Gehirn, Kognition und Schlaf

Während eines Handy-Telefonats kann der Kopf verhältnismäßig hoch – bis zum maximal zulässigen Wert, also einer spezifischen Absorptionsrate (SAR) von 2 W/kg, gemittelt über 10 g Gewebe – exponiert werden. Diese Exposition kann zu einer Erwärmung der Hirnrinde um maximal 0,1 – 0,2°C führen. Ob diese Erwärmung einen Einfluss auf die Gehirnaktivität hat und welche Konsequenzen für die kognitive Leistungsfähigkeit, das Wohlbefinden und die Schlafqualität resultieren wurde mehrfach untersucht, und zwar auf der Verhaltensebene sowie durch Messung der elektrischen Hirnaktivität.


1. Kognitive Leistungsfähigkeit

2. Hirnaktivität im Wachzustand

3. Schlaf


1. Kognitive Leistungsfähigkeit

Ältere Studien an Testpersonen von Preece et al. (1999) und Koivisto et al. (2000) zeigten wiederholt verkürzte Reaktionszeiten unter dem Einfluss von elektromagnetischen Feldern des Mobilfunks nach GSM Standard. Diese Studien waren einfach blind, d.h. die Testpersonen wussten nicht wann sie mit elektromagnetischen Feldern exponierten wurden und wann nicht, die untersuchenden Wissenschaftler waren aber informiert. Ein Wiederholungsversuch, der doppelblind durchgeführt wurde, d.h. weder die Testperson noch die Forscher wussten während der Untersuchungen wann eine Exposition stattfand, konnte diese Ergebnisse nicht bestätigen (Haarala et al. 2003, 2004).

Im Rahmen des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms (DMF) wurde untersucht, ob elektromagnetische Felder die neuronale Aktivität und damit auch die kognitive Leitungsfähigkeit beeinflussen können. Dreißig junge gesunde Männer wurden jeweils drei Tage je acht Stunden lang im doppelblinden Studiendesign mit simulierten Feldern eines Mobiltelefons nach GSM 900 und UMTS Standard exponiert sowie scheinexponiert. Die Intensität der Exposition entsprach dem Grenzwert, d.h. die spezifische Absorptionsrate (SAR) im Kopf betrug maximal 2 W/kg, gemittelt über 10 g Gewebe. Es wurden täglich während der Exposition jeweils vormittags und nachmittags je acht Tests zu Reaktionsfähigkeit, Wachsamkeit und Gedächtnis durchgeführt. Es konnte kein signifikanter Einfluss der Exposition auf die mittels Verhaltensreaktionen gemessene kognitive Leistungsfähigkeit bestätigt werden. Einen durchgehenden und eindeutig signifikanten Einfluss hatte die Tageszeit, zu der die Tests durchgeführt wurden, im Sinne erhöhter Wachsamkeit, verkürzter Reaktionszeiten und verbesserter Leistungsfähigkeit am Nachmittag. Die Ergebnisse sprechen dafür, dass elektromagnetische Felder des Mobilfunks keinen Einfluss auf Verhaltensparameter der kognitiven Leistungsfähigkeit haben.

Die erzielten Ergebnisse sind im Einklang mit den publizierten Arbeiten von Haarala et al (2003, 2004). Hierbei wurden in zwei unabhängigen Labors in Finnland und Schweden jeweils 32 Männer unter dem Einfluss einer Exposition mit einem Mobiltelefon bei einer Frequenz von 900 MHz untersucht. Während einer einstündigen Exposition oder Scheinexposition wurden unterschiedlich anspruchsvolle Gedächtnistests durchgeführt, wobei die Reaktionszeiten und die Genauigkeit der Antworten registriert wurden. Es wurde kein Einfluss der Exposition gefunden. Andererseits fanden Curcio et al. (2004) in einer doppelblind durchgeführten Studie an 20 jungen Probanden leicht verkürzte Reaktionszeiten, die mit einer leichten Temperaturerhöhung im Bereich des Trommelfells zeitlich korrelierten. Regel et al. (2007) fanden bei 24 gesunden jungen Probanden verkürzte Reaktionszeiten nach einer 30 min Exposition mit einem GSM-Handy, aber keinen Einfluss von ungepulsten Signalen. Keetley et al. (2006) testeten 120 gesunde Versuchspersonen mit insgesamt acht neuropsychologischen Tests in einem doppelblinden Design sowohl unter Exposition mit einem GSM-Mobiltelefon als auch unter Scheinexposition. Nach der Anpassung für mehrere Einflussfaktoren (Alter, Geschlecht, Bildungsstatus) wurde eine Beeinträchtigung einfacher und eine Verbesserung komplexer Gehirnfunktionen im Sinne einer Beschleunigung des Arbeitsgedächtnisses gefunden. Eine weitere Studie (Russo et al. 2006) untersuchte eine hohe Zahl von 168 Testpersonen, um eine verbesserte statistische Aussagekraft zu erzielen. Es wurden Tests zu Reaktionszeiten, Wachsamkeit, Selektionsfähigkeit und Gedächtnis durchgeführt. Weder die Exposition an sich, noch die Pulsung oder die Kopfseite hatten einen Einfluss. Luria et al (2008) fanden demgegenüber in einem räumlichen Gedächtnistest an 48 Testpersonen eine Verlängerung der Reaktionszeiten der rechten Hand ausschließlich unter linksseitiger Exposition. Die Ergebnisse sind mit Vorsicht zu interpretieren, da die Studie nur einfach verblindet war. Wiholm et al (2008) unterzogen 19 gesunde Probanden sowie 23 Personen die von unspezifischen Symptomen im Zusammenhang mit Mobiltelefonen berichteten einem räumlichen Orientierungstest. Die Leistung der Gesunden blieb nach einer 2,5-stündigen Exposition im Bereich des Grenzwertes unverändert, die Leistung der Symptom-Gruppe verbesserte sich sogar geringfügig.

