## JPFS 5(2) 2022 83-87

## Jurnal Pendidikan Fisika dan Sains (JPFS)
Journal homepage: http:// journal.unucirebon.ac.id/index.php/jpfs
Resiko Paparan Medan Elektromagnetik Extremely Low Frequency (ELF) Terhadap Kelainan Otak
Rena Maftu Hatul Khoiriyah 1 , Sudarti 2
1,2 Universitas Jember (Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Jember)
DOI: 10.52188/jpfs.v5i2.240
Accepted: 29 Mei 2022        Approved: 29 September 2022          Published: 30 September 2022

## ABSTRAK
Paparan  (radiasi)  medan  elektromagnetik Extremely  Low  Frequency (ELF) dicurigai  berpengaruh terhadap kelainan otak. Tujuan penelitian ini adalah untuk menganalisis efek paparan (radiasi) medan elektromagnetik  ELF  pada  kelainan  otak.  Metode  penelitian  yang  digunakan  adalah  metode article review dengan jumlah artikel 20 artikel hasil penelitian yang relevan mulai dari tahun 2000 sampai 2022.  Pada  kelainan  otak  manusia,  pengukuran  selama  30-60  menit  dalam  intensitas  50  Hz  tidak memiliki  pengaruh  pada  pensinyalan  kerusakan  DNA.  Sedangkan  pada  penelitian  kelainan  otak mencit  dilakukan  pada  intensitas  150  T,  300  T,  450  T  .Paparan  medan  ELF  berpengaruh  pada kelainan otak mencit (tikus putih) pada intensitas radiasi ELF sebesar 150  T, 300  T, 450  T yang ditnadai  dengan  adanya  penurunan  fungsi  otak.  Sedangkan  dalam  intensitas  yang  rendah  seperti  50 Hz/ 100  T  tidak berpengaruh pada perilaku tikus jantan dewasa.Sedangkan paparan radiasi EM-ELF tidak memiliki pengaruh yang signifikan pada intensitas 50 Hz, 900 MHz, dan 1800 MHz terhadap munculnya kelainan otak pada manusia.
Kata kunci: ELF, otak

## ABSTRACT
Exposure  (radiation)  to  an  Extremely  Low  Frequency  (ELF)  electromagnetic  field  is  suspected  to have an effect on brain abnormalities. This study aims to analyze the effect of exposure to the ELF electromagnetic field on brain disorders. The research method used is the article review method with a number of article from 20 relevant research article from 2000 to 2022. In human brain disorders, measurenments for 30-60 minutesat an intensity of 50 Hz have no effect on DNA damage signaling. Meanwhile, in the study of brain abnormalities in mice, the intensity was 150  T, 300  T, 450  T. Exposure to the ELF field effects the brain abnormalities of mice (white mice) at the intensity of ELF radiation  of  150  T,  300  T,  450  T  which  is  caracterized  by  a  decrease  in  brain  function. Meanwhile, at a low intensity, such as 50 Hz/ 100  T, it did not affect the behavior of adult male rats. While exposure to EM-ELF radiation didn’t have a significant effect on the intensity of 50 Hz, 900 MHz, and 1800 MHz on the emergence of brain disorders in humans.

## Keyword : ELF, Brain
@2022 Pendidikan Fisika FKIP Universitas Nahdlatul Ulama Cirebon __________________________________________________________________________________

## PENDAHULUAN
Radiasi  secara  sederhana  berarti  pancaran  energi.  Radiasi  elektromagnetik  adalah  proses pancaran  dan  perjalanan  energi  elektromagnetik,  dalam  gelombang  elektromagnetik,  dan  efek  yang diakibatkannya  pada  materi  yang  dikenainya.  Radiasi  elektromagnetik  dapat  berasal  dari  sumber radiasi  tetap  (seperti  matahari,  atau  sumber  cahaya  lain),  dan  dapat  pula  berasal  dari  partikel bermuatan  yang  mengalami  akselerasi.  Radiasi  elektromagnetik  secara  fisik,  direpresentasikan  oleh gelombang  elektromagnetik.  Gelombang  elektromagnetik  adalah  gelombang  yang  terbentuk  oleh karena  adanya  rambatan  medan  listrik  dan  medan  magnetik  (Nuriyah  dan  Juwono,  2017:  155). Radiasi  elektromagnetik  dapat  mempengaruhi  semua  objek  yang  dikenainya  salah  satunya  adalah otak.
