Область наук:
  • нанотехнології
  • Рік видавництва: 2009
    Журнал: Наукові Відомості Бєлгородського державного університету. Серія: Природничі науки
    Наукова стаття на тему 'Вплив актівації мобільних телефонів стандарту GSM на функціональний стан мозком людини'

    Текст Наукової роботи на тему «Вплив актівації мобільних телефонів стандарту GSM на функціональний стан мозком людини»

    ?УДК 577.3

    Вплив АКТІВАЦІЇ мобільних телефонів СТАНДАРТУ GSM НА функціональний СТАН мозком ЛЮДИНИ

    Представлені результати експериментального ДОСЛІДЖЕНЬ относительно впліву актівації мобільного телефону системи GSM на функціональну Активність мозком людини. Встановлен, что после Закінчення актівації мобільного телефону спостерігається істотне Збільшення уровня спектральної потужності в параметрах ЕЕГ в діапазоні частот 2-4 Гц и 6-8 Гц в середині відведеннях на стороні Розташування телефону. Кроме того Виявлено, что хвилин Вплив мобільного телефону прігнічує Вплив на степень пов'язаності варіацій параметрів фонових електромагнітніх полів КНЧ діапазону и ЕЕГ людини.

    Ключові слова: природний електромагнітній фон, стільниковий телефон, електроенцефалограма, синхронний моніторинг.

    Вступ

    Електромагнітні поля (ЕМП) навколишнього середовища вплівають на живі тела, в тому чіслі и на організм людини. Прийнято вважаті, что естественнофоновіе варіації електромагнітніх полів діапазону шумановских и альвенов-ських резонансів, что формуються комплексом геліо- геофізічніх факторів Грають принципова роль обов'язкового, Постійно діючого фактора, Який є рітмозадающім для забезпечення стабільного рітмостаза живих організмів [1-4].

    В останні більш чем півстоліття спостерігаються процеси модіфікації природного електромагнітного фону в зв'язку з розвитку технологій в промісловості, зв'язку та комунікації, Які могут впліваті и на сформовані Механізми ритмо-регулювання живих організмів. У зв'язку з ЦІМ актуалізується проблема нормального Існування організмів и співтоваріств в условиях, что відрізняються від еволюційно детермінованого природного електромагнітного фону.

    У Сейчас годину Широке Поширення получил ще одне джерело техногенного електромагнітного поля - стільниковий зв'язок. На підставі наявний на сьогоднішній день Великої кількості Даних можна констатуваті, что сам факт впліву випромінювання мобільних телефонів на живі тела НЕ віклікає сумнівів [5, 6]. Однако Механізми даного виду вплівів залішаються невизначенності. Прийнято розглядаті безпосередні ЕФЕКТ впліву випромінювання на Функціонування систем жіттєзабезпечення організму, в Першу Черга - термічні впліву, Які опосередковані, в основному, вісокочастотнімі віпромінюваннямі мобільних телефонів. Однако, и самє цею аспект найбільш вираженість при Дії неіонізуючих віпромінювань, - це так званні «інформаційне» Вплив, Пожалуйста может мати дістанційній та відстроченій характер. У даного контексті Значний Інтерес ставити проблема впліву нізькочастотніх модуляцій віпромінювань стільніковіх телефонов стандарту СЕМ на біорітм мозкової актівності. Стандарт СЕМ БУВ избран у зв'язку з его широким розповсюдження, а так само в зв'язку з тим, что при организации каналу зв'язку «телефон - базова станція» вікорістовується множини доступ з Тимчасовим поділом, внаслідок цього можна віділіті частоти 217 Гц , 8.35 Гц и в Деяк випадка 2 Гц, Які збігаються з частотами власної біоелектрічної актівності головного мозком людини (гамма-, альфа-, дельта-ритм) [7-9].

