวงจรพิมพ์ที่มีเส้นโลหะสองเส้น (ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก εr = 4.6) สลักไว้บนพื้นผิวอีพอกซีที่เป็นฉนวน ปลายด้านหนึ่ง อุปกรณ์ประกอบด้วยลวดกว้าง 1 มม. ที่ทำเป็นวงแหวนซึ่งวางไว้ใกล้กับส่วนหัวของสัตว์ เช่นเดียวกับในการศึกษาครั้งก่อนๆ26,62 อัตราการดูดกลืนจำเพาะ (SAR) ถูกกำหนดโดยตัวเลขโดยใช้แบบจำลองหนูเชิงตัวเลขและวิธีการโดเมนเวลาความแตกต่างจำกัด (FDTD)63,64,65 นอกจากนี้ยังถูกกำหนดโดยการทดลองในแบบจำลองหนูที่เป็นเนื้อเดียวกันโดยใช้หัววัด Luxtron เพื่อวัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ในกรณีนี้ SAR ในหน่วย W/kg คำนวณโดยใช้สูตร: SAR = C ΔT/Δt โดยที่ C คือความจุความร้อนในหน่วย J/(kg · K), ΔT ในหน่วย °K และ Δt การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ เวลาเป็นวินาที ค่า SAR ที่กำหนดโดยตัวเลขจะถูกเปรียบเทียบกับ ค่า SAR เชิงทดลองที่ได้มาจากการใช้แบบจำลองที่เป็นเนื้อเดียวกัน โดยเฉพาะในบริเวณสมองหนูที่เทียบเท่ากัน ความแตกต่างระหว่างการวัด SAR เชิงตัวเลขและค่า SAR ที่ตรวจพบในเชิงทดลองมีค่าน้อยกว่า 30%
รูปที่ 2a แสดงการกระจายของ SAR ในสมองหนูในแบบจำลองหนู ซึ่งตรงกับการกระจายในแง่ของน้ำหนักตัวและขนาดของหนูที่ใช้ในการศึกษาของเรา ค่า SAR เฉลี่ยของสมองคือ 0.37 ± 0.23 W/kg (ค่าเฉลี่ย ± SD) ค่า SAR สูงที่สุดในบริเวณคอร์เทกซ์ที่อยู่ใต้หนวดแบบห่วง ค่า SAR ในท้องถิ่นใน ACx (SARACx) คือ 0.50 ± 0.08 W/kg (ค่าเฉลี่ย ± SD) (รูปที่ 2b) เนื่องจากน้ำหนักตัวของหนูที่ได้รับการสัมผัสมีความสม่ำเสมอและความแตกต่างในความหนาของเนื้อเยื่อหัวไม่มีนัยสำคัญ จึงคาดว่าค่า SAR จริงของ ACx หรือบริเวณคอร์เทกซ์อื่นๆ จะใกล้เคียงกันมากระหว่างสัตว์ที่ได้รับการสัมผัสแต่ละตัวกับตัวอื่น
เมื่อสิ้นสุดการสัมผัส สัตว์ได้รับการเสริมด้วยยาเคตามีนเพิ่มเติม (20 มก./กก., ip) และไซลาซีน (4 มก./กก., ip) จนกระทั่งไม่พบการเคลื่อนไหวสะท้อนกลับหลังจากการบีบอุ้งเท้าหลัง ยาชาเฉพาะที่ (Xylocain 2%) ถูกฉีดยาชาเฉพาะที่ (Xylocain 2%) เข้าใต้ผิวหนังเข้าไปในผิวหนังและกล้ามเนื้อขมับเหนือกะโหลกศีรษะ และวางสัตว์บนระบบทำความร้อนที่ปราศจากโลหะ หลังจากวางสัตว์ในกรอบสเตอริโอแท็กซิกแล้ว จะทำการเปิดกระโหลกศีรษะเหนือคอร์เทกซ์ขมับซ้าย เช่นเดียวกับการศึกษาครั้งก่อนของเรา66 โดยเริ่มจากรอยต่อระหว่างกระดูกข้างขม่อมและกระดูกขมับ ช่องเปิดกว้าง 9 มม. และสูง 5 มม. เยื่อดูราเหนือ ACx ถูกนำออกอย่างระมัดระวังโดยการควบคุมด้วยตาสองข้างโดยไม่ทำลายหลอดเลือด เมื่อสิ้นสุดขั้นตอน ฐานถูกสร้างขึ้นในซีเมนต์อะคริลิกสำหรับทันตกรรมเพื่อตรึงศีรษะของสัตว์โดยไม่ทำให้เกิดบาดแผลในระหว่างการบันทึก วางกรอบสเตอริโอแท็กซิกที่รองรับสัตว์ไว้ในห้องลดเสียง (IAC รุ่น AC1)
