极低频电磁场对不同性别断乳小鼠学习记忆能力的影响

[摘要] 目的 探讨极低频电磁场对不同性别断乳小鼠学习记忆能力的影响。 方法 采用50 Hz，2.0 mT电磁场对断乳后的雌性、雄性小鼠进行长期磁场照射（1 h/d，连续2周），对照组进行假照射，应用Y-迷宫实验观察各组小鼠的学习记忆能力。 结果 经电磁场照射后，雌性和雄性磁场组小鼠进入各个臂的时间、次数以及时间、次数百分比与各自对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05），雌性对照组与雄性对照组进入各个臂的时间、次数比较，差异无统计学意义（P>0.05）。 结论 50 Hz，2.0 mT极低频电磁场对不同性别小鼠在Y-迷宫中的学习记忆无影响，并且在学习记忆能力上雌雄性别无差异。

[关键词] 小鼠；性别；低频电磁场；学习记忆；Y-迷宫

[中图分类号] R852.7 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2014）09（b）-0013-03

Effects of low frequency electromagnetic field on learning and memory among male and female weanling young mice

WANG Dong1 DENG Xiu-ling2▲

1.Department of Neurology，People′s Hospital of the Inner Mongolia Autonomous Region，Huhhot 010017，China；2.Biochemistry and Molecular Biology Teaching and Research Section of Inner Mongolia Medical University，Huhhot 010059，China

[Abstract] Objective To explore the effect of exposure to low frequency electromagnetic fields on learning and memory among male and female weanling young g mice. Methods Weanling young mice were exposed to 50 Hz magnetic field of 2.0 mT（1 hour/day） for 2 week，the control group were exposed to 0 mT，Y-maze was used to detect the ability of learning and memory. Results There was no statistical difference in the time and the number of staying each arms between control group and treatment group after exposure to 50 Hz magnetic field of 2.0 mT（P>0.05），the same results was observed between female control group and male control group. Conclusion low frequency electromagnetic fields has no influence on learning and memory among young mice in Y-maze test，and there is no significant difference between males and females.

[Key words] Mice；Sex；Low frequence elctromagneticfield；Learning and memory；Y-maze

各种输电线、电力设施及家用电器工作时可以产生一种频率为300 Hz以下的磁场，称为极低电磁场。长期暴露于低频电磁场会影响机体的正常生理功能，对机体的健康产生危害。在中枢神经系统中，脑对电磁辐射最为敏感，低频电磁场对中枢神经系统的损伤，可导致学习记忆等神经行为功能异常。极低频电磁场对作业人员的记忆力和注意力会产生影响[1]，很多实验结果显示极低频电磁场短期及长期暴露损害或降低了动物的学习记忆能力。但是，也有一些实验结果显示极低频电磁场对动物的学习记忆等认知能力无影响，甚至有提升作用。极低频电磁场对学习记忆能力的影响尚需要大量的实验支持。本研究采用强度为50 Hz，2.0 mT的极低频电磁场照射昆明种小鼠，观察电磁场早期暴露对小鼠学习辨别记忆的影响，并探讨性别因素对小鼠学习记忆的影响。

1 材料和方法

1.1 动物与分组

选取断乳后3 d的昆明种雌雄性小白鼠（由昆明医学院动物室提供）各32只，体重12～15 g。随机分为4组：雌性对照组（n=16）、雌性磁场照射组（n=16）、雄性对照组（n=16）、雄性磁场照射组（n=16），4组小鼠均于标准条件下饲养。

1.2 主要设备

1.2.1 低频磁场发生装置 中科院电工研究所制造，由交流电流源、螺线圈和极低频正弦波发生器组成。磁场线圈设计的强度和频率可随着线圈输入电流的改变而变化。实验中设置的磁场强度为50 Hz、2.0 mT。

