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Medizinische/biologische Studie (experimentelle Studie)

Theta-gamma coupling in hippocampus during working memory deficits induced by low frequency electromagnetic field exposure.

[Theta-Gamma-Kopplung im Hippokampus während Defiziten im Arbeitsgedächtnis, die durch niederfrequente elektromagnetische Feld-Exposition induziert werden].

Veröffentlicht in: Physiol Behav 2017; 179: 135-142

Ziel der Studie (lt. Autor)

Es sollten die Wirkungen von 50 Hz- und statischen Magnetfeldern auf das Arbeitsgedächtnis und die Elektrophysiologie des Gehirns bei Mäusen untersucht werden.
Hintergrund/weitere Details: Männlichen Mäusen wurden Mikroelektroden implantiert und nach einer Akklimatisierungs-Zeit von drei Tagen wurde das Verhalten untersucht. Mäuse, die sich ungewöhnlich verhielten, wurden ausgeschlossen. Die verbleibenden Mäuse (n=21) wurden auf drei Gruppen aufgeteilt (n=7 pro Gruppe): 1) Exposition bei einem 50 Hz-Magnetfeld, 2) Exposition bei einem statischen Magnetfeld und 3) Schein-Exposition. Nach der Exposition/Schein-Exposition wurden die Mäuse täglich in einem Y-Labyrinth untersucht. Elektrophysiologische Aufzeichnungen wurden gleichzeitig zur Verhaltens-Untersuchung über eine Dauer von 10 Minuten durchgeführt.

Endpunkt

Exposition/Befeldung (teilweise nur auf Englisch)

Exposition Parameter
Exposition 1: 50 Hz
Expositionsdauer: 2 Stunden/Tag an 7 aufeinanderfolgenden Tagen
Exposition 2:
Expositionsdauer: 2 Stunden/Tag an 7 aufeinanderfolgenden Tagen
Allgemeine Informationen
das lokale Erdmagnetfeld war schätzungsweise 0,04-0,05 mT
Exposition 1
Hauptcharakteristika
Frequenz 50 Hz
Typ
Signalform
  • sinusoidal
Expositionsdauer 2 Stunden/Tag an 7 aufeinanderfolgenden Tagen
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Kammer Die Mäuse wurden in eine Röhre gesetzt (8 cm Länge, 6 cm Durchmesser), um die Bewegung einzuschränken
Aufbau Das Feld wurde mit einem Eigenbau generiert, welcher aus einem Signal-Generator und einem Spulen-Elektromagnet bestand; Die Solenoid-Spule bestand aus 1200 Umdrehungen Kupferdraht (Durchmesser von 1,01 mm), welche einen zirkulären Magnet-Kern umwickeln; eine Röhre, welche die Maus enthielt, wurde durch einen Befestigungsbügel am Platz gehalten
Scheinexposition Eine Scheinexposition wurde durchgeführt.
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - gemessen - -
Exposition 2
Hauptcharakteristika
Frequenz
Typ
Expositionsdauer 2 Stunden/Tag an 7 aufeinanderfolgenden Tagen
Expositionsaufbau
Expositionsquelle
Abstand zw. exponiertem Objekt und Expositionsquelle 10 cm
Aufbau ein zylindrisch geformter Permanentmagnet aus Eisen (5 cm Durchmesser, 3,5 cm Höhe) wurde benutzt, um das statische Magnetfeld zu generieren
Parameter
Messgröße Wert Typ Methode Masse Bemerkungen
magnetische Flussdichte 1 mT - gemessen - -
Referenzartikel
Exponiertes System:

Methoden Endpunkt/Messparameter/Methodik

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

Hauptergebnis der Studie (lt. Autor)

Mäuse, die drei Tage und länger bei dem 50 Hz-Magnetfeld exponiert wurden, zeigten im Vergleich zur Schein-Exposition eine signifikant schlechtere Leistung im Labyrinth: Der Prozentsatz der korrekten Entscheidungen war signifikant geringer und die Latenzzeit war signifikant länger. Außerdem waren bei den Mäusen, die drei Tage und länger bei dem 50 Hz-Magnetfeld exponiert wurden, die Feuerrate, das Band der Thetawellen und der Gammawellen sowie der Modulationsindex im Vergleich zur Schein-Exposition signifikant verringert. Die mikroskopische Untersuchung ergab leichte Veränderungen im Erscheinungsbild der Zellkerne im Gehirn von Mäusen, die bei dem 50 Hz-Magnetfeld exponiert wurden, während schein-exponierte Mäuse histologisch unauffällig waren.
Es wurden keine Unterschiede zwischen den Mäusen, die bei dem statischen Feld exponiert wurden, und den schein-exponierten Mäusen gefunden.
Die Autoren schlussfolgern, dass es eine negative Wirkung von 50 Hz-Magnetfeldern auf das Arbeitsgedächtnis bei Mäusen geben könnte. Darüber hinaus stellen sie die Hypothese auf, dass die abnormen Feuerraten und die dazugehörige unterbrochene Kopplung zwischen Thetawellen- und Gammawellen-Band ein potenzieller elektrophysiologischer Mechanismus für Magnetfeld-induzierte Defizite im Arbeitsgedächtnis sein könnten.
Studienmerkmale:

Studie gefördert durch

  • Jiangsu Innovation Program for Graduate Education, China
  • Nanjing University of Aeronautics and Astronautics (NUAA), China
  • Natural Science Foundation of Jiangsu Province, China

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