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मोबाइल टेलीफोनी संचार की लगातार बढ़ती मांग ने वायरलेस प्रौद्योगिकियों (जी) के निरंतर उद्भव को जन्म दिया है, जिसका जैविक प्रणालियों पर अलग-अलग प्रभाव हो सकता है। इसका परीक्षण करने के लिए, हमने चूहों को 4 जी दीर्घकालिक विकास (एलटीई) -1800 मेगाहर्ट्ज विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र (ईएमएफ) के एकल-सिर के संपर्क में 2 घंटे के लिए रखा। फिर हमने प्राथमिक श्रवण प्रांतस्था (एसीएक्स) में माइक्रोग्लिया स्थानिक कवरेज और इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल न्यूरोनल गतिविधि पर लिपोपॉलीसेकेराइड-प्रेरित तीव्र न्यूरोइन्फ्लेमेशन के प्रभाव का आकलन किया। एसीएक्स में औसत एसएआर 0.5 डब्ल्यू/किग्रा है। मल्टी-यूनिट रिकॉर्डिंग से पता चलता है कि एलटीई-ईएमएफ शुद्ध स्वर और प्राकृतिक स्वरों के प्रति प्रतिक्रिया की तीव्रता में कमी को ट्रिगर करता है, जबकि निम्न और मध्य-श्रेणी की आवृत्तियों के लिए ध्वनिक सीमा में वृद्धि करता है। न्यूरोइन्फ्लेमेशन न्यूरॉन्स को LTE-EMF के प्रति संवेदनशील बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप ACx में ध्वनिक उत्तेजनाओं का प्रसंस्करण बदल जाता है।
वायरलेस संचार के निरंतर विस्तार के कारण पिछले तीन दशकों में मानव जाति का विद्युत चुम्बकीय वातावरण नाटकीय रूप से बदल गया है। वर्तमान में, दो-तिहाई से अधिक आबादी को मोबाइल फोन (एमपी) उपयोगकर्ता माना जाता है। इस तकनीक के बड़े पैमाने पर प्रसार ने रेडियो आवृत्ति (आरएफ) रेंज में स्पंदित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों (ईएमएफ) के संभावित खतरनाक प्रभावों के बारे में चिंताओं और बहस को जन्म दिया है, जो एमपी या बेस स्टेशनों द्वारा उत्सर्जित होते हैं और संचार को एनकोड करते हैं। इस सार्वजनिक स्वास्थ्य मुद्दे ने जैविक ऊतकों में रेडियोफ्रीक्वेंसी अवशोषण के प्रभावों की जांच करने के लिए समर्पित कई प्रयोगात्मक अध्ययनों को प्रेरित किया है। इनमें से कुछ अध्ययनों ने एमपी के व्यापक उपयोग के तहत आरएफ स्रोतों के लिए मस्तिष्क की निकटता को देखते हुए न्यूरोनल नेटवर्क गतिविधि और संज्ञानात्मक प्रक्रियाओं में बदलावों की तलाश की है। कई रिपोर्ट किए गए अध्ययन दूसरी पीढ़ी (2 जी) ग्लोबल सिस्टम फॉर मोबाइल कम्युनिकेशंस (जीएसएम) या वाइडबैंड कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (डब्ल्यूसीडीएमए) / तीसरी पीढ़ी के यूनिवर्सल मोबाइल टेलीकम्युनिकेशंस सिस्टम (डब्ल्यूसीडीएमए / 3 जी यूएमटीएस) चौथी पीढ़ी (4G) मोबाइल सेवाओं में उपयोग किए जाने वाले सिग्नल, जो लॉन्ग टर्म इवोल्यूशन (LTE) तकनीक नामक एक पूर्ण-डिजिटल इंटरनेट प्रोटोकॉल तकनीक पर निर्भर करते हैं। 2011 में लॉन्च की गई, LTE हैंडसेट सेवा के जनवरी 2022 तक 6.6 बिलियन वैश्विक LTE ग्राहकों तक पहुंचने की उम्मीद है (GSMA: //gsacom.com)। एकल-वाहक मॉड्यूलेशन योजनाओं पर आधारित GSM (2G) और WCDMA (3G) प्रणालियों की तुलना में, LTE मूल सिग्नल प्रारूप के रूप में ऑर्थोगोनल फ़्रीक्वेंसी डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (OFDM) का उपयोग करता है।6 दुनिया भर में, LTE मोबाइल सेवाएं 450 और 3700 मेगाहर्ट्ज के बीच विभिन्न आवृत्ति बैंडों की एक श्रृंखला का उपयोग करती हैं,
आरएफ एक्सपोजर की जैविक प्रक्रियाओं को प्रभावित करने की क्षमता काफी हद तक डब्ल्यू/किग्रा में व्यक्त विशिष्ट अवशोषण दर (एसएआर) द्वारा निर्धारित होती है, जो जैविक ऊतक में अवशोषित ऊर्जा को मापती है। हाल ही में स्वस्थ मानव स्वयंसेवकों में वैश्विक न्यूरोनल नेटवर्क गतिविधि पर 2.573 गीगाहर्ट्ज एलटीई संकेतों के तीव्र 30 मिनट के सिर के एक्सपोजर के प्रभावों की खोज की गई थी। आराम की स्थिति एफएमआरआई का उपयोग करते हुए, यह देखा गया कि एलटीई एक्सपोजर सहज धीमी आवृत्ति में उतार-चढ़ाव और अंतर-क्षेत्रीय कनेक्टिविटी में बदलाव ला सकता है, जबकि 10 ग्राम ऊतक पर स्थानिक शिखर एसएआर का औसत स्तर 0.42 और 1.52 डब्ल्यू/किग्रा के बीच भिन्न होने का अनुमान लगाया गया था, विषय 7, 8, 9 के अनुसार। समान एक्सपोजर स्थितियों (30 मिनट की अवधि, प्रतिनिधि मानव सिर मॉडल का उपयोग करके 1.34 डब्ल्यू/किग्रा का अनुमानित शिखर एसएआर स्तर) के तहत ईईजी विश्लेषण अधिकतम स्थानीय SAR स्तर 2 W/kg पर सेट होने पर, या तो कोई पता लगाने योग्य प्रभाव नहीं हुआ11 या अल्फा बैंड में स्पेक्ट्रल शक्ति में कमी आई, जबकि स्ट्रूप परीक्षण 12 के साथ मूल्यांकित कार्य में संज्ञान में कोई परिवर्तन नहीं हुआ। विशेष रूप से GSM या UMTS EMF एक्सपोजर के प्रभावों को देखने वाले EEG या संज्ञानात्मक अध्ययनों के परिणामों में भी महत्वपूर्ण अंतर पाए गए। ऐसा माना जाता है कि वे विधि डिजाइन और प्रयोगात्मक मापदंडों में भिन्नताओं से उत्पन्न होते हैं, जिसमें सिग्नल प्रकार और मॉड्यूलेशन, एक्सपोजर तीव्रता और अवधि, या उम्र, शरीर रचना या लिंग के संबंध में मानव विषयों में विविधता शामिल है।
अभी तक, यह निर्धारित करने के लिए कुछ पशु अध्ययनों का उपयोग किया गया है कि एलटीई सिग्नलिंग के संपर्क से मस्तिष्क की कार्यप्रणाली पर क्या प्रभाव पड़ता है। हाल ही में यह बताया गया है कि भ्रूण अवस्था के अंत से लेकर दूध छुड़ाने तक (30 मिनट/दिन, 5 दिन/सप्ताह, औसत संपूर्ण-शरीर एसएआर 0.5 या 1 डब्लू/किग्रा के साथ) विकासशील चूहों के प्रणालीगत संपर्क के परिणामस्वरूप वयस्कता में मोटर और भूख व्यवहार में परिवर्तन हुआ। 14. वयस्क चूहों में बार-बार प्रणालीगत संपर्क (6 सप्ताह के लिए 2 हेक्टेयर प्रति दिन) ऑक्सीडेटिव तनाव को प्रेरित करने और ऑप्टिक तंत्रिका से प्राप्त दृश्य उत्पन्न क्षमताओं के आयाम को कम करने के लिए पाया गया, जिसमें अधिकतम एसएआर 10 एमडब्लू/किग्रा15 जितना कम होने का अनुमान है।