ข้อมูลได้มาจากการบันทึกหลายหน่วยในคอร์เทกซ์การได้ยินหลักของหนู 20 ตัว ซึ่งรวมถึงสัตว์ 10 ตัวที่ได้รับการรักษาด้วย LPS ล่วงหน้า การบันทึกนอกเซลล์ได้มาจากอิเล็กโทรดทังสเตน 16 ตัว (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) ซึ่งประกอบด้วยอิเล็กโทรด 8 ตัวสองแถวที่มีระยะห่าง 1,000 µm (350 µm ระหว่างอิเล็กโทรดในแถวเดียวกัน) ลวดเงิน (ø: 300 µm) สำหรับต่อลงดินถูกสอดไว้ระหว่างกระดูกขมับและเยื่อหุ้มสมองส่วนตรงข้าม ตำแหน่งโดยประมาณของ ACx หลักคือ 4-7 มม. หลังเบรกมาและ 3 มม. ด้านท้องถึงรอยประสานเหนือขมับ สัญญาณดิบถูกขยาย 10,000 เท่า (TDT Medusa) จากนั้นประมวลผลโดยระบบรับข้อมูลหลายช่องสัญญาณ (RX5, TDT) สัญญาณที่รวบรวมจากอิเล็กโทรดแต่ละตัวถูกกรอง (610–10,000 เฮิรตซ์) เพื่อสกัดกิจกรรมหลายหน่วย (MUA) ระดับทริกเกอร์ถูกกำหนดอย่างระมัดระวังสำหรับอิเล็กโทรดแต่ละอัน (โดยผู้เขียนร่วมที่ไม่ทราบสถานะที่ถูกเปิดเผยหรือถูกเปิดเผยหลอก) เพื่อเลือกศักยะการทำงานที่ใหญ่ที่สุดจากสัญญาณ การตรวจสอบแบบออนไลน์และออฟไลน์ของรูปคลื่นแสดงให้เห็นว่า MUA ที่รวบรวมไว้ที่นี่ประกอบด้วยศักยะการทำงานที่สร้างขึ้นโดยเซลล์ประสาท 3 ถึง 6 ตัวใกล้กับอิเล็กโทรด ในช่วงเริ่มต้นของการทดลองแต่ละครั้ง เรากำหนดตำแหน่งของอาร์เรย์อิเล็กโทรดเพื่อให้สองแถวของอิเล็กโทรดแปดตัวสามารถสุ่มตัวอย่างเซลล์ประสาทได้ ตั้งแต่การตอบสนองความถี่ต่ำไปจนถึงสูงเมื่อดำเนินการในทิศทาง rostral
ตัวกระตุ้นเสียงถูกสร้างขึ้นใน Matlab ส่งต่อไปยังระบบส่งเสียง (TDT) ที่ใช้ RP2.1 และส่งไปยังลำโพง Fostex (FE87E) ลำโพงถูกวางไว้ห่างจากหูขวาของหนู 2 ซม. ซึ่งระยะห่างดังกล่าวลำโพงจะสร้างสเปกตรัมความถี่แบบแบน (± 3 dB) ระหว่าง 140 Hz ถึง 36 kHz การปรับเทียบลำโพงดำเนินการโดยใช้เสียงรบกวนและโทนเสียงบริสุทธิ์ที่บันทึกด้วยไมโครโฟน Bruel และ Kjaer 4133 ที่เชื่อมต่อกับปรีแอมป์ B&K 2169 และเครื่องบันทึกดิจิทัล Marantz PMD671 สนามรับสัญญาณเวลาสเปกตรัม (STRF) ถูกกำหนดโดยใช้ความถี่แกมมาโทน 97 ครอบคลุม 8 อ็อกเทฟ (0.14–36 kHz) นำเสนอในลำดับแบบสุ่มที่ 75 dB SPL ที่ 4.15 Hz พื้นที่ตอบสนองความถี่ (FRA) ถูกกำหนดโดยใช้ชุดโทนเสียงเดียวกันและนำเสนอในลำดับแบบสุ่มที่ 2 Hz จาก 75 ถึง 5 dB SPL แต่ละความถี่จะถูกนำเสนอแปดครั้งที่ความเข้มข้นแต่ละระดับ
นอกจากนี้ ยังได้ประเมินการตอบสนองต่อสิ่งเร้าตามธรรมชาติด้วย ในการศึกษาครั้งก่อน เราพบว่าเสียงร้องของหนูแทบจะไม่เคยทำให้เกิดการตอบสนองที่รุนแรงใน ACx เลย ไม่ว่าความถี่ที่เหมาะสมของเซลล์ประสาท (BF) จะเป็นเท่าใดก็ตาม ในขณะที่เฉพาะกับเซโนกราฟต์ (เช่น เสียงร้องของนกที่ร้องเพลงหรือหนูตะเภา) มักจะอยู่ในแผนที่โทนเสียงทั้งหมด ดังนั้น เราจึงทดสอบการตอบสนองของเปลือกสมองต่อการเปล่งเสียงในหนูตะเภา (เสียงนกหวีดที่ใช้ใน 36 เชื่อมโยงกับสิ่งเร้า 1 วินาที นำเสนอ 25 ครั้ง)

เราสามารถปรับแต่งส่วนประกอบ RF แบบพาสซีฟได้ตามความต้องการของคุณ คุณสามารถเข้าสู่หน้าการปรับแต่งเพื่อระบุข้อมูลจำเพาะที่คุณต้องการได้
https://www.keenlion.com/customization/

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