Im folgenden Aufsatz wird ein Verfahren beschrieben, daß mit Hilfe von radioaktiv markiertem Zucker die Höhe des Stoffwechsels in den am Hören beteiligten Nervenzentren des Gehirns misst. Bei erhöhter Aktivität der Nervenzellen steigt auch der Stoffwechsel, so daß an dieser Stelle mehr Zucker verbraucht wird. Dabei wird ein Teil des darin enthaltenen radioaktiven Kohlenstoffs in das Gewebe eingelagert. Nach dem Versuch wird das Tier getötet, das Gehirn in Scheiben geschnitten und diese Scheiben auf einen Film oder auf Fotopapier gelegt. Die ionisierende, also radioaktive Strahlung schwärzt den Film, und je mehr Radioaktivität an einem Ort des Gehirns eingelagert wurde, desto schwärzer wird der Film an dieser Stelle.

Wenn nun Radiofrequenzstrahlung auf das Gehirn von lebenden Tieren einwirkt verändert sich die Stärke des Stoffwechsels an den Orten dieser Einwirkung, so daß sie auf dem Film nach der Entwicklung erkannt werden können. In den beschriebenen Versuchen wurden gezielt einzelne Teile des Gehörs ausgeschaltet um herauszufinden, wo genau die Einwirkung der Radiofrequenzstrahlung stattfindet. Es zeigte sich, daß gepulste Radiofrequenzstrahlung direkt von den Nerven in der Colliculus Inferior, einem am Gehör beteiligten Nervenzentrum, wahrgenommen werden, denn dieser Bereich war auch bei zerstörter Schnecke des Gehörs stark geschwärzt. Dieser Ort der Einwirkung erklärt übrigens auch, daß ein durch Radiofrequenzstrahlung hervorgerufenes Geräusch auch beim Drehen des Kopfes keiner Richtung zugeordnet werden kann.

Sehr interessant ist daß auch ungepulste Radiofrequenzstrahlung auf das Gehör einwirkt. Nach der Zerstörung der Gehörknöchelchen verringerte sich der Stoffwechsel in der Colliculus Inferior bei Bestrahlung nicht. Erst mit der Zerstörung der Schnecke wurde eine Verringerung erzielt. Daraus ergibt sich, daß ungepulste Radiofrequenzstrahlung an einem Ort in der Schnecke einwirkt und dadurch ein erhöhter Stoffwechsel verursacht wird, was nicht heißt, daß die Tiere die Strahlung in diesem Fall auch gehört haben, denn das Signal war nicht moduliert. Auf Grund des Ergebnisses der Versuche ist es aber vorstellbar daß bei entsprechend angepaßter Modulation nicht nur in den Nerven der am Hören beteiligten Bereiche des Gehirns, sondern auch in der Schnecke Radiofrequenzstrahlung niedriger Leistung wahrnehmbar ist.

Alterations in activity at auditory nuclei of the rat induced by exposure to microwave radiation: Autoradiographyc evidence using ( 14C )2-deoxy-D-glucose
Blake S. Wilson, John M. Zook, William T. Jones; John H. Casseday
In: Brain Research, 187 (1980) 291-306

Änderungen der Aktivität im Hörzentrum der Ratte durch Bestrahlung mit Mikrowellen: Autoradiographische Beweise durch ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose

Zusammenfassung
Autoradiographische Aufzeichnungen der Gehirnaktivität von mit gepulsten oder ungepulsten Mikrowellen bestrahlten Ratten wurden unter Verwendung von ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose gemacht. Insbesondere die Aktivität im Hörsystem wurde untersucht, weil frühere Forschungen gezeigt haben, daß gepulste Mikrowellenstrahlung Reaktionen des Gehörs von Menschen und Tieren hervorrufen kann. Dazu wurde bei neun Ratten jeweils ein Mittelohr zerstört um die Weiterleitung von Tönen aus der Luft auf die Schnecke des Gehörs zu dämpfen. Das sich dadurch ergebende Ungleichgewicht des Gehörs von vier nicht mit Mikrowellen bestrahlten Ratten zeigte sich in der in den beiden Hirnhälften unsymmetrischen Aufnahme von ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose in der Colliculus Inferior und im Corpus geniculatum mediale. Im Gegensatz dazu hat Bestrahlung eines Tieres mit gepulsten Mikrowellen zu einem symmetrischen Aufnahmemuster von radioaktivem C14 in diesen Strukturen des Gehirns geführt. Das zeigt, daß die Stimulierung des Gehörs mit gepulsten Mikrowellen unter Umgehung des Mittelohres stattfindet. Dieses Ergebnis hat die Verwendbarkeit der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Methode gezeigt um eine bekannte Wirkung von Mikrowellenstrahlung auf die Aktivität des Gehirns nachzuweisen.