कोशिकीय और आणविक स्तरों सहित कई पैमानों पर विश्लेषण के अलावा, कृंतक मॉडल का उपयोग बीमारी के दौरान आरएफ एक्सपोज़र के प्रभावों का अध्ययन करने के लिए किया जा सकता है, जैसा कि पहले तीव्र तंत्रिका-सूजन के संदर्भ में जीएसएम या डब्ल्यूसीडीएमए/3जी यूएमटीएस ईएमएफ पर केंद्रित था। अध्ययनों ने दौरे, तंत्रिका-अपक्षयी रोगों या ग्लियोमा 16,17,18,19,20 के प्रभावों को दर्शाया है।
लिपोपॉलीसेकेराइड (LPS) इंजेक्शन वाले कृंतक, वायरस या बैक्टीरिया के कारण होने वाले सौम्य संक्रामक रोगों से जुड़े तीव्र न्यूरोइन्फ्लेमेटरी प्रतिक्रियाओं का एक क्लासिक प्रीक्लिनिकल मॉडल हैं, जो प्रत्येक वर्ष अधिकांश आबादी को प्रभावित करते हैं। यह भड़काऊ स्थिति एक प्रतिवर्ती रोग और अवसादग्रस्त व्यवहार सिंड्रोम की ओर ले जाती है, जिसमें बुखार, भूख न लगना और सामाजिक संपर्क में कमी शामिल है। माइक्रोग्लिया जैसे निवासी सीएनएस फागोसाइट्स इस न्यूरोइन्फ्लेमेटरी प्रतिक्रिया के प्रमुख प्रभावकारी कोशिकाएं हैं। एलपीएस के साथ कृंतकों का उपचार माइक्रोग्लिया के सक्रियण को ट्रिगर करता है, जो उनके आकार और सेलुलर प्रक्रियाओं के रीमॉडलिंग और ट्रांसक्रिप्टोम प्रोफाइल में गहन परिवर्तनों की विशेषता है,
एलपीएस-उपचारित चूहों में जीएसएम-1800 मेगाहर्ट्ज ईएमएफ के लिए एक 2 घंटे के सिर के संपर्क के प्रभावों का अध्ययन करते हुए, हमने पाया कि जीएसएम सिग्नलिंग सेरेब्रल कॉर्टेक्स में सेलुलर प्रतिक्रियाओं को ट्रिगर करता है, जिससे जीन अभिव्यक्ति, ग्लूटामेट रिसेप्टर फॉस्फोराइलेशन, न्यूरोनल मेटा-उत्प्रेरित फायरिंग और सेरेब्रल कॉर्टेक्स में माइक्रोग्लिया की आकृति विज्ञान प्रभावित होता है। ये प्रभाव स्वस्थ चूहों में नहीं पाए गए जिन्हें वही जीएसएम एक्सपोजर मिला, यह सुझाव देते हुए कि एलपीएस-ट्रिगर न्यूरोइन्फ्लेमेटरी स्थिति सीएनएस कोशिकाओं को जीएसएम सिग्नलिंग के प्रति संवेदनशील बनाती है। एलपीएस-उपचारित चूहों के श्रवण प्रांतस्था (एसीएक्स) पर ध्यान केंद्रित करते हुए, जहां स्थानीय एसएआर औसतन 1.55 डब्ल्यू/किग्रा था,
वर्तमान अध्ययन में, हमारा उद्देश्य यह जांचना था कि क्या केवल सिर पर LTE-1800 मेगाहर्ट्ज सिग्नल के संपर्क से ACx में माइक्रोग्लियल आकारिकी और न्यूरोनल गतिविधि में परिवर्तन हो सकता है, जिससे संपर्क की शक्ति दो-तिहाई कम हो जाती है। हम यहां दिखाते हैं कि LTE सिग्नलिंग का माइक्रोग्लियल प्रक्रियाओं पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा, लेकिन फिर भी 0.5 W/kg के SAR मान वाले LPS-उपचारित चूहों के ACx में ध्वनि-प्रेरित कॉर्टिकल गतिविधि में महत्वपूर्ण कमी आई।
पिछले साक्ष्य को देखते हुए कि जीएसएम-1800 मेगाहर्ट्ज के संपर्क में आने से प्रो-इन्फ्लेमेटरी स्थितियों के तहत माइक्रोग्लियल आकारिकी में बदलाव आया, हमने एलटीई सिग्नलिंग के संपर्क में आने के बाद इस प्रभाव की जांच की।
वयस्क चूहों को केवल सिर के शैम एक्सपोजर या LTE-1800 मेगाहर्ट्ज के एक्सपोजर से 24 घंटे पहले LPS इंजेक्शन दिया गया था। एक्सपोजर पर, LPS-ट्रिगर न्यूरोइन्फ्लेमेटरी प्रतिक्रियाएं सेरेब्रल कॉर्टेक्स में स्थापित हुईं, जैसा कि प्रोइन्फ्लेमेटरी जीन के अपरेगुलेशन और कॉर्टिकल माइक्रोग्लिया आकारिकी में परिवर्तन (चित्र 1) द्वारा दिखाया गया है। LTE सिर द्वारा एक्सपोजर की गई शक्ति को ACx में 0.5 W/kg का औसत SAR स्तर प्राप्त करने के लिए सेट किया गया था (चित्र 2)। यह निर्धारित करने के लिए कि क्या LPS-सक्रिय माइक्रोग्लिया LTE EMF के प्रति प्रतिक्रियाशील थे, हमने एंटी-Iba1 से रंगे कॉर्टिकल सेक्शन का विश्लेषण किया, जिसने इन कोशिकाओं को चुनिंदा रूप से लेबल किया (अयुग्मित टी-परीक्षण, पी = 0.308) या क्षेत्र (पी = 0.196) और घनत्व (पी = 0.061) आईबा 1 प्रतिरक्षात्मकता की तुलना जब एलटीई चूहों बनाम शम-उजागर जानवरों में आईबा 1-रंजित कोशिका निकायों के संपर्क की तुलना की जाती है (चित्र 3 बी-डी)।
कॉर्टिकल माइक्रोग्लिया आकारिकी पर एलपीएस आईपी इंजेक्शन के प्रभाव। एलपीएस या वाहन (नियंत्रण) के इंट्रापेरिटोनियल इंजेक्शन के 24 घंटे बाद सेरेब्रल कॉर्टेक्स (डोरसोमेडियल क्षेत्र) के कोरोनल सेक्शन में माइक्रोग्लिया का प्रतिनिधि दृश्य। कोशिकाओं को एंटी-आईबा 1 एंटीबॉडी के साथ दाग दिया गया था जैसा कि पहले वर्णित किया गया था। एलपीएस प्रो-इंफ्लेमेटरी उपचार के परिणामस्वरूप माइक्रोग्लिया आकारिकी में परिवर्तन हुए, जिसमें समीपस्थ मोटा होना और सेलुलर प्रक्रियाओं की छोटी माध्यमिक शाखाओं में वृद्धि शामिल है, जिसके परिणामस्वरूप "घना जैसा" रूप दिखाई देता है। स्केल बार: 20 µm।
1800 मेगाहर्ट्ज एलटीई के संपर्क में चूहे के मस्तिष्क में विशिष्ट अवशोषण दर (एसएआर) का डोसिमेट्रिक विश्लेषण। मस्तिष्क में स्थानीय एसएआर का आकलन करने के लिए 0.5 मिमी3 क्यूबिक ग्रिड के साथ फैंटम चूहे और लूप एंटीना62 के पहले वर्णित विषम मॉडल का उपयोग किया गया था। (ए) सिर के ऊपर एक लूप एंटीना और शरीर के नीचे एक धातु थर्मल पैड (पीला) के साथ एक एक्सपोजर सेटिंग में चूहे के मॉडल का वैश्विक दृश्य। (बी) 0.5 मिमी3 स्थानिक रिज़ॉल्यूशन पर वयस्क मस्तिष्क में एसएआर मूल्यों का वितरण। सगिटल सेक्शन में काली रूपरेखा द्वारा सीमांकित क्षेत्र प्राथमिक श्रवण प्रांतस्था से मेल खाता है जहां माइक्रोग्लियल और न्यूरोनल गतिविधि का विश्लेषण किया जाता है। एसएआर मूल्यों का रंग-कोडित पैमाना चित्र में दिखाए गए सभी संख्यात्मक सिमुलेशन पर लागू होता है।
एलटीई या शैम एक्सपोजर के बाद चूहे के श्रवण प्रांतस्था में एलपीएस-इंजेक्टेड माइक्रोग्लिया। (ए) शैम या एलटीई एक्सपोजर (एक्सपोजर) के 3 से 4 घंटे बाद एलपीएस-परफ्यूज़्ड चूहे के श्रवण प्रांतस्था के कोरोनल सेक्शन में एंटी-आईबा1 एंटीबॉडी से रंगे माइक्रोग्लिया का प्रतिनिधि स्टैक्ड दृश्य। स्केल बार: 20 µm। (बीडी) शैम (खुले बिंदु) या एलटीई एक्सपोजर (उजागर, काले बिंदु) के 3 से 4 घंटे बाद माइक्रोग्लिया का मॉर्फोमेट्रिक मूल्यांकन। (बी, सी) माइक्रोग्लिया मार्कर आईबा1 और आईबा1 पॉजिटिव सेल बॉडीज (सी) के क्षेत्रों का स्थानिक कवरेज (बी)। डेटा शैम-उजागर जानवरों के औसत के लिए सामान्यीकृत एंटी-आईबा1 धुंधला क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है। बॉक्स के ऊपर और नीचे, ऊपरी और निचली रेखाएं क्रमशः 25वें-75वें प्रतिशतक और 5-95वें प्रतिशतक का प्रतिनिधित्व करती हैं। औसत मान बॉक्स में लाल रंग से चिह्नित है।
