电磁辐射(electromagnetic)是能量以电磁波形式在空间传播的物理现象, 是继"三废"污染之后的第四大环境污染源。近年随着通讯事业的飞速发展, 移动电话的广泛应用, 其所产生的射频磁场对人类健康的影响也越来越受到重视。英国电离辐射防护委员会(NRPB)公布的" 2004年移动电话与健康报告"及相关的研究结果在社会上引起很大反响。对移动电话可能带来的健康风险进行评估是当前迫切需要解决的问题^[1]。

移动电话产生的电磁场主要是指经极低频电磁场调制的频率在800~2 000MHz的射频电磁场^[2]。我国目前适用的移动电话发射频率为900 MHz及1 800MHz.其中主要是900MHz左右, 天线近距离范围内场强平均值约为200μ W/cm²~ 300μW/cm²之间, 大大超过我国国家标准规定的极限(50μW/ cm²)。而成人脑组织的共振频率恰在900MHz左右, 因此长期暴盎露于这样的射频场中对脑组织将有不利影响^[3]。

流行病学调查发现, 微波辐射能引起神经衰弱和机体免疫力下降。眼晶状体浑浊、脱发等改变^[4]。笔者主要从移动电话对神经行为及认知能力的影响方面做一简要综述。

1 流行病学 1.1 临床症状

有关移动电话电磁辐射对健康影响的早期流行病学调查显示:每天使用移动电话时间, 使用次数与头痛、头晕、乏力、记忆力减弱等有关, 这些症状的发生率在每天使用数字移动电话15~16min和6Omin以上者两组中明显高于每天使用时间少于2min组, 有的症状高出5倍以上; 而每天使用2次以上者, 这些症状的发生率也明显增高。移动电话电磁辐射引起机体神经衰弱症候群主要是长期接触所致。但并未发现引起使用者患病率的增加^[5]。瑞典Umea大学的学者在本国展开包括6 379个GSM数字信号系统使用者和5 623个NMT模拟信号系统使用者, 以及在挪威各有2 500个使用者的流行病学研究, 发现耳上、耳后、耳周发热以及头痛和疲劳的流行与每天的通话时间和次数之间在统计学上有显著的相关性^[6]。国内早期手机用户的调查结果表明, 手机使用者的神经衰弱^[7]、失眠^[8]发生率明显增高。而使用移动电话并未对机体抑郁症产生不良影响^[8]。

1.2 神经行为测试

移动电话电磁辐射对人的神经行为和认知能力影响的流行病学调查多采用世界卫生组织推荐的神经行为核心测试法(NCTB), 研究结果表明, 移动通讯等微波电磁辐射主要影响受试者的简单反应时间和反映大脑短时记忆能力的指标(数字跨度、数字译码和目标追踪等)^{[9, 10]}。曹兆进等^[11]、赵晓琳^[12]等调查发现, 使用手机可引起神经行为功能下降, 包括平均反应时间延长, 选择反应时的正确反应次数、数字译码、目标追踪等随使用时间增长而下降。。但是, 移动电话对中枢神经系统认知能力的影响尚存在争议, 有研究结果表明, 对55名志愿者进行神经心理测验, 未发现GSM移动电话对受试者认知能力有影响, 受试者在暴露和恢复期间的信息处理能力、记忆力和注意力等认知能力均无明显改变。^[13]

2 脑电图(EEG)和脑血流图

脑电图和脑血流图能比较客观地反映中枢神经系统的生理和病理状态。手机发射的902MHz微波对大脑的记忆反应有显著影响, GSM微波导致听觉记忆错误率明显增高, 并影响4 ~6 Hz和6~8 Hz脑电活动^[14]; 移动电话发射的脉冲电磁辐射(6~8 Hz和8~10 Hz)对与人记忆过程相关的脑电图有显著影响^[15]。手机辐射可使睡眠中人的大脑皮层生物电在EEG上α波能量升高, 并且EEG相关动力学与睡眠状态的关系发生改变^[16]。900 MHz的手机辐照20 min, 人清醒闭眼状态下EEG的δ波的绝对能量发生明显改变, 而其相对能量无明显改变^[17]。健康男青年头部分别暴露于900 MHz(最大比吸收率为1 W/kg)的基站和手机脉冲电磁场30 min后, 暴露于基站脉冲电磁场的受试者脑血流量无明显变化, 暴露于手机脉冲电磁场的受试者清醒时暴露侧颞叶前部的脑皮质局部脑血流显著增加^[18]; 在志愿者视觉记忆测试中也观察到GSM移动电话能够导致受试者局部脑血流量显著减少^[19]。

