Ziņas

Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com. Jūsu izmantotajai pārlūkprogrammas versijai ir ierobežots CSS atbalsts. Lai nodrošinātu vislabāko pieredzi, iesakām izmantot atjauninātu pārlūkprogrammu (vai izslēgt saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer). Tikmēr, lai nodrošinātu nepārtrauktu atbalstu, vietne tiks attēlota bez stiliem un JavaScript.
Arvien pieaugošais pieprasījums pēc mobilo sakaru ir novedis pie bezvadu tehnoloģiju (G) nepārtrauktas parādīšanās, kurām var būt dažāda ietekme uz bioloģiskajām sistēmām. Lai to pārbaudītu, mēs pakļāvām žurkas vienas galvas iedarbībai uz 4G ilgtermiņa evolūcijas (LTE) -1800 MHz elektromagnētisko lauku (EML) 2 stundas. Pēc tam mēs novērtējām lipopolisaharīdu izraisītas akūtas neiroiekaisuma ietekmi uz mikrogliju telpisko pārklājumu un elektrofizioloģisko neironu aktivitāti primārajā dzirdes garozā (ACx). Vidējais SAR ACx ir 0,5 W/kg. Vairāku vienību ieraksti liecina, ka LTE-EML izraisa reakcijas intensitātes samazināšanos uz tīriem toņiem un dabiskām vokalizācijām, savukārt akustiskā sliekšņa palielināšanos zemām un vidējām frekvencēm. Iba1 imūnhistoķīmija neuzrādīja izmaiņas mikrogliju ķermeņu un izaugumu pārklātajā zonā. Veselām žurkām tā pati LTE iedarbība neizraisīja reakcijas intensitātes un akustisko sliekšņu izmaiņas. Mūsu dati liecina, ka akūts neiroiekaisums sensibilizē neironus pret LTE-EML, kā rezultātā mainās akustisko stimulu apstrāde ACx.
Cilvēces elektromagnētiskā vide pēdējo trīs desmitgažu laikā ir dramatiski mainījusies bezvadu sakaru nepārtrauktās paplašināšanās dēļ. Pašlaik vairāk nekā divas trešdaļas iedzīvotāju tiek uzskatīti par mobilo tālruņu (MP) lietotājiem. Šīs tehnoloģijas plaša mēroga izplatība ir izraisījusi bažas un debates par potenciāli bīstamo pulsējošo elektromagnētisko lauku (EML) ietekmi radiofrekvenču (RF) diapazonā, ko izstaro MP vai bāzes stacijas un kas kodē sakarus. Šis sabiedrības veselības jautājums ir iedvesmojis vairākus eksperimentālus pētījumus, kas veltīti radiofrekvenču absorbcijas ietekmes izpētei bioloģiskajos audos1. Dažos no šiem pētījumiem ir meklētas izmaiņas neironu tīkla aktivitātē un kognitīvajos procesos, ņemot vērā smadzeņu tuvumu RF avotiem MP plašas lietošanas laikā. Daudzi ziņotie pētījumi pievēršas impulsu modulēto signālu ietekmei, ko izmanto otrās paaudzes (2G) globālajā mobilo sakaru sistēmā (GSM) vai platjoslas koda dalīšanas daudzpiekļuves (WCDMA)/trešās paaudzes universālajās mobilo telekomunikāciju sistēmās (WCDMA/3G UMTS)2,3,4,5. Maz ir zināms par radiofrekvenču signālu ietekmi, ko izmanto ceturtās paaudzes (4G) mobilo sakaru pakalpojumos, kuri balstās uz Pilnībā digitāla interneta protokola tehnoloģija, ko sauc par Long Term Evolution (LTE) tehnoloģiju. LTE mobilo sakaru pakalpojums, kas tika ieviests 2011. gadā, paredzams, ka 2022. gada janvārī sasniegs 6,6 miljardus LTE abonentu visā pasaulē (GSMA: //gsacom.com). Salīdzinot ar GSM (2G) un WCDMA (3G) sistēmām, kuru pamatā ir viena nesēja modulācijas shēmas, LTE kā pamata signāla formātu izmanto ortogonālo frekvenču dalīšanas multipleksēšanu (OFDM). Visā pasaulē LTE mobilo sakaru pakalpojumi izmanto dažādas frekvenču joslas no 450 līdz 3700 MHz, tostarp 900 un 1800 MHz joslas, ko arī izmanto GSM.
RF iedarbības spēju ietekmēt bioloģiskos procesus lielā mērā nosaka īpatnējais absorbcijas ātrums (SAR), kas izteikts W/kg, kas mēra bioloģiskajos audos absorbēto enerģiju. Nesen tika pētīta akūtas 30 minūšu ilgas galvas iedarbības uz 2,573 GHz LTE signāliem ietekme uz globālā neironu tīkla aktivitāti veseliem brīvprātīgajiem. Izmantojot miera stāvokļa fMRI, tika novērots, ka LTE iedarbība var izraisīt spontānas lēnas frekvenču svārstības un izmaiņas iekšējā vai starpreģionālā savienojamībā, savukārt telpiskie maksimālie SAR līmeņi, kas vidēji aprēķināti uz 10 g audu, tika lēsti no 0,42 līdz 1,52 W/kg saskaņā ar 7., 8. un 9. tēmu. EEG analīze līdzīgos iedarbības apstākļos (30 minūšu ilgums, aprēķinātais maksimālais SAR līmenis 1,34 W/kg, izmantojot reprezentatīvu cilvēka galvas modeli) uzrādīja samazinātu spektrālo jaudu un puslodes koherenci alfa un beta joslās. Tomēr divos citos pētījumos, kas balstīti uz EEG analīzi, tika atklāts, ka 20 vai 30 minūšu ilga LTE galvas iedarbība ar maksimālo lokālo SAR līmeni aptuveni 2 W/kg neradīja nosakāmu ietekmi11 vai izraisīja Alfa joslas spektrālā jauda samazinājās, savukārt kognitīvās funkcijas, kas novērtētas ar Stroop testu, nemainījās. Būtiskas atšķirības tika konstatētas arī EEG vai kognitīvo pētījumu rezultātos, īpaši pievēršoties GSM vai UMTS EML iedarbības ietekmei. Tiek uzskatīts, ka tās rodas no metožu izstrādes un eksperimentālo parametru variācijām, tostarp signāla veida un modulācijas, iedarbības intensitātes un ilguma, vai no cilvēku neviendabīguma attiecībā uz vecumu, anatomiju vai dzimumu.
Līdz šim ir veikti tikai daži pētījumi ar dzīvniekiem, lai noteiktu, kā LTE signālu iedarbība ietekmē smadzeņu darbību. Nesen tika ziņots, ka sistēmiska iedarbība uz pelēm, kas attīstās no vēla embrionālā stadijas līdz atšķiršanai (30 min/dienā, 5 dienas/nedēļā, ar vidējo visa ķermeņa SAR 0,5 vai 1 W/kg), izraisīja izmaiņas motoriskajā un apetītes uzvedībā pieaugušā vecumā14. Tika konstatēts, ka atkārtota sistēmiska iedarbība (2 ha dienā 6 nedēļas) pieaugušām žurkām izraisa oksidatīvo stresu un samazina no redzes nerva iegūto vizuāli izraisīto potenciālu amplitūdu, un maksimālais SAR tiek lēsts pat 10 mW/kg15.