Otak merupakan bagian penting yang ada dalam tubuh yang menjadi pengendali utama dalam setiap aktivitas yang dilakukan oleh organ-organ di dalam tubuh. Otak dapat mengendalikan pikiran, perasaan, dan bahkan juga dapat mengendalikan gerakan. Dengan adanya otak, semua makhluk hidup dapat berfikir dan menyelesaikan berbagai masalah. Baik itu otak manusia dan otak hewan.
Dalam  semua  aktivitas  manusia  maupun  hewan,  apabila  tindakan  yang  dilakukan  masih dalam hal wajar seperti mencari makan, bermain, dan tidur, maka dapat dikatakan bahwa otak yang dimiliki  manusia  dan  hewan  masih  dalam  keadaan  normal.  Apabila  terdapat  keganjalan  dalam perilaku  maupun  tindakan  hewan  dan  manusia,  maka  perlu  dikaji  apakah  ada  hal-hal  yang mengganggu  otak  mereka  atau  berupa  suatu  kelainan,  misalnya  alzheimer,  gila  dan  stress  sehingga melakukan bunuh diri dan lainnya. Banyak faktor yang dapat menjadi penyebab terjadinya kelainan otak  pada  manusia  dan  hewab,  misalnya  dari  faktor  keturunan,  bahkan  juga  dapat  disebkan  karena adanya  radiasi  elektromagnetik  melalui  benda-benda  yang  memancarkan  radiasi  elektromagnetik. Misalnya  radiasi  elektromagnetik  extremely  low  frequency  (ELF)  yang  memiliki  frequency  kurang dari  300  Hz.  Oleh  sebab  itu  diperlukan  adanya  penelitian  lebih  lanjut  yang  berkaitan  dengan  hal tersebut.  Hal  inilah  yang  mendasari  penulis  di  dalam  melakukan  penelitian  ini.  Adapun  tujuan  dari penelitian  ini  adalah  untuk  menganalisis  efek  paparan  (radiasi)  medan  elektromagnetik  ELF  pada kelainan otak.

## METODE
Metode  dalam  penelitian  ini  menggunakan  metode  article  review  dengan  jumlah  artikel  20 artikel hasil penelitian yang relevan mulai dari tahun 2000 sampai 2022. Artikel-artikel yang relevan terkait  cakupan  penelitian  dikumpulkan  dan  dikaji  isinya  sehingga  dapat  diperoleh  penelitian  baru yang mencakup kumpulan dari hasil berbagai penelitian yang serupa.

## PEMBAHASAN
Pengaruh medan elektromagnetik ELF ( Extremely Low Frequency ) terhadap otak dapat dikaji lebih  lanjut  melalui  penelitian.  Tidak  hanya  berpengaruh  pada  otak  manusia,  paparan  medan elektromagnetik  ELF  juga  dapat  berpengaruh  pada  otak  hewan  seperti  tikus  putih/  mencit. Sebagaimana  yang  telah  Makinistan,  et.al.,  (2022)  dalam  penelitiannya  yang  meneliti  tentang pengaruh  paparan  medan  ELF  pada  otak  manusia  diperoleh  hasil  bahwa  Ada  bukti  sugestif  dari peningkatan  besaran  rendah  umum  dalam  ekspresi  gen  terkait  ROS  (terutama  gen  dengan  aktivitas antioksidan)  ketika  diukur  segera  setelah  paparan  MF,  menunjukkan  respons  terhadap  sedikit peningkatan level ROS. Kemungkinan peningkatan regulasi gen terkait ROS didukung oleh temuan bahwa  tingkat  ROS  yang  diinduksi  menadione  secara  konsisten  menurun  sebesar  50  Hz  MF  (tidak signifikan  sebesar  60  Hz  MF)  dalam  beberapa  pengukuran  30  –  60  menit  setelah  paparan  MF. Paparan  MF  tidak  mempengaruhi  tingkat  O2  sitosol,  kerusakan  DNA,  atau  tingkat  perbaikannya. Perubahan  ekspresi  gen  pensinyalan  kerusakan  DNA  dalam  sel  yang  terpapar  MF  tidak  melebihi tingkat yang diharapkan dari temuan positif palsu. Tidak ada bukti kuat yang ditemukan untuk efek diferensial dari MF 50 Hz dengan 60 Hz.
