李嘉豪 丁瑤 潘舵 周有強(qiáng) 黨啟航

摘要：微波輻射對(duì)于人體的危害不言而喻，尤其對(duì)于學(xué)習(xí)記憶的影響更加突出。但對(duì)于其所造成影響的機(jī)制眾說紛紜，其中研究較多的包括破壞血腦屏障，損傷遺傳物質(zhì)，影響信號(hào)傳導(dǎo)，破壞腦實(shí)質(zhì)、腦血流量和影響腦組織酶學(xué)等方面。本文就其通過對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)記憶影響的機(jī)制做一簡(jiǎn)要介紹。

關(guān)鍵詞：微波輻射;學(xué)習(xí)記憶

隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，在微波技術(shù)逐漸的滲透到人們的日常生活中的同時(shí)，因其具有出其不意的傷害性而被大眾所容易忽略，因此由微波輻射所帶來(lái)的一系列危害和損傷已然成為了社會(huì)中不容忽視的一大問題。

一、微波的整體介紹

微波，一種波長(zhǎng)在1mm-1m米之間，頻率在 300MHz 到300GHz之間的電磁波，因其頻率比一般的無(wú)線電波頻率高，故也被稱為“超高頻電磁波”。根據(jù)發(fā)射方式不同，微波分為脈沖微波和連續(xù)微波。根據(jù)頻段不同，微波常被劃分為特高頻（UHF，300～3000MHz）、超高頻（SHF，3～30GHz）和極高頻（EHF，30～300GHz），微波能否造成危害與其能量密度有關(guān)，我國(guó)微波輻射安全標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)于脈沖波，每日8小時(shí)連續(xù)暴露時(shí)，功率密度小于25μW /cm2，每日劑量不得超出200μW·h /cm2;對(duì)于連續(xù)波，每日8小時(shí)連續(xù)暴露時(shí)，功率密度小于50μW /cm2，每日劑量不得超出500μW·h /cm2[1]。微波所造成的危害主要由輻射導(dǎo)致的，輻射又分為熱型和非熱型兩類，其造成損傷的機(jī)理多由兩種類型長(zhǎng)期共同作用所引起，當(dāng)損傷達(dá)到無(wú)法修復(fù)的地步，機(jī)體便會(huì)出現(xiàn)一系列的病理變化[2]。

二、對(duì)學(xué)習(xí)記憶的影響

近年來(lái)，由于高新技術(shù)尤其是微波技術(shù)不斷應(yīng)用于軍事以及社會(huì)生活中，由其對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)所帶來(lái)的影響也愈發(fā)受到人們的關(guān)注[3]。其中，由微波輻射所導(dǎo)致的機(jī)體學(xué)習(xí)記憶能力的下降顯得尤為突出。研究表明，當(dāng)人體長(zhǎng)時(shí)間處于微波輻射中時(shí)，主要表現(xiàn)為認(rèn)知能力的下降[4]、技能掌握速度的空間學(xué)習(xí)能力的降低以及長(zhǎng)期知識(shí)儲(chǔ)存能力的降低。張彥文等人發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)時(shí)間微波輻射可以導(dǎo)致大鼠腦片海馬長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）誘導(dǎo)明顯減弱[5]，說明微波輻射可以導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶能力障礙。微波輻射對(duì)于學(xué)習(xí)記憶能力的影響是一個(gè)長(zhǎng)期的慢性的積累過程，這一結(jié)果Shaymaa Hussein[6]在研究長(zhǎng)期在手機(jī)輻射下小鼠腦部的變化以及Shujun Xu[7]在研究輻射對(duì)于海馬興奮性突出活動(dòng)的影響時(shí)都已得到證明

