Die Theorie von J. Lin und A. Guy erklärt den Effekt durch Vibration des Gewebes des Kopfes die durch Wärmeausdehnung dieses Gewebes während des Strahlungspulses verursacht wird. Diese Theorie ist am besten ausgearbeitet und am beliebtesten. Aber einige Versuchsdaten wiedersprechen dieser Theorie. Aus diesem Grund hat A. Frey mit Hilfe der holographischen Methode gezeigt, daß die Amplitude der Bewegungen des Gewebes zu gering ist um hörbar zu sein (Anmerkung des Übersetzers: Die im Text angegebene Literaturangabe, URSI Tagung 1976 bietet nur eine sehr kurze Zusammenfassung. Eine ausführliche Beschreibung des Versuchs findet sich in der Science vom Oktober 1979).
Auch einige psychophysikalische Besonderheiten dieses Effektes widersprechen Lins Theorie. Wir haben bereits früher vermutet, daß eine Person die einem Radiofrequenzton ausgesetzt ist, nur einen Teil des Spektrums der Radiofrequenzenergie zwischen 8 KHz und der oberen Grenze der hörbaren Tonfrequenz dieser Person wahrnehmen kann. Diese Vermutung wurde durch eine Reihe von Versuchsergebnissen bestätigt. So zum Beispiel durch die Abhängigkeit des unteren Schwellenwertes für das Radiofrequenzhören von der Pulwiederholrate ( Bild 1 ) und der Pulsdauer ( Bild 2 ) sowie durch die Tatsache, daß Personen deren obere Grenze der hörbaren Tonfrequenz unterhalb 8 - 9 KHz liegt, keinen Radiofrequenzton hören können.
Die Möglichkeit den hörbaren Radiofrequenzton durch die Überlagerung einer akustischen Sinuswelle auszulöschen ermöglichte uns die Tatsache nachzuweisen, daß die empfundene Lautstärke der 5 KHz Oberwelle des Spektrums im Vergleich zu der 10 KHz Oberwelle um mindestens 20 dB reduziert wird. Die thermoelastische Theorie von J. Lin kann dieses Ergebnis nicht erklären. Obendrein blieb die Höhe und die Charakteristik des Radiofrequenztones gleich wenn die Versuchsperson ihren Kopf unter Wasser hielt. Und das obwohl das Untertauchen des Kopfes zu bedeutenden Veränderungen der akustischen und elektrodynamischen Resonanzeigenschaften des Kopfes ( verursacht durch Änderungen der Schichtübergänge ) führt. Wenn Lins Theorie den Tatsachen entspräche, würden diese Änderungen einen Einfluß auf Höhe und Charakteristik des gehörten Radiofrequenztones haben.
Wenn die Dauer des Mikrowellenpulses auf 110 Mikrosekunden ansteigt ( Pulswiederholrate 1 KHz ) verringert sich die empfundene Lautstärke des Radiofrequenztones. Bei Pulslängen um 110 Mikrosekunden kommt es bei den meisten Versuchspersonen zu starken Änderungen in der Charakteristik des Radiofrequenztones. Subjektiv hat der Radiofrequenzton bei diesen Pulslängen im allgemeinen eine geringere Tonhöhe und es scheint, daß er von einem anderen Ort im Raum ausgeht als der "normale" Radiofrequenzton ( mit viel geringerer Pulslänge ). Wenn die Pulslänge ständig zwischen 110 Mikrosekunden und 50-60 Mikrosekunden wechselt hört die Versuchsperson zwei verschiedene Radiofrequenztöne gleichzeitig ( einen hohen Ton und den anderen verhältnismäßig niedrigen Ton ). Aber eine kurze Unterbrechung der Bestrahlung genügt um das Hören des Tones mit der niedrigeren Frequenz zu beenden.
Diese Tatsachen erlauben uns anzunehmen, daß es zwei Arten von Radiofrequenztönen gibt:
- Der hochfrequente Ton, der bei einer Pulslänge von 110 Mikrosekunden seine geringste Stärke hat und weitere Minima bei Pulslängen haben könnte die durch 110 teilbar sind.
- Der niederfrequente Ton der unter normalen Bedingungen durch den hochfrequenten Ton überdeckt wird und sich nur zeigt, wenn der hochfrequente Ton seine geringste Stärke angenommen hat.