Nachdem die holländische TNO-Studie (Zwamborn et al. 2003) Hinweise auf einen möglichen negativen Einfluss von UMTS Basisstationen auf das Wohlbefinden zeigte, wurden in mehreren Ländern ähnliche Studien initiiert. Ein simuliertes UMTS-Feld einer Basisstation zeigte marginale Effekte auf Geschwindigkeit und Genauigkeit in der Bearbeitung kognitiver Tests, die nach einer Korrektur für mehrfache Tests (Bonferroni-Korrektur) verschwanden (Regel et al. 2006). In einer dänischen Studie wurden 40 Jugendliche und 40 Erwachsene unter dem Einfluss eines UMTS Fernfeldes untersucht (Riddervold et al. 2008). Getestet wurden Reaktionszeiten, visuelle Datenverarbeitung und Gedächtnis, weiterhin wurden subjektive Empfindungen abgefragt. In beiden Gruppen wurde kein signifikanter Einfluss der Exposition gefunden. Die Exposition mit einem UMTS Mobiltelefon hatte bei 40 gesunden Probanden keinen Einfluss auf Reaktionszeiten und Aufmerksamkeit (Unterlechner et al. 2008).

Bei Würdigung aller publizierten Ergebnisse insgesamt zeichnet sich ab, dass bei höheren Probandenzahlen, konsequenter Verblindung und Anwendung angemessener statistischer Methoden die häufig beobachtete Verkürzung der Reaktionszeit nicht bestätigt werden kann. Die Anzahl positiver Studien ist aber nach wie vor hoch und die widersprüchlichen Ergebnisse sind ungeklärt. Alle beschriebenen Einflüsse, falls sie kausal sein sollten, deuten auf minimale physiologische Reaktionen hin und bedeuten in keinem Fall eine Beeinträchtigung der Gesundheit oder der Leistungsfähigkeit. In einigen Studien handelt es sich sogar um eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit. Da in vielen Studien die Tageszeit als Einflussparameter nicht berücksichtigt wurde, bleibt die Frage offen, ob die inkonsistenten Ergebnisse ggf. darauf zurückzuführen sind.

Literaturverzeichnis

Curcio G, Ferrara M, De Gennaro L, Cristiani R, D'Inzeo, G, Bertini M (2004) Time-course of electromagnetic field effects on human performance and tympanic temperature. NeuroReport 15(1):161-164

Haarala Ch, Björnberg L, Ek M, Laine M, Revonsuo A, Koivisto M, Hämäläinen H (2003) Effect of a 902 MHz Electromagnetic field emitted by mobile phone on human cognitive function: a replication study. Bioelectromagnetics 24(4):283-288

Haarala Ch, Ek M, Björnberg L, Laine M, Revonsuo A, Koivisto M, Hämäläinen H (2004) 902 MHz Mobile Phone Does not Affect Short Term Memory in Humans. Bioelectromagnetics 25(6):452-456

Keetley V, Wood AW, Spong J, Stough C (2006) Neuropsychological sequelae of digital mobile phone exposure in humans. Neuropsychologia 4(10):1843-1848
Koivisto M, Krause CM, Revonsuo A, Laine M, Hämäläinen H (2000) The effects of electromagnetic field emitted by GSM phones on working memory. NeuroReport 11(8):1641-1643

Luria R, Eliyahu I, Hareuveny R, Margaliot M, Meiran N (2008) Cognitive effects of radiation emitted by cellular phones: The influence of exposure side and time. Bioelectromagnetics 30(3):198-204

