РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2010, том 50, № 6, с. 712-722
= НЕИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ =
УДК 612.014.426:612.82
ЗАВИСИМОСТЬ БИОЭФФЕКТОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ РАДИОЧАСТОТНОГО ДИАПАЗОНА НЕТЕПЛОВОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ ОТ ТИПОЛОГИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММЫ ЧЕЛОВЕКА
© 2010 г. С. Н. Лукьянова*, Ю. Г. Григорьев, О. А. Григорьев, А. В. Меркулов
Федеральный медицинский биофизический центр им. А.И. Бурназяна ФМБА России, Москва
В исследованиях с участием испытателей-добровольцев изучали биоэффекты кратковременных воздействий электромагнитных полей радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) нетепловой интенсивности. Основная форма реакции мозга сводилась к усилению а-диапазона в спектрах электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Показана зависимость этих изменений не только от параметров воздействия, но и от типологических особенностей ЭЭГ человека. Умеренная степень доминирования а-частот в фоне способствовала развитию реакции мозга на ЭМП РЧ. В меньшей степени она проявлялась при гиперактивности этой полосы и, практически, отсутствовала в условиях доминирования в фоне при открытых и закрытых глазах 9- или в2-диапазона ЭЭГ. Сочетание воздействия ЭМП РЧ и монотонной операторской деятельности достоверно усилило результат, сохраняя основную форму реакции (усиление а-диапазона в спектре ЭЭГ) и зависимость от типологических особенностей ЭЭГ.
Испытатели-добровольцы, ЭМП РЧ, стандарт сотовой радиосвязи, реакция, а-диапазон, типологическая особенность ЭЭГ, зависимость.
Изучение биоэффектов низкоинтенсивных ЭМП РЧ в настоящее время приобрело особую актуальность. Одним из насущных вопросов является прогнозирование ответной реакции организма человека при воздействии на мозг ЭМП РЧ сотового телефона. Практическая значимость решения такой задачи очевидна с различных точек зрения: науки, радиобиологии и гигиены неиони-зирующих излучений, медицины, производства.
В литературе неоднократно описана ведущая роль ЦНС в развитии биоэффектов ЭМП РЧ нетепловой интенсивности и показана их зависимость от исходного фона [1—5].
При нормальном функционировании организма и отсутствии дополнительных нагрузок фон во многом определяется индивидуальными (в том числе, типологическими) особенностями биообъекта. В связи с этим самостоятельное значение приобретает предварительная оценка типологических особенностей ЦНС.
Основная реакция мозга (по показателю ЭЭГ) на воздействие ЭМП РЧ, не вызывающих регистрируемого нагрева ткани, сводится к увеличению числа веретенообразных колебаний в а- и р1-диапазонах [1, 4, 6]. Их выраженность в спонтанной ЭЭГ коррелирует с функциональным состоя-
* Адресат для корреспонденции: 123182 Москва, ул. Живописная, 46, ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России; тел.: (499) 190-95-71; e-mail: 73912@mail.ru.
нием организма, его работоспособностью и влияет на реакцию на различные воздействия, в том числе и на ЭМП РЧ [1]. На этом основании оценка типологических особенностей ЭЭГ человека по характеристике а-диапазона может быть информативной в плане обсуждаемой проблемы.
Клинический тест "открытые-закрытые глаза" дает представление о выраженности и лабильности р-диапазона ЭЭГ, являясь одной из характеристик типологических особенностей ЦНС человека.
На основании изложенного цель исследования сводилась к изучению зависимости биоэффектов ЭМП РЧ различных параметров от характеристик а-диапазона ЭЭГ в фоне, используя тест "открытые-закрытые глаза".
Совокупность представленных материалов, полученных в исследованиях с участием испытателей-добровольцев, описывается впервые.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
В статье использованы материалы исследований, выполненных с участием 29 испытателей-добровольцев (практически здоровые мужчины в возрасте 25—40 лет).
Изучали зависимость реакций различных систем организма человека на ЭМП РЧ от типологических особенностей ЭЭГ испытателей.
Таблица 1. Основные параметры ЭМП РЧ, создаваемых абонентскими терминалами трех стандартов сотовой радиосвязи
Модель абонентского терминала, стандарт сотовой радиосвязи Средняя выходная мощность, мВт ППЭ эквивалентной плоской волны, мкВт/см2
на уровне головы (0.1 м от антенны) на уровне ног (0.5 м от пола)
Motorola PT-9s, DCS-1800 (GSM-1800) 125 +30.26 52.17 -19.30 +0.59 0.59 -0.30
Siemens S4, GSM-900 250 +35.53 61.25 -22.66 +0.87 0.87 -0.44
Nokia 450, NMT-450 1000 +45.78 78.93 -29.20 +1.06 1.06 -0.53
Выполнено три группы исследований, в которых анализировали указанную зависимость в условиях воздействия ЭМП РЧ.
1. Оценка функционального состояния испытателя в условиях облучения ЭМП РЧ, создаваемого промышленным генератором Г4-121 в режиме непрерывной генерации ("НР": 1.5 ГГц, ППЭ 200 мкВт/см2) или модулированном режиме ("МР": 1.5 ГГц, модуляция меандр 100 Гц, глубина модуляции 100%, амплитудное значение ППЭ 200 мкВт/см2); экспозиция — однократно 5 мин или 6 раз по 5 мин с интервалами 5—15 мин — 19 испытателей.
