これまでの研究で、携帯電話の30分間通話により発生する電磁波が、ヒトの運動野・
感覚野・聴覚野の基本的機能に影響を与えないこと、また運動野・視覚野・感覚野など を統合して行うvisuo-motor taskに、影響を与えないことを示した。今年度は同じ電磁 波が、最も基本的な眼球運動課題である視覚誘導性サッカード(visually guided
saccade)課題に与える影響を検討した。携帯電話から発生する電磁波が、何かに注意
を向ける事に影響を与えるとする報告がある(Lee et al, 2001, 2003[10,11]; Preece et
al, 1999[14]) 。注意集中する事は眼球運動と非常に密接な関係があり、関わる皮質領
域も共通していることから、電磁波は眼球運動にも影響を与える可能性がある。そこで、
本研究では電磁波により眼球運動のパラメータが変化するかどうかを検討した。
正常被験者に対してドームに埋め込まれたLEDが点灯するのを順に注視してもらう ような眼球運動課題を実施した。このような眼球運動課題の遂行には、視覚野・頭頂連 合野・前頭眼野などが関与している事が既に証明されている(図1)。そこで電磁波ばく 露前後での眼球運動の潜時、振幅、速度を比較した。電話の電磁波およびシャムばく露 前後で、潜時、振幅、速度などすべての眼球運動のパラメータに関して、有意な差を認 めなかった。以上より、30分間の携帯電話からの電磁波ばく露は、視覚野・頭頂連合野・
前頭眼野等の皮質領域が関与し、注意とも密接な関係のある眼球運動課題に影響しない と結論した。
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Ⅱ 研究目的
携帯電話は近年急速に社会に普及浸透しているが、それに伴い携帯電話から出る高周 波電磁波の生体への影響を検討することは社会的急務となっている。脳は携帯電話から の距離が近いため、特にこのような電磁波によって影響を受ける可能性が大きいと考え られ、電磁波の脳への影響を調べることは極めて重要である。電磁波のヒトの脳への影 響は、脳波計測などの他に、反応時間課題などを用いて行動に及ぼす影響を調べること により明らかにすることができるが、そのような課題の中でも神経の機能と構造の関連 が確立されている方法で検討されることが望ましい。
電磁波が脳機能に与える影響に関する研究は広範な分野に及ぶ(Reiser et al., 1995[15]; Freude et al., 1998[5]; Eulitz et al., 1998[4]; Preece et al.,1999[14];
Borbely et al., 1999[2]; Koivisto et al., 2000[8]; Huber et al., 2000[7]; Krause et al., 2000[9]; Sandstrom et al., 2001[16]; Lee et al., 2001[10]; Croft et al., 2002[3]; Arai et al., 2003[1]; Hamblin et al., 2004[6]; Yuasa et al., 2006[21])。その中で我々が今回注 目したのは、電磁波の注意に対する影響である。脳が情報を外界から取り入れ、記憶・
推理などを行いつつ、それに対して決定、反応などの行動を起こすのに必要な情報処理 システムであると考えるならば、注意はその過程において適切な情報を選択するための 重要な役割を果たしている。例えば、ある情報に注意が向けられれば、その情報の処理 スピードや、それに対する行動を決定するまでの時間が速まる。その意味で、注意は脳 の情報処理の効率に影響を与える要因の一つである。電磁波の注意への影響に関する最 近の研究にはPreece et al., 1999[14], Koivisto et al., 2000[8], Lee et al., 2001[10], Sienkiewicz et al., 2005[18]などの報告があるが、電磁波は注意に影響を与えないとす る報告がある一方で、注意を高めるとする報告もあり、結果の一致をみていない。もし 電磁波により注意が変化すれば、これは電磁波が脳の情報処理の効率に影響を与えると いうことを意味する。従って、たとえ注意が高まるというような促進的な影響があると しても、一概に歓迎できない可能性もある。その意味で電磁波の注意への影響を調べる 意義は極めて大きい。
これまでの検討で、結果が一定しなかった理由はいくつかあると思われるが、原因の 一つは注意そのものを視覚化して直接的に見ることができない点があげられる。そこで 本研究は、衝動性眼球運動(サッカード)課題を用いることにより、電磁波の影響を別 の角度から検討することとした。サッカードは、注意と密接な関係があることが知られ ている(Liversedge & Findlay, 2000[12])。例えば、我々は注意を向けている対象には、
眼球運動を行って自然に視線を向けることが多いことからも、注意と眼球運動の関連は