तालिका 1 चूहों के चार समूहों (शैम, एक्सपोज़्ड, शैम-एलपीएस, एक्सपोज़्ड-एलपीएस) के प्राथमिक श्रवण प्रांतस्था में प्राप्त पशु संख्या और बहु-इकाई रिकॉर्डिंग को सारांशित करती है। नीचे दिए गए परिणामों में, हम उन सभी रिकॉर्डिंग को शामिल करते हैं जो एक महत्वपूर्ण स्पेक्ट्रल टेम्पोरल रिसेप्टिव फील्ड (एसटीआरएफ) प्रदर्शित करते हैं, यानी, सहज फायरिंग दरों की तुलना में कम से कम 6 मानक विचलन अधिक टोन-उत्पन्न प्रतिक्रियाएं (तालिका 1 देखें)। इस मानदंड को लागू करते हुए, हमने शैम समूह के लिए 266 रिकॉर्ड, एक्सपोज़्ड समूह के लिए 273 रिकॉर्ड, शैम-एलपीएस समूह के लिए 299 रिकॉर्ड और एक्सपोज़्ड-एलपीएस समूह के लिए 295 रिकॉर्ड चुने।
निम्नलिखित अनुच्छेदों में, हम सबसे पहले वर्णक्रमीय-कालिक ग्राही क्षेत्र (अर्थात, शुद्ध स्वरों की प्रतिक्रिया) और विशिष्ट ज़ेनोजेनिक स्वरों की प्रतिक्रिया से निकाले गए मापदंडों का वर्णन करेंगे। फिर हम प्रत्येक समूह के लिए प्राप्त आवृत्ति प्रतिक्रिया क्षेत्र के परिमाणीकरण का वर्णन करेंगे। हमारे प्रायोगिक डिज़ाइन में "नेस्टेड डेटा"30 की उपस्थिति को ध्यान में रखते हुए, सभी सांख्यिकीय विश्लेषण इलेक्ट्रोड सरणी (तालिका 1 की अंतिम पंक्ति) में स्थितियों की संख्या के आधार पर किए गए थे, लेकिन नीचे वर्णित सभी प्रभाव भी प्रत्येक समूह में स्थितियों की संख्या पर आधारित थे। एकत्रित बहु-इकाई रिकॉर्डिंग की कुल संख्या (तालिका 1 की तीसरी पंक्ति)।
चित्र 4a, LPS-उपचारित शाम और उजागर जानवरों में प्राप्त कॉर्टिकल न्यूरॉन्स के इष्टतम आवृत्ति वितरण (BF, 75 dB SPL पर अधिकतम प्रतिक्रिया प्राप्त करना) को दर्शाता है। दोनों समूहों में BF की आवृत्ति रेंज 1 kHz से 36 kHz तक बढ़ा दी गई थी। सांख्यिकीय विश्लेषण से पता चला कि ये वितरण समान थे (ची-स्क्वायर, p = 0.278), यह सुझाव देते हुए कि दोनों समूहों के बीच तुलना नमूना पूर्वाग्रह के बिना की जा सकती है।
एलपीएस-उपचारित पशुओं में कॉर्टिकल प्रतिक्रियाओं के परिमाणित मापदंडों पर एलटीई एक्सपोजर के प्रभाव। (ए) एलटीई (काले) के संपर्क में आए एलपीएस-उपचारित पशुओं और एलटीई (सफेद) के लिए शैम-एक्सपोज्ड के कॉर्टिकल न्यूरॉन्स में बीएफ वितरण। दोनों वितरणों के बीच कोई अंतर नहीं है। (बीएफ) स्पेक्ट्रल टेम्पोरल रिसेप्टिव फील्ड (एसटीआरएफ) को परिमाणित करने वाले मापदंडों पर एलटीई एक्सपोजर का प्रभाव। प्रतिक्रिया शक्ति एसटीआरएफ (कुल प्रतिक्रिया शक्ति) और इष्टतम आवृत्तियों (बी, सी) दोनों में काफी कम हो गई थी (* पी < 0.05, अयुग्मित टी-परीक्षण)। प्रतिक्रिया अवधि, प्रतिक्रिया बैंडविड्थ और बैंडविड्थ स्थिरांक (डीएफ)। स्वरों के प्रति प्रतिक्रियाओं की शक्ति और टेम्पोरल विश्वसनीयता दोनों कम हो गई थी (जी, एच)। सहज गतिविधि में उल्लेखनीय कमी नहीं आई थी (i)। एलटीई-उजागर चूहों की तुलना में शम-उजागर चूहों में यह प्रभाव कम और मध्य आवृत्तियों में अधिक स्पष्ट है।
आंकड़े 4बी-एफ इन जानवरों के लिए एसटीआरएफ से प्राप्त मापदंडों के वितरण को दर्शाते हैं (लाल रेखाओं द्वारा इंगित मतलब)। एलपीएस-उपचारित जानवरों पर एलटीई एक्सपोजर के प्रभाव ने न्यूरोनल उत्तेजना में कमी का संकेत दिया। सबसे पहले, समग्र प्रतिक्रिया तीव्रता और प्रतिक्रियाएं शाम-एलपीएस जानवरों की तुलना में बीएफ में काफी कम थीं (चित्र 4बी, सी अयुग्मित टी-परीक्षण, पी = 0.0017; और पी = 0.0445)। इसी तरह, संचार ध्वनियों के प्रति प्रतिक्रियाओं में प्रतिक्रिया शक्ति और अंतर-परीक्षण विश्वसनीयता दोनों में कमी आई (चित्र 4जी,एच; अयुग्मित टी-परीक्षण, पी = 0.043)। सहज गतिविधि कम हो गई थी, लेकिन यह प्रभाव महत्वपूर्ण नहीं था (चित्र 4आई; पी = 0.0745 एलपीएस-उपचारित पशुओं में।
हमने आगे यह मूल्यांकन किया कि क्या शुद्ध स्वर कॉर्टिकल थ्रेशोल्ड LTE एक्सपोजर से बदल गए थे। प्रत्येक रिकॉर्डिंग से प्राप्त आवृत्ति प्रतिक्रिया क्षेत्र (FRA) से, हमने प्रत्येक आवृत्ति के लिए श्रवण थ्रेशोल्ड निर्धारित किया और जानवरों के दोनों समूहों के लिए इन थ्रेशोल्ड का औसत निकाला। चित्र 4j LPS-उपचारित चूहों में 1.1 से 36 kHz तक औसत (± sem) थ्रेशोल्ड दिखाता है। शाम और उजागर समूहों की श्रवण थ्रेशोल्ड की तुलना करने पर शाम जानवरों की तुलना में उजागर जानवरों में थ्रेसहोल्ड में काफी वृद्धि देखी गई (चित्र 4j), एक प्रभाव जो कम और मध्य आवृत्तियों में अधिक स्पष्ट था। अधिक सटीक रूप से, कम आवृत्तियों (<2.25 kHz) पर, उच्च थ्रेशोल्ड वाले A1 न्यूरॉन्स का अनुपात बढ़ गया मध्य-आवृत्ति (2.25 < Freq(kHz) < 11) पर भी यही प्रभाव देखा गया: मध्यवर्ती सीमा के साथ कॉर्टिकल रिकॉर्डिंग का उच्च अनुपात और अप्रकाशित समूह की तुलना में कम सीमा वाले न्यूरॉन्स का एक छोटा अनुपात (Chi - Square = 71.17; p < 0.001; चित्र 4k, मध्य पैनल)। उच्च आवृत्ति न्यूरॉन्स (≥ 11 kHz, p = 0.0059) के लिए सीमा में भी एक महत्वपूर्ण अंतर था; कम सीमा वाले न्यूरॉन्स का अनुपात कम हो गया और मध्य-उच्च सीमा का अनुपात बढ़ गया (chi-square = 10.853; p = 0.04 चित्र 4k, दायां पैनल)।
चित्र 5a, स्वस्थ पशुओं में शैम और एक्सपोज्ड समूहों के लिए प्राप्त कॉर्टिकल न्यूरॉन्स के इष्टतम आवृत्ति वितरण (बीएफ, 75 डीबी एसपीएल पर अधिकतम प्रतिक्रिया प्राप्त करना) को दर्शाता है। सांख्यिकीय विश्लेषण से पता चला कि दोनों वितरण समान थे (ची-स्क्वायर, पी = 0.157), जो यह सुझाव देता है कि दोनों समूहों के बीच तुलना नमूना पूर्वाग्रह के बिना की जा सकती है।