2. Оценка функционального состояния испытателя в условиях облучения ЭМП РЧ, сопровождающими работу абонентских терминалов трех стандартов сотовой радиосвязи (табл. 1); экспозиция — однократно 6 мин или 20 мин — 10 испытателей.
3. Оценка функционального состояния испытателя в условиях облучения ЭМП РЧ, создаваемого промышленным генератором Г4-121 в модулированном режиме ("МР", параметры см. выше) при дополнительной функциональной нагрузке (в процессе 1.5-часового выполнения однообразной монотонной работы оператора) — 19 испытателей.
Каждую группу исследований сопровождали контроли с ложным воздействием. Каждый испытатель в рандомизированном порядке принимал участие в различных сериях с интервалом 1 неделя. В каждой серии оценивали короткое однократное воздействие (5—6 мин) и более дли-
тельное, как указано выше. Всего было выполнено 10 серий (табл. 2 и 4).
Измерения средних значений ППЭ эквивалентной плоской волны были выполнены с помощью широкополосного измерителя Narda EMR-20 ("Пфуллинген", ФРГ), подключенного через волоконно-оптический кабель к персональному компьютеру. Измеритель оснащен изотропной антенной-преобразователем электрического поля. Основная относительная погрешность измерений ППЭ ±2 дБ. Зафиксированные фоновые интегральные средние значения ППЭ не превышали 0.17 мкВт/см2 в диапазоне частот 0.1—3000 МГц.
Облучению подвергали главным образом голову человека, который комфортно располагался в кресле в светозвукоизолированной камере для электрофизиологических исследований. Она была предназначена для исследований с ЭМП РЧ, облицована радиопоглощающим материалом типа "Дон" на основе феррита с коэффициентом отражения —30 дБ в рабочем диапазоне частот.
Функциональное состояние различных систем организма испытателя анализировали по комплексу физиологических показателей: ЭЭГ, рео-энцефалограмма (РЭГ), электрокардиограмма (ЭКГ), электромиограмма (ЭМГ), артериальное давление (АД), пневмограмма (ПГ), температура кожных покровов (t°), тремор.
Специально созданный аппаратный комплекс из приборов японского и итальянского производства позволял записывать и анализировать указанные показатели непосредственно в процессе исследования. Используемый в работе анализатор ЭЭГ "Berg Fourier" (Италия) позволял в про-
Таблица 2. Количественная характеристика реакций на ЭМП РЧ различных параметров
Серия (условные Число % испытателей с достоверными изменениями физиологических показателей
обозначения) испытателей ЭЭГ ЭКГ ПГ ЭМГ Тремор АД (° кожных покровов
"НР" 19 при 26.3Т при при при при систолич. 5.3Т при
после 30.5Т* после 5.34 после после 10.5Т после диастолич. 5.3Т после
"МР" 19 при 30.5Т* при 5.3Т 10.54 при при 15.7Т при систолич. 10.54 при 5.34 5.3Т
после 36.8Т* после 5.34 после 5.3Т после 5.3Т после диастолич. после
"К1" 19 при 5.3Т при при 5.3Т 5.34 при при систолич. 10.54 10.5Т при
после 5.3Т после 5.3Т после 5.3Т после после диастолич. 10.54 после
"DCS-1800" 10 при 30Т при при 40Т 304 при при 40Т систолич. 10Т 204 при 10Т
после 30Т после 304 после 10Т 204 после после 20Т 104 диастолич. 20Т после 10Т 104
'^М-900" 10 при 70Т** при 10Т 204 при 50Т 204 при 10Т при 10Т систолич. 104 при
после 80Т** после 10Т 304 после 70Т 204 после после 20Т 104 диастолич. после 204
'^МТ-450" 10 при 50Т** при 10Т 404 при 10Т 304 при при 20Т систолич. 10Т 104 при 10Т 304
после 70Т** после 10Т 404 после 20Т 104 после после 10Т диастолич. после 204
"К2" 10 при при 20Т 304 при 50Т 204 при 104 при систолич. 304 при 10Т 104
после 10Т после 20Т 304 после 40Т 204 после 104 после 104 диастолич. 10Т после 204
Условные обозначения: — усиление, снижение выраженности показателей; К1, К2 — контроли с ложным облучением в сериях с ЭМП РЧ промышленного генератора и ЭМП РЧ сотового телефона соответственно; при — в период действия ЭМП РЧ; после — сразу после выключения ЭМП РЧ; "НР" - непрерывный режим; "МР" — модулированный режим; *р < 0.05, **р < 0.01 по сравнению с контролем; "—" — отсутствие реакции. В таблице приведены результаты 20—30 мин облучения.
цессе исследования наблюдать динамические изменения спектров ЭЭГ с отражением переливов энергии по полосам, а также фиксировать частоты, доминирующие в той или иной полосе в любой заданный момент времени, что давало возможность получить представление о типологических особенностях ЭЭГ испытателей.
Отведение биопотенциалов осуществляли традиционными физиологическими методами, широко описанными в литературе. Поскольку голова испытателя находилась в зоне действия ЭМП РЧ, то для записи ЭЭГ и РЭГ использовали так называемые безартефактные электроды и провода, которые ранее нами были неоднократно описаны [2—4].
Обработку полученного материала осуществляли стандартными параметрическими и непара-
метрическими методами (с помощью компьютерного пакета программ для статистического анализа), оценивая изменения индивидуально для каждого испытателя и по их группе.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Воздействие ЭМП РЧ с различными (описанными выше) параметрами вызывало достоверные изменения по группе испытателей только в биоэлектрической активности головного мозга. Основная форма реакций, как и по данным литературы, заключалась
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.