Papildus analīzei vairākos mērogos, tostarp šūnu un molekulārā līmenī, grauzēju modeļus var izmantot, lai pētītu RF iedarbības ietekmi slimības laikā, kā iepriekš tika pievērsta uzmanība GSM vai WCDMA/3G UMTS EMF akūtas neiroiekaisuma kontekstā. Pētījumi ir parādījuši krampju, neirodeģeneratīvu slimību vai gliomu ietekmi 16,17,18,19,20.
Ar lipopolisaharīdu (LPS) injicēti grauzēji ir klasisks preklīnisks akūtu neiroiekaisuma reakciju modelis, kas saistīts ar labdabīgām infekcijas slimībām, ko izraisa vīrusi vai baktērijas un kas katru gadu skar lielāko daļu iedzīvotāju. Šis iekaisuma stāvoklis noved pie atgriezeniskas slimības un depresīva uzvedības sindroma, kam raksturīgs drudzis, apetītes zudums un samazināta sociālā mijiedarbība. Rezidenti CNS fagocīti, piemēram, mikroglija, ir šīs neiroiekaisuma reakcijas galvenās efektora šūnas. Grauzēju ārstēšana ar LPS izraisa mikroglijas aktivāciju, ko raksturo to formas un šūnu procesu pārveidošana un dziļas izmaiņas transkriptoma profilā, tostarp pro-iekaisuma citokīnus vai enzīmus kodējošo gēnu augšupregulācija, kas ietekmē neironu tīklus Aktivitātes 22, 23, 24.
Pētot vienreizējas 2 stundu ilgas GSM-1800 MHz EMF iedarbības ietekmi uz žurkām, kuras ārstēja ar LPS, mēs atklājām, ka GSM signāli izraisa šūnu reakcijas smadzeņu garozā, ietekmējot gēnu ekspresiju, glutamāta receptoru fosforilēšanu, neironu Meta izraisīto aktivāciju un mikrogliju morfoloģiju smadzeņu garozā. Šīs sekas netika konstatētas veselām žurkām, kuras saņēma tādu pašu GSM iedarbību, kas liecina, ka LPS izraisītais neiroiekaisuma stāvoklis sensibilizē CNS šūnas pret GSM signāliem. Koncentrējoties uz LPS ārstētu žurku dzirdes garozu (ACx), kur lokālais SAR vidēji bija 1,55 W/kg, mēs novērojām, ka GSM iedarbība izraisīja mikrogliju izaugumu garuma vai sazarojuma palielināšanos un tīru toņu izraisīto neironu reakciju samazināšanos. Dabiskā stimulācija 28.
Pašreizējā pētījumā mūsu mērķis bija pārbaudīt, vai tikai galvas pakļaušana LTE-1800 MHz signāliem var mainīt arī mikrogliju morfoloģiju un neironu aktivitāti ACx, samazinot iedarbības jaudu par divām trešdaļām. Mēs šeit parādām, ka LTE signalizācijai nebija ietekmes uz mikrogliju procesiem, bet tā joprojām izraisīja ievērojamu skaņas izraisītas kortikālās aktivitātes samazināšanos LPS apstrādātu žurku ACx ar SAR vērtību 0,5 W/kg.
Ņemot vērā iepriekšējos pierādījumus, ka GSM-1800 MHz iedarbība izmaina mikrogliju morfoloģiju iekaisumu veicinošos apstākļos, mēs pētījām šo efektu pēc LTE signālu iedarbības.
Pieaugušām žurkām 24 stundas pirms galvas simulētas iedarbības vai iedarbības ar LTE-1800 MHz tika injicēts LPS. Pēc iedarbības smadzeņu garozā tika izveidotas LPS izraisītas neiroiekaisuma reakcijas, ko parāda iekaisuma gēnu augšupregulācija un izmaiņas kortikālo mikrogliju morfoloģijā (1. attēls). LTE galvas iedarbības jauda tika iestatīta tā, lai ACx vidē iegūtu vidējo SAR līmeni 0,5 W/kg (2. attēls). Lai noteiktu, vai LPS aktivētās mikroglijas reaģē uz LTE EMF, mēs analizējām kortikālās sekcijas, kas iekrāsotas ar anti-Iba1, kas selektīvi iezīmēja šīs šūnas. Kā parādīts 3.a attēlā, ACx sekcijās, kas fiksētas 3 līdz 4 stundas pēc simulētas vai LTE iedarbības, mikroglijas izskatījās ievērojami līdzīgas, parādot "blīvu" šūnu morfoloģiju, ko izraisīja LPS iekaisuma apstrāde (1. attēls). Atbilstoši morfoloģisko reakciju neesamībai kvantitatīvā attēlu analīze neatklāja būtiskas atšķirības kopējā laukumā (nepāra t-tests, p = 0,308) vai laukumā (p = 0,196) un blīvumā (p = 0,061). Iba1 imunoreaktivitātes rādītāji, salīdzinot Iba1 iekrāsoto šūnu ķermeņu iedarbību LTE žurkām ar dzīvniekiem, kas bija pakļauti placebo iedarbībai (3.b–d att.).
LPS ip injekcijas ietekme uz kortikālo mikrogliju morfoloģiju. Reprezentatīvs mikrogliju skats smadzeņu garozas koronālajā daļā (dorsomediālajā reģionā) 24 stundas pēc LPS vai nesējvielas (kontrole) intraperitoneālas injekcijas. Šūnas tika iekrāsotas ar anti-Iba1 antivielām, kā aprakstīts iepriekš. LPS pro-iekaisuma apstrāde izraisīja izmaiņas mikrogliju morfoloģijā, tostarp proksimālo sabiezēšanu un palielinātu šūnu izaugumu īsos sekundāros zarus, kā rezultātā radās "blīvs" izskats. Mēroga josla: 20 µm.
Īpatnējās absorbcijas ātruma (SAR) dozimetriskā analīze žurku smadzenēs 1800 MHz LTE iedarbības laikā. Iepriekš aprakstīts fantoma žurkas un cilpas antenas heterogēns modelis62 tika izmantots, lai novērtētu lokālo SAR smadzenēs ar 0,5 mm3 kubisko režģi. (a) Žurkas modeļa globāls skats iedarbības vidē ar cilpas antenu virs galvas un metālisku termo spilventiņu (dzeltenu) zem ķermeņa. (b) SAR vērtību sadalījums pieauguša cilvēka smadzenēs ar 0,5 mm3 telpisko izšķirtspēju. Apgabals, ko sagitālajā griezumā norobežo melna kontūra, atbilst primārajai dzirdes garozai, kur tiek analizēta mikrogliju un neironu aktivitāte. SAR vērtību krāsu kodētā skala attiecas uz visām attēlā parādītajām skaitliskajām simulācijām.
