手機，似乎早已成為「長」在當代人身上的一個重要器官。早晨睜開眼的第一件事兒，看手機；白天不帶手機幾乎寸步難行，時時刻刻需要check時間和資訊；結束了一天勞累的生活，最後一件事一定是玩會兒手機，伴機入眠......
不得不承認的是，科技在給人們帶來便利之外，必然也與「狠活」並存。比如：
電磁放射線（EMRs）
。
其實不僅是手機，人類日常生活中早已被由手機、基站和無路線由器等電子儀器發出的人工電磁訊號所侵占。
自20世紀50年代以來，人工電磁訊號的功率通量密度急劇增長、持續走高，已然升高到了自然水平的1018倍！
然而，高水平的EMRs究竟會引發怎樣的生物學效應，又是否存在潛在的健康危害呢？一直以來，是人們好奇且擔心的問題。
為了科學和系統地回答這一問題，來自西湖大學的施一公及其團隊基於不同的生物系統（包括：人類、動物、細胞和生化反應），總結了EMRs的生物學效應領域的共識、爭議、局限性和尚未解決的問題，該研究題為Interactions between electromagnetic radiation and biological systems，發表在
Cell子刊iScience
上。
DOI:https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109201
追溯起來，EMRs是一種在生命誕生之前就已存在於地球大氣層中的能量形式。
但EMRs的生物效應研究起來非常困難，原因有二：
一是
，人們無法有意識地感知到周圍電磁放射線的存在；
二是
，電磁放射線引發的生物效應會與其他因素誘發的復雜生物效應（比如：熱效應）揉雜在一起，所以無法分離和明確電磁放射線帶來的影響。
盡管難度系數大，但科研界從未放棄探究的步伐。現有資料來看，研究工作者們「八仙過海各顯神通」，采用多種方法來探究電磁放射線的生物效應，並總結在下表中。
EMR生物效應的研究總結
第一部份：EMRs對人類的影響
——具有累積性，長時間暴露恐造成性功能異常
隨著無線通訊技術的蓬勃發展，人們日常生活中的非放射線EMRs水平急劇上升，尤其是某些特殊職業的人接觸到的EMR功率密度更是「高得離譜」，比如：300kHz到300GHz範圍內的
射頻電磁放射線（RF-EMR）
。
因此，針對這部份職業暴露於高水平EMR中的人群進行流行病學調查，包括生理和病理影響、流行病學回顧性研究中的疾病、臨床癥狀、日常或職業暴露於EMR後的疾病情況，將提供重要的證據線索。
目前，流行病學調查主要集中在無線通訊中廣泛使用的RF-EMR的影響上，包括廣播、行動電話和Wi-Fi等。
EMR對人類的生物學效應的研究
普遍觀念中，EMR是一種看不見摸不到的存在。但一個有意思的問題是，
人類真的無法感知到EMR嗎？
先前有人群試驗顯示，暴露於數十kV/m的強直流或50-Hz交流電場中，參與者會出現皮膚感覺，比如刺痛或瘙癢；而這種皮膚感覺的閾值與電場頻率和空氣濕度有關。
那麽，
流行病學調查又得到了怎樣的結果呢？
事實上，短期暴露於900MHz的EMR會導致人的睡眠腦電圖（EEG）發生變化，但不會顯著改變心率。雖然較短時間暴露於EMRs的影響較弱，但電磁放射線對人體健康的危害具有累積性，長時間暴露帶來的影響可能更易觀察到。
舉例來說，在年輕工人中開展的研究顯示，
長達8年暴露於3.6–10GHz的微波中，會導致該人群發生性腺功能惡化的機率增加，包括性欲減退、虛弱症候群下的性功能紊亂，以及精子發生的各種改變。
另有研究顯示，暴露於800MHz到2.2GHz的行動電話EMR，也會降低精子的活力、存活率和濃度。這種影響的背後可能由粒線體活動介導。
2019年開展的一項報告顯示，磁場變化改變了人類大腦Alpha事件相關的去同步化，可見人腦具有潛在的磁敏感性。