स्वस्थ जानवरों में कॉर्टिकल प्रतिक्रियाओं के परिमाणित मापदंडों पर एलटीई एक्सपोजर के प्रभाव। (ए) एलटीई (गहरा नीला) और एलटीई (हल्का नीला) के शैम-एक्सपोज्ड स्वस्थ जानवरों के कॉर्टिकल न्यूरॉन्स में बीएफ वितरण। दोनों वितरणों के बीच कोई अंतर नहीं है। (बीएफ) स्पेक्ट्रल टेम्पोरल रिसेप्टिव फील्ड (एसटीआरएफ) को परिमाणित करने वाले मापदंडों पर एलटीई एक्सपोजर का प्रभाव। एसटीआरएफ और इष्टतम आवृत्तियों (बी, सी) में प्रतिक्रिया की तीव्रता में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं हुआ। प्रतिक्रिया अवधि (डी) में मामूली वृद्धि हुई है, लेकिन प्रतिक्रिया बैंडविड्थ और बैंडविड्थ (ई, एफ) में कोई परिवर्तन नहीं हुआ है। स्वरों के प्रति प्रतिक्रियाओं की न तो ताकत और न ही लौकिक विश्वसनीयता बदली (जी, एच)। सहज गतिविधि (i) में कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं हुआ। (* पी < 0.05 अनपेक्षित टी-टेस्ट)। उजागर जानवरों.
आंकड़े 5बी-एफ बॉक्सप्लॉट दिखाते हैं जो एसटीआरएफ के दो सेटों से प्राप्त मापदंडों के वितरण और माध्य (लाल रेखा) का प्रतिनिधित्व करते हैं। स्वस्थ जानवरों में, एलटीई एक्सपोजर का एसटीआरएफ मापदंडों के औसत मूल्य पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। शाम समूह (उजागर समूह के लिए हल्के बनाम गहरे नीले रंग के बॉक्स) की तुलना में, एलटीई एक्सपोजर ने न तो कुल प्रतिक्रिया तीव्रता और न ही बीएफ की प्रतिक्रिया को बदला (चित्र 5बी, सी; अयुग्मित टी-परीक्षण, पी = 0.2176, और पी = 0.8696 क्रमशः)। स्पेक्ट्रल बैंडविड्थ और विलंबता पर भी कोई प्रभाव नहीं पड़ा (पी = 0.6764 और पी = 0.7129 क्रमशः), लेकिन प्रतिक्रिया अवधि में उल्लेखनीय वृद्धि हुई (पी = 0.047)। (चित्र 5).5i; p = 0.3256).
चित्र 5j स्वस्थ चूहों में 1.1 से 36 kHz तक औसत (± sem) थ्रेसहोल्ड दिखाता है। इसने शैम और एक्सपोज़्ड चूहों के बीच कोई महत्वपूर्ण अंतर नहीं दिखाया, उच्च आवृत्तियों (11-36 kHz) पर एक्सपोज़्ड जानवरों में थोड़ी कम थ्रेसहोल्ड को छोड़कर (अनपेयर्ड टी-टेस्ट, पी = 0.0083)। यह प्रभाव इस तथ्य को दर्शाता है कि एक्सपोज़्ड जानवरों में, इस आवृत्ति रेंज में (ची-स्क्वायर = 18.312, पी = 0.001; चित्र 5k), कम और मध्यम थ्रेसहोल्ड वाले थोड़े अधिक न्यूरॉन्स थे (जबकि उच्च थ्रेसहोल्ड वाले कम न्यूरॉन्स थे)।
निष्कर्ष में, जब स्वस्थ जानवरों को एलटीई के संपर्क में लाया गया, तो शुद्ध स्वरों और जटिल ध्वनियों जैसे कि स्वरोच्चारण के प्रति प्रतिक्रिया की शक्ति पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा। इसके अलावा, स्वस्थ जानवरों में, कॉर्टिकल श्रवण सीमाएँ संपर्क में आए और नकली जानवरों के बीच समान थीं, जबकि एलपीएस-उपचारित जानवरों में, एलटीई के संपर्क के परिणामस्वरूप कॉर्टिकल सीमा में पर्याप्त वृद्धि हुई, विशेष रूप से निम्न और मध्य आवृत्ति रेंज में।
हमारे अध्ययन से पता चला है कि तीव्र न्यूरोइन्फ्लेमेशन का अनुभव करने वाले वयस्क नर चूहों में, 0.5 W/kg के स्थानीय SARACx के साथ LTE-1800 MHz के संपर्क में (विधि देखें) संचार की प्राथमिक रिकॉर्डिंग में ध्वनि-उत्पन्न प्रतिक्रियाओं की तीव्रता में उल्लेखनीय कमी आई। न्यूरोनल गतिविधि में ये परिवर्तन माइक्रोग्लियल प्रक्रियाओं द्वारा कवर किए गए स्थानिक डोमेन की सीमा में किसी भी स्पष्ट परिवर्तन के बिना हुए। कॉर्टिकल उत्तेजित प्रतिक्रियाओं की तीव्रता पर LTE का यह प्रभाव स्वस्थ चूहों में नहीं देखा गया था। LTE-उजागर और शम-उजागर जानवरों में रिकॉर्डिंग इकाइयों के बीच इष्टतम आवृत्ति वितरण में समानता को ध्यान में रखते हुए, न्यूरोनल प्रतिक्रियाशीलता में अंतर को नमूना पूर्वाग्रह के बजाय LTE संकेतों के जैविक प्रभावों के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है (चित्र 4a)।
हमारी जानकारी के अनुसार, न्यूरोनल प्रतिक्रियाओं पर LTE सिग्नलिंग के प्रभाव की पहले रिपोर्ट नहीं की गई है। हालाँकि, पिछले अध्ययनों ने न्यूरोनल उत्तेजना को बदलने के लिए GSM-1800 MHz या 1800 MHz निरंतर तरंग (CW) की क्षमता का दस्तावेजीकरण किया है, यद्यपि प्रयोगात्मक दृष्टिकोण के आधार पर महत्वपूर्ण अंतर के साथ। 8.2 W/Kg के SAR स्तर पर 1800 MHz CW के संपर्क में आने के तुरंत बाद, घोंघा गैन्ग्लिया से रिकॉर्डिंग ने एक्शन पोटेंशिअल और न्यूरोनल मॉड्यूलेशन को ट्रिगर करने के लिए कम थ्रेसहोल्ड दिखाया। दूसरी ओर, चूहे के मस्तिष्क से प्राप्त प्राथमिक न्यूरोनल संस्कृतियों में स्पाइकिंग और बर्स्टिंग गतिविधि 4.6 W/kg के SAR पर 15 मिनट के लिए GSM-1800 MHz या 1800 MHz CW के संपर्क में आने से कम हो गई। जीएसएम-1800 मेगाहर्ट्ज, बर्स्ट गतिविधि को दबाने में 1800 मेगाहर्ट्ज सीडब्ल्यू की तुलना में अधिक प्रभावी था, जो यह दर्शाता है कि न्यूरोनल प्रतिक्रियाएं आरएफ सिग्नल मॉड्यूलेशन पर निर्भर करती हैं।
हमारे परिवेश में, 2 घंटे के केवल सिर के संपर्क के समाप्त होने के 3 से 6 घंटे बाद कॉर्टिकल प्रेरित प्रतिक्रियाएं विवो में एकत्रित की गईं। पिछले अध्ययन में, हमने 1.55 W/kg के SARACx पर GSM-1800 MHz के प्रभाव की जांच की और स्वस्थ चूहों में ध्वनि-प्रेरित कॉर्टिकल प्रतिक्रियाओं पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पाया। यहां, 0.5 W/kg SARACx पर LTE-1800 के संपर्क में आने से स्वस्थ चूहों में उत्पन्न एकमात्र महत्वपूर्ण प्रभाव शुद्ध स्वरों की प्रस्तुति पर प्रतिक्रिया की अवधि में मामूली वृद्धि थी। इस प्रभाव को समझाना मुश्किल है क्योंकि यह प्रतिक्रिया की तीव्रता में वृद्धि के साथ नहीं है, यह सुझाव देता है कि यह लंबी प्रतिक्रिया अवधि कॉर्टिकल न्यूरॉन्स द्वारा फायर की गई समान कुल क्रिया क्षमताओं के साथ होती है। एक व्याख्या यह हो सकती है कि LTE एक्सपोजर कुछ निरोधात्मक इंटिरियरनों की गतिविधि को कम कर सकता है इनपुट33,34, 35, 36, 37.