Die Untersuchungen haben auch Wirkungen auf Hörzentren von 4 mit unmodulierter Strahlung behandelten Tieren gezeigt. Diese Wirkungen die bei anderen Verfahren nicht beobachtet wurden, haben sich bei Leistungsstärken von 2,5 und 10 mW/cm2 gezeigt. Um die Möglichkeit auszuschließen, daß unmodulierte Mikrowellen dieses Ergebnis durch direkte Einwirkung auf das Hirngewebe hervorgerufen haben, wurden zusätzliche Untersuchungen an zwei Ratten durchgeführt bei denen eine Schnecke des Gehörs zerstört worden war. Bei diesen beiden Tieren war die Aufnahme von ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose in der Colliculus Inferior und im Corpus geniculatum mediale im Allgemeinen gleich wie bei nicht bestrahlten Tieren. Die Aufnahme von ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose war also auf der Seite des Gehirns am größten, die der intakten Schnecke gegenüberlag. ( Anmerkung des Übersetzers: Die Informationsverarbeitung im Gehirn ist so organisiert, daß die linke Seite des Gehirns die rechte Seite des Körpers steuert und auch die Information der Nerven der rechten Seite verarbeitet. ).

Dieses Ergebnis und die Symmetrie der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in den am Hören beteiligten Bereichen beider Seiten des Hirns von Tieren bei denen auf einer Seite das Mittelohr zerstört worden war haben die Hypothese bestätigt, daß die Einwirkung der unmodulierten Mikrowellenstrahlung auf das Gehör innerhalb der Gehörschnecke stattfindet. Bei qualitativen Analysen von Autoradiographien wurde außerhalb der am Gehör beteiligten Bereiche keine Wirkung von unmodulierter Mikrowellenstrahlung mit Stärken von 2,5 und 10 mW/cm2 auf die Aktivität des Gehirns gefunden. Auch Bestrahlung mit gepulsten Mikrowellen bei einer durchschnittlichen Leistungsdichte von 2,5 mW/cm2 hatte keine Wirkung auf die durch die Autoradiographien aufgezeichnete Aktivität des Gehirns.

Einführung
Neue Forschungen zeigen, daß die Aktivität des Gehirns von Tieren während der Bestrahlung mit nicht ionisierender Strahlung bei Durchschnittsleistungen von 10 mW/cm2 oder weniger geändert wird. Zu diesen Ergebnissen gehört die Wahrnehmung von gepulster Mikrowellenstrahlung als Geräusch sowie die Wirkung von Mikrowellen, VHF ( Very High Frequency, ( Anmerkung des Übersetzers: 30-300 MHz )) und ELF ( Extremely Low Frequency, ( Anmerkung des Übersetzers: bis 300 Hertz )) Strahlung auf das Elektroenzephalogramm und das Verhalten. Allgemein anerkannte Mechanismen für die Umwandlung elektromagnetischer Energie in Wärme oder in mechanische Beeinflussung des Gewebes haben zu der Annahme geführt, daß die Hirnaktivität durch angemessene Stimulierung von Rezeptoren des Wahrnehmungssystems beeinflusst wird. Tatsächlich haben viele Untersuchungen direkte oder indirekte Beweise für die Wirkung von nichtionisierender Strahlung niedriger Leistung auf die Aktivität des Gehörs und des Vorhofes des Labyrinths des Ohres sowie auf die Nervensysteme der Haut geliefert.

Viele Forscher nehmen heute an, daß Änderungen in der Gehirnaktivität die Folge von durch Strahlung in der unmittelbaren Umgebung der Neuronen ausgelösten Änderungen sein könnten. Zusätzlich zu den möglichen Wirkungen geringer Temperaturerhöhungen auf die Gehirnaktivität könnten solche Änderungen durch Veränderungen der elektrischen Felder um die Neuronen oder durch Veränderungen der biochemischen Zusammensetzung des Zellzwischenraumes ausgelöst werden. So kann zum Beispiel die Einwirkung von ELF oder amplitudenmodulierter VHF Strahlung die Bindung von Kalziumionen im Hirngewebe beeinflussen. Diese Beeinflussung findet aber nur in einem engen Bereiche von Amplitude und Frequenz für die Einwirkung von ELF oder Amplitude und Modulationsfrequenz für die Einwirkung von VHF statt. Die außerhalb dieser Amplituden und Frequenz "Fenster" nicht vorhandenen Effekte sind ein starker Beweis für einen nicht durch Erwärmung ausgelösten Wirkungsmechanismus. Weil nun die Bindung und der Ausstoß von Kalzium mit Hemmung und Erregung in der Hirnrinde in Verbindung gebracht wird, könnte die Hirnaktivität bei Tieren beeinflusst werden, die einer Strahlung ausgesetzt werden, von der bekannt ist, daß sie die Kalziumbindung in vitro ( Anmerkung des Übersetzers: Also bei Präparaten von Nervenzellen die außerhalb des Gehirns untersucht werden ) beeinflusst. (...)