三、可能存在的機(jī)制

（一）破壞血腦屏障

血腦屏障作為外來(lái)危害物進(jìn)入腦部的重要防御系統(tǒng)，其重要作用不言而喻，若血腦屏障受到損害，腦組織的生理活動(dòng)必然受到影響，其中就包括學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)。70年代就有學(xué)者發(fā)現(xiàn)微波輻射可影響腦組織的通透性，其用1.3GHz微波輻射大鼠20min，結(jié)果發(fā)現(xiàn)原本不能通過血腦屏障的甘露醇可以進(jìn)入腦內(nèi)。此外，Bahriye Sirav等人[8]也發(fā)現(xiàn)類似的現(xiàn)象，與對(duì)照組相比，暴露在900Hz電磁輻射下的實(shí)驗(yàn)組雄性和雌性其伊文思藍(lán)的滲出率均有明顯增高的趨勢(shì)，并且隨著頻率的增長(zhǎng)，雄性小鼠中這種趨勢(shì)更加明顯。但也有研究得出了相反的結(jié)論，Brigitte Cosquer等人[9]同樣用伊文思藍(lán)法評(píng)估血腦屏障的完整性，但結(jié)果表明沒有任何證據(jù)可以說明血腦屏障的滲透率發(fā)生了改變。因此，對(duì)于微波輻射可以損傷血腦屏障目前普遍認(rèn)為這是正確的，但仍需要更多的論據(jù)。

（二）腦組織形態(tài)學(xué)改變

有研究表明，暴露在電磁輻射下可導(dǎo)致動(dòng)物的腦實(shí)質(zhì)發(fā)生損傷，尤其是海馬處的破壞，可直接導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶的損傷[10]。此外，也有發(fā)現(xiàn)證明微波輻射可通過損害遞質(zhì)傳導(dǎo)通路突觸[11]或信號(hào)傳導(dǎo)通路間接影響學(xué)習(xí)記憶功能。董霽等[12]通過2 mW/cm 2 和11 mW/cm 2 功率的微波輻射對(duì)實(shí)驗(yàn)大鼠進(jìn)行照射，探討微波單次和累積輻射對(duì)大鼠學(xué)習(xí)、記憶能力和腦組織結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果證明，11mW/cm2累積輻射后14天，海馬和大腦皮質(zhì)神經(jīng)元固縮，線粒體腫脹空化，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)擴(kuò)張，突觸間隙不清，且損傷與輻射劑量呈正相關(guān)。目前，普遍認(rèn)為海馬作為人類記憶功能的重要部位，當(dāng)其受損時(shí)將直接導(dǎo)致這一重要功能的喪失，而有研究表明長(zhǎng)期處于微波輻射下，可導(dǎo)致這一重要組織形態(tài)的改變，Jun Tang等人[13]發(fā)現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)組小鼠放于900MHz，1mW/cm2的微波輻射環(huán)境下，與對(duì)照組相比其神經(jīng)纖維可發(fā)現(xiàn)損傷并且在血管周圍發(fā)生嚴(yán)重水腫，此部位的神經(jīng)元顯示也有不同程度的損傷，而且實(shí)驗(yàn)組小鼠的認(rèn)知能力發(fā)生了明顯的 降低。此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)從正面說明了微波輻射對(duì)于學(xué)習(xí)記憶能力有著直接的損害。

（三）影響神經(jīng)遞質(zhì)

神經(jīng)遞質(zhì)作為機(jī)體重要的調(diào)節(jié)物質(zhì)，對(duì)機(jī)體的各種生理性活動(dòng)至關(guān)重要，對(duì)學(xué)習(xí)記憶同樣必不可少。孫成峰等[14]用30mW/cm2微波照射大鼠7d，對(duì)其進(jìn)行Morris水迷宮實(shí)驗(yàn)測(cè)量平均逃避潛伏期來(lái)反應(yīng)微波輻射對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)輻射組小鼠時(shí)間明顯長(zhǎng)于假輻射組;與此同時(shí)還測(cè)量了輻射組小鼠的天冬氨酸、谷氨酸等氨基酸含量時(shí)，發(fā)現(xiàn)與對(duì)照組相比較有明顯的差異，其他的研究{15-16}也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。此項(xiàng)結(jié)果說明微波輻射可以影響神經(jīng)遞質(zhì)含量，而眾所周知神經(jīng)遞質(zhì)在機(jī)體信號(hào)傳導(dǎo)的過程中扮演著使者的角色，一旦其含量或者功能發(fā)生紊亂，機(jī)體的正常生命活動(dòng)包括學(xué)習(xí)記憶必然受到影響。

