Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Millimeter wave effects on electrical responses of the sural nerve in vivo. med./bio.

[Millimeterwellen-Wirkungen auf die elektrischen Reaktionen des Nervus suralis in vivo].

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2010; 31 (3): 180-190

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen von Millimeterwellen (42,25 GHz) auf die elektrische Aktivität des Nervus suralis (einer der Hauptäste des Ischiasnervs) der Maus untersucht werden. Das Ziel der Studie war es, herauszufinden, ob eine Millimeterwellen-Exposition in der Lage ist, kutane sensorische Rezeptoren im Hinterbein der Maus zu aktivieren.

Hintergrund/weitere Details

Millimeterwellen werden fast vollständig innerhalb der Oberflächenschichten der Haut absorbiert. Daher ist eine initiale Wirkung von Millimeterwellen auf Strukturen begrenzt, die in den äußeren Schichten der Haut lokalisiert sind (es existiert keine wissenschaftliche Theorie, die auf einer bekannten Physiologie beruht, die erklären würde, wie eine lokale Millimeterwellen-Exposition der Haut eine systemische Wirkung erzeugt).
Alle Experimente wurden unter Betäubung durchgeführt. Die Pfoten-Temperatur betrug 35,8°C (n=17). In einigen Experimenten wurde die Pfoten-Haut-Temperatur verringert, um verschiedene Temperatur-Einflüsse auf die Reaktion der Nerven zu untersuchen.
Verschiedene Zweige des Ischiasnervs wurden freigelegt. Der Nerv wurde 3-5 mm vom Rückenmark durchtrennt.
Um die thermischen Wirkungen der Millimeterwellen zu reproduzieren, wurde eine Strahlungswärme-Quelle verwendet (es wurden dieselben Mäuse genommen).
Capsaicin (ein TRPV1 (Transient Receptor Potential Ion Channel)-Agonist, der für die Aktivierung polymodaler Schmerzrezeptor-Fasern genutzt wird) wurde verwendet, um die Rolle der Capsaicin-empfindlichen Rezeptoren zu untersuchen. Die Verbindung 48/80 wurde für die Auszehrung der Mastzellen genutzt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 42,25 GHz
Modulationsart: CW
Expositionsdauer: kontinuierlich für 20 s bis zu 10 min
Exposition 2: 42,25 GHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 20 s bis zu 10 min

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 42,25 GHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 20 s bis zu 10 min
Modulation
Modulationsart CW
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau rectangular horn antenna or open-ended waveguide directed the exposure beam to the ipsilateral hind paw
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 40 mW Maximum - - -
Leistungsflussdichte 260 mW/cm² Maximum - - -

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 42,25 GHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 20 s bis zu 10 min
Zusatzinfo This exposure was applied in 5 experiments to study whether pulse intensity or temporal-average intensity is the critical paramter for eliciting the transient response.
Modulation
Modulationsart gepulst
Folgefrequenz 1 kHz
Pulsart rechteckig
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 40 mW Maximum - - -
Leistungsflussdichte 260 mW/cm² Maximum - - -

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes System:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • vor der Befeldung
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Es wurden zwei Typen von Reaktionen des Nervus suralis auf die Millimeterwellen-Exposition gefunden. Erstens hemmte die Millimeterwellen-Exposition bei der eingehenden Leistungsdichte von >/= 45 mW/cm² die spontane elektrische Aktivität des Nervus suralis. Eine Exposition mit geringeren Stärken (10-30 mW/cm²) erzeugte keine nachweisbaren Veränderungen in der Feuerrate. Zweitens reagierte der Nerv auf den Abbruch der Exposition mit einem vorübergehenden Anstieg der Feuerrate (diese Wirkung dauerte 20-40 s). Die Schwellenwert-Stärke für diese Wirkung lag bei 160 mW/cm².
Strahlungswärme-Exposition reproduzierte lediglich die hemmende Wirkung der Millimeterwellen-Exposition, aber nicht die vorübergehende stimulierende Reaktion nach Abbruch der Wärme-Exposition.
Die Auszehrung der Mastzellen mit der Verbindung 48/80 schaltete die transiente Reaktion des Nervs aus. Es wird vermutet, dass Kälte-empfindliche Fasern für die hemmende Wirkung der Millimeterwellen- und Strahlungswärme-Expositionen verantwortlich sind. Allerdings sind die Rezeptoren und Mechanismen, die an der Induktion der transienten Reaktion auf die Millimeterwellen-Exposition beteiligt sind, nicht klar. Die Hypothese einer Mastzellen-Beteiligung wird diskutiert.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

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