Ar LPS injicēta mikroglija žurku dzirdes garozā pēc LTE vai placebo iedarbības. (a) Reprezentatīvs mikrogliju sakrauts skats LPS perfuzētas žurku dzirdes garozas koronālajās daļās, kas iekrāsotas ar anti-Iba1 antivielām, 3 līdz 4 stundas pēc placebo vai LTE iedarbības (ekspozīcijas). Mēroga josla: 20 µm. (bd) Mikrogliju morfometriskais novērtējums 3 līdz 4 stundas pēc placebo (atvērti punkti) vai LTE iedarbības (eksponēti, melni punkti). (b, c) Mikrogliju marķiera Iba1 telpiskais pārklājums (b) un Iba1 pozitīvo šūnu ķermeņu laukumi (c). Dati atspoguļo anti-Iba1 iekrāsojuma laukumu, kas normalizēts attiecībā pret vidējo vērtību no dzīvniekiem, kas pakļauti placebo iedarbībai. (d) Ar anti-Iba1 iekrāsoto mikrogliju šūnu ķermeņu skaits. Atšķirības starp dzīvniekiem, kas pakļauti placebo (n = 5) un LTE (n = 6), nebija nozīmīgas (p > 0,05, nepāra t-tests). Kastes augšdaļa un apakšdaļa, augšējā un apakšējā līnija attēlo 25.–75. procentīli un 5.–95. procentīli. attiecīgi. Vidējā vērtība lodziņā ir atzīmēta sarkanā krāsā.
1. tabulā ir apkopots dzīvnieku skaits un vairāku vienību ieraksti, kas iegūti četru žurku grupu (Sham, Exposed, Sham-LPS, Exposed-LPS) primārajā dzirdes garozā. Zemāk sniegtajos rezultātos ir iekļauti visi ieraksti, kas uzrāda nozīmīgu spektrālo temporālo receptīvo lauku (STRF), t. i., toņa izraisītas reakcijas, kas ir vismaz par 6 standarta novirzēm augstākas nekā spontānās aktivācijas ātrums (sk. 1. tabulu). Piemērojot šo kritēriju, mēs atlasījām 266 ierakstus Sham grupai, 273 ierakstus Exposed grupai, 299 ierakstus Sham-LPS grupai un 295 ierakstus Exposed-LPS grupai.
Turpmākajos punktos mēs vispirms aprakstīsim parametrus, kas iegūti no spektrāli-laika receptīvā lauka (tas ir, reakcija uz tīriem toņiem) un reakcija uz ksenogēnām specifiskām vokalizācijām. Pēc tam mēs aprakstīsim katrai grupai iegūtā frekvences atbildes laukuma kvantifikāciju. Ņemot vērā "ligzdoto datu"30 klātbūtni mūsu eksperimentālajā projektā, visas statistiskās analīzes tika veiktas, pamatojoties uz pozīciju skaitu elektrodu masīvā (pēdējā rinda 1. tabulā), bet visi turpmāk aprakstītie efekti arī bija balstīti uz pozīciju skaitu katrā grupā. Kopējais savākto daudzvienību ierakstu skaits (trešā rinda 1. tabulā).
4.a attēlā parādīts kortikālo neironu optimālais frekvenču sadalījums (BF, izraisot maksimālo reakciju pie 75 dB SPL), kas iegūts ar LPS apstrādātiem Sham un pakļautiem dzīvniekiem. BF frekvenču diapazons abās grupās tika paplašināts no 1 kHz līdz 36 kHz. Statistiskā analīze parādīja, ka šie sadalījumi bija līdzīgi (hi kvadrāts, p = 0,278), kas liecina, ka salīdzinājumus starp abām grupām var veikt bez izlases novirzes.
LTE iedarbības ietekme uz kvantitatīvi noteiktajiem kortikālo reakciju parametriem dzīvniekiem, kas apstrādāti ar LPS. (a) BF sadalījums kortikālajos neironos LPS apstrādātiem dzīvniekiem, kas pakļauti LTE iedarbībai (melns) un dzīvniekiem, kas pakļauti LTE iedarbībai pēc imitācijas (balts). Starp abiem sadalījumiem nav atšķirības. (bf) LTE iedarbības ietekme uz parametriem, kas kvantitatīvi nosaka spektrālo temporālo receptīvo lauku (STRF). Reakcijas stiprums bija ievērojami samazināts (*p < 0,05, nepāra t-tests) gan STRF (kopējais reakcijas stiprums), gan optimālajās frekvencēs (b, c). Reakcijas ilgums, reakcijas joslas platums un joslas platuma konstante (df). Gan vokalizāciju reakciju stiprums, gan laika ticamība bija samazināta (g, h). Spontāna aktivitāte nebija būtiski samazināta (i). (*p < 0,05, nepāra t-tests). (j, k) LTE iedarbības ietekme uz kortikālajiem sliekšņiem. Vidējie sliekšņi bija ievērojami augstāki žurkām, kas pakļautas LTE iedarbībai, salīdzinot ar žurkām, kas pakļautas imitācijai. Šis efekts ir izteiktāks zemās un vidējās frekvencēs.
4.b–4.f attēlā parādīts no STRF iegūto parametru sadalījums šiem dzīvniekiem (vidējie rādītāji norādīti ar sarkanām līnijām). LTE iedarbības ietekme uz LPS apstrādātiem dzīvniekiem, šķiet, liecināja par samazinātu neironu uzbudināmību. Pirmkārt, kopējā atbildes intensitāte un atbildes reakcijas BF grupā bija ievērojami zemākas salīdzinājumā ar Sham-LPS dzīvniekiem (4.b attēls, c nepāra t-tests, p = 0,0017; un p = 0,0445). Tāpat atbildes reakcijas uz komunikācijas skaņām samazinājās gan atbildes stipruma, gan starppētījumu ticamības ziņā (4.g attēls, h; nepāra t-tests, p = 0,043). Spontāna aktivitāte bija samazināta, taču šī ietekme nebija nozīmīga (4.i attēls; p = 0,0745). Atbildes ilgums, regulēšanas joslas platums un atbildes latentums netika ietekmēti ar LPS apstrādātiem dzīvniekiem ar LTE iedarbību (4.d–f attēls), kas norāda, ka LTE iedarbība neietekmēja frekvences selektivitāti un atbildes reakcijas sākuma precizitāti ar LPS apstrādātiem dzīvniekiem.
