射频电磁辐射环境暴露影响认知功能的研究进展
2025-12-10 来源:中国临床神经外科杂志

作者:中部战区总医院神经外科(谢杭、龚宇康、程聪、陆洋、伍鹏、徐国政、宋健)

 

射频电磁辐射(radiofrequency electromagnetic radiation,RF-EMR)是电磁辐射的一部分,主要以广播、电视和各种高频设备(比如射频雷达)所产生的电磁辐射最为常见,频率在100 kHz~300 GHz。研究表明RF-EMR可能对人体多系统产生不同程度的影响。流行病学调查资料显示,不同频段、不同强度RF-EMR可能对人体的健康造成影响。

 

RF-EMR对人体健康影响包括神经系统、心血管系统、内分泌系统、免疫系统、生殖系统及其他健康效应,其中以包含认知功能在内的神经系统影响最为广泛。RFEMR可通过多种生物学效应损伤大脑功能,主要是两种:一是非致热效应,表现是神经衰弱综合征,如乏力、睡眠障碍,记忆力减退,情绪不稳定、多汗、脱发、体重减轻;二是致热效应,在非常条件下或生产操作事故中,接触高强度微波辐射可致体温升高、性器官及眼晶体受热损伤。本文就射频电磁辐射对中枢神经系统危害的可能机制及对认知功能损害的研究进展进行综述,为后续临床、科研提供参考。

 

1. RF-EMR 对中枢神经系统的危害及可能机制

 

在过去的几十年里,关于各类电磁场的生物效应和对人体健康危害的科学知识不断增加,RFEMR与神经退行性疾病、恶性肿瘤、生殖功能异常等密切相关,并成为新的致病危险因素。手机的使用已经成为我们生活中不可或缺的一部分。随着通信技术的快速发展以及RF-EMR环境的迅速增加,其对人体健康不利影响受到极大关注。

 

关于手机发射的RF-EMR对人体器官可能造成的损害,存在着很大的争论,尤其是对中枢神经系统损害,因为中枢神经系统是极低频电磁场和RFEMR的高度敏感靶部位。早在1988年,Wilson等研究显示,RF-EMR对中枢神经系统的影响主要表现在学习记忆能力、社会行为以及神经衰弱症候群等神经行为的改变,暴露在RF-EMR环境下可能会通过诱导血脑屏障通透性、神经递质水平、钙通道调节、髓鞘蛋白结构、抗氧化防御系统和代谢过程的变化,对中枢神经系统的性能产生不利影响。

 

有研究发现RF-EMR对神经细胞的突起生长产生明显的抑制作用。神经细胞突起是神经系统的解剖学基础,一旦神经细胞的突起受到损害,则会进一步导致神经细胞的功能障碍,包括影响突触输入、传输、整合和处理信息等功能。

 

RF-EMR对神经细胞形态学也有影响。研究报道2 400 MHz的RF-EMR辐射可导致小鼠海马体阿蒙角区、齿状回区的神经变性,以及小鼠焦虑样行为的增加。还有研究表明大鼠在RF-EMR暴露后,棘突生长数量下降,并出现空间记忆的受损。关于手机发射的RF-EMR对幼年大鼠大脑的影响研究结果显示,幼年大鼠(5周龄)以1.51 W/kg的头部平均吸收率连续暴露于RF-EMR(频率2 115 MHz)8 h,幼年大鼠大脑观察到更高水平的脂质过氧化、碳中心脂质自由基和单链DNA损伤,大鼠齿状回BrdU阳性细胞数量明显减少。

 

长时间RF-EMR暴露还诱导齿状回神经元退行性变化和神经元丢失,但对海马和大脑皮质的CA3和CA1神经元没有影响。这表明,短期急性RF-EMR暴露可诱导碳中心脂质自由基和核DNA损伤,在大脑海马区域神经受损和神经元变性中发挥作用。有学者将手机等无线设备产生的RF-EMR列为可能的人类致癌物(2B类),甚至分为2A类。

 

流行病学调查显示,由于人们经常习惯性地将手机随手放在枕头底下或者床头柜上,这种行为可能会增加神经胶质瘤的患病率。早期研究发现,使用移动电话不会明显增加罹患脑肿瘤的风险,但近期却有动物实验显示,长期暴露于CDMA手机的射频辐射中,会升高大鼠恶性胶质瘤的发病率。

 

Huang等研究证实,2.4 GHz的RF-EMR能够改变少突胶质细胞C/EBPβ的表达和转录活性。因为C/EBPβ在胶质母细胞瘤中发挥着重要作用,所以研究者担心,暴露于无线电子设备的RF-EMR中,或与胶质母细胞瘤之间存在潜在联系。

 

杨汝艳等认为手机辐射对于人脑有很大的影响和危害,可能会直接给人中枢神经系统产生一种机能性的障碍,引起头疼、失眠、脱发等严重症状,这样可能更较容易地导致心脏病脑梗死等。在当今的社会,由于移动通讯设备的迅猛发展,移动通讯设备现在已经是所有年龄段的人群常用的数字媒体和通信设备。