Es wurden Messungen der Aktivität im Hörsystems durchgeführt weil psychophysikalische, elektrophysiologische und Verhaltensstudien gezeigt haben, daß gepulste Mikrowellenstrahlung auf das Gehör von Menschen und anderen Tieren bei durchschnittlichen Leistungsdichten von weit unter 10 mW/cm2 einwirken können. Unsere Ergebnisse haben nicht nur diese bekannte Wirkung von gepulster Mikrowellenstrahlung auf die Aktivität des Gehirns gezeigt, sondern auch bisher unbekannte Reaktionen in Hörzentren von mit ungepulsten Mikrowellen bestrahlten Tieren nachgewiesen. (...)

Elf Sprague-Dawley Ratten mit einem Gewicht zwischen 150 und 250 Gramm wurden verwendet. Bei jedem Tier wurde entweder ein Mittelohr oder eine Gehörschnecke zerstört um die Übertragung von Tönen auf einer Seite des Gehörs zu unterbrechen oder stark zu verringern. (...)
Die Stimulationen wurden in einer doppelwandigen schallisolierten Kammer durchgeführt. (...)
Unmittelbar vor der Einwirkung des jeweiligen Stimulus wurde jeder Ratte ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose (...) mit einer Radioaktivität von 25 Mikrocurie pro 100 Gramm Körpergewicht in 1,5 ml physiologischer Salzlösung gespritzt. Die Tiere wurden danach für eine Zeit von 45 Minuten einzeln einem der verschiedenen Stimuli ausgesetzt. Von den 4 Tieren die nicht mit Mikrowellen bestrahlt wurden, wurden 2 Tiere akustischen Klicks mit einem Schalldruckpegel von 87 dB ausgesetzt. Bei einem Tier wurde mit Infrarotstrahlung die Erwärmung durch Mikrowellen mit einer Leistung von 10mW/cm2 simuliert. Das 4. Tier wurde ohne irgendeine Behandlung in der schallisolierten Kammer gehalten. Die akustischen Klicks wurden hervorgerufen indem elektrische Pulse mit einer Länge von 100 Mikrosekunden mit einer Wiederholrate von 10 Pulsen pro Sekunde auf einen Lautsprecher (...) gegeben wurden. (...)

Sieben Tiere wurden mit Mikrowellen bestrahlt. In einem ersten Versuch wurde eine Ratte mit gepulsten Mikrowellen mit einer durchschnittlichen Leitung von 2,5 mW/cm2 bei einer Spitzenpulsleistung von 12,5 W/cm2 bestrahlt. Ausgeprägte Unterschiede im Muster der Aufnahme von ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose in den Hörzentren zwischen diesem Tier und den nicht bestrahlten Tieren haben die Verwendbarkeit von ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose gezeigt um eine bekannte Wirkung von Mikrowellen auf die Aktivität des Gehirns zu demonstrieren. Nach dieser Vergewisserung wurden je zwei Ratten verwendet um die Möglichkeit von Änderungen der Hirnaktivität durch Bestrahlung mit ungepulsten Mikrowellen mit Stärken von 2,5 mW/cm2 und 10 mW/cm2 zu untersuchen. Die bei diesen zwei Tieren erhaltenen Ergebnisse zeigten unerwartete Reaktionen in der Colliculus Inferior und im Corpus geniculatum mediale. Um den genauen Ort der Einwirkung der ungepulsten Mikrowellenstrahlung bei der Stimulation des Hörsystems zu finden, wurden zwei weitere Ratten, bei denen jeweils eine Gehörschnecke zerstört worden war, mit ungepulsten Mikrowellen mit einer Leistung von 10 mW/cm2 bestrahlt.

Bei der Bestrahlung mit gepulsten Mikrowellen wurden Pulse mit einer Länge von 20 Mikrosekunden und einer Frequenz von 2450 MHz mit einer Pulswiederholrate von 10 Pulsen pro Sekunde mit einem rechteckigen Hornstrahler (...) abgestrahlt. Die Antenne befand sich in einer Entfernung von 8 cm vom Kopf der Ratte so daß sich das Tier in der Übergangszone zwischen Nahfeld und Fernfeld befand, also in dem Bereich in dem zuerst die Bedingung für eine Bestrahlung mit einer ebenen elektromagnetische Welle herrscht. ( Anmerkung des Übersetzers: Im Nahfeld einer Antenne herrscht eine sehr unübersichtliche Verteilung zwischen dem elektrischen und dem magnetischen Feld sowie eine ungleichmäßige Verteilung der Energiedichte, so daß man oft, wie hier, bei Untersuchungen der biologische Wirkung von Hochfrequenzfeldern im Fernfeld arbeitet. ) (...)

