Влияние электромагнитных излучений на ориентировочно-исследовательскую активность и когнитивные функции крыс с контрастной возбудимостью нервной системы

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.33910/2687-1270-2020-1-2-123-132

Ключевые слова:

электромагнитные излучения, слабые магнитные поля, поведение, обучение, возбудимость, крысы

Аннотация

В последние годы активно исследуются механизмы воздействия на биологические объекты техногенных источников электромагнитных излучений и изменений естественного электромагнитного фона окружающей среды (ослабление, усиление). Важными индикаторами неблагоприятного влияния неионизирующих электромагнитных излучений являются изменения элементов врожденного поведения и когнитивных функций. При этом роль наследственно обусловленных характеристик нервной системы в определении чувствительности/устойчивости к колебаниям электромагнитных полей практически не изучалась. Цель работы заключалась в исследовании влияния излучения УВЧ-диапазона стандартного Wi-Fi-роутера и ослабленных экранированием внешних магнитных и электрических полей на врожденное поведение, отражающее ориентировочно-исследовательскую активность и эмоциональность животных в тесте «открытое поле», и когнитивные функции (сохранение условного рефлекса пассивного избегания) у самцов крыс двух селектированных линий ВП и НП (с высоким и низким порогами возбудимости нервной системы, низковозбудимые и высоковозбудимые, соответственно), а также крыс контрольной линии Вистар. Показано негативное влияние на врожденное поведение и память крыс двух линий с различными порогами возбудимости нервной системы ослабленных внешних электрических и магнитных полей, а также ЭМИ УВЧ-диапазона. Крысы с высокой возбудимостью нервной системы оказались более чувствительными к изменениям магнитного и электрического фона, электромагнитным излучениям по сравнению с низковозбудимыми животными.

Библиографические ссылки

ЛИТЕРАТУРА

Вайдо, А. И. (2000) Физиолого-генетический анализ возбудимости нервной системы и поведения лабораторной крысы. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. СПб., Институт физиологии им. И. П. Павлова РАН, 197 с.

Вайдо, А. И., Ширяева, Н. В., Павлова, М. Б. и др. (2018) Селектированные линии крыс с высоким и низким порогом возбудимости: модель для изучения дезадаптивных состояний, зависимых от уровня возбудимости нервной системы. Лабораторные животные для научных исследований, № 3, с. 12–22. DOI: 10.29296/2618723X-2018-03-02

Дюжикова, Н. А., Копыльцов, А. В., Коршунов, К. А. и др. (2018) Действие электромагнитного излучения высокой частоты и влияние резонаторов-преобразователей на частоту хромосомных аберраций в клетках костного мозга самцов крыс линии Вистар. Электромагнитные волны и электронные системы, т. 23, № 1, с. 12–18.

Дюжикова, Н. А., Вайдо, А. И., Даев, Е. В. и др. (2019) Влияние электромагнитного излучения УВЧ-диапазона на дестабилизацию генома клеток костного мозга у крыс линий с контрастной возбудимостью нервной системы. Экологическая генетика, т. 17, № 2, с. 83–92. DOI: 10.17816/ecogen17283-92

Никитина, Е. А., Медведева, А. В., Герасименко, М. С. и др. (2017) Ослабленное магнитное поле Земли: влияние на транскрипционную активность генома, обучение и память у Dr. melanogaster. Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова, т. 67, № 2, с. 246–256. DOI: 10.7868/S0044467717020101

Плохинский, Н. А. (1970) Биометрия. 2-е изд. М.: Изд-во МГУ, 367 с.

Сурма, С. В., Кузнецов, П. А., Хрусталева, Р. С. и др. (2012) Устройство для исследования влияния электромагнитных полей на биологические объекты. Патент RU2454675C2. Дата регистрации 27.06.2012. Выдано Роспатентом.

Buchachenko, A. L. (2014) Magnetic field-dependent molecular and chemical processes in biochemistry,genetics and medicine. Russian Chemical Reviews, vol. 83, no. 1, pp. 1–12. DOI: 10.1070/RC2014v083n01ABEH004335

Burlaka, A. P., Druzhyna, M. O., Vovk, A. V., Lukin, S. М. (2016) Disordered redox metabolism of brain cells in rats exposed to low doses of ionizing radiation or UHF electromagnetic radiation. Experimental Oncology, vol. 38, no. 4, pp. 238–241. PMID: 28230822.