Pēc tam mēs novērtējām, vai LTE iedarbība mainīja tīra toņa kortikālos sliekšņus. No katra ieraksta iegūtā frekvences atbildes laukuma (FRA) mēs noteicām dzirdes sliekšņus katrai frekvencei un aprēķinājām šo sliekšņu vidējo vērtību abām dzīvnieku grupām. 4.j attēlā parādīti vidējie (± sem) sliekšņi no 1,1 līdz 36 kHz ar LPS apstrādātām žurkām. Salīdzinot kontroles un iedarbībai pakļauto grupu dzirdes sliekšņus, tika konstatēts ievērojams sliekšņu pieaugums iedarbībai pakļautajiem dzīvniekiem, salīdzinot ar kontroles dzīvniekiem (4.j att.), un šī ietekme bija izteiktāka zemās un vidējās frekvencēs. Precīzāk, zemās frekvencēs (< 2,25 kHz) palielinājās A1 neironu ar augstu slieksni īpatsvars, savukārt samazinājās zemā un vidējā sliekšņa neironu īpatsvars (hi kvadrāts = 43,85; p < 0,0001; 4.k att., kreisais attēls). Tāds pats efekts tika novērots vidējā frekvencē (2,25 < Freq(kHz) < 11): lielāka kortikālo ierakstu daļa ar vidējiem sliekšņiem un mazāka neironu daļa ar zemiem sliekšņiem, salīdzinot ar neapstaroto grupu (Chi kvadrāts = 71,17; p < 0,001; 4.k attēls, vidējais panelis). Bija arī būtiska sliekšņa atšķirība augstas frekvences neironiem (≥ 11 kHz, p = 0,0059); zema sliekšņa neironu īpatsvars samazinājās, un vidēji augsta sliekšņa neironu īpatsvars palielinājās (Chi kvadrāts = 10,853; p = 0,04, 4.k attēls, labais panelis).
5.a attēlā parādīts optimālais frekvenču sadalījums (BF, izraisot maksimālo reakciju pie 75 dB SPL) kortikālajiem neironiem, kas iegūts veseliem dzīvniekiem Sham un eksponētām grupām. Statistiskā analīze parādīja, ka abi sadalījumi bija līdzīgi (hi kvadrāts, p = 0,157), kas liecina, ka salīdzinājumus starp abām grupām var veikt bez izlases novirzes.
LTE iedarbības ietekme uz kvantitatīvi noteiktiem kortikālo reakciju parametriem veseliem dzīvniekiem. (a) BF sadalījums veselīgu dzīvnieku kortikālajos neironos, kas pakļauti LTE iedarbībai (tumši zils) un mākslīgi LTE iedarbībai (gaiši zils). Starp abiem sadalījumiem nav atšķirības. (bf) LTE iedarbības ietekme uz parametriem, kas kvantitatīvi nosaka spektrālo temporālo receptīvo lauku (STRF). Nebija būtisku izmaiņu reakcijas intensitātē visā STRF un optimālajās frekvencēs (b, c). Ir neliels reakcijas ilguma pieaugums (d), bet nav izmaiņu reakcijas joslas platumā un joslas platumā (e, f). Nemainījās ne vokalizāciju reakciju stiprums, ne laika ticamība (g, h). Nebija būtisku izmaiņu spontānajā aktivitātē (i). (*p < 0,05 nepāra t-tests). (j, k) LTE iedarbības ietekme uz kortikālajiem sliekšņiem. Vidēji LTE iedarbībai pakļautām žurkām sliekšņi nebija būtiski mainījušies, salīdzinot ar simulācijas iedarbībai pakļautām žurkām, bet augstākas frekvences sliekšņi bija nedaudz zemāki pakļautajiem dzīvniekiem.
5.b–5.f attēlā redzamas lodziņu diagrammas, kas attēlo no diviem STRF komplektiem iegūto parametru sadalījumu un vidējo vērtību (sarkanā līnija). Veseliem dzīvniekiem LTE iedarbība pati par sevi maz ietekmēja STRF parametru vidējo vērtību. Salīdzinot ar Sham grupu (gaiši zilie un tumši zilie lodziņi iedarbībai pakļautajai grupai), LTE iedarbība nemainīja ne kopējo atbildes reakcijas intensitāti, ne BF atbildes reakciju (5.b,c attēls; nepāra t-tests, attiecīgi p = 0,2176 un p = 0,8696). Nebija arī ietekmes uz spektrālo joslas platumu un latentumu (attiecīgi p = 0,6764 un p = 0,7129), bet bija ievērojams atbildes reakcijas ilguma pieaugums (p = 0,047). Nebija arī ietekmes uz vokalizācijas reakciju stiprumu (5.g attēls, p = 0,4375), šo reakciju starppētījumu ticamību (5.h attēls, p = 0,3412) un spontāno aktivitāti (5. att.).5i; p = 0,3256).
5.j attēlā parādīti vidējie (± sem) sliekšņi no 1,1 līdz 36 kHz veselām žurkām. Tajā netika konstatēta būtiska atšķirība starp placebo un iedarbībai pakļautajām žurkām, izņemot nedaudz zemāku slieksni iedarbībai pakļautajiem dzīvniekiem augstās frekvencēs (11–36 kHz) (nepāra t-tests, p = 0,0083). Šis efekts atspoguļo faktu, ka iedarbībai pakļautajiem dzīvniekiem šajā frekvenču diapazonā (hi kvadrāts = 18,312, p = 0,001; 5.k attēls) bija nedaudz vairāk neironu ar zemu un vidēju slieksni (savukārt ar augstu slieksni) bija mazāk neironu).
Noslēgumā jāsecina, ka, pakļaujot veselus dzīvniekus LTE iedarbībai, netika novērota ietekme uz reakcijas stiprumu uz tīriem toņiem un sarežģītām skaņām, piemēram, vokalizācijām. Turklāt veseliem dzīvniekiem kortikālie dzirdes sliekšņi bija līdzīgi gan pakļautajiem, gan kontroles dzīvniekiem, savukārt ar LPS apstrādātajiem dzīvniekiem LTE iedarbība ievērojami paaugstināja kortikālos sliekšņus, īpaši zemo un vidējo frekvenču diapazonā.
Mūsu pētījums parādīja, ka pieaugušiem vīriešu dzimuma žurkām, kurām bija akūts neiroiekaisums, LTE-1800 MHz iedarbība ar lokālu SARACx 0,5 W/kg (skatīt Metodes) izraisīja ievērojamu skaņas izraisīto reakciju intensitātes samazināšanos primārajos komunikācijas ierakstos. Šīs neironu aktivitātes izmaiņas notika bez jebkādām acīmredzamām izmaiņām mikrogliju procesu aptvertajā telpiskajā domēnā. Šī LTE ietekme uz kortikālo izraisīto reakciju intensitāti netika novērota veselām žurkām. Ņemot vērā optimālā frekvenču sadalījuma līdzību starp ierakstīšanas vienībām LTE iedarbībai pakļautiem un placebo iedarbībai pakļautiem dzīvniekiem, neironu reaktivitātes atšķirības var attiecināt uz LTE signālu bioloģisko iedarbību, nevis izlases novirzi (4.a att.). Turklāt atbildes latentuma un spektrālās regulēšanas joslas platuma izmaiņu neesamība LTE iedarbībai pakļautām žurkām liecina, ka, visticamāk, šie ieraksti tika ņemti no tiem pašiem kortikālajiem slāņiem, kas atrodas primārajā ACx, nevis sekundārajos reģionos.
