მობილური ტელეფონის ელექტრომაგნიტური ველის გავლენა ნეირონის პლასტიურობაზე
ავტორი: ბ. ფარცვანია, ლ. შოშიაშვილი, თ. სურგულაძე, ზ. მოდებაძე, ლ. ანდრიაძე, ლ. სანებლიძე
კიბერნეტიკის ინსტიტუტი, თბილისი.
B. Farcvania, l. Shoshiashvili, T. Surguladze, Z. Modebadze, l. Andriadze, l. Saneblidze
Institute of Cibernetiks, Tbilisi, Georgia
>> The aim of present work was to explore the influence of commercially available (900 Megahertz) cell phone irradiation on habituation of the mollusk single neuron to intracellular or synaptic stimuli. The isolated nervous system of the mollusk Helix Pomatia was used in the experiments. Finite-Difference Time-Domain method was used for modeling of the Electromagnetic field interactions with the living nerve ganglion and neurons. Neuron electrophysiology was investigated using standard microelectrode technique.
It is shown that exposure of the single neuron to the cell phone irradiation modifies the neuron’s habituation to stimulation. Cell phone bio effect depends on the exposure duration- prolongation of the exposure caused reduction of the neuron habituation ability.
სურათი 1. ჰიპოკამპალური ნეირონები (მწვანე) და
გლიური უჯრედები (წითელი)
შესავალი
ელექტრომაგნიტური ველის (ემვ) ადამიანის ჯანმრთელობაზე უარყოფითი ზეგავლენის შესწავლას უამრავი სამეცნიერო შრომა მიეძღვნა [1, 2]. დადგენილია, რომ რადიოსიხშირის ემვ-ბი იწვევენ ონკოლოგიური დაავადებების განვითარებას, ჰემოპოეზის დარღვევას, ჰორმონულ ძვრებს, დნმ-ს გახლეჩას და სხვა. ემვ-ის ზეგავლენა ეეგ-ზე, კოგნიტიურ ფუნქციაზე, ცენტრალურ ნერვულ სისტემაზე, სადღეისოდაც აქტუალურ კვლევის საგანს წარმოადგენს.
რადიოსიხშირული დიაპაზონის გამომსხივებლიდან გამოსული ელექტრომაგნიტური ტალღების შთანთქმა იწვევს ბიოლოგიური ქსოვილების ტემპერატურის მატებას. თუ ტემპერატურის მატება საკმაოდ დიდია, ეს სახიფათოა ჯანმრთელობისათვის. განვითარებულ სახელმწიფოებში დადგენილია ემვ-ის ზღვრული ნორმები. ეს ნორმები დგინდება იმისათვის, რომ არ მოხდეს მთელი ორგანიზმის ტემპერატურის მომატება დასაშვებზე მეტად, ან სხეულის ნაწილში, თუ დასხივებას მხოლოდ სხეულის ნაწილი ექვემდებარება [3].
ემვ-ის ბიოლოგიურ ეფექტს განსაზღვრავენ შთანთქმის სპეციფიკური თანრიგით (შსთ). იგი განისაზღვრება, როგორც მასის ერთეულის მიერ შთანთქმული ენერგიის სიმძლავრე.
რადიოსიხშირის ელექტრომაგნიტური ველების ბიოლოგიური ეფექტების კვლევების დასაწყისიდანვე უდიდესი ყურადღება ეთმობოდა მათ ზემოქმედებას ტვინსა და ნერვულ სისტემაზე. ამ სტრუქტურებზე ემვ-ის ზეგავლენის გამოკვლევამ განსაკუთრებული აქტუალურობა შეიძინა უსადენო საკომუნიკაციო საშუალებების გაჩენის შემდეგ, რომელთა გამოყენება ხდება თავთან (ტვინთან ახლოს). სამეცნიერო ლიტერატურა ცხადყოფს, რომ მობილური ტელეფონის ელექტრომაგნიტურ ველს ფართო ელექტროფიზიოლოგიური ზემოქმედება გააჩნია [4]. მობილური ტელეფონის გამოსხივების გავლენა ძირითადად ცხოველებზე შეისწავლება. უკვე დასაბუთებულად დადგენილია, მაგ., ემვ-ის უარყოფითი გავლენა ცხოველთა მეხსიერებაზე [5].