Preece AW, Iwi G, Davies-Smith A, Wesnes K, Butler S, Lim E, Varey A (1999) Effects of a 915-MHz simulated mobile phone signal on cognitive function in man. Int. J. Radiat. Biol. 57(4):447-456

Riddervold IS, Pedersen GF, Andersen NT, Pedersen AD, Andersen JB, Zachariae R, Mølhave L, Sigsgaard T, Kjærgaard (2008) Cognitive function and symptoms in adults and adolescents in relation to RF radiation from UMTS base stations. Bioelectromagnetics 29(4):257-267

Russo R, Fox E, Cinel C, Boldini A, Defeyter MA, Mirshekar-Syahkal D, Mehta A (2006) Does acute exposure to mobile phones affect human attention? Bioelectromagnetics 27(3):215-220

Unterlechner M, Sauter C, Schmid G, Zeitlhofer J (2008) No Effect of an UMTS Mobile Phone-Like electromagnetic Field of 1.97 GHz on Human Attention and Reaction Time. Bioelectromagnetics 29(2):145-153

Wiholm C, Lowden A, Kuster N, Hillert L, Arnetz BB, Akerstedt T, Moffat SD (2008) Mobile phone exposure and spatial memory. Bioelectromagnetics 30(1): 59-65

Zwamborn APM, Vossen SHJA, van Leersum BJAM, Ouwens MA, Makel WN (2003) Effects of Global Communication system radio-frequency fields on Well Being and Cognitive Functions of human subjects with and without subjective complaints. Netherlands Organisation for Applied Scientific Research (TNO). FEL-03-C148.

2. Hirnaktivität im Wachzustand

Das Elektroenzephalogramm (EEG) ist eine Methode zur Messung elektrischer Hirnströme. Mit Hilfe von mehreren auf die Kopfhaut aufgesetzten Elektroden werden die elektrischen Spannungsunterschiede (Potenzialschwankungen) zwischen jeweils zwei Elektroden gemessen, verstärkt und als Hirnstromwellen aufgezeichnet und ausgewertet. Hierzu gehören das Wach-EEG im Ruhezustand, die ebenfalls im Wachzustand abgeleiteten evozierten Potenziale, die in Antwort auf äußere Reize entstehen, und das während des Schlafes abgeleitete Schlaf-EEG. Als Erster hat zu Beginn der 90er Jahre von Klitzing (1995) in einer Reihe von Vorträgen und Publikationen auf eine mögliche Beeinflussung des EEGs beim Menschen durch gepulste hochfrequente elektromagnetische Felder des Mobilfunks hingewiesen. Seine Untersuchungen wurden aus methodischen Gründen von Wissenschaftlern kritisiert (Jahre et al. 1996), führten aber zu einer Serie weiterer Untersuchungen.

Im Rahmen des deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms (DMF) wurden dreißig junge gesunde Männer jeweils drei Tage je acht Stunden lang im doppelblinden Studiendesign (d.h. weder die Testpersonen noch die Forscher wissen während der Untersuchungen wann eine Exposition stattfindet) mit simulierten Feldern eines Mobiltelefons nach GSM 900 und UMTS Standard exponiert sowie scheinexponiert. Die Intensität der Exposition entsprach dem Grenzwert, d.h. die spezifische Absorptionsrate (SAR) im Kopf betrug maximal 2 W/kg, gemittelt über 10 g Gewebe. Das Wach-EEG im Ruhezustand wurde jeweils vormittags und nachmittags registriert. Es wurden an insgesamt 19 Elektrodenpositionen je 100 EEG-Parameter erhoben und mit einer Multivarianzanalyse getestet. Bei insgesamt 361 durchgeführten statistischen Tests zeigten sich unter GSM zehn und unter UMTS Exposition fünf signifikante Veränderungen, die sich auf unterschiedliche EEG-Frequenzen und verschiedene Hirnregionen verteilten. Als zufällig wären jeweils 18 signifikante Ergebnisse zu erwarten gewesen, deswegen werden diese Ergebnisse als zufällig gewertet. Einen deutlichen und signifikanten Einfluss auf das Wach-EEG zeigte die Tageszeit, es ergaben sich unter GSM 79 und unter UMTS 59 signifikante Unterschiede zwischen Vormittag und Nachmittag. Die Hirnaktivität stieg unter allen Expositionsbedingungen durchgehend nachmittags an. Dies deutet auf zunehmende Wachsamkeit am Nachmittag, was mit einer verbesserten kognitiven Leitungsfähigkeit am Nachmittag einhergeht.

