선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 이러한 결과는 장기 휴대전화 전자파(1,950 MHz, SAR 5 W / kg) 노출이 다른 연구그룹에서 수행된 전자파의 기억력 개선을 포함한 알츠하이머 병변에 대한 치료효과가 있다는 연구결과와 일치하며, 알츠하어머질환모델의 대뇌 당대사 감소에 도움이 될 수 있다는 최초의 보고였다. 따라서, 본 연구를 통해 휴대전화 전자파를 이용한 알츠하이머질환의 새로운 치료법의 가능성을 제시하였다.
- 이 논문에서는 휴대전화 전자파의 치매 영향에 대한 국내외 현황과 본 연구팀의 연구결과를 소개하고, 향후 고려 사항에 대해 고찰한다. 이 논문은 [스마트 사회 전자파 노출량 제어 기반 구축] 연구보고서를 기반으로 작성되었다.
제안 방법
- 트레이닝실험(training)에서 동물에게 한 번도 접해 보지 않은 똑같은 2개의 물체(A와 B)를 인식시킨다. 24시간 후 본 실험(testing)에서 두 개의 물체 중 B를 새로운 물체(novel object)로 바꾸고, 새로운 물체에 대해 나타내는 호기심의 정도를 측정했다. 호기심 정도는 물체를 향하는 동물의 주시 방향과 물체에 대한 접근성으로 기록한다.
- 잔향실은 환기시설을 포함하고, 온도 및 습도가 일정수준으로 제어되는 공간에 설치되었으며, 노출시간 동안 동물은 잔향실 내부 전자파의 균일도가 유지되는 시험영역 안에서 자유롭게 움직였다. [그림 5]와 같이 실험동물은 1,950 MHz 주파수에 전신 평균 SAR 5 W/kg, 하루 2시간, 주 5일 일정으로 8개월 동안 노출시켰다. 전자파 노출 시간 동안 잔향실 내부의 공기 온도는 20±3℃로 유지되었고, 전자파 노출 전과 노출 직후에 실험동물의 직장온도를 측정하였을 때 0.
- 기존의 연구결과는 알츠하이머질환에 아무런 영향을 미치지 않거나, 치료 또는 예방효과가 있거나, 알츠하이머질환을 유도한다는 결과까지 매우 다양하다. 각 연구그룹은 서로 다른 알츠하이머질환 모델을 사용하고, 동일하지 않은 전자파 노출조건을 사용하였다. 유전자변형 실험동물에서 유전자삽입 여부는 확인할 수 있으나, 동물별 유전자삽입의 정도는 다를 수 있다.
- 뇌 절편을 이용한 베타아밀로이드(Aβ)에 대한 면역 조직화학 분석은 알츠하이머질환에서 주요 병변으로 알려진 해마 CA1부위와 entorhinal cortex에 초점을 두고 분석하였다.
- 해마 기능과 관련된 기억력을 평가하기 위해 대상 인식 시험을 실시하였다. 대상 인식 시험은 기존 물체에 비해 새로운 물체에 대해 보다 높은 호기심을 보이는 동물의 특성을 이용한다. 트레이닝실험(training)에서 동물에게 한 번도 접해 보지 않은 똑같은 2개의 물체(A와 B)를 인식시킨다.
- 교대행동은 동물이 중복되지 않고 이웃한 3개의 통로를 연속적으로 들어갔을 때로 정의된다. 동물의 자유 활동을 8분 동안 비디오를 통해 기록하고, 행동분석전용 프로그램으로 분석하였다. [그림 6]과 같이 휴대전화 전자파 노출은 정상동물(WT)에 비해 현저히 감소한 알츠하이머질환 동물(5xFAD)의 공간 및 작업 기억력을 유의적으로 향상시켰다.
- 우리는 알츠하이머 질환동물인 5xFAD 마우스를 휴대전화 주파수에 8 개월간 노출시킨 후 전자파가 뇌의 행동 기능, 포도당 대사 그리고 베타아밀로이드 병변에 미치는 영향을 연구하였다. 결과적으로 장기적인 전자파 노출이 알츠하이머질환 동물모델의 손상된 행동 기능을 개선했으며, 이는 해마 등 뇌부위의 포도당 대사 증가와 일치하였고, 또한 베타아밀로이드 병변의 유의적인 완화를 나타냈다.