Die Bestrahlung von Tieren mit ungepulsten Mikrowellen fand mit Hilfe eines Streifenleiters mit parallelen Platten statt der von einer Mikrowellenquelle mit einer Frequenz von 918 MHz angeregt wurde. (...)
Die Ratten wurden einzeln mit dem Kopf in die Richtung, aus der die Mikrowellen kamen, auf den mittleren Streifenleiter gebracht so daß die Längsachse ihres Körpers in Richtung der Wellenausbreitung ausgerichtet war. (...)

Messung der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme im Gehirn
Die Tiere wurden nach dem Ende der Stimulierung getötet. (...) Das Gehirn wurde in der Stirnebene in 30 Mikrometer dünne Scheiben geschnitten. Die Scheiben wurden (...) sofort bei 60° auf einer Heizplatte getrocknet. Autoradiographien der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme im gesamten Gehirn wurden hergestellt indem die Scheiben auf die empfindliche Seite von Röntgenfilm gebracht wurden der nach einer Einwirkungszeit von 5 Tagen bei grobkörnigem und 12-14 Tagen bei feinkörnigem Film entwickelt wurde. ( Anmerkung des Übersetzers: Die Strahlung des radioaktiven Kohlenstoff 14 schwärzt den Film, so daß an Stellen mit hohem Zuckerverbrauch der Film dunkler wird als an Stellen mit niedrigem Zuckerverbrauch. Der Zuckerverbrauch durch die Nervenzellen wird also als Maß für die Aktivität der Zellen verwendet. )(...)

Ergebnisse
Das wichtigste Ergebnis dieser Untersuchung wurde durch die Zerstörung eines Mittelohres oder einer Schnecke des Gehörs erhalten. Die von so vorbereiteten Tieren erhaltenen Autoradiographien zeigten für verschiedene Bedingungen der Stimulation ausgeprägte Unterschiede in den Mustern der optischen Dichte an den Stellen der Hörzentren. Weil diese Unterschiede besonders deutlich an der Colliculus Inferior sichtbar sind ( Bild 1 ) werden die Ergebnisse in diesem Teil des Gehirns ausführlich beschrieben. (...)


Bild 1. Autoradiographien der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in der Schnittebene der Colliculus Inferior. Autoradiographien von Tieren die Kontrollstimuli ausgesetzt waren befinden sich auf der linken Seite. Sie zeigen repräsentative Schnitte für die Einwirkung von akustischen Klicks ( A ), ohne Strahlung ( B ) und für Infrarotstrahlung ( C ). Autoradiographien von mit Mikrowellen bestrahlten Tieren sind auf der rechten Seite wiedergegeben. Sie zeigen repräsentative Schnitte für die Einwirkung von gepulster Mikrowellenstrahlung mit einer Spitzenleistung von 12,5 W/cm2 bei einer Durchschnittsleistung von 2,5 mW/cm2 ( D ), ungepulster Mikrowellenstrahlung mit einer Leistung von 10 mW/cm2 ( E ) und ungepulster Mikrowellenstrahlung mit einer Leistung von 2,5 mW/cm ( F ). Vor der Einwirkung des Stimulus wurden die Gehörknöchelchen des Mittelohres auf der rechten Seite der Schnitte zerstört. Die Autoradiographien in diesem Bild wurden ohne die Hirnrinde gemacht. Die einzelnen Bereiche der Schnitte in der Ebene der Colliculus Inferior sind aus der Zeichnung von Bild 2 C ersichtlich. Die kleinen Kreise in einigen der Autoradiographien stammen von Luftblasen die während der Übertragung der Schnitte (...) entstanden sind.

Muster der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in der Colliculus Inferior von Tieren die einer Kontrollstimulation ausgesetzt waren
In Bild 1 A wird eine Autoradiographie eines Tieres das akustischen Klicks ausgesetzt war gezeigt. Man erkennt eine offensichtliche Asymmetrie der optischen Dichten bei dieser Autoradiographie wobei sich der dunkelste Bereich im zentralen Kern der Colliculus Inferior auf der dem funktionsfähigen Ohr gegenüberliegenden Seite befindet. Dieses Ergebnis war zu erwarten da sie meisten von einer Schnecke des Gehörs aufsteigenden Nervenwege im zentralen Kern der Colliculus Inferior auf der gegenüberliegenden Seite des Gehirns enden. Über ähnliche Muster der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in der Colliculus Inferior wurde auch von anderen Forschern berichtet, die Tiere verwendet haben, bei denen ein Gehörgang verschlossen oder eine Schnecke zerstört worden war.

