Μελέτη επίδρασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από ασύρματο τερματικό εξοπλισμό στα ηλεκτρικά σήματα του εγκεφάλου

Abstract

Αντικείμενο της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από ασύρματο τερματικό εξοπλισμό στα ηλεκτρικά σήματα του εγκεφάλου. Χρησιμοποιήθηκαν ήδη υπάρχοντα δεδομένα και διεξήχθησαν καινούργια πειράματα για τη συλλογή νέων μετρήσεων με σκοπό τη μελέτη εγκεφαλικών σημάτων παρουσία ακτινοβολίας. Έγινε επεξεργασία και στατιστική ανάλυση των μετρήσεων με διάφορες μεθόδους για την εξαγωγή αποτελεσμάτων και συμπερασμάτων. Αρχικά παρουσιάζεται η δομή των νευρικών κυττάρων και τα δυναμικά που αναπτύσσονται σε αυτά με αποτέλεσμα τη δημιουργία και μετάδοση των ηλεκτρικών σημάτων. Περιγράφεται ο τρόπος καταγραφής του εγκεφαλικού σήματος και αναλύονται τα κύρια χαρακτηριστικά του, όπως οι φασματικές συνιστώσες και οι βασικές κορυφώσεις σε σχέση με το χρόνο των προκλητών δυναμικών. Στη συνέχεια παρουσιάζεται μία βιβλιογραφική επισκόπηση για την εξέλιξη της έρευνας στο θέμα της επίδρασης ακτινοβολίας στην ανθρώπινη εγκεφαλική λειτουργία και περιγράφονται οι πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν για τη συλλογή των δεδομένων. Αναλύεται η πειραματική διαδικασία στην οποία υπεβλήθησαν συνολικά 39 άτομα, κατά τη διάρκεια δύο πειραμάτων, υπό και χωρίς την επίδραση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στις συχνότητες που λειτουργούν τα κινητά τηλέφωνα (900 και 1800 MHz) καθώςκαι η οργάνωση των καταγεγραμμένων δεδομένων. Όσον αφορά στo ηλεκτροεγκεφαλογράφημα που καταγράφεται εν ηρεμία γίνεται εφαρμογή του μετασχηματισμού Fourier και παρουσιάζονται τα αποτελέσματα που προέκυψαν για την ενέργεια των φασματικών συνιστωσών του σήματος ύστερα από στατιστική επεξεργασία. Στα μετασχηματισμένα δεδομένα εφαρμόζεται η μέθοδος της συσχέτισης φασματικής ισχύος για την εξαγωγή περαιτέρω συμπερασμάτων. Ακολούθως περιγράφονται οι μέθοδοι επεξεργασίας των δεδομένων του ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος στο τμήμα που αφορά στα προκλητά δυναμικά, δηλαδή της δραστηριότητας του εγκεφάλου ύστερα από την έλευση ενός εξωτερικού ερεθίσματος. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της επεξεργασίας όπου μελετώνται οι διαφοροποιήσεις των κορυφώσεων του σήματος σε σχέση με την επίδραση της ακτινοβολίας καθώς και άλλων παραγόντων (φύση ερεθισμού, φύλο εξετασθέντων, σειρά ερωτήσεων). Στη συνέχεια περιγράφεται η πειραματική διαδικασία που διενεργήθηκε για τη συλλογή δεδομένων υπό την επίδραση Wi-Fi σήματος και στην οποία υπεβλήθησαν 30 άτομα. Παρουσιάζεται η επεξεργασία αυτών και αναλύονται αποτελέσματα για το τμήμα του σήματος που αφορά στα προκλητά δυναμικά ως προς την επίδραση ακτινοβολίας, φύλου και ψυχολογικής δοκιμασίας που ακολουθήθηκε.

The purpose of the present thesis is to study the effect of electromagnetic radiation from wireless terminal equipment on the electrical brain signals. Existing data were used and new experiments were conducted to collect new measurements in order to study brain signals in the presence of radiation. The measurements were processed and statistical analyzed using various methods for the extraction of results and conclusions. In the beginning of the thesis, the structure of nerve cells and the potentials developed in them resulting in the creation and transmission of electrical signals are described. The technique that brain signals are captured is presented and the main features, such as spectral components and main peaks in relation to time of evoked potentials are analyzed. Then, literatures review on the evolution of research into the effects of radiation on human brain function is presented and the experimental setups used to collect data are described. The experimental procedure and the organization and processing of the data are then described. A total of 39 subjects participated in two experiments with and without the influence of electromagnetic radiation of 900 and 1800 MHz. Regarding the resting electroencephalogram, Fourier transformation was applied and the results obtained for the energy of the spectral components of the signal are presented. The transformed data were analyzed using the method of spectral power coherence in order to extract further conclusions. The procedure of processing the evoked related potentials, ie the activity of the brain after the onset of an external stimulus, is then explained. The results of this processing are analyzed illustrating the variation of the signal peaks in relation to the effects of radiation and other factors (type of stimulation, gender, sequence of questions). In addition the experimental procedure that was conducted to collect data under the influence of Wi-Fi signal, in which 30 people participated, is presented. The EEG data processing is described and results for the evoked related potentials are analyzed concerning the effect of the radiation, the gender and the psychological test that was undertaken.