Exposition de réseaux de neurones à des signaux de téléphonie mobile de type GSM

Exposure of neuronal networks to GSM mobile phone signals

• Auteur / Autrice : Daniela Moretti
• Direction : Noëlle Lewis, André Garenne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique
• Date : Soutenance le 01/10/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de l'intégration du matériau au système (Talence, Gironde) - Laboratoire de l'intégration du matériau au système / IMS
• Jury : Président / Présidente : Jean-Marc Edeline
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ferdinando Bersani, Philippe Lévêque, Bernard Veyret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Michela Chiappalone, Rodney Philip O'Connor

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tests de toxicité in vitro

Téléphonie mobile

Radiofréquences

Réseaux neuronaux (physiologie)

Mots clés libres

Étude de faisabilité

Signal GSM-1800

Réseaux de neurones

Activité électrique

Micro Electrode Arrays

In vitro

Feasibility study

GSM-1800 signal

Neuronal networks

Electrical activity

Micro Electrode Arrays

In vitro

Résumé

Le système nerveux central est la cible la plus probable d'effets biologiques dûs à l'exposition aux radiofréquences (RF) de la téléphonie mobile. Plusieurs études sur l’EEG (électroencéphalogramme) ont montré des variations dans le spectre de la bande alpha pendant et / ou après l'exposition aux radiofréquences, avec les yeux fermés ou pendant le sommeil. Dans ce contexte, l'observation de l'activité électrique spontanée des réseaux neuronaux sous exposition aux radiofréquences représente un outil efficace pour détecter de possibles effets des RF de faible niveau sur le système nerveux. Dans ce travail de thèse, nous avons développé un dispositif expérimental dédié à l'exposition dans la gamme des GHz de réseaux neuronaux et permettant simultanément l’enregistrement de l'activité électrique des neurones. Une cellule électromagnétique transversale (TEM) a été utilisée afin d'exposer les réseaux neuronaux aux signaux GSM-1800 à un niveau de DAS de 3,2 W / kg. L'enregistrement de l'activité électrique neuronale et la détection en termes de spikes et bursts sous exposition ont été réalisées à l'aide de réseaux de micro-électrodes (MEAs). Ce travail démontre la faisabilité de l’étude (culture de réseaux de neurones primaires, enregistrement de l'activité électrique et analyse des signaux obtenus sous exposition aux radiofréquences) et expose des résultats préliminaires. Dans l'expérience principale (16 cultures), il y avait une diminution réversible de 30% du taux moyen de spikes (MFR) et de bursts (BR) pendant les 3 min d’exposition aux RF. Des expériences supplémentaires sont nécessaires pour mieux caractériser cet effet, notamment en termes d'élévation de la température au niveau microscopique.

The central nervous system is the most likely target of mobile telephony radiofrequency field (RF) exposure in terms of biological effects. Several EEG (electroencephalography) studies have reported variations in the alpha-band power spectrum during and/or after RF exposure, in resting EEG and during sleep. In this context, the observation of the spontaneous electrical activity of neuronal networks under RF exposure can be an efficient tool to detect the occurrence of low-level RF effects on the nervous system. In this thesis research work we developed a dedicated experimental setup in the GHz range for the simultaneous exposure of neuronal networks and monitoring of electrical activity. A transverse electromagnetic (TEM) cell was used to expose the neuronal networks to GSM-1800 signals at a SAR level of 3.2 W/kg. Recording of the neuronal electrical activity and detection of the extracellular spikes and bursts under exposure were performed using Micro Electrode Arrays (MEAs). This work provides the proof of feasibility and preliminary results of the integrated investigation regarding exposure setup, culture of the neuronal network, recording of the electrical activity and analysis of the signals obtained under RF exposure. In the main experiment (16 cultures), there was a 30% reversible decrease in mean firing rate (MFR) and bursting rate (BR) during the 3 min exposures to RF. Additional experiments are needed to further characterize this effect, especially in terms of temperature elevation at the microscopic level.