Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Higuchi's fractal dimension for analysis of the effect of external periodic stressor on electrical oscillations in the brain med./bio.

[Higuchi's fraktale Dimension zur Analyse der Wirkung externer periodischer Stressoren auf elektrische Oszillationen des Gehirns]

Von: Hinrikus H, Bachmann M, Karai D, Klonowski W, Lass J, Stepien P, Stepien R, Tuulik V

Veröffentlicht in: Med Biol Eng Comput 2011; 49 (5): 585-591

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollte die Anwendbarkeit der fraktalen Dimension mit Higuchi-Algorithmus als nicht-lineare Messgröße untersucht werden, um die Wirkung eines externen periodischen Stressfaktors (Mikrowellen-Exposition) auf die elektrische Oszillation im Gehirn von 14 Teilnehmern (21-24 Jahre alt, sieben Männer, sieben Frauen) zu bewerten.

Endpunkt

Wirkungen auf das neurologische System: Gehirn-Aktivität (Ruhe-EEG)

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

- schwache Mikrowellen
- PW (gepulste Welle)

Exposition	Parameter
Exposition 1: 450 MHz Modulationsart: gepulst Expositionsdauer: 1 Min. an - 1 Min. aus, für 10 Zyklen (20 Min.)	Leistungsflussdichte: 0,16 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,02 an der linken Kopfseite) Leistungsflussdichte: 0,025 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,01 an der rechten Kopfseite) Leistungsflussdichte: 0,08 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,01 über dem Kopf) Leistungsflussdichte: 0,8 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,2 an der linken Halsseite und Schulter) Leistungsflussdichte: 0,03 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,01 an der rechten Halsseite und Schulter) SAR: 0,303 W/kg Spitzenwert (1 g)

Exposition

Parameter

Exposition 1: 450 MHz

Modulationsart: gepulst

Expositionsdauer: 1 Min. an - 1 Min. aus, für 10 Zyklen (20 Min.)

Leistungsflussdichte: 0,16 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,02 an der linken Kopfseite)
Leistungsflussdichte: 0,025 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,01 an der rechten Kopfseite)
Leistungsflussdichte: 0,08 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,01 über dem Kopf)
Leistungsflussdichte: 0,8 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,2 an der linken Halsseite und Schulter)
Leistungsflussdichte: 0,03 mW/cm² räumlicher Mittelwert (+/- 0,01 an der rechten Halsseite und Schulter)
SAR: 0,303 W/kg Spitzenwert (1 g)

Exposition 1

Hauptcharakteristika

Frequenz	450 MHz
Typ	elektromagnetisches Feld
Expositionsdauer	1 Min. an - 1 Min. aus, für 10 Zyklen (20 Min.)

Modulation

Modulationsart	gepulst
Tastgrad	50 %
Folgefrequenz	40 Hz

Expositionsaufbau

Expositionsquelle	13 cm quarter-wave antenna
Aufbau	antenna placed at a distance of 10 cm from the skin of the left side of the head

Parameter

Messgröße	Wert	Typ	Methode	Masse	Bemerkungen
Leistungsflussdichte	0,16 mW/cm²	räumlicher Mittelwert	geschätzt	-	+/- 0,02 an der linken Kopfseite
Leistungsflussdichte	0,025 mW/cm²	räumlicher Mittelwert	geschätzt	-	+/- 0,01 an der rechten Kopfseite
Leistungsflussdichte	0,08 mW/cm²	räumlicher Mittelwert	geschätzt	-	+/- 0,01 über dem Kopf
Leistungsflussdichte	0,8 mW/cm²	räumlicher Mittelwert	geschätzt	-	+/- 0,2 an der linken Halsseite und Schulter
Leistungsflussdichte	0,03 mW/cm²	räumlicher Mittelwert	geschätzt	-	+/- 0,01 an der rechten Halsseite und Schulter
SAR	0,303 W/kg	Spitzenwert	berechnet	1 g	-

Referenzartikel

Hinrikus H et al. (2008): Effect of low frequency modulated microwave exposure on human EEG: Individual sensitivity
Hinrikus H et al. (2008): Effect of 7, 14 and 21 Hz modulated 450 MHz microwave radiation on human electroencephalographic rhythms
Adair RK (2002): Vibrational resonances in biological systems at microwave frequencies

Exponiertes System:

Mensch
Teilkörperexposition: linke Seite vom Kopf

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Wirkungen auf das neurologische System: Gehirn-Aktivität (Ruhe-EEG; fraktale Dimension mit Higuchi-Algorithmus)

Untersuchtes System:

Untersuchung am lebenden Organismus

Untersuchtes Organsystem:

Gehirn/ZNS

Untersuchungszeitpunkt:

vor der Befeldung
während der Befeldung
nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Ergebnisse der Werte der fraktalen Dimension wiesen bei allen EEG-Kanälen, gemittelt über die Gruppe, einen kleinen, aber statistisch signifikanten Anstieg (1-2%) mit der Exposition nach. Die fraktale Dimension war bei 12 Teilnehmern erhöht, bei einem vermindert und bei einer Testperson konstant. Die fraktale Dimension zeigte die ausgeprägteste Wirkung in den temporalen und parietalen Regionen der linken Hemisphäre, wo das Mikrowellen-Feld am größten war. Die Veränderungen in diesen Regionen der rechten Hemisphäre waren viel höher als nach der elektromagnetischen Feld-Verteilung zu erwarten war.
Insgesamt zeigten die Ergebnisse, dass die schwache periodische elektromagnetische Feld-Exposition einen Anstieg der fraktalen Dimension der aufgezeichneten EEG-Signale verursachte. Diese Wirkung war schwach, aber für alle EEG-Kanäle statistisch signifikant.

Studienmerkmale:

medizinische/biologische Studie
experimentelle Studie
Voll-/Hauptstudie

Studie gefördert durch

European Union (EU)/European Commission
Nalecz Institute of Biocybernetics and Biomedical Engineering (IBBE), Polish Academy of Sciences (PAS), Warszawa, Poland

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