Di, G., Kim, H., Xu, Y. et al. (2019) A comparative study on influences of static electric field and power frequency electric field on cognition in mice. Environmental Toxicology and Pharmacology, vol. 66, pp. 91–95. PMID: 30639900. DOI: 10.1016/j.etap.2019.01.001

Karthick, T., Sengottuvelu, S., Haja Sherief, H., Duraisami, R. (2017) Review: Biological effects of magnetic fields on rodents. Scholars Journal of Applied Medical Sciences, vol. 5 (4E), pp. 1569–1580.

Lai, Н. (2005) Biological effects of radiofrequency electromagnetic fields. In: Gary E. Wnek, Gary L. Bowlin (eds.). Encyclopedia of biomaterials and biomedical engineering. Vol. 1. 2nd ed. New York; London: Informa Healthcare, pp. 254–261.

Pall, M. L. (2016) Microwave frequency electromagnetic fields (EMFs) produce widespread neuropsychiatric effects including depression. Journal of Chemical Neuroanatomy, vol. 75, pt B, pp. 43–51. PMID: 26300312. DOI: 10.1016/j.jchemneu.2015.08.001

Schneider, J., Stangassinger, M. (2014) Nonthermal effects of lifelong high-frequency electromagnetic field exposure on social memory performance in rats. Behavioral Neuroscience, vol. 128, no. 5, pp. 633–637. PMID: 24999587. DOI: 10.1037/a0037299

Spivak, I. M., Kuranova, M. L., Mavropulo-Stolyarenko, G. R. et al. (2016) Cell response to extremely weak static magnetic fields. Biophysics, vol. 61, no. 3, pp. 435–439. DOI: 10.1134/S0006350916030180

Terzi, M., Ozberk, B., Deniz, O. G., Kaplan, S. (2016) The role of electromagnetic fields in neurological disorders. Journal of Chemical Neuroanatomy, vol. 75, pt B, pp. 77–84. PMID: 27083321. DOI: 10.1016/j.jchemneu.2016.04.003

Wang, С. Х., Hilburn, I. A., Wu, D.-A. et al. (2019) Transduction of the geomagnetic field as evidenced from alpha-band activity in the human brain. eNeuro, vol. 6, no. 2, article e0483-18.2019. PMID: 31028046. DOI: 10.1523/ eneuro.0483-18.2019

REFERENCES

Buchachenko, A. L. (2014) Magnetic field-dependent molecular and chemical processes in biochemistry, genetics and medicine. Russian Chemical Reviews, vol. 83, no. 1, pp. 1–12. DOI: 10.1070/RC2014v083n01ABEH004335 (In English)

Burlaka, A. P., Druzhyna, M. O., Vovk, A. V., Lukin, S. М. (2016) Disordered redox metabolism of brain cells in rats exposed to low doses of ionizing radiation or UHF electromagnetic radiation. Experimental Oncology, vol. 38, no. 4, pp. 238–241. PMID: 28230822. (In English)

Di, G., Kim, H., Xu, Y. et al. (2019) A comparative study on influences of static electric field and power frequency electric field on cognition in mice. Environmental Toxicology and Pharmacology, vol. 66, pp. 91–95. PMID: 30639900. DOI: 10.1016/j.etap.2019.01.001 (In English)

Dyuzhikova, N. A., Kopyltsov, A. V., Korshunov, К. A. et al. (2018) Dejstvie electromagnitnogo izlucheniya vysokoj chastoty i vliyanie rezonatorov-preobrazovatelej na chastotu khromosomnykh aberratsij v kletkakh kostnogo mozga samtsov krys linij Vistar [The effect of high-frequency electromagnetic radiation and the effect of resonator-convertors on the frequency of chromosomal aberrations in bone marrow cells of male Wistar rats]. Elektromagnitnye volny i elektronnye sistemy — Electromagnetic Waves and Electronic Systems, vol. 23, no. 1, pp. 12–18. (In Russian)

Dyuzhikova, N. A., Vaido, A. I., Daev, E. V. et al. (2019) Vliyaniye electromagnitnogo izlucheniya UVCh-diapazona na destabilizatsiyu genoma kletok kostnogo mozga u krys linij s kontrastnoj vozbudimost’yu nervnoj systemy [Impact of electromagnetic UHF radiation on genome destabilization in bone marrow cell of rat strains with contrast nervous system excitability]. Ekologicheskaya genetika — Ecological Genetics, vol. 17, no. 2, pp. 83–92. DOI: 10.17816/ecogen17283-92 (In Russian)