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明らかである。また、眼球運動を司る皮質領域は、注意を司る大脳皮質領域と相当程度 重複していることが知られている(Nobre et al., 2000[13])。そこで電磁波の眼球運動 への影響を調べることは、注意への影響を調べることにもつながり、非常に重要な知見 をもたらすと考えられる。
昨年度、課題を遂行する際に視覚野・感覚連合野・運動野・運動前野の相互を関連さ せながら行っていることが証明されている選択反応時間の課題を用いて携帯電話の影 響を評価した(Terao et al., 2005[19])。その結果、携帯電話から発生する電磁波はこ の課題の遂行に影響を与えないことが明らかとなった。しかし、手指の反応時間は施行 毎にばらつくため、電磁波への影響を検出するための十分な感度を有していなかった可 能性がある。それに対して眼球運動は随意運動の中でも安定しており、手指を用いた反 応時間課題などに比較してもパフォーマンスのばらつきが非常に少ないため、定量的な 解析に適している。その中でも視覚誘導性サッカード(visually guided saccade、以下
「VGS」)課題は、最も基本的な眼球運動課題であると同時に、眼球遂行能力も極めて 安定していることから、わずかな変化も捉えやすいという特徴がある。それに加えて頭 頂連合野・前頭眼野など、この眼球運動に関与する神経機構についても多くの知見があ る(図1; Schall & Thomposon, 1999[17])。そこで、本研究では携帯電話のVGS課題の 遂行能力への影響を調べた。
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Ⅲ 試験方法
1. 対象
正常ボランティア10名(男性2名、女性8名、26-54歳、平均±標準偏差33.1±8.6歳)
を対象にして、以下の眼球運動課題の実験を行った。
2. 電磁波のばく露とシャムばく露
電磁波はセルラーホンシミュレータ(Digital cellular phone communication tester, NJR-920)に接続した携帯電話(Matsushita communication P97-7051-0)によって 与えた。この携帯電話は、日本での携帯電話の最大出力(800 MHz EMF at 0.8 W net
forward power)を持続的に出力できるようにセットしてある。携帯電話を通常通話す
る時の位置で耳に押しつけ、口の部分にマイクを当てた。この状態で30分間維持した。
この位置では、アンテナは約4センチメートル程度頭部から離れていた。この電磁波ば く露の前後で以下の眼球運動課題を行った。
シャムばく露では、全く同じ携帯電話を耳にあて、30分間実ばく露の時と同じように 維持した。ただし、電磁波を発生しないようにした。シャムばく露の前後でも眼球運動 課題を行い、両者での差異を比較した。また10名のうち2名の被験者(男性1名、女性1 名)では、電磁波ばく露1時間後および2時間後の眼球運動の遂行能力も検討した。
3. Visually guided saccade task
眼球運動課題としては、視覚誘導性サッカード課題(visually guided saccade task) を用いた。図2に示すように、被検者に径90cmで、多数のLED(light emitting diode) が埋め込まれた黒いドームの前に座ってもらう。被験者がボタンを押すと、課題が始ま る。まずドーム中央のLEDが点灯するので、被験者にはそこを注視してもらう。その 後2-3秒後のランダムな時間の後に、この注視点が消えると同時に、その左右5度、10 度、20度、30度いずれかの位置にターゲットが点灯するので、被験者にここを注視し てもらう。ターゲットは、点灯してから2秒から3秒のランダムな時間の後に、明るさが わずかに減少するので、これに気がついたら被験者にボタンから手を離してもらう。こ の間、眼球運動を左右両眼角に貼った電極より眼電図として記録した。記録した眼電図 のトレースより、眼球運動の潜時、振幅、速度を計測した。
電磁波ばく露の前後で、これらの眼球運動のパラメータに変化が見られるかどうかを 検討した。
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Ⅳ 試験結果
図3に電磁波ばく露前後の眼球運動のトレースと、眼球運動のパラメータの変化を示 す。上段が電磁波ばく露前の眼球運動トレースの重ね書き、中段がばく露後の眼球運動 トレースの重ね書きである。下段には、ばく露前後の眼球運動のパラメータを、ターゲ ットの提示位置に対してプロットしたグラフを示す。青い線が電磁波ばく露前、赤い線 が電磁波ばく露後のデータを表す。潜時、振幅、速度いずれのパラメータも、電磁波ば く露前後で有意な変化を認めなかった。
図4にシャムばく露前後の眼球運動のトレースと、眼球運動のパラメータの変化を示 す。実ばく露と同様、シャムばく露でもばく露の前後で眼球運動のパラメータに有意な 差を認めなかった。
また2名の被験者で、電磁波ばく露1時間後、2時間後の眼球運動の遂行能力を検討し た。実ばく露(図5)でもシャムばく露(図6)でも、ばく露の前後で眼球運動のパラメ ータに有意な変化を認めなかった。
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