- 휴대전화 전자파 장기 노출이 알츠하이머질환 동물의 손상된 기억행동에 미치는 영향을 확인하기 위해 Y미로시험 (Y-maze test), 수동회피시험(passive avoidance test) 및 대상 인식 시험(novel object recognition test)의 3가지 기억행동평가를 실시하였다. 위 3가지 실험은 뇌신경학 연구에서 알츠하이머질환의 기억 및 학습 기능을 평가하기 위해 설치류에 사용하는 정형화된 행동시험법이며, 모든 실험내용은 비디오 촬영 후 행동실험 분석 프로그램(Viewer3, BIOSERVE GmbH, Bonn, Germany)에 의해 분석하였다.
- 해마 기능과 관련된 기억력을 평가하기 위해 대상 인식 시험을 실시하였다. 대상 인식 시험은 기존 물체에 비해 새로운 물체에 대해 보다 높은 호기심을 보이는 동물의 특성을 이용한다.
- 휴대전화 전자파 장기 노출이 알츠하이머질환 동물의 손상된 기억행동에 미치는 영향을 확인하기 위해 Y미로시험 (Y-maze test), 수동회피시험(passive avoidance test) 및 대상 인식 시험(novel object recognition test)의 3가지 기억행동평가를 실시하였다. 위 3가지 실험은 뇌신경학 연구에서 알츠하이머질환의 기억 및 학습 기능을 평가하기 위해 설치류에 사용하는 정형화된 행동시험법이며, 모든 실험내용은 비디오 촬영 후 행동실험 분석 프로그램(Viewer3, BIOSERVE GmbH, Bonn, Germany)에 의해 분석하였다.
대상 데이터
- 동물실험용으로 제작된 잔향실의 외부 치수는 2,295 × 2,293 × 1,470 mm이고, 벽은 두께가 2.3 mm인 스테인레스 스틸으로 만들어졌다.
- 본 연구에서 사용한 5xFAD는 사람에서 조기 발현형 가족성 알츠하이머질환(early-onset familial Alzheimer’s Disease)에서 알려진 알츠하이머질환 유발 유전자를 삽입한 유전자 변형 마우스 모델로 K670N / M671L(스웨덴 변이), I716V (플로리다 변이) 및 V717I(런던 변이) APP와 M146L 및 L286 돌연변이가 있는 PS1을 모두 과발현하고 있다.
- 전자파 노출은 다중주파수 동물 노출장치와 동물노출용 잔향실(reverberation chamber)을 사용하였다. 동물노출장치는 다양한 입력 신호(CDMA, WCDMA, W-LAN, LTE)원의저출력 신호를 전치증폭기(Pre-Amp)를 통하여 주파수 특성은 유지하며, 저임피던스를 갖도록 증폭하고, 디지털 감쇠기(digital attenuator)로 전력증폭기(power amp)의 입력 값을 조절하여 일정한 배율로 증폭시킨 후 잔향실 내의 안테나를 통해 무선신호를 발생시킨다.
- 행동평가 완료 후 동물은 18FDG-PET(18F-deoxyglucose positron emission tomography) 영상을 촬영했다. 18FDG-PET은 신경 손상이나 시냅스 장애의 분포를 시각화하고, 알츠하이머질환을 포함한 신경 퇴행성 장애의 독특한 표현형을 확인하는데 사용된다[32].
이론/모형
- 이 논문에서는 휴대전화 전자파의 치매 영향에 대한 국내외 현황과 본 연구팀의 연구결과를 소개하고, 향후 고려 사항에 대해 고찰한다. 이 논문은 [스마트 사회 전자파 노출량 제어 기반 구축] 연구보고서를 기반으로 작성되었다.
- 행동실험 및 PET 영상촬영 완료 후 각 실험군에 뇌를 적출하여, 뇌 조직에서 베타아밀로이드의 양을 효소 결합 면역 침강 분석법(enzyme-linked immunosorbent assay: ELISA), 웨스턴 블랏(Western blot), 또는 면역조직화학염색법(immunohistochemistry)을 이용하여 분석 및 정량화하였다. 효소 결합 면역 침강 분석법에서 정상동물의 뇌에서는 신경독성 물질인 베타아밀로이드가 거의 검출되지 않는다.
성능/효과
-
[30]
3가지 기억 관련 행동실험에서 휴대전화 전자파 노출은 유의적인 기억능력의 개선을 나타냈다. 이러한 결과는 알츠하이머성 기억능력 저하에 대한 휴대전화 전자파의 치료효과를 보여주었다.
- 그러나 휴대전화 주파수 전자파 노출은 5xFAD 마우스에서 베타아밀로이드플라크의 수와 크기 모두 현저히 감소시켰다. 5xFAD뇌 조직 내 베타아밀로이드 플라크의 면적을 측정했을 때 해마, entorhinal cortex 영역 및 전체 뇌 영역의 베타아밀로이드 침착이 전자파에 의해 각각 30, 15 및 10 % 감소함을 나타냈고, 이러한 결과는 앞서 수행된 행동실험 및 PET 영상 결과와 일치했다.