( Anmerkung des Übersetzers: Unabhängig von diesen beiden beschriebenen Tonhöhen wird der üblicherweise hörbare Radiofrequenzton auch durch die Pulswiederholrate in seiner Höhe beeinflusst. So ergibt eine Pulswiederholrate von 2000 Pulsen pro Sekunde einen relativ niederfrequenten Radiofrequenzton währen eine Pulswiederholrate von 10 000 Pulsen pro Sekunde natürlich einen hochfrequenten Radiofrequenzton verursacht. )
Der Radiofrequenzton mit der geringeren Frequenz kann von Personen gehört werden, die den hochfrequenten Ton nicht wahrnehmen, aber solche Personen benötigen zum Hören eine sehr viel höhere Mindestleistung. Die Besonderheiten des oben beschriebenen Radiofrequenzhörens zeigen, daß die Theorie der thermoelastischen Ausdehnung nur den niederfrequenten Anteil des Radiofrequenztones erklären kann.
Während des Versuchs die möglichen Mechanismen des hochfrequenten Radiofrequenzhörens zu beschreiben erstellten wir ein mathematisches Modell auf der Grundlage von Ackermans "Volley Theorie". Nach dieser Theorie kann die allgemeine Aktivität einer Gruppe von spontan aktiven Zellen, wenn sie von irgendeinem äußeren Faktor beeinflusst wird, vorrübergehend auf diesen Einfluß reagieren, vorausgesetzt dieser Einfluß verändert bestimmte Parameter einiger Zellen der Zellgruppe ( zum Beispiel die durchschnittliche Frequenz des "Feuerns" der Zelle ). Die Frequenzanteile dieser Reaktion können deutlich höher liegen als die durchschnittliche Frequenz des Feuerns der Zellen. So können die Anteile der hohen Frequenz als Folge des ( Anmerkung des Übersetzers: aus dem kurzen und dem langen Puls ) zusammengesetzten Radiofreqenzsignals sich als die dem Gesamtsignal der Zellgruppe eigene Komponente darstellen.
Wir haben vorgeschlagen, daß im hier besprochenen Fall die Gruppe der Zellen des Corti-Organs in der Gehörschnecke, die gegenüber äußeren Einflüssen sehr empfindlich sind auch von der gepulsten Mikrowellenstrahlung beeinflusst wird. Als Beweise für diesen Vorschlag können Versuchsergebnisse über die sich kurzzeitig ändernde Durchlässigkeit von Modellen biologischer Membranen bei Mikrowellenbestrahlung, sowie die Daten über die Änderung der durchschnittlichen Pulsrate isolierter Froschherzen bei Mikrowellenbestrahlung zu bestimmten Zeitpunkten im Herzzyklus angesehen werden. (Anmerkung des Übersetzers: siehe auch Pulse modulated HF energy illumination of the heart associated with change in heart rate )
Unser Gesamtmodell bestand aus identischen mathematischen Modellen einer spontan aktiven Zelle die die grundsätzlichen Eigenschaften einer realen Zelle hatten und die ihre durchschnittliche Feuerrate ( um nicht mehr als 10 Prozent ) änderten wenn sie in bestimmten Phasen ihrer Funktion mit gepulsten Mikrowellen bestrahlt wurden. Die Gruppe der mathematischen Modellzellen bestand aus 40 000 Einzelelementen. Die Aktivität jedes einzelnen Elements war unabhängig von der Aktivität der anderen Elemente. Dann wurde die gemeinsame Aktivität des Gesamtmodells berechnet. Die Ergebnisse dieser Berechnungen ( Kurven 1-3 in Bild 3 ) stimmen Qualitativ mit den Ergebnissen von Untersuchungen der Reaktionen verschiedener aktiver Strukturen auf Bestrahlung mit einzelnen Radiofrequenzpulsen überein ( Kurven 4 und 5 aus: Frey, Brain stem evoked responses associated with low intensity pulsed UHF energy ( Anmerkung des Übersetzters: Dort die Kurven 5 und 6 in Bild 5) und Kurve 6 aus: J.C.Lin: Microwave Auditory Effects and Applications, Springfield 1978 ).
Wir hoffen, daß dieses Modell als Grundlage für die weitere Aufklärung des Mechanismus des hochfrequenteren Anteils des Radiofrequenzhörens verwendet werden kann.