    У зв'язку з ЦІМ метою проведення ДОСЛІДЖЕНЬ Було Виявлення особливо впліву електромагнітного поля, віпромінюваного стільніковім телефоном, на параметри ЕЕГ-актівності та на степень пов'язаності флуктуацій спонтанної електрічної актівності головного мозком з варіаціямі фонових КНЧ електромагнітніх полів діапазону Першої моди шумановского резонансу.

    С.В. Побаченко,

    А.В. Пономарьов

    Томського державний університет

    Росія, 634050, м Томського, пр. Леніна, 36

    e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

    Наукові ВІДОМОСТІ Методика проведення ДОСЛІДЖЕНЬ

    В експеримент вікорістовувався метод синхронного, коордінованого за годиною моніторингу. Для проведення моніторингу електромагнітного фону КНЧ діапазону БУВ задіяній вімірювально-обчислювальний комплекс, что дозволяє Проводити прийом і обробка сігналів в діапазоні частот від 0.1 до 40 Гц. [10, 11].

    Функціональний стан організму людини оцінювалося на основе моніторингу показніків електрічної актівності головного мозком в параметрах електроенцефалографії (ЕЕГ). Вікорістовуваліся два ідентічніх комплексу на базі електроенцефалографії «Міцар-ЕЕГ-03 / 35-201». Знімання ЕЕГ вівся монополярних по 19-ти відведень, согласно зі стандартною схемою - «10-20». В експеримент брала участь група випробовування в кількості 8 практично здорових осіб у віці 20-22 роки. Загальна блок-схема експериментального комплексу представлена ​​на рис.1.

    Мал. 1. Блок-схема експериментального комплексу: а) випробування в стані спокійного неспання (контроль); б) випробування на которого виявляв Вплив актівацією стільнікового телефону

    Вплив віроблялося с помощью стандартних моделей стільніковіх телефонов системи GSM (несучих частота 800 МГц). Вибір даного стандарту обумовлення спеціфікою тімчасової Структури организации зв'язку системи «телефон - базова станція», а самє, наявністю Тимчасових модуляцій з частотами 217 Гц, 8.35 Гц і 2 Гц.

    Одночасно в експеріменті брали участь две людини. Смороду знаходится в різніх кімнатах на відстані около 7 метрів. При цьом один з них БУВ схільній до періодічному впліву електромагнітного поля стільнікового телефону, а другий ні. Обидвоє людини перебувалі в розслабленого стані в затемнених пріміщеннях. Випробування, схільній до впліву ЄМП стільнікового телефону, что НЕ БУВ поінформованій про початок и трівалості впліву. Длительность експеримент для однієї парі випробовування становила 43 хвилини. З ціх 43 хвилин, в Загальній сумі, 10 хвилин становило Вплив віпромінювань стільнікового телефону и 33 хвилини - без зовнішнього впліву. У Перші три хвилини во время відсутності впліву проводити фонового запису ЕЕГ. За закінченні трьох хвилин робілася Відмітка про початок Дії, и на стільниковий телефон, закріпленій біля лівого вуха випробуваного, Надходить дзвінок. Всі звуки и інші Способи індікації вхідного Дзвінка на телефоні були відключені, І, таким чином, випробування не знаючи про початок Дзвінка. Вплив трівало течение однієї хвилини, после чего робілася Відмітка про Закінчення Дії и трівала Запис ЕЕГ без зовнішнього впліву, на якові припадало такоже 3 хвилини. Для іншого випробуваного в течение цього ж часу проводівся только з'їм фонової ЕЕГ. После 21,5 хвилини Вплив здійснювався на іншого випробуваного, а для первого випробуваного Йшла Запис фонової ЕЕГ. Тимчасова структура експериментального дослідження приведена на рис. 2.

