Μη θερμικά αποτελέσματα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας 900 MHz στο κολλαγόνο εγκεφάλου επιμύων
Authors: Φωτίου Ευάγγελος 
Published: August 2021

Στα τέλη του 20ου αιώνα η ραγδαία ανάπτυξη των δικτύων κινητής τηλεφωνίας είχε σαν αποτέλεσμα την καθημερινή έκθεση των πολιτών σε ηλεκτρομαγνητικά πεδία στην περιοχή συχνοτήτων από 860-1800 MHz. Για πρώτη φορά αυτού του είδους η ακτινοβολία έτυχε τέτοιου εύρους εμπορικής χρήσης. Μέχρι τότε οι μελέτες για τις πιθανές βιολογικές επιδράσεις της μη ιονίζουσας ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας περιορίζονταν στα θερμικά αποτελέσματα, που όμως προϋποθέτουν έκθεση σε πεδία μεγάλης ισχύος. Η εκτεταμένη και ίσως υπερβολική χρήση των συσκευών κινητής τηλεφωνίας έδωσε το έναυσμα για την διερεύνηση των μη θερμικών αποτελεσμάτων, κατά την έκθεση σε πεδία χαμηλής ισχύος. Η ανάπτυξη μιας κατάλληλης πειραματικής διάταξης αποτελεί το πρώτο και ένα από τα σημαντικότερα στάδια μιας τέτοιας μελέτης. Κύριο μέλημα είναι η εξασφάλιση της ίσης απορρόφησης ενέργειας από όλα τα πειραματόζωα που ακτινοβολούνται ταυτόχρονα καθώς και η αριθμητική εκτίμηση αυτής. Στην παρούσα μελέτη καταρτίστηκε μία διάταξη η οποία βασίζεται σε μια γεννήτρια παραγωγής μη διαμορφωμένων ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων συχνότητας 910 MHz, η οποία κατασκευάστηκε στο Εργαστήριο, καθώς και σε μια εμπορική κεραία τύπου δίπολου λ/2. Επίσης κατασκευάστηκαν δύο κλουβιά από Plexiglas, καθένα από τα οποία μπορεί να φιλοξενήσει 2 επίμυες. Τα δύο κλουβιά τοποθετούνται εκατέρωθεν της κεραίας στο αζιμουθιακό επίπεδο. Η αριθμητική προσομοίωση με τη μέθοδο FDTD έδειξε ότι οι 4 επίμυες απορροφούν το ίδιο ποσό ενέργειας. Το μέγιστο εμφανίζεται στην περιοχή του εγκεφάλου και αντιστοιχεί σε τιμή SAR (Specific Absorption Rate) ίση με 0.42W/Kg. Αυτή η τιμή είναι πολύ κοντά στην ενέργεια που απορροφούν οι χρήστες συσκευών κινητής τηλεφωνίας. Την ακτινοβόληση των πειραματόζωων, χωρισμένων σε ομάδες ανάλογα με το φύλο και την ηλικία, για 2 ώρες ημερησίως επί 30 ημέρες, ακολούθησε δειγματοληψία σκληράς και αραχνοειδούς εγκεφαλικής μήνιγγας. Με χρήση τεχνικών Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας και Ανάλυσης Εικόνας μελετήθηκαν τα δομικά χαρακτηριστικά του κολλαγόνου των παραπάνω ιστών και έγινε σύγκριση με φυσιολογικούς ιστούς (μη ακτινοβολημένους). Κάτω από τις παρούσες πειραματικές συνθήκες παρατηρήθηκαν στατιστικά σημαντικές μεταβολές στους ακτινοβολημένους ιστούς. Πιο συγκεκριμένα, παρατηρήθηκε μείωση της μέσης τιμής της διαμέτρου των ινιδίων του κολλαγόνου και αλλοιώσεις στο μήκος της επαναληπτικότητας της δομής του (και στα δύο φύλα). Ακόμα, στα αρσενικά παρατηρήθηκε αποδιοργάνωση της αρχιτεκτονικής δομής των ινιδίων. Δεδομένου ότι ένας από τους κύριους παράγοντες σταθερότητας της δομής του μορίου του κολλαγόνου είναι οι υδρόφοβες δυνάμεις και πιο συγκεκριμένα οι δεσμοί υδρογόνου, αυτά τα αποτελέσματα υποδεικνύουν τους τελευταίους ως τα κέντρα αλληλεπίδρασης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, στην περιοχή συχνοτήτων του 1 GHz, με το μόριο του κολλαγόνου. Τέλος, πραγματοποιήθηκε μια προκαταρκτική θεωρητική μελέτη με σκοπό την αποσαφήνιση του μηχανισμού αλληλεπίδρασης του συγκεκριμένου ιστού με την μη ιονίζουσα ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Τα πορίσματα αυτής της μελέτης έδειξαν ότι το κολλαγόνο, λόγω της δομής του, είναι πιθανό να αποτελεί προνομιακό στόχο για τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα και ως εκ' τούτου μπορεί να αποτελέσει μοντέλο για τη μελέτη των βιολογικών επιδράσεων της εν λόγω ακτινοβολίας.