इसके विपरीत, एलपीएस-ट्रिगर न्यूरोइन्फ्लेमेशन के अधीन चूहों में, एलटीई एक्सपोजर का ध्वनि-उत्पन्न न्यूरोनल फायरिंग की अवधि पर कोई प्रभाव नहीं पड़ा, लेकिन उत्तेजित प्रतिक्रियाओं की ताकत पर महत्वपूर्ण प्रभाव पाया गया। वास्तव में, एलपीएस-शम-उजागर चूहों में दर्ज न्यूरोनल प्रतिक्रियाओं की तुलना में, एलटीई के संपर्क में एलपीएस-उपचारित चूहों में न्यूरॉन्स ने अपनी प्रतिक्रियाओं की तीव्रता में कमी का प्रदर्शन किया, एक प्रभाव जो शुद्ध स्वर और प्राकृतिक स्वर प्रस्तुत करने पर देखा गया। शुद्ध स्वरों की प्रतिक्रिया की तीव्रता में कमी 75 डीबी की स्पेक्ट्रल ट्यूनिंग बैंडविड्थ के संकुचन के बिना हुई, और चूंकि यह सभी ध्वनि तीव्रता पर हुई, इसके परिणामस्वरूप निम्न और मध्य आवृत्तियों पर कॉर्टिकल न्यूरॉन्स की ध्वनिक सीमा में वृद्धि हुई।
प्रेरित प्रतिक्रिया शक्ति में कमी ने संकेत दिया कि एलपीएस-उपचारित पशुओं में 0.5 वॉट/किग्रा के एसएआरएसीएक्स पर एलटीई सिग्नलिंग का प्रभाव तीन गुना अधिक एसएआरएसीएक्स (1.55 वॉट/किग्रा) 28 पर लागू जीएसएम-1800 मेगाहर्ट्ज के समान था। जीएसएम सिग्नलिंग के लिए, एलटीई-1800 मेगाहर्ट्ज के सिर का एक्सपोजर एलपीएस-ट्रिगर न्यूरोइन्फ्लेमेशन के अधीन चूहे एसीएक्स न्यूरॉन्स में न्यूरोनल उत्तेजना को कम कर सकता है। इस परिकल्पना के अनुरूप, हमने स्वरोच्चारण के लिए न्यूरोनल प्रतिक्रियाओं की परीक्षण विश्वसनीयता में कमी (चित्र 4एच) और स्वतःस्फूर्त गतिविधि में कमी (चित्र 4आई) की ओर रुझान भी देखा। हालांकि, विवो में यह निर्धारित करना मुश्किल रहा है कि क्या एलटीई सिग्नलिंग
सबसे पहले, ये कमजोर प्रतिक्रियाएं एलटीई 1800 मेगाहर्ट्ज के संपर्क में आने के बाद कॉर्टिकल कोशिकाओं की आंतरिक रूप से कम उत्तेजना के कारण हो सकती हैं। इस विचार का समर्थन करते हुए, जीएसएम-1800 मेगाहर्ट्ज और 1800 मेगाहर्ट्ज-सीडब्ल्यू ने क्रमशः 3.2 डब्ल्यू/किग्रा और 4.6 डब्ल्यू/किग्रा के एसएआर स्तरों के साथ कॉर्टिकल चूहे न्यूरॉन्स की प्राथमिक संस्कृतियों पर सीधे लागू होने पर फट गतिविधि को कम कर दिया, लेकिन फट गतिविधि को काफी कम करने के लिए एक सीमा एसएआर स्तर की आवश्यकता थी। कम आंतरिक उत्तेजना की वकालत करते हुए, हमने शैम-उजागर जानवरों की तुलना में उजागर जानवरों में सहज फायरिंग की कम दर भी देखी।
दूसरा, एलटीई एक्सपोजर थैलेमो-कॉर्टिकल या कॉर्टिकल-कॉर्टिकल सिनेप्स से सिनैप्टिक ट्रांसमिशन को भी प्रभावित कर सकता है। कई रिकॉर्ड अब दिखाते हैं कि, श्रवण प्रांतस्था में, स्पेक्ट्रल ट्यूनिंग की चौड़ाई पूरी तरह से अभिवाही थैलेमिक अनुमानों द्वारा निर्धारित नहीं होती है, लेकिन इंट्राकोर्टिकल कनेक्शन कॉर्टिकल साइट्स को अतिरिक्त स्पेक्ट्रल इनपुट प्रदान करते हैं39,40। हमारे प्रयोगों में, तथ्य यह है कि कॉर्टिकल एसटीआरएफ ने उजागर और शम-उजागर जानवरों में समान बैंडविड्थ दिखाया, अप्रत्यक्ष रूप से सुझाव दिया कि एलटीई एक्सपोजर के प्रभाव कॉर्टिकल-कॉर्टिकल कनेक्टिविटी पर प्रभाव नहीं थे। इससे यह भी पता चलता है कि एसएआर में उजागर अन्य कॉर्टिकल क्षेत्रों में एसीएक्स (चित्रा 2) में मापा गया उच्च कनेक्टिविटी यहां रिपोर्ट की गई परिवर्तित प्रतिक्रियाओं के लिए ज़िम्मेदार नहीं हो सकती है।
यहां, एलपीएस-उजागर कॉर्टिकल रिकॉर्डिंग के एक बड़े अनुपात ने एलपीएस-शम-उजागर जानवरों की तुलना में उच्च थ्रेसहोल्ड दिखाया। यह देखते हुए कि यह प्रस्तावित किया गया है कि कॉर्टिकल ध्वनिक सीमा मुख्य रूप से थैलेमो-कॉर्टिकल सिनैप्स39,40 की ताकत से नियंत्रित होती है, यह संदेह किया जा सकता है कि थैलेमो-कॉर्टिकल ट्रांसमिशन आंशिक रूप से एक्सपोजर से कम हो जाता है, या तो प्रीसिनेप्टिक (ग्लूटामेट रिलीज में कमी) या पोस्टसिनेप्टिक स्तर (रिसेप्टर संख्या या आत्मीयता में कमी)।
जीएसएम-1800 मेगाहर्ट्ज के प्रभावों के समान, एलटीई-प्रेरित परिवर्तित न्यूरोनल प्रतिक्रियाएं एलपीएस-ट्रिगर न्यूरोइन्फ्लेमेशन के संदर्भ में हुईं, जो माइक्रोग्लियल प्रतिक्रियाओं द्वारा चिह्नित हैं। वर्तमान साक्ष्य बताते हैं कि माइक्रोग्लिया सामान्य और रोगग्रस्त मस्तिष्कों में न्यूरोनल नेटवर्क की गतिविधि को दृढ़ता से प्रभावित करते हैं41,42,43। न्यूरोट्रांसमिशन को मॉड्यूलेट करने की उनकी क्षमता न केवल उनके द्वारा उत्पादित यौगिकों के उत्पादन पर निर्भर करती है जो न्यूरोट्रांसमिशन को सीमित कर सकते हैं या नहीं कर सकते हैं, बल्कि उनकी सेलुलर प्रक्रियाओं की उच्च गतिशीलता पर भी निर्भर करती है। सेरेब्रल कॉर्टेक्स में, न्यूरोनल नेटवर्क की बढ़ी हुई और कम हुई दोनों गतिविधियां माइक्रोग्लियल प्रक्रियाओं की वृद्धि के कारण माइक्रोग्लियल स्थानिक डोमेन के तेजी से विस्तार को ट्रिगर करती हैं44,45। विशेष रूप से, माइक्रोग्लियल प्रोट्रूशियंस सक्रिय थैलेमोकोर्टिकल सिनेप्स के पास भर्ती होते हैं
