報告書番号

V15006

タイトル（和文）

電磁界の神経刺激作用に関する文献調査

タイトル（英文）

Literature survey on stimulating effects of time-varying electromagnetic fields on the nervous system

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

世界保健機関（WHO）は、2007年に1 Hz－100 kHzの電磁界の健康リスクの可能性を評価し、環境保健クライテリア238（EHC 238）を発刊した。EHC 238に基づき、2010年に国際非電離放射線防護委員会（ICNIRP）は、これらの周波数帯における電磁界のばく露ガイドラインを改定した。本文献調査では、ICNIRPのばく露ガイドラインの生物学的根拠を再考し、特に中間周波帯（300 Hz－10 MHz）のガイドラインの合理性を高めるための生物学的研究を提案することを目的とする。2010年のICNIRP ガイドラインの改定において参考にされた神経刺激作用に関する文献のうち71報の文献を調査した。その結果、商用周波では中枢神経組織の反応閾値とボランティアでの磁気閃光閾値、中間周波帯ではMRI被験者への末梢神経刺激閾値が基本制限値の生物学的な根拠とされていた。しかし、10 kHz以上の周波数の基本制限値は、10 kHz以下の複数のデータから線形に近似された値が外挿されていた。加えて、EHC 238発刊後に報告された電磁界の神経刺激作用に関する最新知見が含まれる41報の文献を調査した結果、10 kHz以上の電磁界による神経刺激作用に関する新たな知見を得られたものの、それらの知見はICNIRPの参考レベルとは必ずしも整合せず、閾値となる磁界強度はガイドラインでのモデル計算による推定閾値と比較して十分に高い値であった。
10 kHz－100 kHzにおける神経刺激作用の知見とモデル計算値の違いを検証するため、我々はヒトiPS細胞から作製した神経細胞を用いた研究を提案する。また、電磁界は計測装置に電磁ノイズや熱、振動の影響を与えるため、電磁界の影響を受けない刺激応答計測装置を開発する。

概要 （英文）

Low-frequency (1 Hz to 100 kHz) electromagnetic fields (EMFs) originated from electric power equipment and appliances have acute biological effects of nerve stimulation. Human exposure limiting values in most of nations were based on the values set by the International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) exposure guidelines in 2010. The World Health Organization (WHO) recommended further study determining threshold responses to internal electric fields in human body induced by externally exposed EMFs. Such study may contribute to improve scientific accuracy and rationality of the guidelines. The aim of this literature survey is to revisit the biological basis of the ICNIRP exposure guidelines and propose biological research to reinforce the rationality of the guidelines. Seventy one papers referred in the ICNIRP guidelines were reviewed. The basic restriction values, below 10 kHz, were derived from thresholds of phosphenes in human volunteers, brain tissue stimulation in cultured nerve tissue, and peripheral nerve stimulation in MRI subjects. However, from 10 kHz to 100 kHz EMFs, the basic restriction values at that frequency range were set by extrapolation from biological evidence lower than 10 kHz by using a model calculation. In addition, we reviewed 41 studies regarding nerve stimulation in recentrly published scientific papers. There was only one paper about a threshold of peripheral nerve stimulation by EMFs at 10 kHz to 100 kHz, and obtained threshold values were sufficiently higher than a numerical model-derived calculation value that is the basis for the ICNIRP guidelines.
To validate the difference from a numerical model derived calculation value and threshold values of nerve stimulation at the range of 10 kHz to 100 kHz, we propose cellular studies by using human induced pluripotent stem (iPS) cell-derived nerve cells. For such studies, we need to develop a nerve stimulation recording system that can be used under EMF exposure, because existing systems are made of metals that can be affected by noise, heat and vibration caused by the EMFs.

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