Eine beidseitige Asymmetrie der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in der Colliculus Inferior wurde auch bei den beiden Kontrolltieren beobachtet die nicht absichtlich einem Geräusch ausgesetzt worden waren. Dieses Ergebnis ist in den Bildern 1 B und C wiedergegeben, wobei Bild 1 B eine Autoradiographie des Tieres zeigt das während der Zeit in der schallisolierten Kammer nicht bestrahlt wurde. Bild 1 C zeigt eine Autoradiographie des Tieres das mit Infrarot bestrahlt wurde. Die Muster der optischen Dichte dieser beiden Autoradiographien zeigen daß schwache Stimulation der einen Schnecke durch die Weiterleitung schwacher Umgebungsgeräusche durch das intakte Mittelohr genügte um einen hohen Stoffwechsel in der Colliculus Inferior der gegenüberliegenden Seite des Gehirns auszulösen. (...)

Muster der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in der Colliculus Inferior bei Tieren die Mikrowellenstrahlung ausgesetzt waren
Im Gegensatz zu den Bildern der Colliculus Inferior der Kontrolltiere wurde bei den mit Mikrowellen bestrahlten Tieren eine symmetrische Aufnahme von ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose gefunden. Bild 1 D zeigt eine Autoradiographie eines gepulster Mikrowellenstrahlung ausgesetzten Tieres. In dieser Autoradiographie ist die optische Dichte am Ort der einen Colliculus Inferior gleich oder fast gleich der am Ort der anderen Colliculus Inferior. Und die optischen Dichten an den Orten dieser beiden Colliculi Inferior reichen an die Dichte der Colliculus Inferior mit der höchsten Dichte bei den Kontrolltieren ( Bild 1 A-C ) heran. Dieses Ergebnis zeigt, daß gepulste Mikrowellenstrahlung eine Stoffwechselreaktion im zentralen Hörsystems durch einen anderen Mechanismus als den der Weiterleitung von Energie durch das Mittelohr auslösen kann. Psychophysische und elektrophysiologische Beobachtungen stimmen mit dieser Interpretation überein. So wurde zum Beispiel eine Wirkung von gepulsten Mikrowellen auf das Gehör von menschliche Versuchspersonen mit massiver Verringerung der Funktion des Mittelohres und von Meerschweinchen mit an den Gehörknöchelchen unterbrochener Weiterleitung des Schalls gezeigt.

Die Muster der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme bei Bestrahlung mit ungepulsten Mikrowellen ähnelten überraschenderweise denjenigen Aufnahmemustern, die bei der Bestrahlung mit gepulsten Mikrowellen erhalten wurden. Bild 1 E zeigt eine Autoradiographie eines mit ungepulsten Mikrowellen mit einer Leistung von 10 mW/cm2 bestrahlten Tieres und Bild 1 F die eines mit ungepulsten Mikrowellen einer Leistung von 2,5 mW/cm2 bestrahlten Tieres. Bei diesen Autoradiographien erkennt man eine beidseitige Symmetrie der optischen Dichte am Ort der Colliculus Inferior die eine Beeinflussung des Gehörs durch ungepulste Mikrowellenstrahlung anzeigt.

Um die Möglichkeit auszuschließen, daß ungepulste Mikrowellenstrahlung dieses Ergebnis durch direkte Einwirkung auf das Gewebe des Gehirns verursacht, wurden zusätzliche Untersuchungen an zwei Tieren gemacht, bei denen jeweils eine Schnecke zerstört worden war. Bei diesen beiden Tieren war die ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme im Colliculus Inferior der der funktionsfähigen Schnecke gegenüberliegenden Seite am größten. Die Asymmetrie an den Orten der Colliculus Inferior war tatsächlich mindestens so groß wie bei den Kontrolltieren ( Bilder 1 A-C ). Dieses Ergebnis zeigt zusammen mit dem Ergebnis der beidseitigen Symmetrie der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in den Nervenwegen des Gehörs von Tieren, bei denen ein Mittelohr zerstört worden war, daß ungepulste Mikrowellenstrahlung bei der Auslösung von Reaktionen des Gehörs an irgendeinem Ort innerhalb der Schnecke wirkt.

Muster der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in anderen Strukturen des Gehirns
(...) Die hinter der Colliculus Inferior liegenden am Gehör beteiligten Bereiche zeigten bei allen Gehirnen hohe optische Dichten. Repräsentative Autoradiographien in der Ebene des kochleären Kerns und des oberen olivenförmigen Komplexes sind in Bild 2 D und E wiedergegeben. Obwohl die charakteristischen Formen der seitlichen superioren Olive, der mittleren superioren Olive und des kochleären Kerns beim Vergleich der Autoradiographien mit den Zeichnungen, die mit Hilfe von Nissl-Färbungen gemacht wurden ( Bild 2 A und B ), zu erkennen sind, wurden, außer bei den Autoradiographien von den beiden Tieren mit einer zerstörten Schnecke, keine Unterschiede zwischen den beiden Seiten beobachtet.


