手机，似乎早已成为 " 长 " 在当代人身上的一个重要器官。早晨睁开眼的第一件事儿，看手机；白天不带手机几乎寸步难行，时时刻刻需要 check 时间和信息；结束了一天劳累的生活，最后一件事一定是玩会儿手机，伴机入眠 ......

不得不承认的是，科技在给人们带来便利之外，必然也与 " 狠活 " 并存。比如：电磁辐射（EMRs）。

其实不仅是手机，人类日常生活中早已被由手机、基站和无线路由器等电子仪器发出的人工电磁信号所侵占。自 20 世纪 50 年代以来，人工电磁信号的功率通量密度急剧增长、持续走高，已然升高到了自然水平的 1018 倍！

然而，高水平的 EMRs 究竟会引发怎样的生物学效应，又是否存在潜在的健康危害呢？一直以来，是人们好奇且担心的问题。

为了科学和系统地回答这一问题，来自西湖大学的施一公及其团队基于不同的生物系统（包括：人类、动物、细胞和生化反应），总结了 EMRs 的生物学效应领域的共识、争议、局限性和尚未解决的问题，该研究题为 Interactions between electromagnetic radiation and biological systems，发表在Cell 子刊 iScience上。

DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109201

追溯起来，EMRs 是一种在生命诞生之前就已存在于地球大气层中的能量形式。

但 EMRs 的生物效应研究起来非常困难，原因有二：一是，人们无法有意识地感知到周围电磁辐射的存在；二是，电磁辐射引发的生物效应会与其他因素诱发的复杂生物效应（比如：热效应）揉杂在一起，所以无法分离和明确电磁辐射带来的影响。

尽管难度系数大，但科研界从未放弃探究的步伐。现有资料来看，研究工作者们 " 八仙过海各显神通 "，采用多种方法来探究电磁辐射的生物效应，并总结在下表中。

EMR 生物效应的研究总结

第一部分：EMRs 对人类的影响

——具有累积性，长时间暴露恐造成性功能异常

随着无线通讯技术的蓬勃发展，人们日常生活中的非辐射 EMRs 水平急剧上升，尤其是某些特殊职业的人接触到的 EMR 功率密度更是 " 高得离谱 "，比如：300kHz 到 300GHz 范围内的射频电磁辐射（RF-EMR）。

因此，针对这部分职业暴露于高水平 EMR 中的人群进行流行病学调查，包括生理和病理影响、流行病学回顾性研究中的疾病、临床症状、日常或职业暴露于 EMR 后的疾病情况，将提供重要的证据线索。

目前，流行病学调查主要集中在无线通信中广泛使用的 RF-EMR 的影响上，包括广播、移动电话和 Wi-Fi 等。

EMR 对人类的生物学效应的研究

普遍观念中，EMR 是一种看不见摸不到的存在。但一个有意思的问题是，人类真的无法感知到 EMR 吗？

先前有人群试验显示，暴露于数十 kV/m 的强直流或 50-Hz 交流电场中，参与者会出现皮肤感觉，比如刺痛或瘙痒；而这种皮肤感觉的阈值与电场频率和空气湿度有关。

那么，流行病学调查又得到了怎样的结果呢？

事实上，短期暴露于 900MHz 的 EMR 会导致人的睡眠脑电图（EEG）发生变化，但不会显著改变心率。虽然较短时间暴露于 EMRs 的影响较弱，但电磁辐射对人体健康的危害具有累积性，长时间暴露带来的影响可能更易观察到。

举例来说，在年轻工人中开展的研究显示，长达 8 年暴露于 3.6 – 10GHz 的微波中，会导致该人群发生性腺功能恶化的概率增加，包括性欲减退、虚弱综合征下的性功能紊乱，以及精子发生的各种改变。另有研究显示，暴露于 800MHz 到 2.2GHz 的移动电话 EMR，也会降低精子的活力、存活率和浓度。这种影响的背后可能由线粒体活动介导。

2019 年开展的一项报告显示，磁场变化改变了人类大脑阿尔法事件相关的去同步化，可见人脑具有潜在的磁敏感性。

基于上述研究，找到适用于生物系统的 EMR 的适当剂量是非常重要的，也是未来研究的重点方向。

第二部分：动物实验中 EMRs 的影响

——多动物模型显示，或影响生殖发育以及中枢神经

相比于人类试验，动物实验开展起来相对容易——研究者可以直接将实验动物暴露于 EMR 环境中，并自行拟定 EMR 的功率和暴露时间的长短，从而更直观且便捷地观察到电磁辐射诱导的新生物效应。