1.2.2 Y-迷宫 PVC板制作的辐射式迷路箱，由长度相等的新颖臂、起始臂和其他臂及三者的交界区组成。每个臂长45 cm，各臂间的夹角120°。箱底铺电栅，顶端装一盏15 W的刺激信号灯。

1.3 实验方法

1.3.1 磁场暴露方法 磁场组：将实验用的雌雄小鼠放入磁场线圈中选用极低频电磁场（50 Hz，2.0 mT）持续照射1 h/d，连续照射2周，体重达30 g左右。对照组：小鼠放入不通电的线圈中，进行假照射，让小鼠在其中停留1 h/d，连续2周，体重达30 g左右。

1.3.2 动物学习记忆能力检测 通过Y-迷宫测试，用隔板将Y-迷宫中的一个臂随机隔开，从起始臂放入小鼠，让其在新颖臂和其他臂中适应5 min后取出，1 h后重新放入迷宫。取走隔板后，根据小鼠能否辨别新颖臂（被阻挡的臂）来检测小鼠的学习记忆能力。检测指标包括5 min内小鼠在各个臂中停留的时间、时间百分比及进入各个臂的次数、次数百分比，观察各组小鼠的学习记忆能力。时间或次数百分比计算方法：进入各个臂的时间（次数）/进入各个臂的总时间（次数）×%。

1.4 统计学处理

采用SPSS 12.0 统计软件包对数据进行分析，计量资料用x±s表示，采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1小鼠在各个臂停留时间的比较

雄性和雌性磁场组小鼠停留在各个臂的时间与各自对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）；雄性对照组小鼠和雌性对照组小鼠停留在各个臂的时间比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表1）。

表1 小鼠在各个臂停留时间的比较（s，x±s）

与各自对照组比较，*P>0.05；与雄性对照组比较，△P>0.05

2.2 小鼠停留在各个臂时间百分比的比较

雄性和雌性磁场组小鼠停留在各个臂的时间百分比与各自对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。雄性对照组小鼠和雌性对照组小鼠停留在各个臂的时间百分比比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表2）。

表2 小鼠停留在各个臂时间百分比的比较（%，x±s）

与各自对照组比较，*P>0.05；与雄性对照组比较，△P>0.05

2.3 小鼠进入三个臂次数的比较

雌性、雄性磁场组小鼠进入三个臂的次数与各自对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）。雄性对照组小鼠和雌性对照组小鼠进入三个臂的次数比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表3）。

表3 小鼠进入三个臂次数的比较（次，x±s）

与各自对照组比较，*P>0.05；与雄性对照组比较，△P>0.05

2.4小鼠进入三个臂次数百分比的比较

雄性和雌性磁场组小鼠停留在三个臂的次数百分比与各自对照组比较，差异无统计学意义（P>0.05）；雄性对照组小鼠和雌性对照组小鼠进入各个臂次数百分比的比较，差异无统计学意义（P>0.05）（表4）。

