Kurzinformation über die Studie: Messung des Einflusses gepulster Mikrowellen auf die Hirnstromaktivität des Menschen

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1 Kurzinformation über die Studie: Messung des Einflusses gepulster Mikrowellen auf die Hirnstromaktivität des Menschen Projektmitarbeiter: Dr. Siegbert Krafczyk, PD Dr. Kai Bötzel, Stefan Schulze, Peter Erich Haberhauer, Prof. Dr. Dr. Norbert Mai, Ludwig-Maximilians-Universität, Klinikum Großhadern, Neurologische Klinik Dr. J. Brix, O. Scheel, Dipl. Ing. R. Matthes, Bundesamt für Strahlenschutz, Institut für Strahlenhygiene Gefördert durch das Bayerische Staatsministerium für Landesentwicklung und Umweltfragen Förderzeitraum: Mai 1995 bis Juni Einführung Elektromagnetische Felder in unserer Umwelt Das Leben auf der Erde hat sich in einer Umgebung von natürlichen statischen elektrischen und magnetischen Feldern und elektromagnetischen Wechselfeldern entwickelt. Seit dem letzten Jahrhundert wurde diese natürliche elektromagnetische Umwelt durch unsere technische Entwicklung drastisch verändert. In der Umwelt treten jetzt viele technisch erzeugte magnetische und elektrische Wechselfelder mit verschiedenen Frequenzen und Intensitäten auf. Der Einsatz elektrischer Energie bei der Energieversorgung, zur Realisierung moderner Verkehrskonzepte, zur Nachrichtenübertragung durch Rundfunk und Fernsehen sowie beim Aufbau des Mobilfunknetzes ist ein wichtiger Baustein der modernen industrialisierten Gesellschaft. Als Folge der zunehmenden Technisierung sind neue Belastungen durch die Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern entstanden, die z.b. an bestimmten Arbeitsplätzen Schutzvorschriften erforderlich machen. Obwohl nützliche Anwendungen elektrischer Energie in Alltag, Arbeitsbereich und Medizin nicht mehr wegzudenken sind, wird in der Öffentlichkeit kontrovers über mögliche gesundheitliche Beeinflussungen durch elektromagnetische Felder diskutiert. Einen besonderen Brennpunkt stellen dabei Sendeanlagen dar. Die zum Schutz der Bevölkerung in der 26. Verordnung zum Bundesimmissionsschutzgesetz (26. BImSchV) festgelegten Grenzwerte für elektromagnetische Felder stützen sich auf internationale Empfehlungen, wie z.b. der Internationalen Kommission für den Schutz vor nichtionisierender Strah-

2 lung (ICNIRP) oder der Weltgesundheitsorganisation (WHO). Diese Empfehlungen werden immer wieder überarbeitet, sobald neue wissenschaftliche Ergebnisse vorliegen. Die letzte Veröffentlichung der ICNIRP vom April 1998 bestätigt die Werte, die der 26.BImSchV zu Grunde lagen. Obwohl es bisher keine wissenschaftlichen Erkenntnisse gibt, die bestehenden Grenzwerte zu ändern, werden vom Bund und den Ländern Untersuchungen auf breiter Ebene durchgeführt, um die Erkenntnislage zu verbessern. Diese Forschungsergebnisse werden dann in die Bewertung der internationalen Gremien mit einbezogen. Sollte sich im Gesamtbild aller vorliegenden Studien zeigen, daß Veränderungen der Grenzwerte aus wissenschaftlichen Gründen notwendig sind, würde dies umgehend in die entsprechenden Empfehlungen einfließen und Bestandteil der 26. BImSchV werden. 