Pengaruh medan elektromagnetik ELF juga diteliti pada tikus putih atau mencit. Berdasarkan penelitian  yang  dilakukan  oleh  Masyruroh  (2015)  terhadap  paparan  medan  magnet  extremely  low
frequency  (ELF)  terhadap  massa  jenis  otak  pada  tikua  diperoleh  hasil  penelitian  bahwa  terdapat pengaruh paparan medan magnet ELF intensitas 150  T, 300  T, 450  T terhadap massa jenis otak pada tikus putih. Untuk medan magnet intensitas 150  T massa jenis otak bernilai 1,895 gr sedangkan untuk  kelompok  eksperimen  intensitas  300  T  mengalami  sedikit  penurunan  nilai  massa  jenis  otak yakni  1,806  gr  dan  untuk  kelompok  eksperimen  intensitas  450  T  mengalami  penurunan  nilai  juga untuk massa jenis otak yakni 1,695 gr. Sedangkan untuk kelompok kontrol nilai massa jenis menjadi lebih kecil dari kelompok eksperimen yakni 1,555 gr.
Penelitian  terkait  otak  pada  mencit  juga  dilakukan  oleh  Xia, et.al .,  pada  tahun  2021.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  ELF-EMF  memiliki  efek  menarik  pada  plastisitas  sinaptik:  ia melemahkan potensiasi jangka panjang dan meningkatkan depresi jangka panjang. Disini, efek medan magnet  menghilang  setelah  blokade  saluran  kalsium  berpintu  tegangan  dan  kalsineurin,  yang merupakan komponen kunci dalam jalur Ca 2+ / kalsineurin, dengan dua penghambat, kadmium klorida dan  siklosporin  A.  Ini  sepenuhnya  membuktikan  efek  ELF-EMF  pada  plastisitas  sinaptik  dimediasi oleh  jalur  Ca 2+ /  klasineurin  dan  mewakili  teknik  baru  untuk  mempelajari  mekanisme  spesifik  aksi ELF-EMF pada pembelajaran dan memori.
Lin, et.al .,  (2021)  juga  melakukan  penelitian  terkait  otak  mencit  dan  diperoleh  hasil  bahwa paparan L-HPM pada 1,5 W/m 2 dapat menyebabkan cedera umum pada hipokampus (CA1 dan CA3) dan  korteks  serebal  (korteks  somatosensori  pertama)  pada  tikus,  termasuk  apaptosis  sel,  disfusi kolinergik, dan kerusakan oksidatif. Selain itu, efek merusak ini berkaitan erat dengan densitas daya dan  waktu  pemaparan,  menunjukkan  bahwa  paparan  densitas  daya  tinggi  dan  jangka  panjang  dapat merusak  sistem  saraf.  Hal  ini  dikarenakan  paparan  L-HPM  pada  kepadatan  daya  tertentu  dapat menyebabkan stres oksidtif pada sel hipokampus dan kortikal, serta menyebabkan cedera otak pada tikus.
Penelitian serupa terkait pengaruh EM-ELF pada otak mencit juga dilakukan oleh Lai, et.al ., tahun  2015  diperoleh  hasil  penelitian  bahwa  Paparan  ELF-EMF  yang  berkepanjangan  tidak menunjukkan  efek  pada  perilaku  tikus  jantan  dewasa,  termasuk  perilaku  umum  seperti  kecemasan, depresi,  pembelajaran  spasial  dan  memori,  serta  pembelajaran  yang  menunjukkan  bahwa  paparan ELF-EMF  mungkin  aman.  Kemampuan  kognitif  pada  memori  tikus  tidak  terganggu  oleh  paparan ELF-EMF. Paparan ELF-EMF tidak mempengaruhi morfologi dan histologi otak. Sebagaimana yang telah  dilakukan  oleh  peneliti  bahwa  selama  24  minggu  paparan  50  Hz/  100  T  ELF-EMF  tidak berpengaruh pada perilaku tikus jantan dewasa.