Über das spontane Wach-EEG hinaus wurden im Wachzustand ebenfalls durch visuelle oder akustische Reize ausgelöste Potenzialschwankungen untersucht. Die statistische Analyse einer hohen Zahl von Parametern lieferte einige wenige zufällig signifikante Ergebnisse sowie weitere Hinweise auf einen sehr ausgeprägten Einfluss der Tageszeit. Insgesamt deuten die Daten nicht darauf hin, dass die Exposition mit elektromagnetischen Feldern des Mobilfunks einen Einfluss auf durch äußere Reize hervorgerufene Hirnpotenziale hat.

Im Bereich des Wach-EEG gibt es mehrere Studien, die entweder keinen Einfluss der Mobilfunkfelder finden oder kontroverse und nicht reproduzierbare Effekte beschreiben. In einer finnischen Studie (Hietanen et al. 2000) zeigte nur einer von vielen untersuchten EEG-Parametern eine signifikante, mit der Exposition durch ein Mobiltelefon korrelierte Veränderung, was die Autoren als statistischen Zufall interpretierten. Hinrichs und Heinze (2006), die das Wach-EEG an 18 Testpersonen unter GSM bei 1800 MHz sowie unter Scheinexposition untersuchten, fanden keine akuten Effekte. Curcio et al. (2005) untersuchten das Ruhe-EEG im Wachzustand an 20 Personen unter dem Einfluss eines GSM-Mobiltelefons bei 900 MHz. Es wurde ein doppelblindes Design mit Scheinexposition verwendet. Ausschließlich in einem Frequenzbereich des EEG im zentralen Kopfbereich zeigte sich eine signifikante Erhöhung des EEG-Signals während der Exposition. Dies interpretieren die Autoren als eine mögliche Beeinflussung der Aktivität der Hirnrinde durch elektromagnetische Felder, wobei es sich um eine geringfügige Veränderung innerhalb des normalen physiologischen Bereichs handelt. Mit einem ähnlichen Studiendesign untersuchten Croft et al. (2008) 120 Probanden und fanden ebenfalls einen leichten Anstieg der Hirnaktivität während einer GSM Exposition bei 900 MHz, allerdings in anderen Hirnregionen als Curcio et al. (2005). Zu einem ähnlichen Ergebnis kommen auch Regel et al. (2007) in einer doppelblinden Studie an 24 Personen. Kleinlogel et al. (2008a) fanden demgegenüber keinen Einfluss einer GSM oder UMTS Exposition auf das Wach-EEG im Ruhezustand, wenn die Wachsamkeit kontinuierlich aufrechterhalten wurde. Insgesamt beschreibt etwa die Hälfte der genannten Publikationen einen leichten Anstieg der EEG-Leistung im Frequenzband um 8 - 12 Hz, wobei dieser in unterschiedlichen Hirnarealen auftritt, was eine Folge der unterschiedlichen Expositionsszenarien sein kann. In allen Fällen waren nur wenige der vielen untersuchten Parameter verändert und bewegten sich im normalen physiologischen Bereich. Auf mögliche gesundheitliche Konsequenzen kann aus diesen Ergebnissen nicht geschlossen werden. In den meisten Studien wurde der Wachsamkeitszustand der Probanden nicht kontrolliert und nur selten gibt es Angaben zur Tageszeit der Untersuchungen. Dies ist insofern problematisch, als diese Parameter offenbar einen erheblichen Einfluss auf das EEG haben.

Zu Potenzialen, die als Antwort auf Reize entstehen, gibt es ebenfalls eine ganze Reihe von Arbeiten.: Eulitz et al. (1998) sowie Hamblin et al. (2004) und Kwon et al. (2008) spezialisierten sich auf die Verarbeitung und Unterscheidung akustischer Reize, Krause et al. untersuchten die Synchronisation der Gehirnaktivität während der Bearbeitung akustischer (2000a, 2004) und visueller (2000b) Gedächtnisaufgaben, Freude et al. (1998, 2000) untersuchten mittels visueller Stimulation Potenziale,die in Vorbereitung auf ein Ereignis bzw. auf eine Informationsverarbeitungsleistung auftreten. In den genannten Arbeiten wurden unter GSM Exposition wiederholt Veränderungen einzelner Parameter beschrieben, wobei meistens nicht die Wahrnehmung der Reize, sondern deren kognitive Verarbeitung verändert war. In einigen Studien wurden keine signifikanten Veränderungen gefunden (Kwon et al. 2009), und in einigen Fällen ist die Wiederholung der Ergebnisse eigener älterer Arbeiten im doppelblinden Studiendesign an einer hohen Zahl von Versuchspersonen gescheitert (Krause et al. 2004, 2007; Hamblin et al. 2006). Kleinlogel et al (2008b) fanden keinen Einfluss einer GSM oder UMTS Exposition auf visuell oder akustisch evozierten Potenziale. Die vereinzelt beschriebenen Effekte bewegten sich immer im normalen physiologischen Schwankungsbereich, und in keinem der Fälle konnte eine gesundheitliche Relevanz abgeleitet werden.

