Электромагнитные поля сотовой связи как факторы риска негативного воздействия на центральную нервную систему детей и подростков (обзор). Часть 1. Моделирование. параметры электроэнцефалографии и сенсомоторных реакций

Файл статьи: 
Иконка PDF health-risk-analysis-2024-2-15.pdf
УДК: 
57.042+57.049+614
DOI: 
10.21668/health.risk/2024.2.15
Авторы: 

Н.И. Хорсева1, П.Е. Григорьев2

Организация: 

1Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Российская Федерация, 119334, г. Москва, ул. Косыгина, 4
2Севастопольский государственный университет, Российская Федерация, 299053, г. Севастополь, ул. Университетская, 33

Аннотация: 

Исследования возможных последствий воздействия электромагнитного поля радиочастотного диапазона (ЭМП РЧ) актуальны, поскольку современное подрастающее поколение стало активными пользователями новейших технологий. Дети и подростки особенно уязвимы к факторам электромагнитной природы, поэтому необходимо пони-мать последствия такого воздействия на организм.

Центральная нервная система (ЦНС) является одной из основных «мишеней» воздействия ЭМП РЧ. В боль-шинстве случаев пользователи подносят мобильные телефоны (МТ) к голове, подвергая свой головной мозг непосредственному воздействия ЭМП РЧ.

Как показал анализ литературных данных, количество исследований в данной области невелико, тем не менее предлагаемые варианты оценки воздействия ЭМП РЧ на организм детей и подростков весьма разнообразны.
В данной части обзора рассмотрены различные виды моделирования. Это не только фантомные, воксельные модели, метод конечных разностей, но и новые подходы, такие как матрицы распределения, моделирование Монте-
Карло и интегрированная радиочастотная модель, основанная на результатах магнитно-резонансной томографии головного мозга и другие методы.

Представлены результаты исследования электроэнцефалографии при воздействии ЭМП РЧ устройств мо-бильной связи. Полученные результаты разноречивы, однако в большинстве случаев выявляются изменения биоэлектрической активности мозга, в частности снижение альфа-ритма.

Поскольку характеристики сенсомоторных реакций достаточно четко отражают силовые отношения в коре головного мозга, сделан анализ изменений параметров простой слухомоторной и зрительно-моторной реакций у детей и подростков – пользователей мобильной связью. Кроме того, представлены результаты изменений работоспособности, утомления, длительности индивидуальной минуты и воспроизведения заданного ритма.

