研究のタイプ: 医学/生物学の研究 (experimental study)

[脳内電気振動に対する外部の周期的ストレッサーの影響を分析するためのヒグチのフラクタル次元] med./bio.

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

掲載誌: Med Biol Eng Comput 2011; 49 (5): 585-591

この研究は、ヒトボランティア実験で、マイクロ波が脳の電気的活動に与える影響を分析した。被験者(n = 14)は、マイクロ波照射下で、前頭葉側頭葉頭頂葉後頭葉にそれぞれ左右対称に配置された4組、合計8個の電極チャネルから脳電図(EEG)を測定された。マイクロ波は、40Hz変調450 MHzマイクロ波で、1分オン、1分オフで10サイクル照射された。EEGの解析には、樋口のフラクタル次元(FD)を適用した。樋口のFDは、振動現象に対する周期的な外部ストレッサーの効果を評価する尺度として有用である。変調マイクロ波放射は、脳内に大きな不均一分布がある弱い周期的ストレッサーと考えられた。その結果、被験者全体で平均されたFD値は、すべてのEEGチャネルで、ばく露とともに小さい(1 - 2 %)が統計的に有意に増加した;個人別のFDのばく露による変化は、増加が12人、減少が1人、変化なしが1人であった;FDは、マイクロ波電磁界強度分布が最大であった左半球の側頭および頭頂領域で最も顕著な影響を表した;右半球のこれらの領域におけるFDの変化は、電磁界分布から予想される値よりもはるかに高かった;異なるEEGチャネル間のFDの相関は高く、その相関性はばく露状態でも保持された;異なる脳領域間での障害の拡散は、脳の電気的活動に対するマイクロ波ばく露の影響にとって重要であると考える、と報告している。

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研究目的(著者による)

To study the application of Higuchi's fractal dimension as a non-linear measure to evaluate the effect of external periodic stressor (microwave exposure) on electrical oscillations in the brain of 14 participants (21-24 years old, seven males, seven females).

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 450 MHz
Modulation type: pulsed
ばく露時間: 1 min on - 1 min off, for 10 cycles (20 min)
  • 電力密度: 0.16 mW/cm² spatial average (+/- 0.02 at the left side of the head)
  • 電力密度: 0.025 mW/cm² spatial average (+/- 0.01 at the right side of the head)
  • 電力密度: 0.08 mW/cm² spatial average (+/- 0.01 above the head)
  • 電力密度: 0.8 mW/cm² spatial average (+/- 0.2 at the left side of the neck and the left shoulder)
  • 電力密度: 0.03 mW/cm² spatial average (+/- 0.01 at the right side of the neck and the right shoulder)
  • SAR: 0.303 W/kg peak (1 g)

ばく露1

主たる特性
周波数 450 MHz
タイプ
  • electromagnetic field
ばく露時間 1 min on - 1 min off, for 10 cycles (20 min)
Modulation
Modulation type pulsed
Duty cycle 50 %
Repetition frequency 40 Hz
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • 13 cm quarter-wave antenna
ばく露装置の詳細 antenna placed at a distance of 10 cm from the skin of the left side of the head
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
電力密度 0.16 mW/cm² spatial average 推定値 - +/- 0.02 at the left side of the head
電力密度 0.025 mW/cm² spatial average 推定値 - +/- 0.01 at the right side of the head
電力密度 0.08 mW/cm² spatial average 推定値 - +/- 0.01 above the head
電力密度 0.8 mW/cm² spatial average 推定値 - +/- 0.2 at the left side of the neck and the left shoulder
電力密度 0.03 mW/cm² spatial average 推定値 - +/- 0.01 at the right side of the neck and the right shoulder
SAR 0.303 W/kg peak 計算値 1 g -

Reference articles

ばく露を受けた生物:

方法 影響評価項目/測定パラメータ/方法

研究対象とした生物試料:
研究対象とした臓器系:
調査の時期:
  • ばく露前
  • ばく露中
  • ばく露後

研究の主なアウトカム(著者による)

The data of fractal dimension values averaged over a group detected a small (1-2%) but statistically significant increase with exposure in all EEG channels. The fractal dimension was increased for 12 participants, decreased for one, and was constant for one subject. The fractal dimension showed the most remarkable effect in temporal and parietal regions of the left hemisphere where the microwave field was maximal. Changes of fractal dimension in these regions of the right hemisphere were much higher than expected in accordance with the electromagnetic field distribution.
In conclusion, the data showed that the weak periodic electromagnetic field exposure caused an increase of fractal dimension of the recorded EEG signals. The effect was mild but statistically significant in all EEG channels.

研究の種別:

研究助成

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