表4 小鼠进入三个臂的次数百分比的比较（%，x±s）

与各自对照组比较，*P>0.05；与雄性对照组比较，△P>0.05

3 讨论

目前，关于极低电磁场对脑的高级功能——学习记忆影响的研究观点不一，颇具争议。已有的报道提示，极低频磁场对小鼠的学习与记忆有损伤、提升或无影响等作用[2-6]。很多实验支持长期或短期极低电磁场暴露对动物的学习与记忆能力没有影响。Zenon等[7]研究发现5 μT～5 mT的50 Hz电磁场对小鼠的空间记忆能力无影响，Cobb 和Kurokawa等[8-9]也观察到低频电磁场并不影响大鼠的空间学习记忆能力。本实验选取断乳后幼鼠作为研究对象，通过50 Hz、2.0 mT的极低频电磁场照射（1 h/d，连续2周），来模拟婴幼儿及儿童的生长发育阶段，观察极低频电磁场对幼鼠中枢神经系统发育过程中学习记忆的影响。实验中应用Y-迷宫，根据幼鼠是否能辨别曾被阻挡的新颖臂（对幼鼠来说是陌生的臂）来检测各组小鼠的学习记忆能力。结果显示，50 Hz磁场早期暴露对雌、雄性小鼠发育过程中的空间学习与记忆能力没有影响；磁场组与对照组幼鼠访问各个臂的时间及次数比较均无差异，即5 min内在各个臂中停留的时间、时间百分比及进入各个臂的次数、次数百分比在磁场组和对照组之间比较，差异无统计学意义（P>0.05），而且雌雄小鼠在有或无磁场照射的条件下均能顺利完成Y-迷宫的学习任务，雌性对照组幼鼠5 min内进入各个臂时间、次数及时间、次数百分比与雄性对照组的比较没有显著性差异（P>0.05），提示Y迷宫实验中小鼠在空间学习记忆能力上雌雄无差异，即该月龄的幼鼠在成长过程中的学习记忆能力不受性别因素的影响。有学者[10]观察到在水迷宫实验中1.5月龄大鼠的学习记忆能力受到性别因素的影响，其他月龄的大鼠并无影响。还有实验报道[11]在水迷宫实验中树鼩的空间学习能力雌雄无差异。本实验结果提示断乳后的小鼠在成长过程中其空间学习记忆能力并无性别差异，而且50 Hz，2.0 mT磁场不会影响幼鼠成长过程中的学习记忆能力。

极低频电磁场早期暴露对其他月龄小鼠的空间学习与记忆能力是否有影响，是否存在性别上的差异，以及其他频率的电磁场对小鼠行为是否有影响及其影响的机制尚有待于进一步研究，以便利于探讨电磁场对人体的影响。

[参考文献]

[1] 马海燕，王佩琪.工频电磁场对作业人员注意力、记忆力的影响[J].杭州医学高等专科学校学报，1995，16（1）：42-44.

[2] Liu T，Wang S，He L，et al.Chronic exposure to low-intensity magnetic field improves acquisition and maintenance of memory[J].Neuroreport，2008，19（5）：549-552.

[3] 贾庶捷，谢静，刘新.极低频电磁场与铝联合应用对小鼠学习记忆行为的影响[J].军事医学，2013，37（4）：246-249，258.

[4] 李贤慧，张新昌，王刚，等.低强度电磁辐射对小鼠脑皮质神经元的损伤效应[J].解放军预防医学杂志，2011，29（2）：94-96.

[5] 孔林林，张军，乔枫，等.基于小鼠Morris水迷宫和Y迷宫联合试验的多任务行为学测试研究[J].神经解剖学杂志，2013，29（4）：365-368.

[6] 方传勤，高长越，王景周，等.电磁辐射孕鼠对仔鼠神经发生和学习记忆影响研究[J].中国职业医学，2011，38（5）：381-383，386.

[7] Sienkiewicz ZJ，Bartram R，Haylock RG，et al.Single，brief exposure to a 50 Hz magnetic field does not affect the performance of an object recognition task in adult mice[J].Bioelectromagnetics，2001，22（1）：19-26.

[8] Cobb BL，Jauchem JR，Adair ER.Radial arm maze performance of rats following repeated low level microwave radiation exposure[J].Bioelectromagnetics，2004，25（1）：49-57.

[9] Kurokawa Y，Nitta H，Imai H，et al.No influence of short-term exposure to 50-Hz magnetic fields on cognitive performance function in human[J].Int Arch Occup Environ Health，2003，76（6）：437-442.

[10] 范小兰，王玮，赵小贞.年龄、性别因素对大鼠 Morris水迷宫测试成绩的影响[J].福建医科大学学报，2003，37（1）：53-54.

[11] 陆彩霞，罕园园，仝品芬，等.水迷宫实验中不同性别树鼩学习记忆能力的比较[J].中国实验动物学学报，2012， 20（5）：74-76，79.

（收稿日期：2014-07-31 本文编辑：祁海文）