Ключевые слова: 
электромагнитное поле радиочастотного диапазона, центральная нервная система, моделирование, электроэнцефалография, психофизиологические показатели, дети, подростки, фактор риска
Хорсева Н.И., Григорьев П.Е. Электромагнитные поля сотовой связи как факторы риска негативного воздействия на центральную нервную систему детей и подростков (обзор). Часть 1. Моделирование. Параметры электроэнцефалографии и сенсомоторных реакций // Анализ риска здоровью. – 2024. – № 2. – С. 162–169. DOI: 10.21668/health.risk/2024.2.15
Список литературы: 
  1. Controversies on electromagnetic field exposure and the nervous systems of children / A.A. Warille, M.E. Onger, A.P. Turkmen, Ö.G. Deniz, G. Altun, K.K. Yurt, B.Z. Altunkaynak, S. Kaplan // Histol. Histopathol. – 2016. – Vol. 31, № 5. – P. 461–468. DOI: 10.14670/HH-11-707
  2. Григорьев Ю.Г., Григорьев О.А. Сотовая связь и здоровье: электромагнитная обстановка, радиобиологические и гигиенические проблемы, прогноз опасности. – М.: Экономика, 2016. – 574 с.
  3. Григорьев Ю.Г., Хорсева, Н.И. Мобильная связь и здоровье детей. Оценка опасности применения мобильной связи детьми и подростками. Рекомендации детям и родителям. – М.: Экономика, 2014. – 230 с.
  4. Grigoriev Y.G., Khorseva N.I. A Longitudinal Study of Psychophysiological Indicators in Pupils Users of Mobile Communications in Russia (2006–2017) // In book: Mobile Communications and Public Health / ed. by M. Markov. – Boca Raton: CRC Press, 2018. – P. 237–253. DOI: 10.1201/b22486-10
  5. Exposure and Use of Mobile Media Devices by Young Children / H.K. Kabali, M.M. Irigoyen, R. Nunez-Davis, J.G. Budacki, S.H. Mohanty, K.P. Leister, R.L. Bonner Jr. // Pediatrics. – 2015. – Vol. 136, № 6. – P. 1044–1050. DOI: 10.1542/peds.2015-2151
  6. Exposure to and use of mobile devices in children aged 1–60 months / A.O. Kılıç, E. Sari, H. Yucel, M.M. Oğuz, E. Polat, E.A. Acoglu, S. Senel // Eur. J. Pediatr. – 2019. – Vol. 178, № 2. – P. 221–227. DOI: 10.1007/s00431-018-3284-x
  7. Dimbylow P., Bolch W. Whole-body-averaged SAR from 50 MHz to 4 GHz in the University of Florida child voxel phantoms // Phys. Med. Biol. – 2007. – Vol. 52, № 22. – P. 6639–6649. DOI: 10.1088/0031-9155/52/22/006
  8. Beard B.B., Kainz W. Review and standardization of cell phone exposure calculations using the SAM phantom and anatomically correct head models Meta-Analysis // Biomed. Eng. Online. – 2004. – Vol. 3, № 1. – P. 34. DOI: 10.1186/1475-925X-3-34
  9. Dimbylow P., Bolch W., Lee C. SAR calculations from 20 MHz to 6 GHz in the University of Florida newborn voxel phantom and their implications for dosimetry // Phys. Med. Biol. – 2010. – Vol. 55, № 5. – P. 1519–1530. DOI: 10.1088/0031-9155/55/5/017
  10. Findlay R.P., Dimbylow P.J. SAR in a child voxel phantom from exposure to wireless computer networks (Wi-Fi) // Phys. Med. Biol. – 2010. – Vol. 55, № 15. – P. N405–N411. DOI: 10.1088/0031-9155/55/15/N01
  11. Gandhi O.P., Kang G. Calculation of induced current densities for humans by magnetic fields from electronic article surveillance devices // Phys. Med. Biol. – 2001. – Vol. 46, № 11. – P. 2759–2771. DOI: 10.1088/0031-9155/46/11/301
  12. Gandhi O.P. Electromagnetic fields: human safety issues // Annu. Rev. Biomed. Eng. – 2002. – Vol. 4. – P. 211–234. DOI: 10.1146/annurev.bioeng.4.020702.153447
  13. Exposure limits: the underestimation of absorbed cell phone radiation, especially in children / O.P. Gandhi, L.L. Mor-gan, A.A. de Salles, Y.-Y. Han, R.B. Herberman, D.L. Davis // Electromagn. Biol. Med. – 2012. – Vol. 31, № 1. – P. 34–51. DOI: 10.3109/15368378.2011.622827
  14. Gandhi O.P., Kang G. Some present problems and a proposed experimental phantom for SAR compliance testing of cel-lular telephones at 835 and 1900 MHz // Phys. Med. Biol. – 2002. – Vol. 47, № 9. – P. 1501–1518. DOI: 10.1088/0031-9155/47/9/306
  15. Keshvari J., Lang S. Comparison of radio frequency energy absorption in ear and eye region of children and adults at 900, 1800 and 2450 MHz // Phys. Med. Biol. – 2005. – Vol. 50, № 18. – P. 4355–4369. DOI: 10.1088/0031-9155/50/18/008