2. Fragestellung und Ziel der Untersuchung Ziel der vorliegenden Studie war die Klärung der Frage, ob mit der heute zur Verfügung stehenden Technik ein Einfluß gepulster Mikrowellen, wie sie von Mobilfunk ausgehen, auf die elektrische Hirntätigkeit des Menschen nachweisbar ist. Untersucht wurden dabei Wirkungen, die in unmittelbarem zeitlichen Zusammenhang mit der Mikrowellenexposition auftreten. Ob ein meßbarer Effekt als Gesundheitsrisiko zu werten ist, läßt sich zwar mit einer reinen EEG-Untersuchung nicht zufriedenstellend beantworten, ein solcher würde aber einen wichtigen Hinweis bedeuten, um weitergehende Studien zu veranlassen. Ebenso kann eine solche Untersuchung keine Aussagen zu biologischen Effekten machen, die erst nach häufigerer Exposition über einen längeren Zeitraum hinweg auftreten könnten. 3. Methodik 3.1 Zum Elektroenzephalogramm des Menschen In einem Elektroenzephalogramm (EEG) werden die gleichzeitig im Gehirn ablaufenden elektrischen Prozesse über Oberflächenelektroden aufgezeichnet. Im EEG finden sich Schwingungen verschiedener Frequenzen, die sich überlagern oder gleichzeitig an unterschiedlichen Ableitepunkten auftreten können. Bei der Auswertung werden den verschiedenen Frequenzen bestimmte Bedeutungen beigemessen. Wellen der einzelnen Frequenzbereiche werden verschiedenen Bewußtseinszuständen

3 (Wachheit, Müdigkeit, Schlaf) oder krankhaften Veränderungen (Koma, Hirnverletzung, Vergiftung) zugeschrieben. Die wellenförmigen Schwingungen der Hirnströme werden nach ihren Frequenzen fünf Frequenzbändern zugeordnet: Delta-Wellen (Frequenz 0,5 bis 3,5 Hz), Theta-Wellen (3,5 bis 7,5 Hz), Alpha- Wellen (7,5-12,5 Hz), Beta-1-Wellen (12,5 bis 18 Hz) und Beta-2-Wellen (18 bis 30 Hz). Da das EEG eine Aufsummierung gleichzeitig ablaufender elektrischer Prozesse ist, kann nur in begrenztem Umfang eine Aussage zu Zustand und Integrität einzelner, funktionell zusammengehöriger Gehirnbereiche getroffen werden. Dies wird erst durch die Ableitung sogenannter evozierter Potentiale möglich. Hierzu wird eine Versuchsperson wiederholt einem äußeren Reiz ausgesetzt und parallel dazu wird, synchronisiert mit dem Reiz, das EEG aufgezeichnet. 3.2 Zum Versuchsablauf Ausgewertet wurden EEG-Ableitungen von 39 gesunden Probanden, davon waren 21 Frauen und 18 Männer im Alter zwischen 16 und 58 Jahren (Durchschnittsalter 29,3 Jahre). Für die Untersuchung wurden handelsübliche Handys aus dem D-Netz (Frequenz 902, 4 MHz, an 23 Probanden getestet) und dem E-Netz (Frequenz 1760 MHz, an 16 Probanden getestet) verwendet. Das Handtelefon befand sich stets in einer natürlichen Position unmittelbar am rechten Ohr des Probanden, in einem Winkel von 45 zur Horizontalen. Selbst bei maximaler Sendeleistung der verwendeten Sender kam es zu keiner Grenzwertüberschreitung für die Teilnehmer. Während eines Versuchsdurchgangs wurden in einer für den Probanden unbekannten Reihenfolge die gepulsten Mikrowellen der Handys ein- und ausgeschaltet. Der Proband nahm außerdem an verschiedenen Versuchsdurchgängen teil: In möglichst entspannter Haltung wurde sein Ruhe-EEG untersucht, danach wurden ihm hörbare Klickzeichen vorgespielt, um akustisch stimulierte Gehirnreize genauer betrachten zu können, sowie um seine Reaktionszeit zu testen und schließlich mußte er wechselnde Muster betrachten, um optisch stimulierte Gehirnreize zu erhalten. 3.3 Gemessene Erwärmung des Handtelefons Bei Telefonieren mit Handys kann es zu Erwärmungen in Ohrnähe kommen, die nicht auf die Absorption der hochfrequenten Felder zurückzuführen ist, sondern auf die Erwärmung der Handy- Akkus. Die Abstrahlung dieser Wärme hängt von der speziellen Konstruktion der Handtelefone ab.