- 우리는 알츠하이머 질환동물인 5xFAD 마우스를 휴대전화 주파수에 8 개월간 노출시킨 후 전자파가 뇌의 행동 기능, 포도당 대사 그리고 베타아밀로이드 병변에 미치는 영향을 연구하였다. 결과적으로 장기적인 전자파 노출이 알츠하이머질환 동물모델의 손상된 행동 기능을 개선했으며, 이는 해마 등 뇌부위의 포도당 대사 증가와 일치하였고, 또한 베타아밀로이드 병변의 유의적인 완화를 나타냈다. 이러한 결과는 장기 휴대전화 전자파(1,950 MHz, SAR 5 W / kg) 노출이 다른 연구그룹에서 수행된 전자파의 기억력 개선을 포함한 알츠하이머 병변에 대한 치료효과가 있다는 연구결과와 일치하며, 알츠하어머질환모델의 대뇌 당대사 감소에 도움이 될 수 있다는 최초의 보고였다.
- 5개월령이었으며, 이 나이의 5xFAD는 동일한 나이의의 정상 대조군 마우스에 비해 해마(hippocampus)와 이마엽(frontal lobe)에서 포도당 대사 수준이 현저히 감소하였다. 그러나, 5xFAD 마우스의 해마 부위의 포도당 대사의 감소는 휴대전화 전자파 노출에 의해 회복되었으며, 이는 행동실험에서 나타난 기억능력의 개선과 일치했다.
- [그림 7]과 같이 정상동 물에 비해 알츠하이머질환 동물에서는 전기자극을 기억하지 못하고, 밝은 빛을 피해 어두운 방으로 들어가는 대기 시간이 유의적으로 감소했다. 반면, 휴대전화 주파수 노출 시험군에서는 알츠하이머질환 대조군에 비해 대기시간이 유의하게 증가하는 기억력의 개선을 나타냈다.
- 전자파 노출 시간 동안 잔향실 내부의 공기 온도는 20±3℃로 유지되었고, 전자파 노출 전과 노출 직후에 실험동물의 직장온도를 측정하였을 때 0.5℃ 이상의 체온증가는 관찰되지 않았다.
- 유전자변형 실험동물에서 유전자삽입 여부는 확인할 수 있으나, 동물별 유전자삽입의 정도는 다를 수 있다. 정상마우스와 전자파노출 알츠하이머질환 모델군 및 비노출 대조군의그룹간의 유의적인 차이는 관찰되었지만, 각 군에서도 동물에 따라 베타아밀로이드의 침착정도, 기억력 저하 정도는 차이가 있었다. 이러한 차이는 다른 종류의 알츠하이머질환 모델에서는 더 크게 나타나리라 생각된다.
- 정상동물은 기존 물체 (A)에 비해 새로운 물체(novel object)에 대한 호기심이 월등히 높으나, 알츠하이머질환 동물은 물체에 대한 관심도가 매우 낮거나, 새로운 물체에 대한 호기심이 기존 물체와 유사했다. 휴대전화 전자파 장기노출은 알츠하이머질환 동물에서 나타나는 현저한 사물인식 장해가 정상 동물과 유사하게 개선됨을 관찰할 수 있었다([그림 8]).
후속연구
- 끝으로 지속적인 전자파 생체 영향 규명을 통해 전자파 의해 발생할 수 있는 위해도를 예방하고, 새로운 의료적 활용 가능성을 제시할 수 있기를 기대한다.
- 이러한 차이는 다른 종류의 알츠하이머질환 모델에서는 더 크게 나타나리라 생각된다. 따라서 다양한 알츠하이머질환 모델을 통한 교차확인 연구가 필요하며, 또한 유효한 효과를 나타내는 주파수의 범위, 노출기간, 생체 흡수량(SAR) 등에 대한 과학적 기준점을 규명하는 것이 필요하다.
- 이는 전자파의 뇌 영향 기전을 규명해야 주요 기전을 타겟으로 하는 효과적인 치료법의 개발이 가능하기 때문이다. 따라서 전자파의 유익한 효과를 발생하는 정확한 메커니즘을 규명하기 위해 더 많은 후속 연구가 수행되어야 할 것이다.
- 이는 전자파 노출 기간이 중요함을 암시하지만, 동시에 NTP 실험결과[37]와 같이 장기노출에 의한 나타나는 종양 발생의 가능성에 대한 우려를 높일 수 있다. 따라서 치료효과를 나타내는 전자파 노출 조건(주파수, 기간, SAR)에 대한 심도깊은 추가 연구가 요구된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.