  16. Keshvari J., Keshvari R., Lang S. The effect of increase in dielectric values on specific absorption rate (SAR) in eye and head tissues following 900, 1800 and 2450 MHz radio frequency (RF) exposure // Phys. Med. Biol. – 2006. – Vol. 51, № 6. – P. 1463–1477. DOI: 10.1088/0031-9155/51/6/007
  17. Modeling of RF head exposure in children / J. Wiart, A. Hadjem, N. Gadi, I. Bloch, M.F. Wong, A. Pradier, D. Lautru, V.F. Hanna, C. Dale // Bioelectromagnetics. – 2005. – Suppl. 7. – P. S19–S30. DOI: 10.1002/bem.20155
  18. Analysis of RF exposure in the head tissues of children and adults / J. Wiart, A. Hadjem, M.F. Wong, I. Bloch // Phys. Med. Biol. – 2008. – Vol. 53, № 13. – P. 3681–3695. DOI: 10.1088/0031-9155/53/13/019
  19. Numerical Analysis of Electromagnetic Field Exposure from 5G Mobile Communications at 28 GHZ in Adults and Children Users for Real-World Exposure Scenarios / M.S. Morelli, S. Gallucci, B. Siervo, V. Hartwig // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2021. – Vol. 18, № 3. – P. 1073. DOI: 10.3390/ijerph18031073
  20. Оценка интенсивности электромагнитного излучения мобильных телефонов, воздействующего на голову че-ловека / Н.И. Вторникова, А.В. Бабалян, А.О. Карелин, В.А. Иванов // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. – 2017. – Т. 24, № 4. – С. 75–81. DOI: 10.24884/1607-4181-2017-24-4-75-81
  21. Uncertainty Analysis of Mobile Phone Use and Its Effect on Cognitive Function: The Application of Monte Carlo Simulation in a Cohort of Australian Primary School Children / C. Brzozek, K.K. Benke, B.M. Zeleke, R.J. Croft, A. Dalecki, C. Dimitriadis, J. Kaufman, M.R. Sim [et al.] // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2019. – Vol. 16, № 13. – P. 2428. DOI: 10.3390/ijerph16132428
  22. Estimated whole-brain and lobe-specific radiofrequency electromagnetic fields doses and brain volumes in preadoles-cents / A. Cabré-Riera, H. El Marroun, R. Muetzel, L. van Wel, I. Liorni, A. Thielens, L.E. Birks, L. Pierotti [et al.] // Environ. Int. – 2020. – Vol. 142. – P. 105808. DOI: 10.1016/j.envint.2020.105808
  23. Radiofrequency electromagnetic fields from mobile communication: Description of modeled dose in brain regions and the body in European children and adolescents / L.E. Birks, L. van Wel, I. Liorni, L. Pierotti, M. Guxens, A. Huss, M. Foerster, M. Capstick [et al.] // Environ. Res. – 2021. – Vol. 193. – P. 110505. DOI: 10.1016/j.envres.2020.110505
  24. Modelling of daily radiofrequency electromagnetic field dose for a prospective adolescent cohort / M. Eeftens, C. Shen, J. Sönksen, C. Schmutz, L. van Wel, I. Liorni, R. Vermeulen, E. Cardis [et al.] // Environ. Int. – 2023. – Vol. 172. – P. 107737. DOI: 10.1016/j.envint.2023.107737
  25. Association between estimated whole-brain radiofrequency electromagnetic fields dose and cognitive function in pre-adolescents and adolescents / A. Cabré-Riera, L. van Wel, I. Liorni, A. Thielens, L.E. Birks, L. Pierotti, W. Joseph, L. González-Safont [et al.] // Int. J. Hyg. Environ. Health. – 2021. – Vol. 231. – P. 113659. DOI: 10.1016/j.ijheh.2020.113659
  26. Sacco G., Pisa S., Zhadobov M. Age-dependence of electromagnetic power and heat deposition in near-surface tissues in emerging 5G bands // Sci. Rep. – 2021. – Vol. 11, № 1. – P. 3983. DOI: 10.1038/s41598-021-82458-z
  27. Effects of 2G and 3G mobile phones on human alpha rhythms: Resting EEG in adolescents, young adults, and the el-derly / R.J. Croft, S. Leung, R.J. McKenzie, S.P. Loughran, S. Iskra, D.L. Hamblin, N.R. Cooper // Bioelectromagnetics. – 2010. – Vol. 31, № 6. – P. 434–444. DOI: 10.1002/bem.20583
  28. Effects of 2G and 3G mobile phones on performance and electrophysiology in adolescents, young adults and older adults / S. Leung, R.J. Croft, R.J. McKenzie, S. Iskra, B. Silber, N.R. Cooper, B. O'Neill, V. Cropley [et al.] // Clin. Neurophysiol. – 2011. – Vol. 122, № 11. – P. 2203–2216. DOI: 10.1016/j.clinph.2011.04.006