 

青少年使用移动通讯设备的时间相对其他人群更长,这使得他们暴露在RF-EMR下的时间也相对较长,这种暴露会导致神经精神的变化,所以有研究发现对未成年个体所造成的损伤比成年个体更为严重,但这些损伤变化的潜在细胞机制需尚不清楚。RF-EMR同时也会造成遗传损伤且常常伴随着细胞内氧化程度增强,可能通过在细胞内产生过量活性氧自由基直接作用于DNA或通过攻击DNA修复酶使其失活而间接产生遗传学毒性。

 

2. RF-EMR 对认知功能的影响

 

RF-EMR对全身多个系统产生影响,尤其是对中枢神经系统的影响尤为显著,并进而造成对认知功能产生影响。

 

2.1 RF-EMR对认知学习、记忆的影响

 

随着手机等电子设备的不断地发展,人类面临的RF-EMR环境越来越复杂,有关RF-EMR影响学习及记忆的研究被广泛开展。有学者将实验大鼠暴露于手机产生的900、1 800 MHz的RF-EMR环境中,使用水迷宫测试大鼠的空间记忆能力,结果显示长时间暴露大鼠无法实现平台定位,并且在到达目标位置时需花费更多的时间。

 

研究显示,暴露于RF-EMR会影响啮齿动物的学习和记忆。根据流行病学调查,移动通信设备发射的RF-EMR对人健康产生诸多不利的影响,最容易受到这种辐射的影响集中表现在大脑的学习与记忆中,尤其是儿童。研究显示,儿童手机使用者的认知功能会发生变化,主要表现在过度的精神疲劳、在学校和家中的行为表现力下降、注意力集中的稳定性减弱和语义记忆功能的下降。此外,还注意到儿童的听觉反应率和音素感知能力发生显著变化。

 

研究表明,RF-EMR可以干扰儿童执行听觉记忆任务时的脑电活动,影响听觉通路的学习记忆能力。关于RF-EMR对人类健康影响的现有频段限制被证实不能完全满足目前卫生要求,因为缺乏调制移动通讯设备和信号基站复杂的辐射规定参数。这需要结合对人体的影响来调制RF-EMR的频率参数范围,并需要建立一个监管框架,同时要考虑到对人体产生的生物效应,特别是对人类的关键器官——大脑。

 

学习和记忆是大脑最重要的两个功能。早期研究证实RF-EMR能影响学习工作记忆,在长期接触RF-EMR的职业人群中,失眠、记忆力减退、精神抑郁等发生率显著增加。因此,RF-EMR暴露能够影响空间学习和记忆能力,但不同的辐射频率所造成的认知功能损害究竟有何不同。这可能是功率、波长等参数的差异。

 

2.2 RF-EMR对视觉的影响

 

视觉系统作为手机电磁辐射在大脑的首要靶向部位,其安全性的评估工作也显得尤为重要。Laakso等观察到1~10 GHz的辐射波照射下眼睛的视觉组织比吸收率发生改变。眼晶状体是人体中对辐射最敏感的结构之一,辐射可导致眼晶状体囊下上皮细胞受损,情况严重者会导致白内障等。

 

玻璃体作为含水量较高的组织,其对射频辐射的能量吸收更是远超其他视觉组织。同时,睁眼时,眼表面缺乏眼睑皮肤保护,无血管的角膜、巩膜等组织也难以对辐射产生的热量散热,可能会导致眼部各个组织在手机辐射的作用下受损。

 

研究发现,在短时间正常浏览手机时,所有视觉组织中的1g-psSAR均远低于IEEE标准定义的安全水平,所以表明在正常浏览手机时,辐射可能不会导致晶状体、玻璃体、角膜和巩膜等眼部组织的损伤。

 

3. 总结与展望

 

实验动物暴露于RF-EMR下,会影响其认知功能变化。RF-EMR对其认知功能变化影响的研究主要集中在无线通信的频率上。另外,RF-EMR影响认知功能的研究,主要是以实验动物模型为主,RF-EMR对人脑认知功能影响的相关证据较少,因此,许多学者结合多模态神经科学研究方法,如神经心理评估量表和深层次的行为学范式进行广泛的探索。

 

认知功能作为大脑的高级功能之一,在现如今神经影像技术的日益发展下,其研究不断取得进展,并逐步转向为认知行为潜在神经机制和神经解剖的深入探索。而探索RF-EMR影响认知功能的细微变化可能需要一种更为客观的新型评估技术。事件相关电位(event-related potentials,ERPs)技术的出现是人类在认知功能领域探索的新的突破。ERPs是在脑电的基础上对特定事件提取的脑电信号,具有无创、高时间分辨率等优点,这对研究认知功能障碍及其机制具有重要意义。

 

来源:谢杭,龚宇康,程聪,等.射频电磁辐射环境暴露影响认知功能的研究进展[J].中国临床神经外科杂志,2025,30(01):38-41.DOI:10.13798/j.issn.1009-153X.2025.01.009.


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