Literaturverzeichnis

Croft RJ, Hamblin DL, Spong J, Wood AW, McKenzie RJ, Stough C (2008) The effect of mobile phone electromagnetic fields on the alpha rhythm of human electroencephalogram. Bioelectromagnetics 29(1):1-10

Curcio G, Ferrara M, Moroni F, D'Inzeo G, Bertini M, De Gennaro L (2005) Is the brain influenced by a phone call? An EEG study of resting wakefulness. Neurosci Res. 53(3):265-270

Eulitz C, Ullsperger P, Freude G, Elbert T (1998) Mobile phones modulate response patterns of human brain activity. NeuroReport 9(14):3229-3232

Freude G, Ullsperger P, Eggert S, Ruppe I (2000) Microwaves emitted by cellular telephones affect human slow brain potentials. European Journal of Applied Physiology 81:18-27.

Freude G,Ullsperger P, Eggert S, Ruppe I (1998) Effects of microwaves emitted by cellular phones on human slow brain potentials. Bioelectromagnetics 19:384-387.

Hamblin DL, Croft RJ, Wood AW, Stough C Spong J (2006) The sensitivity of human event-related potentials and reaction time to mobile phone emitted electromagnetic fields. Bioelectromagnetics 27(4):265-273

Hamblin DL, Wood AW, Croft RJ, Stough C (2004) Examining the effects of electromagnetic fields emitted by GSM mobile phones on human event-related potentials and performance during an auditory task. Clin. Neurophysiol. 115(1):171-178

Hietanen M, Kovala T, Hämäläinen AM (2000) Human brain activity during exposure to radiofrequency fields emitted by cellular phones. Scand. J. Work. Environ. Health 26(2):87-92

Hinrichs H, Heinze HJ (2006) High frequency GSM-1800 fields with various modulations and field strengths: No short term effect on human awake EEG. Edition Wissenschaft, Forschungsgemeinschaft Funk

Jahre K, Matkey K, Mecklenburg H-J (1996) Der Einfluß von gepulsten elektromagnetischen Feldern auf das Elektroencephalogramm von Menschen, Edition Wissenschaft, Forschungsgemeinschaft Funk

Kleinlogel H, Dierks Th, Koenig Th, Lehmann H, Minder A, Berz R (2008a) Effects of weak mobile Phone - Electromagnetic fields (GSM, UMTS) on well-being and resting EEG. Bioelectromagnetics 29(6):479 - 487

Kleinlogel H, Dierks Th, Koenig Th, Lehmann H, Minder A, Berz R (2008b) Effects of weak mobile phone - Electromagnetic fields (GSM, UMTS) on event related potentials and cognitive functions. Bioelectromagnetics 29(6):488-497

Klitzing von L (1995) Low-frequency pulsed electromagnetic fields influence EEG of man. Physica Medica 11(2):77-80

Krause CM, Haarala C, Sillanmäki L, Koivisto M, Alanko K, Revonsuo A, Laine M, Hämäläinen H (2004) Effects of electromagnetic field emitted by cellular phones on the EEG during an auditory memory task: A double blind replication study. Bioelectromagnetics 25(1):33-40.

Krause CM, Pesonen M, Haarala C, Björnberg L, Hämäläinen H (2007) Effects of pulsed and continuous wave 902 MHz mobile phone exposure on brain oscillatory activity during cognitive processing. Bioelectromagnetics 28(4):296-308.

Krause, CM, L Sillanmäki, M Koivisto, A Häggqvist, C Saarela, A Revonsuo, M Laine and H Hämäläinen (2000a) Effects of electromagnetic fields emitted by cellular phones on the EEG during a memory task. NeuroReport 11:761-764.

Krause, CM, Sillanmäki L, Koivisto M, Häggquist A, Saarela C, Revonsuo A, Laine M, Hämäläinen H (2000b) Effects of electromagnetic fields emitted by cellular phones on the electroencephalogram during a visual working memory task. Int. J. Radiat. Biol. 76:1659-1667.