目前，常见的动物模型涵盖了秀丽隐杆线虫（C. elegans）、涡虫类、果蝇和啮齿动物，用以探究 EMR 对生物体的影响。而其他对电磁辐射敏感或具有导航能力的动物，比如海洋动物（鲨鱼、鳐和鳗鱼）、昆虫类（蜜蜂和澳大利亚布冈夜蛾）和鸟类（欧洲旅鸫和鸽子）等，也是很好的研究对象。

部分动物实验

举例来说，与人群试验类似，研究者在多种动物模型中观察到精子发生的改变和精液指标的恶化，比如数量减少、活力降低、异常形态比例的增加等等。将斑马鱼胚胎在受精后的 24-72 小时内暴露于 100MHz 的 EMR，会导致胚胎发育的变化。

大鼠实验显示，连续 10 周暴露于 2.45GHz 的 EMR 中后，生物体的总抗氧化能力和抗氧化酶活性会明显降低。此外，900MHz 或 1.8GHz 的脉冲调制 RF-EMR 会导致大鼠血脑屏障的通透性增加。

更多的动物实验显示，RF-EMR 还会影响神经元、大脑形态、早期发育的神经形成，以及中枢神经系统的功能（即情绪、记忆和识别）。比如：连续 9 天暴露于 2.4GHz 就会改变小鼠的睡眠模式；另外，将大鼠产前暴露于 2.45RF-EMR 能够改变其产后发育，导致焦虑、运动障碍和探索行为障碍。

不过，采用动物实验来调查 EMR 的生物效应也存在一定的挑战：一是，确定适当的 EMR 模式（如频率、振幅和调变），试图用动物实验涵盖所有的 EMR 模式是非常困难的；二是，生物界的巨大多样性，观察结果无法推广到其他物种。

第三部分：其他 EMR 研究方法

——施一公团队多次发文，警惕 EMR 健康损害

当然，除了人群试验和动物实验之外，EMR 相关的研究还包括体外细胞系统和生化反应系统，而研究方法还涉及介电光谱学、生物电磁辐射的检测和理论预测。

2023 年 12 月，西湖大学校长施一公及其团队曾在Bioelectrochemistry上发表相关研究，他们提出了一种微制造的、配备 3D 三维晶体管的低频电磁刺激芯片实验室，可用于显微镜下观察电磁对细胞系的影响。

紧接着，研究者使用任意波形发生器给两组细胞施加 10Vpp（电压）、10kHz（频率）的电磁信号，并保持在 37 ℃、5%CO2 和 100% 湿度的环境下培养 24 小时；另有两组在无电磁刺激下培养。

显微镜下显示，经过 24 小时的电磁刺激后，细胞密度明显低于对照组。这意味着，在 10kHz 信号的影响下，细胞生长受到了明显抑制。也就是说，电脑、手机等电子设备所包含的 10kHz 电磁信号恐会显著影响细胞生长！

显微镜下的细胞变化情况（A-B 为对照组，C-D 为实验组）

值得一提的是，现阶段有关 "EMR 对生物系统影响 " 的研究都局限于日常生活中常见的电磁辐射频率，比如 50-60Hz 的电力频率，800 – 935MHz、1.8GHz 和 1.9GHz 的移动电话通信频段，和 2.4 – 2.45GHz 的 Wifi 通信频段。相比之下，针对其他频率下 EMR 的生物影响的研究，更是少之又少，亟需进一步探究。

总结来说，施一公团队的这篇综述更是提醒我们，千万别成为手机及其他电子设备的奴隶！

之前有研究显示，手机射频电磁波的大小与距离成反比，即随着距离增加，手机射频电磁波的值越来越小。因此，看完这篇文章就放下手机，远离 " 最近 " 的电磁辐射，走进 " 现实世界 " 吧。

参考资料：

[ 1 ] Liu L, Huang B, Lu Y, Zhao Y, Tang X, Shi Y. Interactions between electromagnetic radiation and biological systems. iScience. 2024 Feb 10;27 ( 3 ) :109201. doi: 10.1016/j.isci.2024.109201. PMID: 38433903; PMCID: PMC10906530.

[ 2 ] Lu Y, Shi Y. A microfabricated lab-on-chip with three-dimensional electrodes for microscopic observation of bioelectromagnetic effects of cells. Bioelectrochemistry. 2023 Dec;154:108554. doi: 10.1016/j.bioelechem.2023.108554. Epub 2023 Aug 28. PMID: 37657166.

撰文 | Swagpp

编辑 |   Swagpp

●  

●  

●  

点击下方「阅读原文」 立刻下载梅斯医学 APP！