（四）影響血流改變，腦供血量降低

近年來(lái)，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，對(duì)于腦部疾病的檢查手段也愈發(fā)的成熟和多樣。而通過對(duì)腦血流量的監(jiān)測(cè)來(lái)診斷疾病成為不可忽視的一部分。夏玉靜等人[17]對(duì)使用手機(jī)時(shí)間不同的對(duì)象進(jìn)行分組研究，結(jié)果表明使用時(shí)間越長(zhǎng)，腦部血流量流動(dòng)越緩慢，由此可導(dǎo)致腦組織的供血量不足，進(jìn)一步導(dǎo)致能量供應(yīng)不足，這一改變是微波輻射導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶能力降低的主要作用原理。此外，眾所周知，腦與脊髓是人體重要的“司令部”，主管著機(jī)體機(jī)械運(yùn)動(dòng)，思想活動(dòng)等在內(nèi)的一切生命活動(dòng)，兩者息息相關(guān)。Jing Zhang[18]等人發(fā)現(xiàn)將小鼠放于30Gy的輻射劑量下，其脊髓的血流量在21天后有著明顯的減少，而到90天的時(shí)候到達(dá)最低點(diǎn)，說明輻射對(duì)于脊髓的血流量有著明顯的影響，這從另一方面說明微波所造成的輻射有可能通過這一途徑來(lái)影響學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)。

（五）影響基因轉(zhuǎn)錄

DNA作為重要的遺傳物質(zhì)，是機(jī)體正常運(yùn)轉(zhuǎn)的最原始保障，是決定機(jī)體所有生命活動(dòng)正常與否的重要因素，近年來(lái)有研究表明微波輻射可以通過破壞DNA的完整性[19]或者通過改變基因的有序性，間接影響人體的學(xué)習(xí)記憶。Kanu Megha等人[20]發(fā)現(xiàn)在1800MHz，比吸收率為0.58mW/kg和2450MHz，比吸收率為0.66mW/kg的低強(qiáng)度微波輻射中測(cè)量到老鼠DNA損害的程度明顯高于900MHz，比吸收率為0.59mW/kg時(shí)的微波輻射。這一結(jié)果表明當(dāng)微波輻射的頻率高到一定程度時(shí)，其可以通過損傷DNA來(lái)改變基因表達(dá)從而進(jìn)一步導(dǎo)致腦組織蛋白質(zhì)的異常，Duygu Sahin等人[21]的研究也發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)期在微波輻射下DNA的損傷增加。當(dāng)然有研究[22]也表明微波輻射可通過損傷DNA直接影響蛋白質(zhì)。

（六）破壞腦組織酶學(xué)

酶類作為機(jī)體生命活動(dòng)不可或缺的一部分，其合成的原料很大一部分來(lái)自于食物，Benedict C等人[23]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于同樣的小鼠，喂養(yǎng)用微波照射過的食物與未用微波照射的食物相比其體內(nèi)的SOD、CAT的含量有明顯的降低。Maria Benlloch-Tinoco[24]的研究也得出微波加熱可以導(dǎo)致食物中酶失活的結(jié)果，充分說明了微波輻射可以影響酶的活力。酶的主要作用是參與糖的有氧分解來(lái)給機(jī)體提供能量，而腦組織的一切生理活動(dòng)都是建立在能量供應(yīng)充足的基礎(chǔ)上，包括學(xué)習(xí)記憶活動(dòng)，因此說明微波輻射可以間接的影響腦組織的記憶活動(dòng)。但有研究表明[25]，在微波的暴露下豬的胰蛋白酶活性會(huì)增加，這一結(jié)果在一定程度上說明微波影響腦組織酶學(xué)的機(jī)制仍不成熟，還需不斷探索。

四、展望

對(duì)于微波輻射所造成的傷害和預(yù)防至今仍然有很多問題急需解決，有很多認(rèn)識(shí)急需去挖掘，但不可否認(rèn)微波技術(shù)已然成為軍事、生活的一個(gè)重要板塊，在現(xiàn)在乃至未來(lái)都扮演著至關(guān)重要的角色，因此為了預(yù)防此類問題的發(fā)生，研究微波技術(shù)的損害部位、損傷機(jī)理以及如何將微波技術(shù)精確地應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中顯得尤為重要，希望學(xué)者們共同努力，不斷前進(jìn)。

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