    Мал. 2. Тимчасова структура експериментального дослідження

    После Закінчення серій експеріментів проводівся статистичний аналіз отриманий Даних Із ЗАСТОСУВАННЯ методів спектрального и кореляційного АНАЛІЗУ. Розраховуваліся значення спектральної потужності для всіх відведень в фіксованіх частотних діапазонах І, кроме того, обчіслюваліся значення спектральної потужності параметрів фонових КНЧ електромагнітніх полів в аналогічніх частотних діапазонах. Для Другої части ДОСЛІДЖЕНЬ розраховувалася функція крос-кореляції для спектральних потужного ЕЕГ и КНЧ полів и фіксуваліся максимум на тріхвілінніх інтервалах, Які в подалі вікорістовуваліся при аналізі.

    Результати та їх Обговорення

    У процесі експериментального ДОСЛІДЖЕНЬ Було реалізовано п'ять серій ДОСЛІДЖЕНЬ в Різні дні и отрімані часові ряди значень експериментальний Даних. На Першому етапі АНАЛІЗУ Тимчасові ряди амплітудніх значень були схільні до спектральному Фур'є-превращение, на основе которого були отрімані ряди значень спектральної потужності в діапазонах частот 2-4 Гц и 7.5-8.5 Гц по всех каналах ЕЕГ для шкірного випробуваного. Потім проводять порівняння Даних для випробуваного, схільного до впліву випромінювання стільнікового телефону, з данімі для Іншого випробуваного, Який НЕ БУВ схільній до зовнішнього впліву, а віконував функцію контролю.

    Аналіз отриманий даних по дінаміці Зміни спектральної потужності в параметрах ЕЕГ при актівації мобільного радіотелефону дозволяє констатуваті наявність вираженість закономірностей. На малюнку 3 (а, б) представлені типові результати для однієї парі випробовування (діапазон частот 2-4 Гц).

    Мал. 3. Розподіл амплітудніх значень спектральної потужності в течение чотірьох хвилин по 19 відведенням в діапазоні частот 2-4 Гц: а) Вплив МРТ в течение однієї (Першої) хвилини (ісп. НСВ); б) контрольні записи ЕЕГ випробуваного без впліву МРТ (ісп. ПМВ)

    Подібні співвідношення характерні для всіх пар випробовування. Течение Першої хвилини експеріментів (фонові записи) істотніх відмінностей в Показники

    ЕЕГ актівності НЕ відзначається (і). У момент актівації стільнікового телефону такоже НЕ відбувається бачимо змін амплітудніх значень спектральної потужності (2). Однако после Дзвінка спостерігається Підвищення значень потужності в діапазоні частот 2-4 Гц (3), в тій годину як у контрольного випробуваного змін НЕ відбувається. Примерно через хвилин рівень ЕЕГ актівності в даного діапазоні возвращается на вихідний (4).

    Аналогічні результати отрімані для діапазону частот 7.5-8.5 Гц (рис. 4 а, б). Для даного частотного діапазону різніця в Рівні сігналів виявило немного нижчих, чем для діапазону 2-4 Гц, но Тенденції Зміни актівності були ідентічні.

    Мал. 4. Розподіл амплітудніх значень спектральної потужності в течение чотірьох хвилин по 19 відведенням в діапазоні частот 7.5-8.5 Гц: а) Вплив МРТ в течение однієї (Першої) хвилини (ісп. НСВ); б) контрольні записи ЕЕГ випробуваного без впліву МРТ (ісп. ПМВ)

    Необходимо відзначіті, что подібні закономірності відзначаються и в Ранее опублікованіх роботах [9, 12].

    Зміни спектральних характеристик ЕЕГ людини, віклікані актівацією мобільних телефонів в частотних діапазонах, відповідніх діапазонів флуктуацій параметрів основних природних електромагнітніх полів КНЧ діапазону (шуманівські резонанс) дозволяють сделать припущені про Вплив даного феномена на Біорітмічні Активність електрогенез мозком, пов'язану з регуляторної Вплив фонових електромагнітніх полів.

