Home
Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Sleep EEG alterations: effects of pulsed magnetic fields versus pulse-modulated radio frequency electromagnetic fields.

[Schlaf-EEG-Veränderungen: Wirkungen gepulster Magnetfelder gegenüber pulsmodulierten hochfrequenten elektromagnetischen Feldern].

Veröffentlicht in: J Sleep Res 2012; 21 (6): 620-629

Ziel der Studie (lt. Autor)

Das Ziel der Studie bestand darin, zu testen, ob ein Signal ohne signifikante Harmonische über 20 Hz ausreichend ist, das EEG zu beeinflussen. Zusätzlich (Teil 2) wollten die Autoren untersuchen, ob das Anlegen eines Magnetfelds mit derselben Puls-Abfolge wie bei der pulsmodulierten Hochfrequenz-Exposition, zu ähnlichen Änderungen im EEG führen würde.
Hintergrund/weitere Details: Teil 2 bestand aus dem Versuch, die Demodulations-Hypothese zu testen, d.h. dass die Wirkungen durch das demodulierte Hochfrequenz-Signal über eine nicht-lineare Struktur innerhalb des menschlichen Gehirns induziert werden (was mit der Niederfrequenz-Hüllkurve des Übertragungssignals korrespondiert). Demodulation im Gehirn wird als ein möglicher Mechanismus für die Wirkungen von pulsmodulierten hochfrequenten elektromagnetischen Feldern vorgeschlagen.
25 junge gesunde Männer wurden im Abstand von einer Woche bei drei verschiedenen Bedingungen für 30 Minuten vor dem Schlaf exponiert bzw. schein-exponiert

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 900 MHz
Modulationsart: gepulst
Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Min.
  • SAR: 2 W/kg (räumlicher Durchschnittswert des Kopfgewebes)
Exposition 2: 2 Hz
Expositionsdauer: kontinuierlich für 30 Min.
Exposition 1
Hauptcharakteristika
Frequenz 900 MHz
Typ
Expositionsdauer kontinuierlich für 30 Min.
Modulation
Modulationsart gepulst
Folgefrequenz 2,08 Hz
Zusatzinfo Pulsed signals had a basic modulation frequency of 2 Hz and a peak-to-average ratio of 4 in pulse amplitude. In order to reduce the higher harmonics the pulse structures were smoothened by applying a Gaussian low-pass filter (-3 dB at 20 Hz), reducing the spectral power above 20 Hz by more than a factor of 10 and by approx. 10 000 at 50 Hz.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
  • patch antennas
Abstand zw. Messgerät und exponiertem Objekt 115 mm
Aufbau patch antenna 42 mm vertically above ear canal, 115 mm from left side of head (unilateral exposure)
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
SAR 2 W/kg - - - räumlicher Durchschnittswert des Kopfgewebes
Zusätzliche Parameterdetails
input power adjusted to optain SAR value of 2 W/kg
Exposition 2
Hauptcharakteristika
Frequenz 2 Hz
Typ
Signalform
Expositionsdauer kontinuierlich für 30 Min.
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Aufbau rectangular shaped coils (33 x 39 cm, 2 x 23 windings) on each side of the head separated by 25.7 ± 0.5 cm, depending on the participant's anatomy
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 0,176 mT s. Bemerkungen berechnet - Durchschnitt über Raum und Zeit (Gesamt-Hirn)
magnetische Flussdichte 0,7 mT Spitzenwert - - -
Referenzartikel
  • Schmid MR et al. (2012): Sleep EEG alterations: effects of different pulse-modulated radio frequency electromagnetic fields.
  • Boutry CM et al. (2008): Dosimetric evaluation and comparison of different RF exposure apparatuses used in human volunteer studies.
  • Huber R et al. (2003): Radio frequency electromagnetic field exposure in humans: Estimation of SAR distribution in the brain, effects on sleep and heart rate.
  • Huber R et al. (2002): Electromagnetic fields, such as those from mobile phones, alter regional cerebral blood flow and sleep and waking EEG.
Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

Untersuchtes Material:
Untersuchtes Organsystem:
Untersuchungszeitpunkt:
  • während der Befeldung
  • nach der Befeldung

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Die Hochfrequenz-Exposition erhöhte die EEG-Leistung im Schlafspindel-Frequenz-Bereich. Darüber hinaus wurde nach beiden Expositions-Bedingungen die Aktivität der Deltawellen und Thetawellen (Nicht-REM-Schlaf) sowie der Alphawellen und Deltawellen (REM-Schlaf) beeinflusst. Es wurde keine Wirkung auf die Schlaf-Architektur und kein klarer Einfluss der Exposition auf die Kognition beobachtet.
Die Ergebnisse zeigten, dass sowohl pulsmodulierte hochfrequente als auch gepulste magnetische Felder die Hirn-Physiologie beeinflussten und dass das Vorhandensein signifikanter Frequenz-Komponenten oberhalb von 20 Hz nicht für das Auftreten dieser Wirkungen entscheidend war. Da die Reaktionen nicht für alle Expositionen identisch waren, unterstützt die Studie nicht die Hypothese, dass die Wirkungen der Hochfrequenz-Exposition allein auf der Demodulation des Signals basieren.
Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