एलपीएस-उपचारित चूहों को 1.55 वॉट/किग्रा पर SARACx के साथ GSM-1800 मेगाहर्ट्ज पर प्रस्तुत करने पर, ACx न्यूरॉन्स की गतिविधि में कमी आई, साथ ही ACx28 में महत्वपूर्ण Iba1-रंजित क्षेत्रों द्वारा चिह्नित माइक्रोग्लियल प्रक्रियाओं की वृद्धि देखी गई। यह अवलोकन बताता है कि GSM एक्सपोजर द्वारा ट्रिगर किया गया माइक्रोग्लियल रीमॉडलिंग ध्वनि-प्रेरित न्यूरोनल प्रतिक्रियाओं में GSM-प्रेरित कमी में सक्रिय रूप से योगदान कर सकता है। हमारा वर्तमान अध्ययन 0.5 वॉट/किग्रा तक सीमित SARACx के साथ LTE हेड एक्सपोजर के संदर्भ में इस परिकल्पना के खिलाफ तर्क देता है, क्योंकि हमें माइक्रोग्लियल प्रक्रियाओं द्वारा कवर किए गए स्थानिक डोमेन में कोई वृद्धि नहीं मिली। हालांकि, यह LPS-सक्रिय माइक्रोग्लिया पर LTE सिग्नलिंग के किसी भी प्रभाव को खारिज नहीं करता है
हमारी जानकारी के अनुसार, श्रवण प्रसंस्करण पर LTE संकेतों के प्रभाव का पहले अध्ययन नहीं किया गया है। हमारे पिछले अध्ययन 26,28 और वर्तमान अध्ययन से पता चला है कि तीव्र सूजन की स्थिति में, केवल सिर को GSM-1800 MHz या LTE-1800 MHz के संपर्क में लाने से ACx में न्यूरोनल प्रतिक्रियाओं में कार्यात्मक परिवर्तन हुए, जैसा कि सुनने की सीमा में वृद्धि से पता चलता है। कम से कम दो मुख्य कारणों से, कोक्लेयर फ़ंक्शन हमारे LTE एक्सपोजर से प्रभावित नहीं होना चाहिए। सबसे पहले, जैसा कि चित्र 2 में दिखाए गए डोसिमेट्री अध्ययन में दिखाया गया है, SAR का उच्चतम स्तर (1 W/kg के करीब) डोर्सोमेडियल कॉर्टेक्स (एंटीना के नीचे) में स्थित है, और जैसे-जैसे कोई पार्श्व और सिर के उदर भाग की ओर बढ़ता है, वे काफी कम हो जाते हैं। यह अनुमान लगाया जा सकता है कि चूहे के पिन्ना (कान नहर के नीचे) के स्तर पर यह लगभग 0.1 W/kg है। दिन/सप्ताह, 1 घंटा/दिन, 1 और 4 वॉट/किग्रा के बीच एसएआर), विरूपण उत्पाद ओटोएकॉस्टिक के परिमाण में कोई पता लगाने योग्य परिवर्तन नहीं थे उत्सर्जन और श्रवण ब्रेनस्टेम प्रतिक्रियाओं के लिए सीमाएँ 47. इसके अलावा, 2 वॉट/किग्रा के स्थानीय एसएआर पर जीएसएम 900 या 1800 मेगाहर्ट्ज के बार-बार सिर के संपर्क ने स्वस्थ चूहों में कोक्लीयर बाहरी बाल कोशिका कार्य को प्रभावित नहीं किया48,49. ये परिणाम मनुष्यों में प्राप्त आंकड़ों को प्रतिध्वनित करते हैं, जहां जांच से पता चला है कि जीएसएम सेल फोन से ईएमएफ के 10 से 30 मिनट के संपर्क का श्रवण प्रसंस्करण पर कोई लगातार प्रभाव नहीं पड़ता है जैसा कि कोक्लीयर50,51,52 या ब्रेनस्टेम स्तर53,54 पर मूल्यांकन किया गया है।
हमारे अध्ययन में, एक्सपोजर समाप्त होने के 3 से 6 घंटे बाद एलटीई-ट्रिगर न्यूरोनल फायरिंग में परिवर्तन विवो में देखे गए। कॉर्टेक्स के डोर्सोमीडियल भाग पर पिछले अध्ययन में, एक्सपोजर के 24 घंटे बाद जीएसएम-1800 मेगाहर्ट्ज द्वारा प्रेरित कई प्रभाव एक्सपोजर के 72 घंटे बाद पता लगाने योग्य नहीं थे। यह माइक्रोग्लियल प्रक्रियाओं के विस्तार, आईएल-1ß जीन के डाउनरेगुलेशन और एएमपीए रिसेप्टर्स के पोस्ट-ट्रांसलेशनल संशोधन के मामले में है। यह देखते हुए कि श्रवण कॉर्टेक्स में डोर्सोमीडियल क्षेत्र (2.94W/kg26) की तुलना में कम SAR मान (0.5W/kg) है, यहां रिपोर्ट की गई न्यूरोनल गतिविधि में परिवर्तन क्षणिक प्रतीत होते हैं।
हमारे डेटा को मोबाइल फोन उपयोगकर्ताओं के सेरेब्रल कॉर्टेक्स में प्राप्त वास्तविक SAR मूल्यों की योग्यता सीमा और अनुमानों को ध्यान में रखना चाहिए। जनता की सुरक्षा के लिए उपयोग किए जाने वाले वर्तमान मानकों ने 100 kHz और 6 GHz RF रेंज में रेडियो आवृत्तियों के लिए स्थानीयकृत सिर या धड़ के संपर्क के लिए SAR सीमा को 2 W/kg निर्धारित किया है।
सामान्य सिर या मोबाइल फोन संचार के दौरान सिर के विभिन्न ऊतकों में आरएफ शक्ति अवशोषण का निर्धारण करने के लिए विभिन्न मानव सिर मॉडल का उपयोग करके खुराक सिमुलेशन किए गए हैं। मानव सिर मॉडल की विविधता के अलावा, ये सिमुलेशन खोपड़ी के बाहरी या आंतरिक आकार, मोटाई या पानी की मात्रा जैसे शारीरिक या ऊतकीय मापदंडों के आधार पर मस्तिष्क द्वारा अवशोषित ऊर्जा का अनुमान लगाने में महत्वपूर्ण अंतर या अनिश्चितताओं को उजागर करते हैं। विभिन्न सिर के ऊतक उम्र, लिंग या व्यक्ति के अनुसार व्यापक रूप से भिन्न होते हैं 56,57,58। इसके अलावा, सेल फोन की विशेषताएं, जैसे कि एंटीना का आंतरिक स्थान और उपयोगकर्ता के सिर के सापेक्ष सेल फोन की स्थिति, सेरेब्रल कॉर्टेक्स में एसएआर मूल्यों के स्तर और वितरण को दृढ़ता से प्रभावित करती हैं59,60। हालांकि, मानव सेरेब्रल कॉर्टेक्स में रिपोर्ट किए गए एसएआर वितरण पर विचार करते हुए, जो 1800 मेगाहर्ट्ज रेंज में रेडियो आवृत्तियों का उत्सर्जन करने वाले सेल फोन मॉडल से स्थापित किए गए थे कॉर्टेक्स। हमारा अध्ययन (SARACx 0.5 W/kg)। इसलिए, हमारा डेटा जनता पर लागू SAR मूल्यों की वर्तमान सीमाओं को चुनौती नहीं देता है।
निष्कर्ष में, हमारा अध्ययन दर्शाता है कि LTE-1800 मेगाहर्ट्ज के लिए केवल एक बार सिर का संपर्क संवेदी उत्तेजनाओं के लिए कॉर्टिकल न्यूरॉन्स की न्यूरोनल प्रतिक्रियाओं में हस्तक्षेप करता है। जीएसएम सिग्नलिंग के प्रभावों के पिछले लक्षण वर्णन के अनुरूप, हमारे परिणाम बताते हैं कि न्यूरोनल गतिविधि पर LTE सिग्नलिंग के प्रभाव स्वास्थ्य की स्थिति के अनुसार भिन्न होते हैं। तीव्र न्यूरोइन्फ्लेमेशन LTE-1800 मेगाहर्ट्ज के लिए न्यूरॉन्स को संवेदनशील बनाता है, जिसके परिणामस्वरूप श्रवण उत्तेजनाओं के कॉर्टिकल प्रसंस्करण में बदलाव होता है।