    У зв'язку з ЦІМ, проводівся кросскорреляціонной аналіз інтерактівніх змін спектральних характеристик ЕЕГ и КНЧ електромагнітного фону для кожної парі випробовування. Аналіз проводівся за всіма значеннями, отриманий в процесі експериментального вимірювань для тріхвілінніх інтервалів, в результате чего Вийшла по 14 тріхвілінніх інтервалів для кожного випробуваного, з них 7 доводи на годину, протягом которого проводилося Вплив віпромінюванням стільнікового телефону, і 7 тріхвілінніх інтервалів, протягом якіх впліву НЕ Було. На тріхвілінному часовому інтервалі віроблялося спектрального превращение в діапазоні частот

    7.5-8.5 Гц, что відповідає діапазону Зміни Першої моди шумановского резонансу. На всьому часовому інтервалі в 10 секундному вікні були отрімані значення спектральної потужності (160 значень). Далі розраховуваліся значення Функції кросскорреляціі з Вибори максимального значення. Дані розраховуваліся для обох випробувань за всіма інтервалах, потім проводять порівняння отриманий результатів. Порівнюваліся значення Функції кросскорреляціі для випробуваного, схільного до впліву випромінювання стільнікового телефону и контрольного випробуваного по всьому відведенням.

    На рис. 5 представлені результати одного з відведень для випробовування ПМВ

    б)

    и НСВ.

    Випробування НСВ (активація МРТ) | ^ |

    Випробування ПМВ (контроль) | ^ |

    Випробування ПМВ (активація МРТ) випробування НСВ (контроль)

    Мал. 5 Максімальні значення кросскорреляціонной Функції между значення спектральної потужності ЕЕГ и КНЧ фонових електромагнітніх полів в діапазоні 7.5-8.5 Гц для відведення Т3-кр

    Порівняння значень кросскорреляціонной Функції дозволяє констатуваті, что в абсолютній більшості віпадків по всьому масиву Даних спостерігається віраж тенденція до Зменшення уровня пов'язаності варіацій параметрів електромагнітніх полів діапазону Першої моди шумановского резонансу и ЕЕГ людини при впліві віпромінювань стільнікового телефону.

    Аналогічні результати Вийшла для відведення Т5-РР (рис. 6). Дані відведення були обрані віходячі з того что на них спостерігається Значне Підвищення уровня спектральної потужності.

    Випробування НСВ. (Активація МРТ) випробування ПМВ. (Контроль)

    Випробування ПМВ. (Активація МРТ) випробування НСВ. (Контроль)

    Мал. 6. Максімальні значення кросскорреляціонной Функції между значення спектральної потужності ЕЕГ и КНЧ фонових електромагнітніх полів в діапазоні

    7.5-8.5 Гц для відведення Т5-кр.

    Аналіз отриманий експериментальний Даних дозволяє пріпустіті, что потенційно небезпечний может буті НЕ власне СВЧ-опромінення, а Вплив его Тимчасових модуляцій. Це может являти собою «шум», что утруднює процес біорітміче-ської регуляції мозкової актівності варіаціямі естественнофоновіх електромагнітніх полів. У зв'язку з ЦІМ, можна рекомендуваті СКОРОЧЕННЯ до нижнього часової Межі Користування стільніковімі телефонами.

    Висновок

    Встановлен, что после хвілінної актівації мобільного телефону спостерігається істотне Збільшення уровня спектральної потужності в параметрах ЕЕГ в діапазоні частот 2-4 Гц и 7.5-8.5 Гц, особливо явно це проявляється в середині відведеннях на стороні Розташування телефону. Експериментально підтверджено феномен Збільшення електрічної актівності мозком людини при впліві віпромінювань стільнікового телефону стандарту GSM.

    Виявлено, что хвилин Вплив МРТ в більшості віпадків віклікає Зменшення уровня пов'язаності варіацій параметрів фонових КНЧ ЄМП и ЕЕГ людини в діапазоні частот Зміни Першої моди шумановского резонансу (7.5-8.5 Гц), что ймовірно может позначатіся на формуванні Структури биоритмической актівності мозком людини.

    список літератури

    1. Володимирський Б.М., Сідякін В.Г., Темур'янц Н.А. Космос і біологічні ритми. Сімферополь, - 1995. - 200 с.

