[高強度の電力周波数磁界ばく露後のニューロンネットワーク活性の応答] med./bio.

Response of Cultured Neuronal Network Activity After High-Intensity Power Frequency Magnetic Field Exposure.

掲載誌: Front Physiol 2018; 9: 189

高強度で低周波(1-100 kHz)の時間変動する電磁界は、神経系の興奮を通じて人体を刺激する。電力周波数(50/60 Hz)では、培養ニューロンネットワークにおいて外部電界によって生じるニューロン変調の周波数依存性の閾値が、国際ガイドラインにおける生物学的指標の一つに用いられているが、磁界によって生じるニューロン変調閾値はまだ解明されていない。この研究は、ラットの脳由来のニューロンネットワークを高強度の電力周波数磁界ばく露し、同期バースト活性の変調を、多電極アレイ(MEA)ベースの細胞外記録技法を用いて評価した。短期ばく露(50-400 mT rms、50 Hz正弦波、6秒間)の結果、同期バースト活性は400 mTばく露群で増加した。他方、50-200 mTばく露群では変化は認められなかった。400 mTの磁界ばく露によって生じるニューロンの応答の機序を解明するため、阻害性シナプスを遮断後のニューロンの応答を、ビククリンメチオジド(BMI)を用いて評価した。その後、BMI適用によりバースト活性の増加が認められ、400 mT磁界ばく露への応答は消失した。よって、高強度の電力周波数磁界ばく露の応答は、阻害性インプットに関与していることが示唆された。次に、CNQX及びD-AP5適用により4-10 Hzの自律的な発火を示す阻害性ペースメーカー様ニューロン活性をスクリーニングしたところ、400 mT磁界ばく露後に活性が減少することが確認された。これらの結果を、培地での誘導電界の推定値と比較したところ、同期バースト活性の変化は0.3 V/m以上で生じることがわかった。これは外部電界を用いた先行研究の知見と同等であった。加えて、この結果は、400 mTの高強度の電力周波数磁界ばく露後のニューロン活性の増強は、ペースメーカー様ニューロンの自律的活性の抑制に関連していることを示唆している。この結果は、同期バースト活性は高強度の電力周波数磁界ばく露によって増加し、その応答は阻害性ペースメーカー様ニューロン活性の低下によるものであることを示唆している、と著者らは結論付けている。

影響評価項目

ばく露

ばく露 パラメータ
ばく露1: 50 Hz
ばく露2: 50 Hz
ばく露3: 50 Hz

ばく露1

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 50 mT effective value 測定値 - -
磁束密度 100 mT effective value 測定値 - -
磁束密度 200 mT effective value 測定値 - -
磁束密度 400 mT effective value 測定値 - -

ばく露2

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 400 mT effective value 測定値 - -

ばく露3

主たる特性
周波数 50 Hz
タイプ
  • magnetic field
波形
  • sinusoidal
ばく露装置
ばく露の発生源/構造
  • E1と同じ装置
Sham exposure A sham exposure was conducted.
パラメータ
測定量 種別 Method Mass 備考
磁束密度 400 mT effective value 測定値 - -

Reference articles

  • Takahashi M et al. (2017): [ヒト人工多能性幹細胞から分化した心筋細胞の電気的活動に対する電力周波磁界の影響の評]
  • Nakasono S et al. (2003): [出芽酵母でのゲノム規模遺伝子発現に対する電力周波磁界の影響]

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:
調査の時期:
  • ばく露前
  • ばく露中
  • ばく露後

研究助成

関連論文