4 Über einen Zeitraum von 45 Minuten erwärmte sich in dieser Studie deutlich das Tastenfeld des D- Netz Handys von 26C auf 32C. Eine analoge Erwärmung um ca. 3 in den ersten 30 Minuten ist auf der Wangenhaut zu erkennen. Am Probandenohr waren keine Erwärmungen meßbar, obwohl das Handygehäuse sich auch am Ohr-Ort um 6 erwärmte. 4. Ergebnisse 4.1 Auswertungen des Ruhe-EEGs nach Exposition im D-Netz-Feld Keinerlei Auffälligkeiten waren bei 19 der 23 Probanden zu finden. Bei 4 Probanden zeigte die Einzelauswertung der Ruhe-EEGs im Alpha-Band in der ersten Durchsicht Besonderheiten. Ein Proband zeigte eine starke Aktivitätszunahme noch vor der ersten Expositionsphase, ein Mikrowelleneffekt als Ursache ist somit auszuschließen. Ein weiterer Proband fiel durch eine erhöhte EEG- Aktivität während beider Expositionsphasen im Vergleich zur nachfolgenden Placebobedingung auf. Die den Expositionsphasen vorangehenden AUS-Bedingungen zeigten jedoch eine annähernd gleich hohe Aktivität, so daß kein Anhalt für einen Mikrowelleneffekt gegeben ist. Zwei weitere Probanden zeigten unter Exposition mit dem D-Netz-Handtelefon einen Aktivitätsanstieg im Vergleich zur Aktivität der vorangehenden AUS-Bedingung. Einer der beiden Probanden hatte bereits in der Ausgangsbedingung eine der Exposition vergleichbare Aktivität, der zweite zeigte bei der Ableitung der evozierten Potentiale und bei den Reaktionszeitmessungen keine Auffälligkeiten, die Hinweise auf einen Mikrowelleneffekt hätten geben können. 4.2 Auswertungen des Ruhe-EEGs nach Exposition im E-Netz-Feld Hier war bei der Einzelauswertung der Ruhe-EEGs der E-Netz-Probanden das Verhalten der EEG- Aktivität bei 3 von 16 Probanden auffällig. Dabei zeigte sich unter Exposition mit dem E-Netz- Handy eine Abnahme (ein Proband) bzw. eine Zunahme der Aktivität (zwei Probanden) im Alpha- Band. Einer der Probanden mit Aktivitätszunahme zeigte in den der Expositionsbedingung folgenden beiden AUS-Bedingungen gleich hohe EEG-Leistungen, so daß hier ein "Handy-Effekt" unwahrscheinlich ist. Bezüglich einer Zunahme der EEG-Aktivität fiel somit lediglich ein Proband auf, er zeigte jedoch bei der Ableitung der evozierten Potentiale und bei den Reaktionszeitmessungen keine Auffälligkeiten, die Hinweise auf einen Mikrowelleneffekt hätten geben können.