Selain  hasil-hasil  penelitian  di  atas,  Komaki et.al .,  juga  melakukan  penelitian  yang  serupa. Penelitian yang didasarkan pada tikus wistar jantan dewasa sejumlah sembilan yang terbagi menjadi tiga  kelompok  (yaitu  kelompok  terpapar  ELF-EMF,  kelompok  sham,  dan  kelompok  kontrol)/ Kelompok  ELF-EMF  dipapar  medan  magnet  selama  90  hari  berturut-turut  (2  jam/hari).  ELF-EMF diproduksi  oleh  kumparan  melingkar  (50  HZ,  100  T).  Kontrol  sham  ditempatkan  di  ruang  yang identik  tanpa  medan  elektromagnetik.  Setelah  periode  ini,  tikus  dibius  secara  mendalam  dengan uruetan  (2,0  mg/kg)  dan  kemudian  elektroda  perangsang  dan  perekam  bipolar  ditanamkan  ke  jalur pertoforant (PP) dan dentate gyrus (DG). Masing-masing LTP di daerah hipokampus diinduksi oleh stimulasi  frekuensi  tinggi  (HFS).  Paparan  ELF-EMF  yang  berkepanjangan  mampu  meningkatkan induksi  LTP.  Paparan  ELF-EMF  menghasilkan  perubahan  nyata  dalam  plastisitas  sinaptik  yang dihasilkan  dalam  sinapsis  PP-DG.  Tidak  ada  perbedaan  signifikan  dalam  kelompok  ELF-EMF sebelum  dan  sesudah  HFS  yang  menunjukkan  situs  ekspresi  LTP  setelah  sinaps  (Komaki, et.al ., 2014).
Paparan  gelombang  2.856  GHz  dan  gelombang  mikro  1.5  GHz  dapat  menyebabkan  cidera umum  pada  sistem  saraf,  termasuk  gangguan  pada  neurotransmiter,  sitokin,  stres  oksidatif,  dan respirasi seluler. Data menunjukkan bahwa kerusakan akibat gelombang mikro adalah berkaitan erat dengan  mekanisme  molekular  metabolisme.  Penurunan  kognitif  yang  diinduksi  gelombang  mikro sebagian  besar  ditentukan  oleh  kekuatannya  daripada  frekuensi.  Efek  cidera  juga  ditemukan  pada kelompok paparan akumulatif (Tan, et.al ., 2017).
Jumlah dendrit kelompok yang terpapar stremsor cahaya lebih rendah dibandingkan dengan kelompok yang tidak terpapar strensor (kontrol). Ekspresi mTORCI kelompok yang terpapar strersor cahaya lebih tinggi dibandingkan dengan kelompok yang tidak terpapar stersor cahaya (kontrol). Ada pengaruh  antara  pemberian  frekuensi  stersor  cahaya  terhadap  jumlah  dendrit  anak  mencit  pada kelompok  yang  dipapar  stersor  1  (satu)  kali  dan  2  (dua)  kali  sehari  yaitu  semakin  sering  paparan
stersor akan semakin rendah paparan jumlah dendrit otak anak mencit baru lahir. Ada pengaruh antara pemberian frekuensi stersor cahaya terhadap ekspresi mTORCI di korteks cerebri anak mencit pada kelompok yang dipapar stersor akan semakin tinggi ekspresi mTORCI otak anak mencit baru lahir. Tidak  ada  hubungan  antara  jumlah  dendrit  dengan  ekspresi  mTORCI  antara  kelompok  kontrol  dan kelompok perlakuan. (Wijayanti, et.al ., 2019).
Paparan  35  kV/m  SEF  tidak  memberikan  pengaruh  yang  signifikan  terhadap  kemampuan belajar  dan  memori  mencit,  sedangkan  paparan  35  kV/m  PFEF  memberikan  efek  positif  yang signifikan terhadap kemampuan belajar dan memori mencit pada hari ke 33. Perbedaan efek dari SEF dan  PFEF  pada  kognisi  disebabkan  oleh  perbedaan  derajat  polarisasi  molekul  dan  migrasi  ion  pada organisme di bawah paparan dua jenis medan listrik dengan frekuensi yang berbeda (Di dan Xiaoyu, 2019).