3 实验研究 3.1 动物实验

通常用水迷宫实验来检测大鼠的空间学习障碍。Sienkiewicz等^[20]发现, 900 MHz脉冲电磁辐射(SAR= 0.05W/kg)对大鼠的学习能力无明显影响; Dubreuil等^[21]用900 MHz和1 800 MHz脉冲微波(SAR=3.5 W/kg)辐射后, 也未发现大鼠空间学习能力有明显改变。而王葆芳等^[22]用900MHz, 1 500μW/cm²的电磁波分别辐照大鼠头部20min/d, 1h/d, 3h/d, 30d后, 大鼠在学习记忆中表现出的训练次数和错误次数随辐照时间的延长而增多、形成条件反射次数逐渐减少, 与对照组比较差异均显著。

3.2 神经系统超微结构

学习和记忆是大脑最重要的认知功能之一。目前认为, 学习和记忆与海马、前额皮质、丘脑和杏仁核等密切相关, 其中海马的作用尤为重要^[23]。用900 MHz, 1 500μW/cm²的电磁波分别贴近大鼠头部辐照20min/d, 1h/d, 3h/d, 30d后, 处死动物取海马组织制成切片, 电镜下观察发现海马结构部分神经元受损、突触小泡破裂, 受影响程度与辐射时间呈正相关^[22]。而有人用工作频率为900 MHz, 功率密度为1 190 μW/cm²移动电话作为辐射源, 在一定范围(10cm以内)对小鼠辐射2h/d, 30d后把小鼠处死, 取出大脑皮层、海马和小脑进行电镜观察分析, 结果示处理组与对照组小鼠的神经系统的细胞超微结构未见明显异常^[24]。

3.3 神经元能量代谢

脑神经生理功能对生物氧化供能具有很强的依赖性, 故神经元的生存和生理功能与线粒体功能密切相关。细胞色素氧化酶(CCO)是线粒体内膜上的镶嵌蛋白。资料表明, CCO是观察神经元能量代谢状况的窗口^[25]。王强等将大鼠脑皮质神经元暴露于不同强度900 MHz的连续性微波电磁辐射(比吸收率(SAR)分别为0.38、0.76、1.15、2.23及3.22 mW/g), 每天2h, 连续暴露4~6 d, 结果示此强度范围内的电磁辐射暴露均使大鼠神经元CCO活力降低, 并且这种影响有能量蓄积作用和一定的剂量反应关系^[26]。

3.4 神经递质

谷氨酸是哺乳动物中枢神经系统最主要的兴奋性神经递质^[27], 而γ-氨基丁酸(GABA)则是脊椎动物中枢神经系统最重要的抑制性神经递质^[28], 以谷氨酸为主导的中枢兴奋系统及以GABA为主导的中枢抑制系统, 均应适度并保持相对平衡, 任何一方的过度兴奋或过度抑制均可导致一系列中枢神经系统的神经退行性变, 如中风、帕金森氏病、癫痫、焦虑及精神分裂等^[29]。谷氨酸受体2(GluR2-钙离子的"分子开关" -下调或表达受阻可致AMPA受体形成, AMPA受体活化引起突触后膜除极, 解除镁离子对NMDA受体(促代谢型谷氨酸受体)的封闭作用, 使钙离子内流, 从而增强内源性谷氨酸的兴奋毒性^[30-32]。将分离式原代培养的大鼠脑皮质神经元暴露于900MHz的连续性微波电磁辐射(SAR=3.22W/kg、2.23W/kg、1.15W/kg), 进行每天2h、连续4 d (或6d)及一次性12h暴露(SAR=3.22W/kg), 观察GluR2及GABA受体的表达。结果显示, 微波暴露组神经元的GluR2表达明显下调, 胞内钙离子浓度明显上调, 同时神经元的GABA受体表达也明显上调, 这种影响具有蓄积效应, 且呈一定的剂量-反应关系; 一次性微波暴露的这种影响在一定程度上则是可逆的^{[33, 34]}。提示通讯微波电磁辐射可能是诱导神经元兴奋毒作用因素之一, 并通过影响神经元的兴奋性及传导性而影响神经元的生理功能。

高强度微波电磁辐射通过致热效应引起机体的健康危害已经得到有关研究的证实, 而低强度微波电磁辐射长期暴露是否能引起机体的健康危害尚无定论。围绕这一问题, 学者们在形态、功能和分子机制等方面进行了大量的研究。然而许多实验的可重复性不好, 有些类似实验还得出了互相矛盾的结果。电磁辐射损伤的分子机制, 尤其是非热效应的机制仍未完全揭示。同时电磁辐射的参数复杂, 不同的参数导致实验结果也可能不同。尽管在移动电话微波电磁辐射对健康的影响方面尚存在争议, 但大多数专家认为, 由于不能证明移动电话微波对健康确实无害, 因此还需谨慎预防, 并且应将此项研究积极地进行下去。