  • Swiss National Science Foundation (SNF)
  • Nationales Forschungsprogramm NFP 57 (National Research Programme NRP 57), Switzerland

Themenverwandte Artikel

  • Danker-Hopfe H et al. (2016): Effects of mobile phone exposure (GSM 900 and WCDMA/UMTS) on polysomnography based sleep quality: An intra- and inter-individual perspective.
  • Lustenberger C et al. (2015): Inter-individual and intra-individual variation of the effects of pulsed RF EMF exposure on the human sleep EEG.
  • Lustenberger C et al. (2013): Stimulation of the brain with radiofrequency electromagnetic field pulses affects sleep-dependent performance improvement.
  • Loughran SP et al. (2012): Individual differences in the effects of mobile phone exposure on human sleep: Rethinking the problem.
  • Schmid MR et al. (2012): Sleep EEG alterations: effects of different pulse-modulated radio frequency electromagnetic fields.
  • Barth A et al. (2012): No effects of short-term exposure to mobile phone electromagnetic fields on human cognitive performance: A meta-analysis.
  • Vecchio F et al. (2012): Mobile phone emission increases inter-hemispheric functional coupling of electroencephalographic alpha rhythms in epileptic patients.
  • Vecchio F et al. (2012): Mobile phone emission modulates event-related desynchronization of alpha rhythms and cognitive-motor performance in healthy humans.
  • Regel SJ et al. (2011): Cognitive performance measures in bioelectromagnetic research--critical evaluation and recommendations.
  • Lowden A et al. (2011): Sleep after mobile phone exposure in subjects with mobile phone-related symptoms.
  • Danker-Hopfe H et al. (2011): Effects of electromagnetic fields emitted by mobile phones (GSM 900 and WCDMA/UMTS) on the macrostructure of sleep.
  • Valentini E et al. (2010): Systematic review and meta-analysis of psychomotor effects of mobile phone electromagnetic fields.
  • Danker-Hopfe H et al. (2010): Do mobile phone base stations affect sleep of residents? Results from an experimental double-blind sham-controlled field study.
  • Kowalczuk C et al. (2010): Absence of nonlinear responses in cells and tissues exposed to RF energy at mobile phone frequencies using a doubly resonant cavity.
  • Cvetkovic D et al. (2009): Alterations of human electroencephalographic activity caused by multiple extremely low frequency magnetic field exposures.
  • Arnetz BB et al. (2007): The Effects of 884 MHz GSM Wireless Communication Signals on Self-reported Symptom and Sleep (EEG)- An Experimental Provocation Study.
  • Arnetz B et al. (2007): The Effects of 884 MHz GSM Wireless Communication Signals on Self-reported Symptom and Sleep (EEG)- An Experimental Provocation Study.
  • Valentini E et al. (2007): Neurophysiological effects of mobile phone electromagnetic fields on humans: a comprehensive review.
  • Fritzer G et al. (2007): Effects of short- and long-term pulsed radiofrequency electromagnetic fields on night sleep and cognitive functions in healthy subjects.
  • Regel SJ et al. (2007): Pulsed radio-frequency electromagnetic fields: dose-dependent effects on sleep, the sleep EEG and cognitive performance.
  • Loughran SP et al. (2005): The effect of electromagnetic fields emitted by mobile phones on human sleep.
  • Huber R et al. (2002): Electromagnetic fields, such as those from mobile phones, alter regional cerebral blood flow and sleep and waking EEG.
  • Huber R et al. (2000): Exposure to pulsed high-frequency electromagnetic field during waking affects human sleep EEG.
  • Wagner P et al. (2000): Human sleep EEG under the influence of pulsed radio frequency electromagnetic fields. Results from polysomnographies using submaximal high power flux densities.
  • Borbely AA et al. (1999): Pulsed high-frequency electromagnetic field affects human sleep and sleep electroencephalogram.
  • Wagner P et al. (1998): Human sleep under the influence of pulsed radiofrequency electromagnetic fields: a polysomnographic study using standardized conditions.
  • Mann K et al. (1996): Effects of pulsed high-frequency electromagnetic fields on human sleep.
  • Mann K et al. (1996): REM-Suppression unter delll Einfluß digitaler Funktelefone.