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□ 1.8GHz 고주파 전자기장이 쥐의 기억능력(새로운 대상 인식 관련)에 미치는 영향
(Effect of 1.8GHz radio frequency electromagnetic radiation on novel object associative recognition memory in mice)
2017.11.1.(출처: Nature Scientific Report 2017)
연구기관 : Fudan Univ., East China Normal Univ., (중국)
o 연구의 배경
- Wang.K 교수를 비롯한 Fudan 대학과 East China Normal 대학의 연구팀은 1.8GHz 고주파 전자기장이 쥐의 기억능력(새로운 대상 인식 관련)에 미치는 영향을 연구하였음
- RF 필드는 휴대전화, 라디오, TV 등 무선통신에 광범위하게 사용되기 때문에 RF-EMR이 뇌의 학습과 기억에 장애를 발생시킬 수 있는지 여부는 주요한 조사 주제임
- RF-EMR의 노출이 설치류의 학습, 기억에 영향을 줄 수 있다는 증거가 계속 발견되고 있음
- 이전 실험 연구에서는 휴대전화에서 방출되는 고주파 전자기 방사선(RF-EMR)이 산화물질, 항산화물질 및 신경 전달 물질의 균형뿐만 아니라 유전자/단백질 발현 및 신경 염증과 같은 생물학적 기능을 변화시킬 수 있음을 보임
- 학습, 기억에 관련된 기능을 관찰하기 위해서는 새로운 대상 인식 실험(NORT: Novel Object Recognition Task)이 유효한 것으로 나타남
- 이전의 연구에서는 NORT실험이 해마(hippocampus) 기능과 연관이 있음을 보여줌
o 연구의 목적
- 본 연구진의 Qian-Ru Zhao(Fudan Univ.)는 이전 연구에서 저주파(50Hz) 전자기장의 노출(1mT, 12hr/day)이 새로운 대상 인식 기능에 시간에 따른 결함을 유발할 수 있다는 것을 발견하였음 Zhao, Q. R. et al. Neuritin reverses deficits in murine novel object associative recognition memory caused by exposure to extremely low-frequency (50Hz) electromagnetic fields. Scientific reports 5, 11768, doi: 10.1038/srep11768 (2015)
- 해마의 수상돌기 척추 밀도(hippocampal dendritic-spine density)가 시간에 따라 감소하였으나 이 효과는 일시적인 것으로 나타남
- RF-EMR 노출이 새로운 대상에 대한 인식 능력 및 해마의 수상돌기 척추 밀도에 영향을 주는지 여부에 대한 꾸준한 연구가 필요하며 본 연구에서는 NORT 실험을 통해 쥐에 대한 1.8GHz 주파수의 노출 영향을 조사함
o 새로운 대상 인식 실험(NORT)
- 단기, 중기 및 장기 기억 등 학습 및 기억 기능을 조사하기 위해 신경과학자 및 행동 약리학자들이 사용하는 방법으로, 두 개 이상의 물체들을 쥐들에게 노출시켜 이들의 반응을 조사하는 것
- 쥐는 새로운 것보다 익숙한 것을 더 선호하는 경향이 있으며, 이러한 경향은 NORT를 비롯한 많은 행동 분석에서 밝혀진 바 있음
- 정상적인 기억 기능을 가지고 있다면 대상은 새로운 물건보다 익숙한 물건과 더 많은 시간을 보내는 것으로 관찰될 것임
- 만약 익숙한 물건과 새로운 물건에 유사하게 반응한다면 대상의 기억 기능이 감퇴한 것으로 볼 수 있음
o 연구 설계
- Aldad 연구팀은 800~1,900MHz 의 휴대전화 RF 방사선을 태아 생쥐에 노출시켰음
- NORT 실험의 개략적인 절차는 다음 그림과 같음
[그림 1] 실험 설계 개요
- 각 그룹의 쥐들이 새로운 대상을 인식하는 능력은 쥐들이 대상을 인식하는데 소비한 평균 시간을 총 평균 시간으로 나누어 계산하였음
- 인식 지수를 계산하는 수식은 다음과 같음
인식 지수(Recognition Index): T novel / [T novel + T familiar] × 100
(새로운 대상의 인식 시간 / 총 인식 시간) X 100
- 다음으로 RF-EMR에 노출된 쥐들을 대조군(sham)의 인식 지수와 비교하여 장기 인식 기능에 대한 RF-EMR 노출의 영향을 평가하였음
[그림 2] RF-EMR에 노출된 실험군과 대조군의 인식 지수 비교
- 실험군을 다양한 SAR 값에 따라 RF-EMR에 노출시켜 노출 후 8일까지의 인식 지수를 측정하였음
[그림 3] RF-EMR에 노출 후 시간에 따른 실험군과 대조군의 인식 지수 비교
- 인식 지수는 시간이 경과함에 따라 실험군과 대조군 간의 차이가 감소하는 것으로 확인되었음
- 실험군의 인식 지수는 대조군에 비해 유의미하게 증가하였으며 SAR 값이 증가함에 따라 대조군과 더 큰 차이를 보였음
- 다음으로 단일 고밀도의 RF-EMR 노출이 전두엽 피질(mPFC) 및 해마 CA1 추상세포(Pyramidal Cells)에서 뉴런의 흥분성을 변화시키는지 여부를 확인하기 위해 전체 세포 전류 클램프 기법(a whole-cell current-clamp technique)을 사용하였음
- 3일 동안 실험군에 3.3 W / kg의 RF-EMR를 노출시킨 후 NORT 실험과 더불어 쥐들의 해마와 전두엽 피질 조각을 채취하였음
- RF-EMR 노출은 쥐의 전두엽 피질과 해마에서 추상세포의 흥분성을 변형시키는 것으로 나타남
[그림 4] RF-EMR 노출에 따른 해마 CA1 신경에서의 추상세포 흥분성 영향
(전류-클램프 실험)
o 연구 결과
- 실험군의 인식 지수는 대조군에 비해 유의미하게 증가하였으며 SAR 값이 증가함에 따라 대조군과 더 큰 차이를 보였음
- RF-EMR 노출은 쥐의 전두엽 피질과 해마에서 추상세포의 흥분성을 변형시키는 것으로 나타남
o 결론
- RF-EMR 노출이 실험군 쥐들의 인식지수와 전두엽 피질 및 해마의 신경 작용에 영향을 주는 것으로 나타남
- 단, 신경 작용 및 인식 기능의 영향은 시간의 경과에 따라 감소하는 것으로 나타나 지속적인 연구가 필요함
링크 : https://www.emf-portal.org/en/article/31545
(리포터 : 안형상 연구원, 미래전파공학연구소) |
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