Kwon MS, Kujala T, Huotilainen M, Shestakova A, Näätänen R, Hämäläinen H (2009) Preattentive auditory information processing under exposure to the 902 MHz GSM mobile phone electromagnetic field: A mismatch negativity (MMN) study. Bioelectromagnetics 30(3): 241-248

Regel SJ, Gottselig JM, Schuderer J, Tinguely G, Rétey JV, Kuster N, Landolt HP, Achermann P. (2007) Pulsed radio frequency radiation affects cognitive performance and the waking electroencephalogram. Neuroreport. 18(8):803-807

3. Schlaf

Der Schlaf ist ein sehr komplexer biologischer Prozess, der vom zentralen Nervensystem kontrolliert wird. Er ist ein gut definierter biologischer Zustand, der sensitiv auf externe Einflüsse reagiert und somit ein geeignetes Modell, um mögliche Effekte elektromagnetischer Felder auf das zentrale Nervensystem zu untersuchen. Mit der Problematik des Einflusses von elektromagnetischen Feldern des Mobilfunks auf das Schlaf-EEG befassten sich bisher vorwiegend Arbeitsgruppen an den Universitäten Mainz und Zürich. Die Mainzer Gruppe hat drei Arbeiten veröffentlicht: in der ersten wird ein signifikanter schlafanstoßender Einfluss der Mobilfunkfelder beschrieben (Mann und Röschke 1996), der in den beiden darauf folgenden Arbeiten nicht bestätigt werden konnte (Wagner et al. 1998, 2000). Die Schweizer Arbeitsgruppe beschrieb einen schlaffördernden Effekt der GSM Exposition. Eine kurze Exposition vor dem Einschlafen beeinflusste diverse EEG-Parameter während der gesamten Schlafdauer. Nur die gepulsten GSM-Felder, nicht aber ungepulste Felder haben das Schlaf-EEG beeinflusst (Borbély et al. 1999; Huber et al. 2000, 2002, 2003), der Einfluss war Dosis-abhängig (Regel et al. 2007). Loughran et al. (2005) konnten einige Ergebnisse der Schweizer Gruppe bestätigen. Demgegenüber haben Hinrichs et al. (2005) und Fritzer et al. (2007) keinen Einfluss der elektromagnetischen Felder des Mobilfunks auf den Schlaf gefunden. Insgesamt deuten die Resultate auf einen eher schlafanstoßenden und schlaffördernden Einfluss der Mobilfunkfelder. Zusätzlich waren einige Parameter des Schlaf-EEGs zwar leicht verändert, blieben aber im normalen physiologischen Bereich. Auf negative gesundheitliche Auswirkungen lassen diese Ergebnisse nicht schließen. Dies steht im Widerspruch zu häufigen Klagen über Schlafstörungen im Umkreis von Basisstationen (Hutter et al. 2006)

Im Rahmen des Deutschen Mobilfnk Forschungsprogramms (DMF) wurden drei Schlafstudien durchgeführt, eine im Labor und zwei unter häuslichen Bedingungen in der Nähe von Moblifunk-Basisstationen Die Laborstudie wurde an 30 jungen gesunden männlichen Probanden durchgeführt, die in einem doppelblinden Studiendesign (d.h. weder die Testpersonen noch die Forscher wissen während der Untersuchungen wann eine Exposition stattfindet) je drei ganze Nächte kontinuierlich mit simulierten Feldern von Mobiltelefonen nach GSM und UMTS Standard exponiert oder scheinexponiert wurden. Es wurde das Schlaf-EEG abgeleitet und die Schlafsstruktur analysiert. Der Schlaf wird in 5 Schlafphasen aufgeteilt: REM (Rapid Eye Movement), NREM1 (Non REM1,) NREM2, NREM3 und NREM4. REM entspricht der Traumphase, NREM1 und NREM2 bilden zusammen den Leichtschlaf, NREM3 und NREM4 den Tiefschlaf. Insgesamt zeigte die Auswertung der Schlafparameter, dass unter GSM 14 und unter UMTS neun der insgesamt 241 Parameter signifikant verändert waren. Zwölf signifikante Veränderungen pro Expositionssituation wären aus rein statistischen Gründen zu erwarten. Die veränderten Parameter waren nicht alle voneinander unabhängig und bezogen sich auf eine geringfügige Verlängerung (einige Minuten) des REM-Schlafes bei gleichzeitiger Verkürzung der Schlafphasen NREM1 und NREM2. Der Tiefschlaf sowie die Gesamtschlafdauer blieben unverändert. Daher werten die Autoren der Studie und das BfS die beobachteten Effekte, sofern sie nicht rein zufällig sind, als eine leichte physiologische Anpassung, aber nicht als schlafstörend. Die publizierten Daten zum Einfluss einer GSM-Exposition auf den Schlaf konnten in der vorliegenden Studie ebenfalls nicht bestätigt werden.