Mūsuprāt, LTE signalizācijas ietekme uz neironu reakcijām iepriekš nav ziņota. Tomēr iepriekšējos pētījumos ir dokumentēta GSM-1800 MHz vai 1800 MHz nepārtrauktā viļņa (CW) spēja mainīt neironu uzbudināmību, lai gan ar būtiskām atšķirībām atkarībā no eksperimentālās pieejas. Neilgi pēc 1800 MHz CW iedarbības ar SAR līmeni 8,2 W/kg, gliemežu gangliju ieraksti uzrādīja samazinātus sliekšņus darbības potenciālu un neironu modulācijas ierosināšanai. No otras puses, primārajās neironu kultūrās, kas iegūtas no žurku smadzenēm, impulsu un uzliesmojumu aktivitāte samazinājās, pakļaujot tās GSM-1800 MHz vai 1800 MHz CW iedarbībai 15 minūtes ar SAR līmeni 4,6 W/kg. Šī inhibīcija bija tikai daļēji atgriezeniska 30 minūšu laikā pēc iedarbības. Pilnīga neironu apklusināšana tika panākta ar SAR 9,2 W/kg. Devas-atbildes reakcijas analīze parādīja, ka GSM-1800 MHz bija efektīvāks par 1800 MHz CW impulsu aktivitātes nomākšanā, kas liecina, ka neironu reakcijas ir atkarīgas no RF signāla. modulācija.
Mūsu vidē kortikāli izraisītās atbildes reakcijas tika apkopotas in vivo 3 līdz 6 stundas pēc 2 stundu ilgas tikai galvas iedarbības beigām. Iepriekšējā pētījumā mēs pētījām GSM-1800 MHz ietekmi pie SARACx 1,55 W/kg un nekonstatējām būtisku ietekmi uz skaņas izraisītajām kortikālajām atbildēm veselām žurkām. Šeit vienīgā nozīmīgā ietekme, ko veselām žurkām izraisīja LTE-1800 iedarbība pie 0,5 W/kg SARACx, bija neliels atbildes reakcijas ilguma palielinājums, dzirdot tīrus toņus. Šo efektu ir grūti izskaidrot, jo tam nepievieno atbildes reakcijas intensitātes palielināšanās, kas liecina, ka šis ilgākais atbildes reakcijas ilgums rodas ar tādu pašu kopējo darbības potenciālu skaitu, ko izraisa kortikālie neironi. Viens no skaidrojumiem varētu būt tas, ka LTE iedarbība var samazināt dažu inhibējošo interneironu aktivitāti, jo ir dokumentēts, ka primārajā ACx tiešās saites inhibīcijā tiek kontrolēts piramīdveida šūnu atbildes reakcijas ilgums, ko izraisa ierosinošā talāma ievade33,34, 35, 36, 37.
Turpretī žurkām, kurām tika veikta LPS izraisīta neiroiekaisuma iedarbība, LTE iedarbībai nebija ietekmes uz skaņas izraisītas neironu aktivācijas ilgumu, bet tika konstatēta būtiska ietekme uz izraisīto reakciju stiprumu. Faktiski, salīdzinot ar neironu reakcijām, kas reģistrētas žurkām, kurām tika veikta LPS imitācija, LPS apstrādātu žurku neironiem, kas pakļauti LTE iedarbībai, bija vērojama reakciju intensitātes samazināšanās, un šī ietekme tika novērota gan tīru toņu, gan dabisko vokalizāciju gadījumā. Reakcijas intensitātes samazināšanās uz tīriem toņiem notika, nesašaurinot spektrālo regulēšanas joslas platumu par 75 dB, un, tā kā tas notika pie visām skaņas intensitātēm, tas izraisīja kortikālo neironu akustisko sliekšņu palielināšanos zemās un vidējās frekvencēs.
Izraisītās atbildes reakcijas stipruma samazināšanās norādīja, ka LTE signalizācijas ietekme pie SARACx 0,5 W/kg ar LPS apstrādātiem dzīvniekiem bija līdzīga GSM-1800 MHz ietekmei, kas tika pielietota ar trīs reizes lielāku SARACx (1,55 W/kg)28. Attiecībā uz GSM signalizāciju, galvas pakļaušana LTE-1800 MHz var samazināt neironu uzbudināmību žurku ACx neironos, kas pakļauti LPS izraisītam neiroiekaisumam. Saskaņā ar šo hipotēzi mēs novērojām arī tendenci samazināt neironu atbildes reakcijas uz vokalizāciju izmēģinājumu ticamību (4.h att.) un samazināt spontāno aktivitāti (4.i att.). Tomēr ir bijis grūti in vivo noteikt, vai LTE signalizācija samazina neironu iekšējo uzbudināmību vai samazina sinaptisko ievadi, tādējādi kontrolējot neironu atbildes reakcijas ACx.
Pirmkārt, šīs vājākās reakcijas var būt saistītas ar kortikālo šūnu iekšēji samazinātu uzbudināmību pēc 1800 MHz LTE iedarbības. Šo ideju apstiprina tas, ka GSM-1800 MHz un 1800 MHz-CW samazināja uzliesmojumu aktivitāti, ja tās tika tieši pielietotas kortikālo žurku neironu primārajām kultūrām ar SAR līmeni attiecīgi 3,2 W/kg un 4,6 W/kg, taču, lai būtiski samazinātu uzliesmojumu aktivitāti, bija nepieciešams SAR robežlīmenis. Atbalstot samazinātu iekšējo uzbudināmību, mēs arī novērojām zemāku spontāno uzliesmojumu ātrumu dzīvniekiem, kas bija pakļauti iedarbībai, nekā dzīvniekiem, kas bija pakļauti simulācijai.
Otrkārt, LTE iedarbība var ietekmēt arī sinaptisko pārraidi no talamo-kortikālajām vai kortikāli-kortikālajām sinapsēm. Daudzi dati liecina, ka dzirdes garozā spektrālās regulēšanas platumu nenosaka tikai aferentas talāma projekcijas, bet gan intrakortikālie savienojumi piešķir papildu spektrālo ievadi kortikālajām vietām39,40. Mūsu eksperimentos fakts, ka kortikālā STRF uzrādīja līdzīgus joslas platumus dzīvniekiem, kas bija pakļauti iedarbībai un kuriem tika veikta simulācija, netieši liecināja, ka LTE iedarbības ietekme nebija ietekme uz kortikāli-kortikālo savienojamību. Tas arī liecina, ka augstāka savienojamība citos kortikālajos reģionos, kas pakļauti SAR iedarbībai, nekā mērīta ACx (2. att.), var nebūt atbildīga par šeit ziņotajām izmainītajām reakcijām.
Šeit lielāka daļa LPS iedarbībai pakļauto kortikālo ierakstu uzrādīja augstus sliekšņus, salīdzinot ar dzīvniekiem, kas bija pakļauti LPS imitācijai. Ņemot vērā, ka ir ierosināts, ka kortikālo akustisko slieksni galvenokārt kontrolē talamo-kortikālās sinapses stiprums39,40, var pieņemt, ka talamo-kortikālā pārnešana daļēji samazinās iedarbības rezultātā – vai nu presinaptiskā (samazināta glutamāta izdalīšanās), vai postsinaptiskā līmenī (samazināts receptoru skaits vai afinitāte).
