O uso pervasivo de ondas eletromagnéticas (EMF) na Sociedade moderna tem fortes implicações potenciais para a Saúde humana e, particularmente, para a actividade do sistema nervoso. O amplo uso de ondas infravermelhas e radiofrequências (RF) nas comunicações sem fio estimulou bastante interesse nos seus possíveis efeitos no tecido nervoso e levou os cientistas à descoberta de efeitos consideráveis a 2 μm (150 THz) (Wells et al., 2005a, 2005b) [1][2] e 333 mm (900 MHz) (Hillert et al., 2008 [3]; Wiholm et al., 2009 [4]).
Mais recentemente, novos dispositivos de comunicação de vídeo sem fio (Lawton, 2008 [5]) e armas militares não letais (LeVine, 2009 [6]) foram desenvolvidos na faixa de RF de alta frequência. Essa banda abrange de 30 a 300 GHz, ou comprimentos de onda de 10 a 1 mm, e é formalmente designada como a banda de ondas milimétricas (MMW).
As MMW têm baixos níveis de energia (0,12–1,2 meV) que estão associados ao movimento molecular e interacções intermoleculares e são fortemente absorvidos por moléculas orientadas por dipolo, como água e fosfolipídios (Enders & Nimtz, 1984 [7]; Liburdy & Magin, 1985 [8]; Cametti et al., 1988 [9]; Beneduci, 2008 [10]; Ramundo-Orlando et al., 2009 [11]).
A 60 GHz, a frequência de MMW geralmente utilizada, o coeficiente de absorção na água, o meio tecidual e o tecido da pele variam de 50 a 55 cm-1, com quase toda a energia a ser absorvida em 0,4 mm (Zhadobov et al., 2008 [12]). Essa absorção significativa foi explorada há mais de meio século para o aquecimento simples de tecido biológico, mas, como mostram os autores neste artigo, os MMWs também podem produzir efeitos mais subtis no tecido neuronal em níveis de potência bem abaixo do limite de exposição segura existente de 1 mW cm − 2 (Chou e D’Andrea, 2005 [13]).
Supondo que não apresentem impacto à Saúde a longo prazo, esses efeitos podem ser explorados para regular o disparo dos neurónios e, talvez, outras actividades celulares. Os efeitos dos MMWs no tecido neuronal foram examinados anteriormente apenas em preparações de nervos inteiras. No primeiro estudo detalhado (Pakhomov et al., 1997 [14]), MMWs (40 a 52 GHz) foram aplicados a um nervo ciático isolado em sapos.
Utilizando exposições de 20 minutos na densidade de potência incidente (IPD) de 2–3 mW cm ‐ 2, foi observado um pequeno aumento (1–3%) de disparos nervosos em vários ensaios, enquanto noutros não foram observadas alterações. Num estudo mais recente de outro grupo (Alekseev et al., 2009 [15]), MMWs (42 GHz) foram aplicados na pele da pata traseira de um rato anestesiado. Durante 1 minuto de exposição à MMW numa área da pele, foi avaliado o disparo do nervo sural sensorial. No IPD de 45–220 mW cm − 2, a temperatura da pele aumentou 1,7-4,5 ◦C e foi observada uma forte supressão (até 44% do controlo) do disparo do nervo.
Uma fonte de radiação, que resultou em aquecimento da pele equivalente a 4,5 ° C, produziu uma supressão similarmente forte (40% do controlo) do anel nervoso. Além da supressão do tiro, os autores observaram uma facilitação transitória (20–40 s) do disparo nervoso, que ficou evidente imediatamente após a exposição MMW.
Toda a temática do possível efeito dos campos electromagnéticos (EMF) depende de uma premissa básica que defende que os organismos biológicos (humano, plantas, etc.) são constituídos por elementos que respondem activamente aos EMF. Para se ter uma ideia deste tipo de feitos Pikov (2010) [16] diz que conclui o seguinte:
“Os níveis aplicados de potência MMW são três ordens de magnitude abaixo do limite de segurança existente para a exposição humana de 1 mW cm – 2. Surpreendentemente, mesmo nesses baixos níveis de potência, os MMWs foram capazes de produzir mudanças consideráveis na taxa de disparo neuronal e nas propriedades da membrana plasmática”
Alterações destas, poderão estar na base de alguns aspectos do Síndrome de Rett, entre outros problemas. [17]
Fontes:
[1] Wells J., Kao C., Jansen E. D., Konrad P., Mahadevan-Jansen A. (2005a). Application of infrared light for in vivo neural stimulation. J. Biomed. Opt., 10, 64003.
