作者:中部战区总医院神经外科(谢杭、龚宇康、程聪、
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、
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
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
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、
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
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。
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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