Bild 2. Autoradiographien der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in drei Ebenen des Gehirns von mit gepulsten Mikrowellen bestrahlten Ratten. Die Autoradiographien sind auf der rechten Seite nacheinander von Kaudal ( Schwanzwärts) nach Rostral ( Kopfwärts ) angeordnet ( D, E und F ). Die zur Identifizierung der Strukturen der Schnitte verwendeten Zeichnungen befinden sich jeweils links neben der entsprechenden Autoradiographie. Die verwendeten Abkürzungen bedeuten: cg: zentrales Grau; cn: kochleärer Kern; cp: zerebraler Stiel; ip: interpedunkulärer Kern; ic.c: zentraler Kern des Colliculus Inferior; ic.p: perizentraler Bereich des Colliculus Inferior; lso: seitliche superiore Olive; mso: mittlere superiore Olive; IV: Kern des trochleären Nerven; VII: Nervus Facialis; py: Pyramis; rb: restiformer Körper; sp tr V: dem Rückenmark zugewandter Teil des Trigeminusnerven; vest: vestibulärer Kern; X: motorischer Kern des Vagusnerven

Innerhalb der Corpi geniculatum mediale war die optische Dichte in den ventralen ( bauchseitigen ) Bereichen unter allen Stimulationsbedingungen am größten. Der Vergleich der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme der Corpi geniculatum mediale in den beiden Seiten des Gehirns entsprach der Verteilung im Colliculus Inferior. Dieses Ergebnis ist nicht überraschend da die hauptsächliche Weiterleitung der Informationen vom Colliculus Inferior in den ventralen Teil des Corpus geniculatum mediale der gleichen Körperseite führt. Bild 3 C zeigt das Muster der optischen Dichte in der Ebene des Corpus geniculatum mediale bei einem mit gepulsten Mikrowellen bestrahlten Tier. Außerhalb des am Hören beteiligten Systems wurden keine qualitativen Unterschiede der optischen Dichte bei unterschiedlichen Bestrahlungsbedingungen gefunden.


Bild 3. Autoradiographien der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Aufnahme in rostralen ( kopfwärtigen ) Schnitten des Gehirns einer mit gepulsten Mikrowellen bestrahlten Ratte. Autoradiographien von weiter caudal ( schwanzwärts ) gelegenen Schnitten dieses Gehirns sind in Bild 2 wiedergegeben. Abkürzungen: am: Mandelkörper; bg: Basalganglion; hb: Zirbeldrüsenstiel; hi: Hippocampus; hyp: Hypothalamus; mb: warzenförmige Körper; mg: Corpus geniculatum mediale; sc: Colliculus Superior; vmt: bauchseitiger mittlerer thalamischer Kern; vpt: bauchseitiger hinterer thalamischer Kern. Die Wölbungen und Falten am Rand der beiden Autoradiographien sind durch das Schneiden entstanden.

Effektivität der ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Methode
Die Ergebnisse unserer Forschungen zeigen daß die ( 14C )2-Deoxy-D-Glucose Methode ein leistungsfähiges Werkzeug beim Auffinden der Orte sein kann, an denen nichtionisierende Strahlung auf das Gehirn einwirkt. Diese Methode ermöglicht eine gleichzeitige in vivo ( Anmerkung des Übersetzers: Also im lebenden Tier ) Bestimmung des Glucoseverbrauchs und der damit verbundenen funktionellen Aktivität in den meisten makroskopischen Strukturen des Gehirns. Dadurch kann die Wirkung der Stimulation von Sinnesorganen auf die Aktivität der diese Reize weiterverarbeitenden Nervenzentren identifiziert und von anderen durch die Einwirkung von Strahlung auf die Umgebung der Neuronen hervorgerufenen Änderungen der Aktivität getrennt werden. (...)

Mögliche Mechanismen der Einwirkung von Mikrowellenstrahlung auf das Gehör
Obwohl verschiedene Erklärungen für die Wirkung von gepulster Mikrowellenstrahlung auf das Gehör veröffentlicht worden sind beschreibt die einzige Hypothese, für die es eine umfangreiche experimentelle Unterstützung gibt, die Stimulation der Schnecke durch von Mikrowellen hervorgerufene Druckwellen innerhalb des Schädels. Solche mechanischen Spannungen könnten durch `thermoelastische´ Ausdehnung während schneller Aufnahme von elektromagnetischer Energie, durch Elektrostriktion ( Anmerkung des Übersetzers: Dieser Begriff beschreibt die Verformung eines Dielektrikums durch ein elektrisches oder ein elektromagnetisches Feld. In einem Dielektrikum können sich die darin enthaltenen elektrischen Ladungen nicht wie die Elektronen in einem Metall bewegen, da es nicht leitfähig ist. Trotzdem werden die Ladungen aber von dem Feld angezogen oder abgestoßen. Deshalb bewegt oder verformt sich das gesamte Dielektrikum mit den darin enthaltenen Ladungen. ) oder durch den Druck der Strahlung.