მობილური ტელეფონებისათვის დაშვებული შსთ-ს მნიშვენლობები გულისხმობს, რომ მობილური ტელეფონი მაქსიმალურ ენერგიას ასხივებს პირველი 6 წუთის განმავლობაში. ამჟამად ევროპაში შსთ-ს დაშვებული ზღვარი არის 2 ვტ/კგ, რაც მიიღება ტვინის 10 გრამის მასის მიმართ გასაშუალოებით. აშშ-ში და რიგ სხვა ქვეყანაში ზღვარი 1,6 ვტ/კგ შეადგენს, რაც მიღებულ იქნა ტვინის 1 გრ მასის მიმართ გასაშუალოების შედეგად. განსხვავება ზღვრულ ნორმებში იმით არის გამოწვეული, რომ მეორე შემთხვევაში შთანთქმული ენერგიის გასაშუალოება ხდება უფრო მცირე მასაზე [6].
შსთ და რადიოსიხშირის ემვ-ის განაწილება ბიოლოგიურ ქსოვილში ბევრ ფაქტორზეა დამოკიდებული. ამ ფაქტორების გამო, თავის ტვინში ენერგიის შთანთქმა უაღრესად არათანაბარი და რთულია. ეს განაპირობებს თავის ტვინში ე.წ. „ცხელი წერტილების“ გაჩენას [7,8], რომლებშიც ხდება ენერგიის მაქსიმალური შთანთქმა. ამ წერტილებში შსთ გაცილებით მეტია, ვიდრე დასაშვები ნორმითაა გათვალისწინებული. „ცხელი წერტილების“ დიამეტრის ზომამ რამდენიმე სანტიმეტრს შეიძლება მიაღწიოს. ეს იმას ნიშნავს, რომ მრავალი ათასი ნეირონი აღმოჩნდება ამ მოცულობაში. მათი დასხივების პირობები მნიშვნელოვნადაა განსხვავებული ტვინის დანარჩენი ნეირონების დასხივების პირობებისაგან. ეს პრობლემა არანაირად არ არის ასახული დღეს არსებულ უსაფრთხოების დადგენილ ნორმებში.
ICNIRP-ის მიერ გამოქვეყნებულ სახელმძღვანელოში 900 მგჰც-ზე მომუშავე მობილური ტელეფონებისათვის დაშვებულია 2 ვატი გამოსხივების სიმძლავრე, ხოლო 1800 მგჰ-ზე მომუშავე მობილური ტელფონებისათვის – 0,125 ვატი [3]. მობილური ტელეფონის სიგნალი შედგება 900 ან 1800 მეგაჰერცი სიხშირის ძირითადი, ე.წ. გადამტანი, ელექტრომაგნიტური ტალღისაგან, რომელიც პუნქტუირებულია (მოდულირებულია) მართკუთხა იმპულსებით, ანუ ხდება ტალღის პორციებად გამოსხივება. GSM კომუნიკაციებში მოდულაციის სიხშირეებია 8,34 ჰც, 217 ჰც, ხოლო DECT სისტემაში 100 ჰც [9]. ამას გარდა, აღიძვრება კიდევ 2 ჰერცის დაბალსიხშირული მდგენელი, რაც დაკავშირებულია ტელეფონის ტექნიკურ მონაცემთან.
სითბური ზემოქმედების გარდა, ემვ შეიძლება ბიოლოგიურ ობიექტზე იმოქმედოს არათერმული გზითაც [10]. აღსანიშნავია, რომ არათერმული ზემოქმედების არსებობა სამეცნიერო კამათის საგანს წარმოადგენს. რიგი მეცნიერები უარყოფენ არათერმული ეფექტების არსებობას [10]. უკანასკნელ პერიოდში მეცნიერთა ყურადღება მიპყრობილია არა მარტო შსთ-ზე, არამედ ექსპოზიციის დროზეც, რომელიც აქამდე ნაკლებ მნიშვნელოვან ფაქტორად იყო მიჩნეული.
ემვ-ის ცალკეულ ნეირონზე ზემოქმედების შესწავლას უაღესად დიდი მნიშვნელობა აქვს იმ ფუნდამენტალური მექანიზმების გამოკვლევისათვის, რომლებიც საფუძვლად უდევს ემვ-ის ნერვულ სისტემასა და თავის ტვინზე ზემოქმედებას.