    2. Побаченко С.В., Колесник А.Г., Бородін О.С., Калюжин В..В. Спряженість параметрів енцефалограмі мозком людини й електромагнітніх полів шумановского резонатора за данімі моніторінговіх ДОСЛІДЖЕНЬ / / Біофізика. - 2006. - Т. 51. Вип. 3. - С. 534-538

    3. Колесник А.Г., Бородін О.С., Колесник С.А., Побаченко С.В. Резонансний Механізм сонячно-земних зв'язків // Изв. ВНЗ, Фізика. - 2003. - № 8. - С. 23-30.

    4. Побаченко С.В. Спряженість флуктуацій параметрів фонових УНЧ-КНЧ електромагнітніх полів з характеристиками мозкового електрогенезу людини при різніх геліо- геофізічніх условиях // Вісник Томського державного університету. - 2007. - № 297. -С. 165-I68.

    5. Бецкий О.В., Лебедєва М.М., Котровскій Т.І. Динаміка ЕЕГ-реакцій людини при впліві електромагнітного поля мобільного телефону в початковий период его использование // Біомедічні технології та радіоелектроніка. - 2004. - № 8-9. - С. 4-10.

    6. Електромагнітні поля та здоров'я людини / Заг. ред. проф. Ю.Г. Григор'єва. - М.: Изд-во РУДН. - 2002. - 178 с.

    7. Hinrikus H., Bachmann M., Lass J. and oth. Effect of 7, 14 and 21 Hz modulated 450 MHz microwave radiation on human electroencephalographic rhythms // Int J Radiat. Biol. - 2008. - H. 84, Vol. 1. - P. 69-79.

    8. Hamblin D. L., Wood A.W. Effects of mobile phone emissions on human brain activity and sleep variables // Intern. J. Radiation Biology. - 2002. - Vol. 78, № 8. - P. 659-669.

    9. Croft R.J., Hamblin D.L., Spong J., Wood A.W., McKenzie R.J., Stough C. The effect of mobile phone electromagnetic fields on the alpha rhythm of human electroencephalogram // Bioelectromagnetics. - 2008. - № 1. P. 1-10.

    10. Колесник А. Г., Колесник С. А., Нагорській П.М., Шинкевич Б.М. Радіотехнічній комплекс діагностики и контролю параметрів електромагнітного фону в каналі Земля -іоносфера // Іоносферні дослідження. - Казань, 1997. - С. 244-252.

    11. Бородін О.С., Колесник С. А., Побаченко С. В., потах П. Ю. Програмно-технічний комплекс моніторингу природної динаміки функціонального стану організму людини // Іоносферні дослідження. - Казань, 1997. - С. 253-257.

    12. Крамаренко А. В. Зіставлення локальних змін ЕЕГ з картою поля мобільного телефону. Харків. Дослідницька лабораторія ТОВ. '' Компанія TREDEX. Режим доступу http://www.dxelemedicine.com/rus/publications/microwave.

    THE INFLUENCE OF MOBILE PHONES ACTIVATION ON HUMAN BRAIN FUNCTIONAL CONDITION

    The results of experimental research of influence of mobile phone (standard GSM) activation on human brain functional activity are presented. It is established that after termination of mobile phone activation a significant increase of level of spectral capacity in EEG parameters is observed in frequency range 2-4 Hz and 7-9 Hz on middle EEG channels at the side of phone location. Besides, minute mobile phone activation is revealed to have a negative influence at a level of conjugation of parameter variation of ELF range natural electromagnetic fields and human EEG.

    Key words: natural electromagnetic background, mobile phone, electroencephalogram, conjugate monitoring.

    S.V. Pobachenko,

    A.V. Ponomarev

    Tomsk State University

    Lenin avenue, 36, Tomsk, 634050, Russia

    e-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.


    Ключові слова: природний електромагнітній фон / стільниковий телефон / електроенцефалограма / синхронний моніторинг

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити