Studientyp: Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

The detection threshold for extremely low frequency magnetic fields may be below 1000 nT-Hz in mice. med./bio.

[Der Nachweis-Schwellenwert für extrem niederfrequente Magnetfelder könnte bei Mäusen unter 1000 nT-Hz liegen].

Veröffentlicht in: Bioelectromagnetics 2011; 32 (7): 561-569

Ziel der Studie (lt. Autor)

Frühere Experimente (Prato et al. 2005) mit Mäusen haben gezeigt, dass eine wiederholte tägliche einstündige Exposition in einer Magnetfeld-abgeschirmten Umwelt Analgesie induzierte. Diese Abschirmung reduzierte statische und extrem niederfrequente Magnetfelder der Umgebung um ca. das Hunderfache für Frequenzen unterhalb von 120 Hz.
Um den Schwellenwert der extrem niederfrequenten Magnetfeld-Amplitude zu bestimmen, der die schmerzlindernde Wirkung abschwächt oder aufhebt, wurden Magnetfelder mit verschiedenen Spitzen-Amplituden in eine abgeschirmte Umgebung eingeführt.

Hintergrund/weitere Details

Da gezeigt wurde, dass die induzierte Analgesie durch gleichzeitige Licht-Exposition abgeschwächt oder aufgehoben werden kann (Koziak et al. 2006), wurden Licht-Stärke und Wellenlängen als Confounder sorgfältig eliminiert (Dunkel-Bedingungen).
Es wurden vier Experimente durchgeführt: 1.) Untersuchung des Schwellenwerts für die Abschwächung bei 30 Hz (n=120 Mäuse in sechs Gruppen), 2.) Untersuchung der Abschwächung/Aufhebung bei 120 Hz (n=120 Mäuse in sechs Gruppen), 3.) Bewertung der Abschwächung bei 10, 60, 100 und 240 Hz (n=60 Mäuse in sechs Gruppen) und 4.) Bewertung, ob die Wirkung sich verändert, wenn das Produkt aus Amplitude und Frequenz konstant bleibt, aber die Amplitude und Frequenz verändert wurden (n=180 Mäuse in sechs Gruppen).

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 30 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen
Exposition 2: 120 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen
Exposition 3: 10–240 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen
Exposition 4: 12,5–100 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen

Exposition 1

Hauptcharakteristika
Frequenz 30 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen
Zusatzinfo 120 mice were treated in six groups (each group n=20): i) sham exposure (fiberglass box, no shielding) ii) positive control (0 nT, mu-metal box providing static and EMF field shielding) iii) EMF with 25 nT (shielding plus reintroduced fields) iv) EMF with 50 nT v) EMF with 100 nT vi) EMF with 500 nT
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer 33 cm x 38 cm x 20 cm mu-metal box made of 1.6 mm thick mu-metal with magnetically shielded holes of 2.5 cm diameter at each of the four corners on the top and bottom surface; 2.5 cm high mu-metal cylinders surrounding each hole for shielding of the ambient magnetic field and light; box laminated on the inside with black opaque polyethylene
Aufbau four coils in a Merrit-like configuration, spaced 9.7 cm apart, for a total length of 29 cm, placed inside the mu-metal box; coils made of 150 turns of AWG#28 magnetic wire (0.32 mm diameter with a thin enamel insulation) wound on 30 cm x 17.8 cm plastic formers; coils connected in parallel pairs and electrically shielded with conductive silver paint and copper foil; mice placed individually in a 26 cm x 16 cm x 12 cm transparent polycarbonate cage covered by a clear polycarbonate top with ventilation holes; cage inserted into the mu-metal box
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Zusatzinfo for sham exposure: 33 cm x 38 cm x 20 cm box made of opaque fiberglass laminated on the inside with black opaque polyethylene
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 12,57 µW Effektivwert - - -
magnetische Flussdichte 500 nT Spitzenwert gemessen - 25 nT, 50 nT, 100 nT, 500 nT

Exposition 2

Hauptcharakteristika
Frequenz 120 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen
Zusatzinfo mice were treated in the same six groups as in E1:
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 12,57 µW Effektivwert - - -
magnetische Flussdichte 500 nT Spitzenwert gemessen - 25 nT, 50 nT, 100 nT, 500 nT

Exposition 3

Hauptcharakteristika
Frequenz 10–240 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen
Zusatzinfo 60 mice were treated in six groups (each group n=10): i) sham exposure (fiberglass box, no shielding) ii) positive control (0 nT, mu-metal box providing static and EMF field shielding) iii) exposure with 60 Hz, 300 nT (shielding plus reintroduced fields) iv) exposure with 240 Hz, 300 nT v) exposure with 10 Hz, 500 nT vi) exposure with 100 Hz, 500 nT
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 12,57 µW Effektivwert - - -
magnetische Flussdichte 500 nT Spitzenwert gemessen - -
magnetische Flussdichte 300 nT Spitzenwert gemessen - -

Exposition 4

Hauptcharakteristika
Frequenz 12,5–100 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer kontinuierlich für 1 h/Tag an 5 Tagen
Zusatzinfo 180 mice were treated in six groups (each group n=30): i) sham exposure (fiberglass box, no shielding) ii) positive control (0 nT, mu-metal box providing static and EMF field shielding) iii) exposure with 50 Hz, 120 nT (shielding plus reintroduced fields) iv) exposure with 100 Hz, 60 nT v) exposure with 25 Hz, 240 nT vi) exposure with 12.5 Hz, 480 nT for groups iii) to vi) the product of frequency and magnetic flux density was kept constant (6000 nT Hz)
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Schein-Exposition Eine Schein-Exposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
Leistung 12,57 µW Effektivwert - - -
magnetische Flussdichte 480 nT Spitzenwert gemessen - 60 nT, 120 nT, 240 nT, 480 nT

Referenzartikel

Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Bei 30 Hz (Feld 1) schwächten Spitzen-Amplituden von 50, 100 und 500 nT die schmerzlindernde Wirkung im Verhältnis zur Amplituden-Größe ab. Bei 120 Hz (Feld 2) wurden signifikante Abschwächungen bei allen Amplituden beobachtet. Die Expositionen aus Experiment 3 (Feld 3) schwächten ebenfalls die induzierte Analgesie ab. Wenn das Produkt aus Amplitude und Frequenz konstant bei 6000 nT-Hz gehalten wurde (Feld 4), war das Ausmaß der Abschwächung konstant, was darauf hindeutet, dass der Erkennungsmechanismus abhängig vom nT-Hz-Produkt ist. Die grafische Darstellung der Wirkung (Hemmung der Analgesie) gegenüber dem Produkt "nT-Hz" deutet auf einen Schwellenwert der Wahrnehmung extrem niederfrequenter Magnetfelder bei Mäusen bei oder unter 1000 nT-Hz hin und die maximale Abschwächung wurde bei über 6000 nT-Hz erreicht.
Insgesamt können Mäuse extrem niederfrequente Magnetfelder der Umgebung spüren und auf sie reagieren.

Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

Themenverwandte Artikel