მოლუსკის ცალკეული ნეირონი მრავალჯერ გამხდარა ემვ-ის ბიოლოგიურ ეფექტების შესწავლის ობიექტი. მაღალი შსთ-ს პირობებში (6,8-100 ვატ/კგ) ნეირონი ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, როგორც უწყვეტს, ასევე პუნქტუირებულს, პასუხობს სპონტანური აქტივობის შესუსტებით, მემბრანული წინაღობის გაზრდით, რეფრაქტერული პერიოდის გაზრდით, სიცოცხლის ხანგრძლივობის შემცირებით [11-13]. უკვე დადგენილია ემვ-ს გავლენა იონურ დენებზე [14]. ნეირონების ელექტრონული მიკროსკოპით შესწავლამ გამოავლინა ცვლილებები გოლჯის აპარატში და ენდოპლაზმურ რეტიკულუმში (შსთ 12,9 მვტ/გრ, 60 წთ განმავლობაში) [15]. აღინიშნა, ასევე, უჯრედული მეტაბოლიზმის დათრგუნვა (შსთ 12,5-125 მვტ/გრ) [16]. აღსანიშნავია, რომ ამ გამოკვლევებში შეისწავლებოდა ემგ-ს ზემოქმედება ნეირონის ბიოფიზიკურ მახასიათებლებზე. რაც შეეხება ნეირონის ელექტროფიზიოლოგიას, ეს საკითხი შეუსწავლელი რჩებოდა.
ცნობილია, რომ მოლუსკის ნეირონებზე მიღებული კვლევის შედეგები შეიძლება ექსტრაპოლარირებულ იქნეს უმაღლესი ცხოველების და/ან ადამიანის ტვინისათვის [17-18]. მოლუსკის ცალკეული ნეირონის ფუნქციები, ელექტროფიზიოლოგიური თვისებები, ბიოფიზიკური მახასიათებლები, მიუხედავად სტრუქტურული თუ მორფოლოგიური განსხვავებებისა, იდენტურია უმაღლესი ცხოველის ცალკეული ნეირონის ფუნქციებისა.
ნეირონის პლასტიურობა დღემდე წარმოადგენს კვლევის ინტერესს. ცალკეული ნეირონის პლასტიურობა მოიცავს სინაფსებს და სომატურ მემბრანას, ასევე პეისმეკერულ პოტენციალს. მიჩვევა, ანუ ჰაბიტუაცია განიხილება როგორც პლასტიურობის ერთერთი სახე [19-21]. მეორეს მხრივ, ჰაბიტუაციას განიხილავენ როგორც არაასოცირებული სწავლების სახესაც. ბიოკიბერნეტიკული თვალსაზრისით, სწავლება დაკავშირებულია ინფორმაციის გადამუშავებასთან, კოდირებასა და შენახვასთან. ცალკეული ნეირონის როლი, უახლესი მიდგომით, განიხილება როგორც როლი რთული პროცესორისა, რომელიც მოიცავს შერეულ ანალოგურ-ციფრულ ლოგიკას და უაღრესად ადაპტიურ სინაფსურ ელემენტებს [22-26].
რადიოსიხშირული ემვ ცხოველებში იწვევს ქცევით და ენდოკრინულ ცვლილებებს [27-29-30]. თუმცა, ასეთი გამოკვლევები ცალკეული ნეირონის დონეზე არ ჩატარებულა.
რადიოსიხშირის ელექტრომაგნიტური ველების ბიოლოგიური ეფექტების კვლევების დასაწყისიდანვე უდიდესი ყურადღება ეთმობოდა მათ ზემოქმედებას ტვინსა და ნერვულ სისტემაზე. ამ სტრუქტურებზე ემვ-ის ზეგავლენის გამოკვლევამ განსაკუთრებული აქტუალურობა შეიძინა უსადენო საკომუნიკაციო საშუალებების გაჩენის შემდეგ, რომელთა გამოყენება ხდება თავთან (ტვინთან ახლოს). სამეცნიერო ლიტერატურა ცხადყოფს, რომ მობილური ტელეფონის ელექტრომაგნიტურ ველს ფართო ელექტროფიზიოლოგიური ზემოქმედება გააჩნია. მობილური ტელეფონის გამოსხივების გავლენა ძირითადად ცხოველებზე შეისწავლება. უკვე დასაბუთებულად დადგენილია, მაგ., ემვ-ის უარყოფითი გავლენა ცხოველთა მეხსიერებაზე.
მიღებული ექსპერიმენტული მასალა ცხადყოფს, რომ მობილური ტელეფონის ხანგრძლივ ზემოქმედებას შეუძლია შეასუსტოს ან დათრგუნოს ნეირონის ინფორმაციის შენახვის უნარი.