Die beiden Studien im Umkreis von Basisstationen wurden ebenfalls doppelblind durchgeführt und es wurde konsequent auf die Trennung zwischen psychologischen und physiologischen Einflüssen geachtet. In der ersten Studie wurden 397 gesunde Testpersonen in fünf Bundesländern an zehn Standorten mit fehlender Mobilfunkversorgung unter häuslichen Bedingungen mit einer mobilen Basisstation exponiert. Die Stichprobe stimmte in ihren Eigenschaften, wie Alter, Geschlecht, Auftreten von Schlafstörungen und anderen Symptomen, sowie Einstellung zum Mobilfunk und dessen Nutzung gut mit der allgemeinen Bevölkerung überein. In je fünf Nächten unter Exposition und Scheinexposition wurde das Schlaf-EEG abgeleitet (objektive Schlafparameter) und mittels Fragebögen die subjektiv empfundene Schlafqualität (subjektive Schlafparameter) abgefragt. Eine statistische Auswertung der Gesamtkollektivs ergab keinen signifikanten Einfluss der Exposition auf subjektive und objektive Schlafparameter. Eine individuelle Auswertung zeigte bei 57 Probanden signifikante Veränderungen in mindestens einem von sieben objektiven Schlafparameter und bei 36 Personen in mindestens einem von sechs subjektiven Parameter. Nur bei elf Probanden zeigten sich gleichzeitig Veränderungen in beiden Kategorien. Der Anteil der Personen, die signifikante Veränderungen in einem bestimmten Schlafarameter zeigten, lag durchgehend unterhalb von 5%, die rein zufällig zu erwarten wären. Tendenziell deuteten die objektiven Schlafparameter eher auf eine Verschlechterung, die subjektiven auf eine Verbesserung der Schlafqualität unter Exposition. Eine detaillierte Befragung ergab in den einzelnen Fällen eindeutige, von der Exposition unabhängige Gründe für schlechteren Schlaf (z.B: Lärm, Hitze, Störungen, Probleme). Die gemessene Feldstärke und die Entfernung vom Sendemast zeigten keinen Zusammenhang mit der Schlafqualität. Besorgnis gegenüber dem Sendemast führte auch unter Scheinexpostion zu einer signifikant verschlechterten Schlafqualität im Sinne von längeren Einschlafzeiten, längeren Wachzeiten während der Nacht und einer verminderten Schlafeffizienz. Das bedeutet, dass nicht die elektromagnetischen Felder, sondern Bedenken über mögliche gesundheitliche Folgen, die von Basisstationen ausgehen könnten, die Schlafqualität beeinträchtigen. Es handelt sich also um einen Nocebo-Effekt. Der Nocebo-Effekt (von lat. nocebo „ich werde schaden“) ist im Gegensatz zu dem bekannteren Placebo-Effekt (lat.placebo = „ich werde gefallen“) eine negative Reaktion auf eine mögliche Belastung ohne eine spezifische Wirkung. Dies ist im Einklang mit den Ergebnissen von Heinrich et al. (2007), die fanden, dass das subjektive Wohlbefinden unabhängig von einer Exposition mit einer UMTS Basisstation ist, die subjektive Überzeugung dass die Basisstation eingeschaltete ist aber mit einer Verschlechterung des Befindens kKorreliert. Auch weitere Arbeiten bestätigen, dass im Zusammenhang mit subjektiven Empfindungen, die auf elektromagnetische Felder zurückgeführt werden, häufig Nocebo-Effekte auftreten und psychologische Faktoren eine Rolle spielen (Rubin et al. 2008, Röösli et al. 2008).

Die zweite Studie untersuchte unter häuslichen Bedingungen, ob eine Abschirmung hochfrequenter elektromagnetischer Felder die Schlafqualität von 44 Personen, die ihre Schlafstörungen auf Mobilfunk-Basisstationen zurückführten, verbessern würde. In dieser Studie wurde keine besonders hohe Exposition in den Wohnungen der Testpersonen festgestellt und auch kein negativer Einfluss der elektromagnetischen Felder der Mobilfunk Basisstationen auf die objektiven und subjektiven Schlafparameter gefunden. Vor allem bei den subjektiven Schlafparametern, wie empfundene Schlafqualität, Dauer und Erholsamkeit des Schlafes, konnten deutliche psychologische Einflüsse beobachtet werden. Bereits das Vorhandensein einer Abschirmung hatte z.B. einen eindeutigen positiven Placebo-Effekt, unabhängig davon, ob das verwendete Material tatsächlich schirmende Eigenschaften hatte oder nur eine Attrappe war. Bei den physiologischen Parametern (Schlaf-EEG) waren die psychologischen Einflüsse weniger ausgeprägt.