जानवियर प्रयोगशाला में प्राप्त 31 वयस्क नर विस्टार चूहों के सेरेब्रल कॉर्टेक्स से 55 दिनों की उम्र में डेटा एकत्र किया गया था। चूहों को 12 घंटे/12 घंटे (सुबह 7:30 बजे रोशनी) के प्रकाश/अंधेरे चक्र के साथ आर्द्रता (50-55%) और तापमान (22-24 डिग्री सेल्सियस) नियंत्रित सुविधा में रखा गया था, जिसमें भोजन और पानी की मुफ्त पहुंच थी। सभी प्रयोग यूरोपीय समुदाय निर्देश परिषद (2010/63/ईयू परिषद निर्देश) द्वारा स्थापित दिशानिर्देशों के अनुसार किए गए थे, जो कि न्यूरोसाइंस अनुसंधान में जानवरों के उपयोग के लिए सोसायटी फॉर न्यूरोसाइंस दिशानिर्देशों में वर्णित के समान हैं। इस प्रोटोकॉल को एथिक्स कमेटी पेरिस-सूद एंड सेंटर (सीईईए एन°59, प्रोजेक्ट 2014-25, नेशनल प्रोटोकॉल 03729.02) द्वारा इस समिति द्वारा 32-2011 और 34-2012 द्वारा मान्य प्रक्रियाओं का उपयोग करके अनुमोदित किया गया था।
एलपीएस उपचार और एलटीई-ईएमएफ के संपर्क (या दिखावटी संपर्क) से पहले पशुओं को कम से कम 1 सप्ताह तक कॉलोनी कक्षों में रहने की आदत डाली गई।
22 चूहों को इंट्रापेरिटोनियल (आईपी) में ई. कोली एलपीएस (250 माइक्रोग्राम/किग्रा, सीरोटाइप 0127:बी8, सिग्मा) का इंजेक्शन दिया गया, जिसे एलटीई या शैम एक्सपोजर (प्रति समूह एन) से 24 घंटे पहले स्टेराइल एंडोटॉक्सिन-मुक्त आइसोटोनिक सलाइन के साथ पतला किया गया था। = 11)। 2 महीने के विस्टार नर चूहों में, यह एलपीएस उपचार एक न्यूरोइन्फ्लेमेटरी प्रतिक्रिया पैदा करता है जो कि सेरेब्रल कॉर्टेक्स में कई प्रो-इन्फ्लेमेटरी जीन (ट्यूमर नेक्रोसिस फैक्टर-अल्फा, इंटरल्यूकिन 1ß, CCL2, NOX2, NOS2) द्वारा चिह्नित होता है, एलपीएस इंजेक्शन के 24 घंटे बाद अप-रेगुलेट किया गया, जिसमें क्रमशः NOX2 एंजाइम और इंटरल्यूकिन 1ß को कोड करने वाले ट्रांसक्रिप्ट के स्तर में 4- और 12-गुना वृद्धि शामिल है। इस 24-घंटे के समय बिंदु पर, कॉर्टिकल माइक्रोग्लिया ने कोशिकाओं के एलपीएस-ट्रिगर प्रो-इन्फ्लेमेटरी सक्रियण (चित्र 1) द्वारा अपेक्षित विशिष्ट "घने" कोशिका आकारिकी को प्रदर्शित किया, जो कि अन्य द्वारा एलपीएस-ट्रिगर सक्रियण के विपरीत है।
एलटीई ईएमएफ के लिए केवल सिर का एक्सपोजर जीएसएम ईएमएफ26 के प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए पहले इस्तेमाल किए गए प्रयोगात्मक सेटअप का उपयोग करके किया गया था। एलपीएस इंजेक्शन (11 जानवरों) या एलपीएस उपचार (5 जानवरों) के 24 घंटे बाद एलटीई एक्सपोजर किया गया था। जानवरों को आंदोलन को रोकने के लिए एक्सपोजर से पहले केटामाइन/ज़ाइलाज़िन (केटामाइन 80 मिलीग्राम/किग्रा, आईपी; ज़ाइलाज़िन 10 मिलीग्राम/किग्रा, आईपी) के साथ हल्के से एनेस्थेटाइज़ किया गया था और यह सुनिश्चित करने के लिए कि जानवर का सिर एलटीई सिग्नल उत्सर्जित करने वाले लूप एंटीना में था। नीचे पुनरुत्पादनीय स्थान। उसी पिंजरे से आधे चूहों ने नियंत्रण के रूप में काम किया (11 शम-एक्सपोज़्ड जानवर, एलपीएस के साथ पूर्व-उपचार किए गए 22 चूहों में से): उन्हें लूप एंटीना के नीचे रखा गया था पूरे प्रयोग के दौरान उनके शरीर का तापमान 37°C के आसपास बनाए रखना। पिछले प्रयोगों की तरह, एक्सपोजर का समय 2 घंटे निर्धारित किया गया था। एक्सपोजर के बाद, पशु को ऑपरेटिंग रूम में एक अन्य हीटिंग पैड पर रखें। उसी एक्सपोजर प्रक्रिया को 10 स्वस्थ चूहों (एलपीएस के साथ इलाज नहीं किए गए) पर लागू किया गया था, जिनमें से आधे को एक ही पिंजरे से शैम-एक्सपोज किया गया था (पी = 0.694)।
एक्सपोज़र प्रणाली पिछले अध्ययनों में वर्णित प्रणालियों 25, 62 के समान थी, जिसमें रेडियो आवृत्ति जनरेटर को जीएसएम विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रों के बजाय एलटीई उत्पन्न करने के लिए बदल दिया गया था। संक्षेप में, एक आरएफ जनरेटर (एसएमबीवी100ए, 3.2 गीगाहर्ट्ज, रोहडे और श्वार्ट्ज, जर्मनी) एक एलटीई - 1800 मेगाहर्ट्ज विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्सर्जित करता है जो एक पावर एम्पलीफायर (जेडएचएल-4डब्लू-422+, मिनी-सर्किट्स, यूएसए), एक सर्कुलेटर (डी3 1719-एन, सोढी, फ्रांस), एक दो-तरफा कपलर (सीडी डी 1824-2, -30 डीबी, सोढी, फ्रांस) और एक चार-तरफा पावर डिवाइडर (डीसी डी 0922-4एन, सोढी, फ्रांस) से जुड़ा था, जिससे एक साथ चार जानवरों को एक्सपोज़ किया जा सका। लूप एंटीना (समा-सिस्टेमी एसआरएल; रोमा) से जुड़ा था, जिससे जानवर के सिर का आंशिक प्रदर्शन संभव हो पाया। लूप एंटीना में एक मुद्रित सर्किट होता है जिसमें दो धातु रेखाएं (ढांकता हुआ स्थिरांक εr = 4.6) एक इन्सुलेटिंग एपॉक्सी सब्सट्रेट पर उत्कीर्ण होती हैं। एक छोर पर, डिवाइस में 1 मिमी चौड़ा तार होता है जो जानवर के सिर के करीब एक रिंग बनाता है। पिछले अध्ययनों26,62 की तरह, विशिष्ट अवशोषण दर (SAR) को संख्यात्मक चूहे मॉडल और एक परिमित अंतर समय डोमेन (FDTD) विधि63,64,65 का उपयोग करके संख्यात्मक रूप से निर्धारित किया गया था। तापमान वृद्धि को मापने के लिए लक्सट्रॉन जांच का उपयोग करके उन्हें एक सजातीय चूहे मॉडल में प्रयोगात्मक रूप से भी निर्धारित किया गया था। इस मामले में, W/kg में SAR की गणना सूत्र का उपयोग करके की जाती है एसएआर मान एक समरूप मॉडल का उपयोग करके प्राप्त किए गए, विशेष रूप से समकक्ष चूहे के मस्तिष्क क्षेत्रों में। संख्यात्मक एसएआर माप और प्रयोगात्मक रूप से पता लगाए गए एसएआर मूल्यों के बीच का अंतर 30% से कम है।