Līdzīgi kā GSM-1800 MHz ietekme, LTE izraisītas izmainītas neironu atbildes reakcijas radās LPS izraisīta neiroiekaisuma kontekstā, kam raksturīgas mikrogliju atbildes reakcijas. Pašreizējie pierādījumi liecina, ka mikroglija spēcīgi ietekmē neironu tīklu aktivitāti normālās un patoloģiskās smadzenēs41,42,43. To spēja modulēt neirotransmisiju ir atkarīga ne tikai no to saražoto savienojumu veidošanās, kas var vai var ierobežot neirotransmisiju, bet arī no to šūnu procesu augstās kustīguma. Smadzeņu garozā gan palielināta, gan samazināta neironu tīklu aktivitāte izraisa strauju mikrogliju telpiskā domēna paplašināšanos mikrogliju izaugumu augšanas dēļ44,45. Jo īpaši mikrogliju izaugumi tiek piesaistīti aktivētu talamokortikālo sinapsu tuvumā un var kavēt ierosinošo sinapsu aktivitāti, izmantojot mehānismus, kas ietver mikrogliju mediētu lokālu adenozīna ražošanu.
Ar LPS apstrādātām žurkām, kuras tika pakļautas GSM-1800 MHz iedarbībai ar SARACx 1,55 W/kg, ACx neironu aktivitāte samazinājās līdz ar mikrogliju izaugumu augšanu, ko iezīmēja ievērojamas Iba1 iekrāsotas zonas ACx28 palielinājumā. Šis novērojums liecina, ka mikrogliju remodelācija, ko izraisa GSM iedarbība, var aktīvi veicināt GSM izraisītu skaņas izraisītu neironu reakciju samazināšanos. Mūsu pašreizējais pētījums apstrīd šo hipotēzi LTE galvas iedarbības kontekstā ar SARACx, kas ierobežots līdz 0,5 W/kg, jo mēs neatradām mikrogliju izaugumu aptvertās telpiskās zonas palielināšanos. Tomēr tas neizslēdz LTE signālu ietekmi uz LPS aktivēto mikrogliju, kas savukārt var ietekmēt neironu aktivitāti. Ir nepieciešami turpmāki pētījumi, lai atbildētu uz šo jautājumu un noteiktu mehānismus, ar kuriem akūta neiroiekaisšana maina neironu reakcijas uz LTE signāliem.
Cik mums zināms, LTE signālu ietekme uz dzirdes apstrādi iepriekš nav pētīta. Mūsu iepriekšējie pētījumi26,28 un pašreizējais pētījums parādīja, ka akūta iekaisuma gadījumā tikai galvas pakļaušana GSM-1800 MHz vai LTE-1800 MHz iedarbībai izraisīja funkcionālas izmaiņas neironu reakcijās ACx, ko parāda dzirdes sliekšņa palielināšanās. Vismaz divu galveno iemeslu dēļ mūsu LTE iedarbībai nevajadzētu ietekmēt kohleāro funkciju. Pirmkārt, kā parādīts 2. attēlā redzamajā dozimetrijas pētījumā, visaugstākie SAR līmeņi (tuvu 1 W/kg) atrodas dorsomediālajā garozā (zem antenas), un tie ievērojami samazinās, pārvietojoties arvien vairāk uz sāniem un sāniem. Galvas ventrālā daļa. To var lēst aptuveni 0,1 W/kg žurkas gliemežnīcas līmenī (zem auss kanāla). Otrkārt, kad jūrascūciņu ausis 2 mēnešus tika pakļautas GSM 900 MHz iedarbībai (5 dienas nedēļā, 1 stunda dienā, SAR no 1 līdz 4 W/kg), nebija nosakāmu... Izmaiņas deformācijas produkta otoakustiskajā emisijas un dzirdes smadzeņu stumbra reakciju slieksnī 47. Turklāt atkārtota galvas pakļaušana GSM 900 vai 1800 MHz iedarbībai ar lokālu SAR 2 W/kg neietekmēja kohleāro ārējo matu šūnu funkciju veselām žurkām 48,49. Šie rezultāti atspoguļo datus, kas iegūti cilvēkiem, kur pētījumi liecina, ka 10 līdz 30 minūšu ilga EMF iedarbība no GSM mobilajiem tālruņiem nerada konsekventu ietekmi uz dzirdes apstrādi, kas novērtēta kohleārā50,51,52 vai smadzeņu stumbra līmenī 53,54.
Mūsu pētījumā LTE izraisītas neironu aktivācijas izmaiņas in vivo tika novērotas 3 līdz 6 stundas pēc iedarbības beigām. Iepriekšējā pētījumā par garozas dorsomediālo daļu vairākas GSM-1800 MHz izraisītas sekas, kas tika novērotas 24 stundas pēc iedarbības, vairs nebija nosakāmas 72 stundas pēc iedarbības. Tas attiecas uz mikrogliju procesu paplašināšanos, IL-1ß gēna regulācijas samazināšanos un AMPA receptoru posttranslācijas modifikācijām. Ņemot vērā, ka dzirdes garozai ir zemāka SAR vērtība (0,5 W/kg) nekā dorsomediālajam reģionam (2,94 W/kg26), šeit ziņotās neironu aktivitātes izmaiņas šķiet pārejošas.
Mūsu datiem jāņem vērā kvalificētie SAR ierobežojumi un mobilo tālruņu lietotāju smadzeņu garozā sasniegto faktisko SAR vērtību aplēses. Pašreizējie standarti, ko izmanto sabiedrības aizsardzībai, nosaka SAR ierobežojumu 2 W/kg lokalizētai galvas vai rumpja iedarbībai radiofrekvencēs 100 kHz un 6 GHz RF diapazonā.
Ir veiktas dozas simulācijas, izmantojot dažādus cilvēka galvas modeļus, lai noteiktu RF jaudas absorbciju dažādos galvas audos vispārējās galvas vai mobilā tālruņa saziņas laikā. Papildus cilvēka galvas modeļu daudzveidībai šīs simulācijas izceļ būtiskas atšķirības vai neskaidrības smadzeņu absorbētās enerģijas novērtēšanā, pamatojoties uz anatomiskiem vai histoloģiskiem parametriem, piemēram, galvaskausa ārējo vai iekšējo formu, biezumu vai ūdens saturu. Dažādi galvas audi ievērojami atšķiras atkarībā no vecuma, dzimuma vai indivīda 56,57,58. Turklāt mobilo tālruņu īpašības, piemēram, antenas iekšējā atrašanās vieta un mobilā tālruņa novietojums attiecībā pret lietotāja galvu, spēcīgi ietekmē SAR vērtību līmeni un sadalījumu smadzeņu garozā 59,60. Tomēr, ņemot vērā ziņoto SAR sadalījumu cilvēka smadzeņu garozā, kas tika noteikts no mobilo tālruņu modeļiem, kas izstaro radiofrekvences 1800 MHz diapazonā 58, 59, 60, šķiet, ka cilvēka dzirdes garozā sasniegtie SAR līmeņi joprojām ir nepietiekami piemēroti pusei no cilvēka smadzeņu garozas. Mūsu pētījums (SARACx 0,5 W/kg). Tāpēc mūsu dati neapstrīd pašreizējās SAR vērtību robežas, kas piemērojamas sabiedrībai.