基於上述研究，找到適用於生物系統的EMR的適當劑量是非常重要的，也是未來研究的重點方向。
第二部份：動物實驗中EMRs的影響
——多動物模型顯示，或影響生殖發育以及中樞神經
相比於人類試驗，動物實驗開展起來相對容易——研究者可以直接將實驗動物暴露於EMR環境中，並自行擬定EMR的功率和暴露時間的長短，從而更直觀且便捷地觀察到電磁放射線誘導的新生物效應。
目前，常見的動物模型涵蓋了秀麗隱桿線蟲（C. elegans）、渦蟲類、果蠅和嚙齒動物，用以探究EMR對生物體的影響。而其他對電磁放射線敏感或具有導航能力的動物，比如海洋動物（鯊魚、鰩和鰻魚）、昆蟲類（蜜蜂和澳洲布岡夜蛾）和鳥類（歐洲旅鶇和鴿子）等，也是很好的研究物件。
部份動物實驗
舉例來說，與人群試驗類似，研究者在多種動物模型中觀察到精子發生的改變和精液指標的惡化，比如數量減少、活力降低、異常形態比例的增加等等。將斑馬魚胚胎在受精後的24-72小時內暴露於100MHz的EMR，會導致胚胎發育的變化。
大鼠實驗顯示，連續10周暴露於2.45GHz的EMR中後，生物體的總抗氧化能力和抗氧化酶活性會明顯降低。此外，900MHz或1.8GHz的脈沖調變RF-EMR會導致大鼠血腦屏障的通透性增加。
更多的動物實驗顯示，
RF-EMR還會影響神經元、大腦形態、早期發育的神經形成，以及中樞神經系統的功能（即情緒、記憶和辨識）。
比如：連續9天暴露於2.4GHz就會改變小鼠的睡眠模式；另外，將大鼠產前暴露於2.45RF-EMR能夠改變其產後發育，導致焦慮、運動障礙和探索行為障礙。
不過，采用動物實驗來調查EMR的生物效應也存在一定的挑戰：
一是
，確定適當的EMR模式（如頻率、振幅和調變），試圖用動物實驗涵蓋所有的EMR模式是非常困難的；
二是
，生物界的巨大多樣性，觀察結果無法推廣到其他物種。
第三部份：其他EMR研究方法
——施一公團隊多次發文，警惕EMR健康損害
當然，除了人群試驗和動物實驗之外，EMR相關的研究還包括體外細胞系統和生化反應系統，而研究方法還涉及介電光譜學、生物電磁放射線的檢測和理論預測。
2023年12月，西湖大學校長施一公及其團隊曾在
Bioelectrochemistry
上發表相關研究，他們提出了一種微制造的、配備3D三維晶體管的低頻電磁刺激芯片實驗室，可用於顯微鏡下觀察電磁對細胞系的影響。
緊接著，研究者使用任意波形發生器給兩組細胞施加10Vpp（電壓）、10kHz（頻率）的電磁訊號，並保持在37℃、5%CO2和100%濕度的環境下培養24小時；另有兩組在無電磁刺激下培養。
顯微鏡下顯示，
經過24小時的電磁刺激後，細胞密度明顯低於對照組。這意味著，在10kHz訊號的影響下，細胞生長受到了明顯抑制。
也就是說，
電腦、手機等電子裝置所包含的10kHz電磁訊號恐會顯著影響細胞生長！
顯微鏡下的細胞變化情況（A-B為對照組，C-D為實驗組）
值得一提的是，現階段有關「EMR對生物系統影響」的研究都局限於日常生活中常見的電磁放射線頻率，比如50-60Hz的電力頻率，800–935MHz、1.8GHz和1.9GHz的行動電話通訊頻段，和2.4–2.45GHz的Wifi通訊頻段。相比之下，針對其他頻率下EMR的生物影響的研究，更是少之又少，亟需進一步探究。
總結來說，施一公團隊的這篇綜述更是提醒我們，千萬別成為手機及其他電子裝置的奴隸！
之前有研究顯示，手機射頻電磁波的大小與距離成反比，即隨著距離增加，手機射頻電磁波的值越來越小。因此，看完這篇文章就放下手機，遠離「最近」的電磁放射線，走進「現實世界」吧。
參考資料：
[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
編輯 | Swagpp
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