5 4.3 Evozierte Potentiale In allen drei Versuchsabläufen wurden neben dem Ruhe-EEG auch akustisch evozierte Potentiale abgeleitet. Im dritten Versuchsablauf (E-Netz) wurden zusätzlich noch visuell evozierte Potentiale aufgezeichnet. Hierzu wurden den Versuchspersonen Töne unterschiedlicher Frequenz (akustisch evozierte Potentiale) und optische Reizmuster (visuell evozierte Potentiale) dargeboten. Durch Mittelung wurden die typischen Potentialkurven über der Hirnrinde dargestellt und auf dieselbe Weise wie das Ruhe-EEG ausgewertet. Es ergab sich auch hier kein Anhalt für eine durch Mikrowellen bedingte Änderung der EEG-Aktivität. 4.4 Reaktionszeitmessung Zur Registrierung der Reaktionszeiten aller Probanden mußte die Präsentation eines bestimmten Tonreizes bei der Ableitung der ereigniskorrelierten Potentiale mit einem Tastendruck quittiert werden. Parallel zu der Registrierung der EEG-Kurven wurde auf einem zweiten Meßrechner die Reaktionszeit auf den Tonreiz in einer fortlaufenden Tabelle mitgespeichert. Die Reaktionszeiten wurde durch Exposition mit Handystrahlung nicht verändert. 5. Zusammenfassung 5.1 Bisheriger Stand Der mögliche Einfluß einer Mikrowellenexposition auf die Gehirnstromaktivität wird in der Literatur sehr kontrovers diskutiert. Reiser et al. (1995) fanden eine anhaltende Leistungszunahme im Alpha-2- und den Beta-Bändern während und nach der Exposition mit einem "Mega-Wave 150/1". Die Exposition mit einem Mobiltelefon führte zu einer Zunahme der Aktivität in den gleichen Frequenzbändern aber erst 15 min nach Ende der Exposition. Auch von Klitzing (1992) beschreibt den durch die Exposition mit gepulsten Mikrowellen direkten Effekt auf das Alpha-EEG (Zunahme) als auch den Langzeiteffekt nach Abschaltung des Feldes.

6 In zwei 1997 veröffentlichten Studien (Mann und Röschke, 1997, Splitter et. al. 1997) fanden die Autoren im Gegensatz dazu jedoch keinen Einfluß auf das EEG des wachen Menschen. Mann und Röschke zeigten bei insgesamt 34 Probanden, daß die Exposition mit einem D-Netz-Mobiltelefon (900 Mhz, 217 Hz Pulsfrequenz) mit einer Dauer von 3,5 min in einer halbblinden Studie keine Veränderung des EEGs bewirkt. Neurologische Effekte der Mikrowellenexposition durch Mobiltelefone beschreiben Hermann et al (1997) in einer Übersichtsarbeit. Das Literaturstudium dieser Autoren führte zu dem Ergebnis, daß die Exposition mit kontinuierlichen oder gepulsten Feldern kein erhöhtes Gesundheitsrisiko im nichtthermischen Bereich für das Gehirn bedeutet. 5.2 Zur vorliegenden Untersuchung In der vorliegenden Studie wurden 39 gesunde, nicht elektrosensible Versuchspersonen im Alter von 16 bis 58 Jahren untersucht. Sie wurden unter Aufzeichnung der Hirnströme der gepulsten Mikrowellen-Strahlung verschiedener Mobiltelefone ausgesetzt. In drei Versuchsabläufen wurden ein D- Netz-Autotelefon mit Spiralantenne, sowie ein D-Netz- und ein E-Netz-Handtelefon, jeweils mit Dipolantenne als Expositionseinrichtung verwendet. Über 32 Elektroden wurden das Ruhe-EEG, akustisch und visuell evozierte Potentiale aufgezeichnet. Außerdem wurden Reaktionszeiten gemessen. Der Untersuchungsablauf war in aufeinanderfolgende Blöcke mit unterschiedlichen experimentellen Bedingungen (Expositions-, Placebo-, AUS-Bedingungen) gegliedert. Für die EEG-Auswertung wurde die Summenaktivität in den verschiedenen Frequenzbändern ermittelt und diese im Verlauf über die verschiedenen Untersuchungsbedingungen betrachtet, insbesondere wurden die Aktivitäten von Expositions- und Placebo-Bedingung miteinander verglichen. Es fanden sich keine Hinweise auf eine Beeinflussung der Ruhe-EEG-Aktivität, der Hirnstromaktivität bei optischen und akustischen Reizen oder der Reaktionszeit durch Mikrowellenstrahlung von Mobiltelefonen. Bei der Interpretation der Ergebnisse neurophysiologischer Untersuchungen im Zusammenhang mit elektromagnetischen Feldern muß die hohe inter- und intraindividuelle Variabilität der Befunde beachtet werden. Die EEG-Aktivität ist abhängig von Faktoren, wie z.b. Aufmerksamkeitsschwankungen und Entspannungszustand der Probanden, die einen erheblichen Einfluß auf das Spektrum des EEG haben können.