Karthick, T., Sengottuvelu, S., Haja Sherief, H., Duraisami, R. (2017) Review: Biological effects of magnetic fields on rodents. Scholars Journal of Applied Medical Sciences, vol. 5 (4E), pp. 1569–1580. (In English)

Lai, Н. (2005) Biological effects of radiofrequency electromagnetic fields. In: Gary E. Wnek, Gary L. Bowlin (eds.). Encyclopedia of biomaterials and biomedical engineering. Vol. 1. 2nd ed. New York; London: Informa Healthcare, pp. 254–261. (In English)

Nikitina, E. A., Medvedeva, A. V., Gerasimenko, M. S. et al. (2017) Oslablennoe magnitnoe pole Zemli: vliyaniye na transkriptsionnuyu aktivnost’ genoma, obuchenie i pamyat’ u Dr. melanogaster [Weakened geomagnetic field: impact on transcriptional activity of the genome, learning and memory formation in Dr. melanogaster]. Zhurnal visshej nervnoj deyatel’nosti — I. P. Pavlov Journal Of Higher Nervous Activity, vol. 67, no. 2, pp. 246–256. DOI: 10.7868/S0044467717020101 (In Russian)

Pall, M. L. (2016) Microwave frequency electromagnetic fields (EMFs) produce widespread neuropsychiatric effects including depression. Journal of Chemical Neuroanatomy, vol. 75, pt B, pp. 43–51. PMID: 26300312. DOI: 10.1016/j.jchemneu.2015.08.001 (In English)

Plokhinskij, N. A. (1970) Biometriya [Biometrics]. 2nd ed. Moscow: Moscow State University Publ., 367 p. (In Russian)

Schneider, J., Stangassinger, M. (2014) Nonthermal effects of lifelong high-frequency electromagnetic field exposure on social memory performance in rats. Behavioral Neuroscience, vol. 128, no. 5, pp. 633–637. PMID: 24999587. DOI: 10.1037/a0037299 (In English)

Spivak, I. M., Kuranova, M. L., Mavropulo-Stolyarenko, G. R. et al. (2016) Cell response to extremely weak static magnetic fields. Biophysics, vol. 61, no. 3, pp. 435–439. DOI: 10.1134/S0006350916030180 (In English)

Surma, S. V., Kuznecov, P. A., Hrustaleva, R. S. et al. (2012) Ustrojstvo dlya issledovaniya vliyaniya elektromagnitnyh polej na biologicheskie ob’ekty [Device for the study of the influence of electromagnetic fields on biological objects]. Patent RU2454675C2. Register date 27.06.2012. Granted by Rospatent. (In Russian)

Terzi, M., Ozberk, B., Deniz, O. G., Kaplan, S. (2016) The role of electromagnetic fields in neurological disorders. Journal of Chemical Neuroanatomy, vol. 75, pt B, pp. 77–84. PMID: 27083321. DOI: 10.1016/j.jchemneu.2016.04.003 (In English)

Vaido, A. I. (2000) Fiziologo-geneticheskij analiz vozbudimosti nervnoj sistemy i povedeniya laboratornoj krysy [Physiological and genetic analysis of the excitability of the nervous system and the behavior of the laboratory rat]. PhD dissertation (Biology). Saint Petersburg, Pavlov Institute of Physiology of the Russian Academy of Sciences, 197 p. (In Russian).

Vaido, A. I., Shiryaeva, N. V., Pavlova, M. B. et al. (2018) Selektirovannye linii krys s vysokim i nizkim porogom vozbudimosti: model’ dlya izucheniya dezadaptivnykh sostoyanij zavisimyh ot urovnya vozbudimosti nervnoj sistemy [Selected rat strains HT, LT as a model for the study of dysadaptation states dependent on the level of excitability of the nervous system]. Laboratornye zhivotnye dlya nauchnykh issledovanij — Laboratory Animals for Science, vol. 3, pp. 12–22. DOI: 10.29296/2618723X-2018-03-02 (In Russian)

Wang, С. Х., Hilburn, I. A., Wu, D.-A. et al. (2019) Transduction of the geomagnetic field as evidenced from alpha-band activity in the human brain. eNeuro, vol. 6, no. 2, article e0483-18.2019. PMID: 31028046. DOI: 10.1523/eneuro.0483-18.2019 (In English)

Опубликован

2020-06-05

Выпуск

Раздел

Экспериментальные статьи