Noslēgumā jāsaka, ka mūsu pētījums parāda, ka vienreizēja LTE-1800 MHz iedarbība tikai uz galvu traucē kortikālo neironu neironu reakciju uz sensoriem stimuliem. Saskaņā ar iepriekšējiem GSM signālu ietekmes raksturojumiem, mūsu rezultāti liecina, ka LTE signālu ietekme uz neironu aktivitāti atšķiras atkarībā no veselības stāvokļa. Akūta neiroiekaisuma gadījumā neironi sensibilizē LTE-1800 MHz, kā rezultātā mainās dzirdes stimulu kortikālā apstrāde.
Dati tika apkopoti 55 dienu vecumā no 31 pieaugušas Wistar šķirnes žurkas smadzeņu garozas, kas iegūta Janvier laboratorijā. Žurkas tika turētas mitruma (50–55 %) un temperatūras (22–24 °C) kontrolētā telpā ar gaismas/tumsas ciklu 12 h/12 ​​​​h (gaisma ieslēdzas plkst. 7:30) ar brīvu piekļuvi barībai un ūdenim. Visi eksperimenti tika veikti saskaņā ar Eiropas Kopienu Padomes direktīvas (Padomes direktīva 2010/63/ES) noteiktajām vadlīnijām, kas ir līdzīgas tām, kas aprakstītas Neiroloģijas biedrības vadlīnijās par dzīvnieku izmantošanu neirozinātnes pētījumos. Šo protokolu apstiprināja Parīzes Dienvidu un Centra Ētikas komiteja (CEEA Nr. 59, projekts 2014–2025, nacionālais protokols 03729.02), izmantojot procedūras, ko šī komiteja validējusi 32-2011 un 34-2012.
Pirms LPS apstrādes un pakļaušanas (vai fiktīvas iedarbības) LTE-EMF iedarbībai dzīvnieki vismaz 1 nedēļu tika pieradināti pie koloniju kamerām.
Divdesmit divām žurkām 24 stundas pirms LTE vai placebo iedarbības intraperitoneāli (ip) injicēja E. coli LPS (250 µg/kg, serotips 0127:B8, SIGMA), kas atšķaidīts ar sterilu endotoksīnu nesaturošu izotonisku fizioloģisko šķīdumu (n katrā grupā). = 11). 2 mēnešus vecām Wistar tēviņu žurkām šī LPS apstrāde izraisa neiroiekaisuma reakciju, ko smadzeņu garozā iezīmē vairāki iekaisumu veicinoši gēni (audzēja nekrozes faktors alfa, interleikīns 1β, CCL2, NOX2, NOS2), kuru līmenis 24 stundas pēc LPS injekcijas palielinājās, tostarp attiecīgi 4 un 12 reizes palielinājās NOX2 enzīma un interleikīna 1β transkriptu līmenis. Šajā 24 stundu laika punktā kortikālās mikroglijas parādīja tipisku "blīvu" šūnu morfoloģiju, ko sagaida LPS izraisīta šūnu iekaisumu veicinoša aktivācija (1. attēls), kas atšķiras no LPS izraisītas aktivācijas, ko izraisa citi. Šūnu iekaisumu veicinošā aktivācija atbilst 24, 61.
Galvas pakļaušana LTE EMF iedarbībai tika veikta, izmantojot iepriekš izmantoto eksperimentālo iekārtu, lai novērtētu GSM EMF26 ietekmi. LTE iedarbība tika veikta 24 stundas pēc LPS injekcijas (11 dzīvnieki) vai bez LPS apstrādes (5 dzīvnieki). Pirms iedarbības dzīvniekiem tika veikta viegla anestēzija ar ketamīnu/ksilazīnu (ketamīns 80 mg/kg, i.p.; ksilazīns 10 mg/kg, i.p.), lai novērstu kustību un nodrošinātu, ka dzīvnieka galva atrodas cilpas antenā, kas izstaro LTE signālu. Reproducējama atrašanās vieta zemāk. Puse no žurkām no viena būra kalpoja kā kontroles grupa (11 dzīvnieki ar simulācijas iedarbību no 22 žurkām, kas iepriekš tika apstrādātas ar LPS): tās tika novietotas zem cilpas antenas, un LTE signāla enerģija tika iestatīta uz nulli. Apstaroto un simulācijas iedarbības dzīvnieku svars bija līdzīgs (p = 0,558, nepāra t-tests, ns). Visi anestēzētie dzīvnieki tika novietoti uz bezmetāla sildīšanas paliktņa, lai visa eksperimenta laikā uzturētu ķermeņa temperatūru aptuveni 37°C. Tāpat kā iepriekšējos eksperimentos, Ekspozīcijas laiks tika iestatīts uz 2 stundām. Pēc ekspozīcijas dzīvnieks tika novietots uz cita sildoša paliktņa operāciju zālē. Tā pati ekspozīcijas procedūra tika piemērota 10 veselām žurkām (neapstrādātām ar LPS), no kurām puse tika pakļauta simulētai iedarbībai no tā paša būra (p = 0,694).
Ekspozīcijas sistēma bija līdzīga iepriekšējos pētījumos aprakstītajām sistēmām 25, 62, kur radiofrekvenču ģenerators tika aizstāts, lai ģenerētu LTE, nevis GSM elektromagnētiskos laukus. Īsumā, RF ģenerators (SMBV100A, 3,2 GHz, Rohde & Schwarz, Vācija), kas izstaro LTE - 1800 MHz elektromagnētisko lauku, tika savienots ar jaudas pastiprinātāju (ZHL-4W-422+, Mini-Circuits, ASV), cirkulatoru (D3 1719-N, Sodhy, Francija), divvirzienu savienotāju (CD D 1824-2, −30 dB, Sodhy, Francija) un četrvirzienu jaudas dalītāju (DC D 0922-4N, Sodhy, Francija), ļaujot vienlaikus eksponēt četrus dzīvniekus. Jaudas mērītājs (N1921A, Agilent, ASV), kas savienots ar divvirzienu savienotāju, ļāva nepārtraukti mērīt un uzraudzīt krītošo un atstaroto jaudu ierīcē. Katra izeja bija savienota ar cilpas antenu (Sama-Sistemi srl; Roma), kas ļauj daļēji atsegt dzīvnieka galvu. Cilpas antena sastāv no iespiedshēmas ar divām metāla līnijām (dielektriskā konstante εr = 4,6), kas iegravētas uz izolējoša epoksīda substrāta. Vienā galā ierīce sastāv no 1 mm plata stieples, kas veido gredzenu, kas novietots tuvu dzīvnieka galvai. Tāpat kā iepriekšējos pētījumos26,62, īpatnējais absorbcijas ātrums (SAR) tika noteikts skaitliski, izmantojot skaitlisku žurku modeli un galīgas nobīdes laika domēna (FDTD) metodi63,64,65. Tie tika noteikti arī eksperimentāli homogēnā žurku modelī, izmantojot Luxtron zondes, lai mērītu temperatūras paaugstināšanos. Šajā gadījumā SAR W/kg tiek aprēķināts, izmantojot formulu: SAR = C ΔT/Δt, kur C ir siltumietilpība J/(kg K), ΔT °K un Δt temperatūras izmaiņas laiks sekundēs. Skaitliski noteiktās SAR vērtības tika salīdzinātas ar eksperimentālām SAR vērtībām, kas iegūtas, izmantojot homogēnu modeli, īpaši līdzvērtīgos žurku smadzeņu reģionos. Atšķirība starp skaitliskajiem SAR mērījumiem un eksperimentāli noteiktajām SAR vērtībām ir mazāka par 30%.