  29. Вятлева О.А., Текшева Л.М., Курганский А.М. Физиолого-гигиеническая оценка влияния мобильных телефо-нов различной интенсивности излучения на функциональное состояние головного мозга детей и подростков методом электроэнцефалографии // Гигиена и санитария. – 2016. – Т. 95, № 10. – С. 965–968. DOI: 10.18821/0016-9900-2016-95-10-965-968
  30. Вятлева О.А., Курганский А.М. Уровень излучения мобильных телефонов, используемых современными школьниками, и его влияние на биоэлектрическую активность мозга и вегетативную регуляцию сердечного ритма детей // Экологические проблемы современности: выявление и предупреждение неблагоприятного воздействия антропогенно детерминированных факторов и климатических изменений на окружающую среду и здоровье населения: материалы Международного форума Научного совета Российской Федерации по экологии человека и гигиене окружающей среды. – М., 2017. – С. 93–94.
  31. Вятлева О.А. Влияние длительного использования мобильного телефона у правого уха на межполушарную асимметрию альфа-ритма и слуховую память младших школьников // Асимметрия. – 2019. – Т. 13, № 3. – С. 28–39. DOI: 10.25692/ASY.2019.13.3.003
  32. No increased sensitivity in brain activity of adolescents exposed to mobile phone-like emissions / S.P. Loughran, D.C. Benz, M.R. Schmid, M. Murbach, N. Kuster, P. Achermann // Clin. Neurophysiol. – 2013. – Vol. 124, № 7. – P. 1303–1308. DOI: 10.1016/j.clinph.2013.01.010
  33. Radiofrequency Electromagnetic Field Exposure and the Resting EEG: Exploring the Thermal Mechanism Hypothesis / S.P. Loughran, A. Verrender, A. Dalecki, C.A. Burdon, K. Tagami, J. Park, N.A.S. Taylor, R.J. Croft // Int. J. Environ. Res. Public Health. – 2019. – Vol. 16, № 9. – P. 1505. DOI: 10.3390/ijerph16091505
  34. Гилев А.В., Гилева О.Б. Влияние ИКТ технологий обучения на биоэлектрическую активность головного мозга школьников // Вестник психофизиологии. – 2022. – № 2. – С. 59–73. DOI: 10.34985/h7833-6875-6818-z
  35. Шутова С.В., Муравьева И.В. Сенсомоторные реакции как характеристика функционального состояния ЦНС // Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. – 2013. – Т. 18, № 5–3. – С. 2831–2840.
  36. Нехорошковa А.Н., Грибанов А.В., Депутат И.С. Сенсомоторные реакции в психофизиологических иссле-дованиях (обзор) // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Медико-биологические науки. – 2015. – № 1. – С. 38–48.
  37. Motor Skills and Exercise Capacity Are Associated with Objective Measures of Cognitive Functions and Academic Performance in Preadolescent Children / S.S. Geertsen, R. Thomas, M.N. Larsen, I.M. Dahn, J.N. Andersen, M. Krause-Jensen, V. Korup, C.M. Nielsen [et al.] // PLoS One. – 2016. – Vol. 11, № 8. – P. e0161960. DOI: 10.1371/journal.pone.0161960
  38. Режим пользования мобильным телефоном и изменения времени простой слухомоторной реакции. Возрастные особенности проявления ипси- и контралатеральных эффектов / Н.И. Хорсева, О.Р. Аль-Курди, П.Е. Григорьев, Р.Н. Ислямов, Н.Ю. Шульженко // Биомедицинская радиоэлектроника. – 2021. – T. 24, № 1. – С. 35–41. DOI: 10.18127/j15604136-202101-05
  39. Хорсева Н.И., Аль-Курди О.Р., Шульженко Н.Ю. Сенсомоторные реакции и длительность индивидуальной минуты у детей-пользователей мобильной связью // Вестник Физико-технического института Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. – 2017. – Т. 1 (67–69), № 1. – С. 66–85.
  40. Калинина Л.П., Кузьмин А.Г. Взаимосвязь показателей зрительно-моторной реакции и когнитивных зри-тельных вызванных потенциалов у школьников-северян // Журнал медико-биологических исследований. – 2019. – Т. 7, № 4. – С. 487–490. DOI: 10.17238/issn2542-1298.2019.7.4.487
  41. Козлова П.И., Джос Ю.С. Характеристика зрительных когнитивных вызванных потенциалов у школьников 13–18 лет в зависимости от пола // Вестник Северного (Арктического) федерального университета. Серия: Естественные науки. – 2014. – № 1. – С. 64–71.
Получена: 
24.09.2023
Одобрена: 
31.05.2024
Принята к публикации: 
20.06.2024

Вы здесь

Главная