Insgesamt zeigen die Ergebnisse, dass die elektromagnetischen Felder von Mobilfunk Basisstationen keinen gesundheitlich relevanten Einfluss auf den Schlaf haben, das Vorhandensein einer Basisstation sich aber über psychologische Einflüsse negativ auswirken kann. Die wesentlich stärkeren Felder der Endgeräte mit SAR-Werten von bis zu 2 W/kg führen regelmäßig in verschiedenen Labors zu Beobachtungen von geringfügigen physiologischen Veränderungen, die sich auf diverse Schlafparameter und Schlafstadien verteilen, allerdings überwiegend nicht zwischen den Labors übereinstimmen. In allen Fällen stellen sie höchstens geringfügige physiologische Reaktionen dar und können in keinem Fall als gesundheitliche Beeinträchtigung interpretiert werden. Inwiefern die Ursache dieser Unterschiede z.B. in unterschiedlichen Expositionsszenarien (vor oder während des Schlafes, unterschiedliche Räumliche Verteilung der elektromagnetischen Felder) liegt oder ob die beobachteten Effekte zufällig sind, bleibt zunächst offen. Ebenfalls offen bleibt, inwiefern die bisherigen Untersuchungen, die überwiegend an jungen, gesunden männlichen Testpersonen durchgeführt wurden, für andere Populationsgruppen, wie z.B. Kinder oder ältere Personen die an Schlafstörungen leiden, repräsentativ sind. In diesem bereich plant das BfS weitere Forschung.

Literaturverzeichnis

Borbély AA, Huber R, Graf T, Fuchs B, Gallmann E, Achermann P (1999) Pulsed high-frequency electromagnetic field affects human sleep and sleep electroencephalogram. Neuroscience Letters 275:207-210.

Fritzer G, Goder R, Friege L, Wachter J, Hansen V, Hinze-Selch D Aldenhoff JB (2007) Effects of short- and long-term pulsed radiofrequency electromag-netic fields on night sleep and cognitive functions in healthy subjects. Bioelectromagnetics 28(4):316-25.

Heinrich S, Ossig A, Schlittmeier S, Hellbrück J (2002) Elektromagentische Felder einer UMTS-Mobilfunkbasisstation und mögliche Auswirkungen auf die Befindlichkeit – eine experimentelle Felduntersuchung. Umweltmed. Forsch. Prax. 12(3): 171 - 180

Huber R, Graf T, Cote KA, Wittmann L, Gallmann E, Matter D, Schuderer J, Kuster N, Borbély AA Achermann P (2000) Exposure to pulsed high-frequency electromagnetic field during waking affects human sleep EEG. NeuroReport 11:3321-3325.

Huber R, Schuderer J, Graf T, Jütz K, Borbély AA, Kuster N, Achermann P (2003) Radio frequency electromagnetic field exposure in humans: Estimation of SAR distribution in the brain, efects on sleep and heart rate. Bioelectromagnetics 24:262-276

Huber R, Treyer V, Borbély AA, Schuderer J, Gottselig JM, Landolt HP, Werth E, Berthold T, Kuster N, Buck A, Achermann P (2002) Electromagnetic fields, such as those from mobile phones, alter regional blood flow and sleep and waking EEG. J. Sleep Res. 11:289-295.

Hutter HP, Moshammer H, Wallner P, Kundi M (2006). Subjective symptoms, sleeping problems, and cognitive performance in subjects living near mobile phone base stations. Occup. Environ. Med. 2006; 63:307-313; 2006.
Loughran SP, Wood AW, Barton JM, Croft RJ, Thompson B, Stough C (2005) The effect of electromagnetic fields emitted by mobile phones on human sleep. NeuroReport 16(17):1973 - 1976

Mann K, Röschke J (1996) Effects of pulsed high-frequency electromagnetic fields on human sleep. Neuropsychobiology 33:41-47

Regel SJ, Gottselig JM, Schuderer J, Tinguely G, Rétey JV, Kuster N, Landolt HP, Achermann P (2007) Pulsed radio frequency radiation affects cognitive performance and the waking electroencephalogram. Neuroreport. 18(8): 803 – 807

Röössli M (2008) Radiofrequency electromagnetic field exposure and non-specific symptoms of ill health: A systematic review. Environ. Res. 107(2):27-287

Rubin GJ, Cleare AJ, Wessely S(2008) Psychological factors associated with self-reported sensitivity to mobile phones. J. Psychosom. Res. 64(1):1-9
Wagner P, Röschke J, Mann K, Fell J, Hiller W, Frank C, Götzinger M (2000) Human sleep EEG under the influence of pulsed radio frequency electromagnetic fields. Results from polysomnographies using submaximal high power flux densities. Neuropsychobiology 42(4):207-212

Wagner P, Röschke J, Mann K, Hiller W, Frank C (1998) Human sleep under the influence of pulsed radiofrequency electromagnetic fields: A polysomnographic study using standardized conditions. Bioelectromagnetics 19:199-202