2.a attēlā parādīts SAR sadalījums žurku smadzenēs žurku modelī, kas atbilst mūsu pētījumā izmantoto žurku sadalījumam pēc ķermeņa svara un lieluma. Smadzeņu vidējais SAR bija 0,37 ± 0,23 W/kg (vidējais ± SD). SAR vērtības ir visaugstākās kortikālajā zonā tieši zem cilpas antenas. Lokālais SAR ACx (SARACx) bija 0,50 ± 0,08 W/kg (vidējais ± SD) (2.b attēls). Tā kā iedarbībai pakļauto žurku ķermeņa svars ir homogēns un galvas audu biezuma atšķirības ir niecīgas, sagaidāms, ka faktiskais ACx vai citu kortikālo zonu SAR būs ļoti līdzīgs dažādiem dzīvniekiem.
Iedarbības beigās dzīvniekiem papildus ievadīja ketamīnu (20 mg/kg, i.p.) un ksilazīnu (4 mg/kg, i.p.), līdz pēc pakaļķepas saspiešanas vairs netika novērotas refleksu kustības. Vietējais anestēzijas līdzeklis (ksilokaīns 2%) tika injicēts subkutāni ādā un temporalis muskulī virs galvaskausa, un dzīvnieki tika novietoti uz bezmetāla sildīšanas sistēmas. Pēc dzīvnieka ievietošanas stereotaksiskajā rāmī tika veikta kraniotomija virs kreisā temporālā garozas. Tāpat kā mūsu iepriekšējā pētījumā66, sākot no parietālā un temporālā kaula savienojuma vietas, atvere bija 9 mm plata un 5 mm augsta. Dura virs ACx tika uzmanīgi noņemta binokulārā kontrolē, nebojājot asinsvadus. Procedūras beigās no zobu akrila cementa tika izveidota pamatne dzīvnieka galvas atraumatiskai fiksācijai ierakstīšanas laikā. Stereotaksisko rāmi, kas atbalsta dzīvnieku, ievietoja akustiskās vājināšanas kamerā (IAC, modelis AC1).
Dati tika iegūti no vairāku vienību ierakstiem 20 žurku primārajā dzirdes garozā, tostarp 10 dzīvniekiem, kas iepriekš tika apstrādāti ar LPS. Ārpusšūnu ieraksti tika iegūti no 16 volframa elektrodu (TDT, ø: 33 µm, < 1 MΩ) masīva, kas sastāvēja no divām 8 elektrodu rindām, kas izvietotas 1000 µm attālumā viena no otras (350 µm starp elektrodiem vienā rindā). Sudraba stieple (ø: 300 µm) zemējumam tika ievietota starp deniņu kaulu un kontralaterālo cieto smadzeņu apvalku. Primārā ACx paredzamā atrašanās vieta ir 4–7 mm aiz bregmas un 3 mm ventrāli no supratemporālās šuves. Neapstrādātais signāls tika pastiprināts 10 000 reižu (TDT Medusa) un pēc tam apstrādāts ar daudzkanālu datu ieguves sistēmu (RX5, TDT). No katra elektroda savāktie signāli tika filtrēti (610–10 000 Hz), lai iegūtu vairāku vienību aktivitāti (MUA). Katram elektrodam tika rūpīgi iestatīti aktivizēšanas līmeņi (līdzautori, kuriem nebija zināma iedarbība vai iedarbība). (fiktīvi eksponēti stāvokļi), lai no signāla izvēlētos lielāko darbības potenciālu. Tiešsaistes un bezsaistes viļņu formu pārbaude parādīja, ka šeit savāktais MUA sastāvēja no darbības potenciāliem, ko ģenerēja 3 līdz 6 neironi elektrodu tuvumā. Katra eksperimenta sākumā mēs iestatījām elektrodu masīva pozīciju tā, lai divas astoņu elektrodu rindas varētu ņemt neironu paraugus no zemas līdz augstas frekvences atbildēm, veicot eksperimentu rostrālā orientācijā.
Akustiskie stimuli tika ģenerēti programmā Matlab, pārraidīti uz RP2.1 balstītu skaņas piegādes sistēmu (TDT) un nosūtīti uz Fostex skaļruni (FE87E). Skaļrunis tika novietots 2 cm attālumā no žurkas labās auss, un šajā attālumā skaļrunis radīja plakanu frekvenču spektru (± 3 dB) no 140 Hz līdz 36 kHz. Skaļruņa kalibrēšana tika veikta, izmantojot troksni un tīrus toņus, kas ierakstīti ar Bruel and Kjaer mikrofonu 4133, kas savienots ar priekšpastiprinātāju B&K 2169 un digitālo ierakstītāju Marantz PMD671. Spektrālā laika uztveršanas lauks (STRF) tika noteikts, izmantojot 97 gamma toņu frekvences, kas aptver 8 (0,14–36 kHz) oktāvas, kas tiek parādītas nejaušā secībā ar 75 dB SPL pie 4,15 Hz. Frekvences atbildes laukums (FRA) tiek noteikts, izmantojot to pašu toņu kopu, un tiek parādīts nejaušā secībā ar 2 Hz frekvenci no 75 līdz 5 dB SPL. Katra frekvence tiek parādīta astoņas reizes katrā intensitātē.
Tika novērtētas arī reakcijas uz dabiskiem stimuliem. Iepriekšējos pētījumos mēs novērojām, ka žurku vokalizācijas reti izraisīja spēcīgas reakcijas ACx, neatkarīgi no neironu optimālās frekvences (BF), savukārt ksenotransplantātiem specifiskas (piemēram, dziedātājputnu vai jūrascūciņu vokalizācijas) parasti izraisīja visu toņu karti. Tāpēc mēs pārbaudījām jūrascūciņu kortikālās reakcijas uz vokalizācijām (36 izmantotā svilpe bija savienota ar 1 s stimuliem, kas tika parādīti 25 reizes).

Mēs varam arī pielāgot RF pasīvos komponentus atbilstoši jūsu prasībām. Jūs varat atvērt pielāgošanas lapu, lai norādītu nepieciešamās specifikācijas.
https://www.keenlion.com/customization/

E-pasts:
sales@keenlion.com
tom@keenlion.com