चित्र 2a चूहे के मॉडल में चूहे के मस्तिष्क में SAR वितरण को दर्शाता है, जो हमारे अध्ययन में उपयोग किए गए चूहों के शरीर के वजन और आकार के संदर्भ में वितरण से मेल खाता है। मस्तिष्क का औसत SAR 0.37 ± 0.23 W/kg (औसत ± SD) था। SAR मान लूप एंटीना के ठीक नीचे कॉर्टिकल क्षेत्र में सबसे अधिक हैं। ACx (SARACx) में स्थानीय SAR 0.50 ± 0.08 W/kg (औसत ± SD) (चित्र 2b) था। चूंकि उजागर चूहों के शरीर का वजन सजातीय है और सिर के ऊतकों की मोटाई में अंतर नगण्य है, इसलिए ACx या अन्य कॉर्टिकल क्षेत्रों का वास्तविक SAR एक उजागर जानवर और दूसरे के बीच बहुत समान होने की उम्मीद है।
एक्सपोजर के अंत में, जानवरों को केटामाइन (20 मिलीग्राम/किग्रा, आईपी) और ज़ाइलाज़िन (4 मिलीग्राम/किग्रा, आईपी) की अतिरिक्त खुराक दी गई, जब तक कि पिछले पंजे को चुटकी बजाने के बाद कोई रिफ्लेक्स मूवमेंट नहीं देखा गया। एक स्थानीय एनेस्थेटिक (ज़ाइलोकेन 2%) को खोपड़ी के ऊपर त्वचा और टेम्पोरलिस मांसपेशी में इंजेक्ट किया गया, और जानवरों को धातु-मुक्त हीटिंग सिस्टम पर रखा गया। जानवर को स्टीरियोटैक्सिक फ्रेम में रखने के बाद, बाएं टेम्पोरल कॉर्टेक्स पर एक क्रैनियोटॉमी की गई। हमारे पिछले अध्ययन66 की तरह, पार्श्विका और टेम्पोरल हड्डियों के जंक्शन से शुरू होकर, उद्घाटन 9 मिमी चौड़ा और 5 मिमी ऊंचा था। रक्त वाहिकाओं को नुकसान पहुंचाए बिना दूरबीन नियंत्रण के तहत ACx के ऊपर ड्यूरा को सावधानीपूर्वक हटाया गया।
20 चूहों के प्राथमिक श्रवण प्रांतस्था में बहु-इकाई रिकॉर्डिंग से डेटा प्राप्त किया गया था, जिसमें एलपीएस के साथ पूर्व-उपचार किए गए 10 जानवर शामिल थे। बाह्यकोशिकीय रिकॉर्डिंग 16 टंगस्टन इलेक्ट्रोड (टीडीटी, ø: ​​33 µm, < 1 MΩ) की एक सरणी से प्राप्त की गई थी, जिसमें 8 इलेक्ट्रोड की दो पंक्तियाँ 1000 µm की दूरी पर थीं (एक ही पंक्ति में इलेक्ट्रोड के बीच 350 µm)। ग्राउंडिंग के लिए एक चांदी का तार (ø: 300 µm) टेम्पोरल बोन और कंट्रालेटरल ड्यूरा के बीच डाला गया था। प्राथमिक ACx का अनुमानित स्थान ब्रेग्मा से 4-7 मिमी पीछे और सुप्राटेम्पोरल सिवनी से 3 मिमी वेंट्रल है। (610-10,000 हर्ट्ज) बहु-इकाई गतिविधि (एमयूए) निकालने के लिए। सिग्नल से सबसे बड़ी क्रिया क्षमता का चयन करने के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रोड के लिए ट्रिगर स्तर सावधानीपूर्वक सेट किए गए थे (सह-लेखकों द्वारा उजागर या शम-उजागर राज्यों के लिए अंधे)। तरंगों के ऑनलाइन और ऑफलाइन निरीक्षण से पता चला कि यहां एकत्र किए गए एमयूए में इलेक्ट्रोड के पास 3 से 6 न्यूरॉन्स द्वारा उत्पन्न क्रिया क्षमताएं शामिल थीं। प्रत्येक प्रयोग की शुरुआत में, हमने इलेक्ट्रोड सरणी की स्थिति निर्धारित की ताकि आठ इलेक्ट्रोड की दो पंक्तियाँ न्यूरॉन्स का नमूना ले सकें, जब रोस्ट्रल अभिविन्यास में प्रदर्शन किया जाए।
मैटलैब में ध्वनिक उत्तेजनाएं उत्पन्न की गईं, RP2.1 आधारित ध्वनि वितरण प्रणाली (TDT) को प्रेषित की गईं और फॉस्टेक्स लाउडस्पीकर (FE87E) को भेजी गईं। लाउडस्पीकर को चूहे के दाहिने कान से 2 सेमी की दूरी पर रखा गया था, जिस दूरी पर लाउडस्पीकर ने 140 हर्ट्ज और 36 kHz के बीच एक फ्लैट आवृत्ति स्पेक्ट्रम (± 3 डीबी) का उत्पादन किया। लाउडस्पीकर अंशांकन एक ब्रूएल और केजर माइक्रोफोन 4133 के साथ रिकॉर्ड किए गए शोर और शुद्ध स्वरों का उपयोग करके किया गया था, जो एक प्रीएम्पलीफायर B&K 2169 और डिजिटल रिकॉर्डर मैरेंट्ज़ PMD671 से जुड़ा था। स्पेक्ट्रल टाइम रिसेप्टिव फील्ड (STRF) को 97 गामा-टोन आवृत्तियों का उपयोग करके निर्धारित किया गया था स्वरों का और 2 हर्ट्ज पर 75 से 5 डीबी एसपीएल तक यादृच्छिक क्रम में प्रस्तुत किया गया है। प्रत्येक आवृत्ति को प्रत्येक तीव्रता पर आठ बार प्रस्तुत किया गया है।
प्राकृतिक उत्तेजनाओं के प्रति प्रतिक्रियाओं का भी मूल्यांकन किया गया। पिछले अध्ययनों में, हमने देखा कि चूहे की आवाज़ें ACx में शायद ही कभी मजबूत प्रतिक्रियाएं उत्पन्न करती हैं, भले ही न्यूरोनल इष्टतम आवृत्ति (BF) कुछ भी हो, जबकि ज़ेनोग्राफ़्ट-विशिष्ट (उदाहरण के लिए, गीत पक्षी या गिनी पिग की आवाज़ें) आम तौर पर संपूर्ण टोन मैप। इसलिए, हमने गिनी पिग में आवाज़ों के प्रति कॉर्टिकल प्रतिक्रियाओं का परीक्षण किया (36 में इस्तेमाल की गई सीटी 1 सेकंड की उत्तेजनाओं से जुड़ी थी, जिसे 25 बार प्रस्तुत किया गया था)।

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