Neuere Messungen der Aktivität von einzelnen Fasern im Hörnerv von Katzen deuten tatsächlich darauf hin, daß die Mehrzahl der durch gepulste Mikrowellenstrahlung hervorgerufenen Wirkungen auf das Gehör tatsächlich die Folge von an der Basilarmembran ( Anmerkung des Übersetzers: Die Basilarmembran befindet sich in der Schnecke und trägt die Nervenzellen die die Geräusche wahrnehmen ) oder in ihrer Nähe hervorgerufenen mechanischen Spannungen sind. Ein unerwartetes Ergebnis unserer Untersuchung ist die Empfindlichkeit des Gehörsystems für ungepulste Mikrowellenstrahlung. Es ist unwahrscheinlich daß mechanische Stimulation der Schnecke als Erklärung dafür in Frage kommt, denn unsere Tiere wurden ungepulster Mikrowellenstrahlung mit einer Anstiegszeit der Leistung beim Einschalten von ungefähr einer Minute ausgesetzt.

Diese schrittweise Erhöhung der elektromagnetischen Energie ist weit von der nötigen kurzen Anstiegszeit ( ungefähr 1 Mikrosekunde ) entfernt die benötigt wird um messbare Spannungen in festen Materialien oder in Behältern mit Kaliumchloridlösung während der Bestrahlung mit gepulsten Mikrowellen hervorzurufen. Außerdem war die Wirkung der ungepulsten Mikrowellenstrahlung bei einer einfallenden Leistungsdichte von 2,5 mW/cm2 klar erkennbar. Dieser Wert beträgt weniger als ein dreißigstel der Spitzenleistung eines Mikrowellenpulses der beim Menschen und bei Tieren an der Schwelle der Wahrnehmbarkeit durch das Gehör liegt. Diese Reaktion auf ungepulste Mikrowellenstrahlung zeigt gemeinsam mit bestimmten Wirkungen gepulster Mikrowellenstrahlung die nicht durch die Hypothese der mechanischen Stimulation erklärt werden, daß mindestens zwei Mechanismen bei der Einwirkung von Mikrowellen auf die Aktivität des Gehörs beteiligt sind.

Die Ergebnisse unserer Forschung zeigen daß ungepulste Mikrowellenstrahlung bei der Auslösung von Reaktionen des Gehörs an einem Ort in der Schnecke einwirkt. Betrachten wir kurz die möglichen Mechanismen dieser Einwirkung. Die Vorgänge der Signalerkennung und Übertragung in der Schnecke werden nicht nur durch den Einfluß von mechanischer Reizung sondern auch durch Änderung der Temperatur, durch das Fließen eines körperfremden elektrischen Stromes durch das Corti-Organ ( Anmerkung des Übersetzers: Zellgruppe innerhalb der Schnecke ) und durch Änderungen der Konzentration der Kalziumionen in der Perilymphe ( Anmerkung des Übersetzers: Flüssigkeit in der Schnecke ) beeinflusst. (...)

Wir schätzen die Zunahme der Temperatur innerhalb der Schnecke von lebenden Ratten, die einer Strahlung der Frequenz 918 MHz mit einer Energiedichte von 2,5 mW/cm2 ausgesetzt werden, auf 0,1 bis 0,5 Grad. Stärke und zeitlicher Verlauf der Reaktion des Hörnervs von Katzen auf Klicks sind in guter Annäherung im Bereich zwischen 0 und 45° C linear von der Temperatur innerhalb der Schnecke abhängig. Bei Aufzeichnungen an einzelnen Fasern des Hörnervs verdoppelte eine Zunahme der Temperatur um 4° C ( von 34 auf 38° C ) die Zahl der Reaktionen des Nerven auf kurze Tonfolgen, erhöhte die Frequenz für die die beobachteten Neuronen am empfindlichsten waren um 0,04 Oktaven und erhöhte die spontane Aktivität bei Ruhe, also ohne Stimulation durch Töne. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, daß sogar kleine durch Mikrowellenstrahlung niedriger Energie verursachte Zunahmen der Temperatur zu einer Änderung der Aktivität des Gehörs führen könnten.