Penelitian lainnya juga melakukan penelitian yang serupa. Tikus percobaan diekspos ke EMF secara  terus-menerus  selama  72  jam,  tikus  percobaan  kelompok  I  ke  medan  EMF  1.350  MHz  pada tingkat penyerapan spesifik (SAR) 4.0 W/kg, dan kelompok ke II ke medan EMF 1.375 MHz (SAR) pada  4.0  W/kg.  Segmentasi  otak  dan  analisis  hispatologi  diterapkan  untuk  mendeteksi  perubahan parameter morfometrik lobus otak dan mengidentifikasi lesi patologis. Hasil hispatologi menunjukkan penyusutan  neuron  piramidal,  adanya  adema  perivskular  dan  perineular  ringan,  dan  beberapa vakuolasi neuron dan sel glial yang berasal dari hemisfer besar tikus. Lesi juga termasuk pengurangan sel  Purkinje,  vakuolisasi  neuron  dan  sel  glial,  dan  edema  intertisial  di  otak  kecil.  Tingkat  paparan EMF  yang  berbeda  dari  MP  selama  72  jam  mempengaruhi  otak  tikus  dan  menyebabkan  adanya pengaruh negatif pada parameter segmentasi struktur otak tikus. Peralatan EMF yang beroperasi pada jarak  3  cm  dari  kandang  dapat  menyebabkan  perubahan  morfologi  yang  cukup  besar  dalam  otak (Zymantiene, et.al ., 2020).
Sementara  itu,  pengaruh  radiasi  elektromagnetik  terhadap  otak  manusia  tidak  memberikan dampak yang serius, hal ini telah diteliti oleh Tarigan, et.al., (2013) bahwasannya  batas aman SAR yang berlaku yaitu yang ditetapkan oleh ICNIRP (Eropa) adalah 2.0 W/kg oleh FCC dan CTIA (USA) adalah  1.6  W/kg.  Berdasarkan  hasil  pengukuran  dan  perhitungan  yang  telah  dilakukan,  besar  kuat medan  listrik,  medan  magnet,  dan  densitas  daya  yang  dihasilkan  oleh  telepon  seluler  yang  telah diukur sebagai objek masih dibawah batas aman yang ditetapkan oleh IRPA dan ICNIRP baik untuk lingkungan  kerja  maupun  untuk  masyarakat  umum  pada  frekuensi  900  MHz  dan  1800  MHz, sedangkan untuk besarnya nilai  SAR yang dihasilkan ponsel terhadap beberapa jaringan tubuh juga masih  di  bawah  ambang  batas  aman  yang  berlaku  di  USA  yaitu  1.6  W/kg  (ditetapkan  FCC  atau CTIA) dan di Eropa 2.0 W/kg (ditetapkan ICNIRP).

## KESIMPULAN
Paparan  medan  ELF  berpengaruh  pada  kelainan  otak  mencit  (tikus  putih)  pada  intensitas radiasi  ELF  sebesar  150  T,  300  T,  450  T  yang  ditnadai  dengan  adanya  penurunan  fungsi  otak. Sedangkan dalam intensitas yang rendah seperti 50 Hz/ 100  T  tidak berpengaruh pada perilaku tikus jantan  dewasa.Sedangkan  paparan  radiasi  EM-ELF  tidak  memiliki  pengaruh  yang  signifikan  pada intensitas 50 Hz, 900 MHz, dan 1800 MHz terhadap munculnya kelainan otak pada manusia.

## UCAPAN TERIMA KASIH / SPONSORSHIP
Penulis  berterimakasih  kepada  Bu  Sudarti  selaku  dosen  yang  telah  membimbing  penulis dalam  pembuatan  artikel  ini  sehingga  penulis  dapat  menyelesaikannya  dengan  baik.  Penulis  juga berterima  kasih  kepada  kedua  orang  tua  penulis  yang  juga  telah  menjadi  sumber  motivasi  dan semangat karena mendukung penuh pembuatan artikel ini.

## REFERENSI
Di,  Q.,  Hakbong,  K.,  Yaqian,  X,  Jonghyok,  K.,  dan  Xiaoyu,  G.  (2019).  A  Comparative  Study  on Influences of Static Electric Field and Power Frequency Electric Field on Cognition in Mice.