[2] Wells J., Kao C., Mariappan K., Albea J., Jansen E.D., Konrad P., Mahadevan-Jansen A. (2005b). Optical stimulation of neural tissue in vivo, Opt. Lett., 30 504–6.
[3] Hillert L., ˚Akerstedt T., Lowden A., Wiholm C., Kuster N., Ebert S., Boutry C., Moffat S. D., Berg M., Arnetz B. B. (2008). The effects of 884 MHz GSM wireless communication signals on headache and other symptoms: an experimental provocation study. Bioelectromagnetics, 29, 185–96.
[4] Wiholm C., Lowden A., Kuster N., Hillert L., Arnetz B. B., Akerstedt T., Moffat S. D. (2009). Mobile phone exposure and spatial memory. Bioelectromagnetics, 30, 59–65.
[5] Lawton G. (2008). Wireless HD video heats up Computer, 41, 18–20.
[6] LeVine S. (2009). The Active Denial System. A Revolutionary, Non-lethal Weapon for Today’s Battlefield (Washington, DC: National Defence University) pp. 1–17.
[7] Enders A., Nimtz G. (1984). Dielectric relaxation study of dynamic properties of hydrated phospholipid bilayers. Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 88, 512–7.
[8] Liburdy R. P., Magin R. L. (1985). Microwave-stimulated drug release from liposomes. Radiat. Res., 103, 266–75.
[9] Cametti C., De Luca F., Macri M. A., Maraviglia B., Sorio P. (1988). Audio to microwave frequency dielectric study of the pretransition region in DPL-water systems. Liq. Cryst., 3, 839–45.
[10] Beneduci A. (2008). Review on the mechanisms of interaction between millimeter waves and biological systems Bioelectrochemistry Research Developments. Em E. M. Bernstein (New York: Nova Science Publishers) pp 35–80.
[11] Ramundo-Orlando A., Longo G., Cappelli M., Girasole M., Tarricone L., Beneduci A., Massa R. (2009). The response of giant phospholipid vesicles to millimeter waves radiation. Biochem. Biophys. Acta, 1788, 1497–507.
[12] Zhadobov M., Sauleau R., Le Drean Y., Alekseev S. I., Ziskin M. C. (2008). Numerical and experimental millimeter-wave dosimetry for in vitro experiments IEEE. Trans. Microwave. Theory Tech. 56, 2998–3007.
[13] Chou C-K, D’Andrea J. (ed) (2006) IEEE Standard for Safety Levels with Respect to Human Exposure to Radio Frequency Electromagnetic Fields, 3 kHz to 300 GHz.
[14] Pakhomov A. G., Prol H. K., Mathur S. P., Akyel Y., Campbell C. B. (1997). Search for frequency-specific effects of millimeter-wave radiation on isolated nerve function. Bioelectromagnetics, 18, 324–34.
[15] Alekseev S. I., Gordiienko O. V., Radzievsky A. A., Ziskin, M. C. (2010). Millimeter wave effects on electrical responses of the sural nerve in vivo. Bioelectromagnetics, 31, 180–90.
[16] V. Pikov, X. Arakaki, M. Harrington, S.E. Fraser, P.H. Siegel (2010). Modulation of neuronal activity and plasma membrane properties with low-power millimeter waves in organotypic cortical slices, Journal of Neural Engineering, 7, 045003. https://doi.org/10.1088/1741-2560/7/4/045003
[17] Excitatory neurons may underlie some aspects of Rett syndrome – Spectrum (17 de Outubro de 2015), apresentado na Reunião Anual da Neuroscience Society em 2015, em Chicago.