Außer diesem Einfluß der Temperaturzunahme könnte die Schnecke auch auf elektrische Stimuli reagieren die im Mikrowellenfeld an der Zellemembran hervorgerufen werden. Sowohl spontane ( Anmerkung des Übersetzers: Also ohne die Einwirkung von Geräuschen entstehende ) als auch ( Anmerkung des Übersetzers: durch Geräusche ) ausgelöste Aktivitäten im Hörnerv nehmen zu wenn körperfremde Ströme durch das Corti-Organ in Richtung von der Scala vestibuli zur Scala tympani geleitet werden. Untersuchungen von Modellen der Schnecke zeigen, daß die Grenze der Reaktion auf von außen zugeführten Strom, der über die Zilien tragenden Enden der einzelnen Haarzellen fließt, deutlich unter 5x10hoch-12 Ampere liegen kann. Starke Unterschiede der elektrischen Ladung zwischen den Lagen der Zellmembran und der Flüssigkeit außerhalb der Zellen haben zu dem Schluß geführt daß Felder mit Mikrowellenfrequenz an solchen Gewebegrenzen zumindest teilweise gleichgerichtet werden können. Eine andere Möglichkeit ist die Einwirkung des elektromagnetischen Feldes durch Resonanz mit den die Membrankanäle verschließenden Teilchen wodurch sich diese Teilchen verschieben oder in den geöffneten Zustand "springen" könnten. Das würde Ionen ermöglichen die Membran zu durchqueren. In beiden Fällen könnte die Wirkung von durch Mikrowellen hervorgerufenen Strömen zuerst in der Schnecke auftreten weil die Haarzellen dort sehr empfindlich für Störungen des Ionenstroms sind.

Zuletzt liegt es nahe, einen möglichen Zusammenhang zwischen durch Strahlung hervorgerufenen Änderungen der Bindung von Kalziumionen im Gewebe des Gehirns und der bekannten Empfindlichkeit der Schnecke für Änderungen der Konzentration von Kalziumionen in der Perilymphe zu betrachten. Insbesondere ahmt eine Zunahme von Kalzium in der Perilymphe die hemmende Wirkung der Stimulation des Olivocochleären Bündels ( OCB ) nach, was dazu führt daß die Empfindlichkeit der Schnecke zunimmt während das Aktionspotential des gesamten Nerven abnimmt. Diese und andere Ergebnisse deuten darauf hin, daß Kalzium eine Schlüsselrolle bei der Freisetzung von Überträgersubstanzen an den Enden der OCB Fasern spielt. Wenn die Einwirkung von Mikrowellenstrahlung die Konzentration von Kalziumionen an diesen oder vielleicht an anderen Orten innerhalb der Schnecke beeinflußt, könnte man Änderungen in der Aktivität des Gehörs erwarten. Bis heute wurden durch Strahlung verursachte Änderungen der Kalziumbindung nur in einen schmalen Bereich der Frequenz und der Stärke bei der Einwirkung von ELF oder der Modulationsfrequenz und der Stärke bei der Einwirkung von VHF beobachtet. Mögliche Änderungen durch die Einwirkung von ungepulster Mikrowellenstrahlung erscheint aus dieser Sichtweise wenig wahrscheinlich.

Wahrnehmung von ungepulster Mikrowellenstrahlung
Die Einwirkung von ungepulster Mikrowellenstrahlung auf die Aktivität des Gehörs wirft die Frage auf ob diese Energieform wahrgenommen werden kann oder nicht. Wenn auch keine Berichte über das direkte Hören in der Literatur erschienen sind, so haben doch russische Forscher vor langer Zeit darauf bestanden daß Änderungen der Hörschwelle während oder kurz nach der Bestrahlung mit ungepulsten Mikrowellen niedriger Stärke auftreten. (...) In neuerer Zeit haben Sagalovich und Melkumova über eine Abnahme der Stärke von durch Klicks hervorgerufenen Potentialen in dem für das Hören zuständigen Bereich der Hirnrinde von Kaninchen und weißen Mäusen berichtet, wenn diese Tiere gepulster Mikrowellenstrahlung ausgesetzt waren. Signifikante Verringerungen wurden bei Pulsspitzenleistungen von 14 und 28 mW/cm2 beobachtet. Diese Werte liegen deutlich unter dem Wert ( 80 mW/cm2 ) der benötigt wird um "direktes" Hören auszulösen.

In einer anderen Untersuchung fand Bourgeois eine Zunahme der Empfindlichkeit des Gehörs bei menschlichen Versuchspersonen während der Bestrahlung mit ungepulster oder mit Sinuswellen modulierter Mikrowellenstrahlung niedriger Spitzen- und Durchschnittsleistung ( Die höchste verwendete Leistungsdichte betrug 2,1 mW/cm2 ). Diese Ergebnisse sind zwar schwer zu bewerten da Sagalowich und Melkumova Metallelektroden verwendeten um Hirnpotentiale in einem elektromagnetischen Feld aufzuzeichnen und die von Bourgeois gefundene Zunahme der Empfindlichkeit ist ziemlich gering. Doch stimmen sie mit den drei oben genannten Hypothesen überein da alle drei Hypothesen eine Verschiebung der Hörschwelle vorhersagen. Aus diesem Grund könnte durch wahrgenommene Änderungen der Umgebungslautstärke indirekt auf das Vorhandensein von ungepulster Mikrowellenstrahlung geschlossen werden. (...)

Diese Studie wurde vom National Institute of Environmental Health Sciences gefördert.

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