Enviromental Toxicology and Pharmacology , 66, 91.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1382668919300018?via%3Dihub
Komaki,  A.,  Khalili,  A.,  Salehi,  I.,  Shahidi,  S.,  dan  Sarihi,  A.  (2014).  Effcets  of  Exposure  to  an Extremely Low Frequency Electromagnetic Field on Hippocampal Long-Term Potentiation in Rat. Brain Res , 15 (64), 1. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24727530/
Lai,  J.,  Yemao,  Z.,  Xingfa,  L.,  Jiangong,  Z.,  Guoran,  R.,  Sandip,  C.,  Chen,  C.,  dan  Dao,  W.  W.
(2015). Effects of Extremely Low Frequency Electromagnetic Fields (100  T) on Behaviors in Rats. Neurotoxycology, 52 (2016), 7.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7127835/
Lin,  Y.,  Peng,  G.,  Yinchen,  G.,  Qin,  C.,  Haiyang,  L.,  Qiyan,  G.,  Xia,  M.,  Jing,  L.,  Lihua,  Z.,  dan Guozhen, G. (2021). Effects of Long-Term Exposure to L-Band High-Power Microwave on the Brain  Function  of  Male  Mice. Hindawi:  BioMed  Research  Internasional,  20 (21),  1. https://www.hindawi.com/journals/bmri/2021/2237370/
Makinistian, L., Jukka, L., Jukka, J., dan Jonne, N. (2022). Do 50/50 Hz Magnetic Fields Influence Oxidative  or  DNA  Damage  Responses  in  Human  SH-SY5Y  Neuroblastoma  Cells?. International Journal of Radiation Biology .
Masyruroh,  E.  I.  2015.  Pengaruh  Paparan  Medan  Magnet  Extremely  Low  Frequency  (Elf)  150  T, 300  T, 450  T Terhadap Massa Jenis Otak Pada Tikus Putih. Skripsi. Repostory UNEJ.
Nuriyah, L., dan Juwono, A.M. (2017). Elektromagnetisme (Listrik-Magnet) . Malang: UB Press.
Tan, S., Hui, W., Xingping, X., Li, Z., Jing, Z., Ji, D., Binwei, Y., Haoyu, W., Hongmei, Z., Yabing, G.,  dan  Ruiyun,  P.  (2017).  Study  on  Dose-Dependent,  Frequency-Dependent,  and Accumulative Effects of 1.5 GHz and 2.856 GHz Microwave on Cognitive Functions in Wistar Rats. Scientific Reports, 7 (10781): 2. https://www.nature.com/articles/s41598-017-11420-9
Tarigan,  T.  R.  P.,  Usman,  A.  G.,  dan  Managam,  R.  2013.  Studi  Tingkat  Radiasi  Medan Elektromagnetik  Yang  Ditimbulkan  Oleh  Telepon  Seluler. Jurnal  Teknik  Elektro  Universitas Tanjungpura . 1 (1): 6.
Wijayanti, D. P., Hermanto, T. J., dan Widjiati. (2019). Pengaruh Frekuensi Paparan Strensor Cahaya Saat  Kebuntingan  Terhadap  Jumlah  Dendrit  dan  Ekspresi  mTORCIotak  Mencit  (Mus musculus) Baru Lahir.
Xia,  P.,  Yu,  Z.,  Lei,  D.,  dan  Chunxiao,  T.  (2021).  Short-Term  Extremely  Low-Frequency Electromagnetic Field Inhibits Synaptic Plasticity of Schaffer Collateral-CA1 Synapses in Rat Hippocampus  via  the  Ca 2+ /Calceneurin  Pathway. ACS  Chem  Neurosci ,  12  (19). https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34498467/
Zymantiene, J., Vida, J., Rasa, Z., Vaidas, O., Ugne, S., Antanas, S., dan Albina, A. (2020). Effect of Electromagnetic  Field  Exposure  on  Mouse  Brain  Morphological  and  Hostopathological Profiling.
Journal of Veterinary Research , 64 (2020).
https://www.researchgate.net/publication/341663830_Effect_of_Electromagnetic_Field_Exp osure_on_Mouse_Brain_Morphological_and_Histopathological_Profiling