I tipici telefoni cellulari emanano in media una potenza di 0,2-0,6 W. Se tenuti in mano e utilizzati vicino alla testa, questi livelli si alterano bruscamente, dato che il 40% dell'energia emanata dal telefono viene assorbita e dalla mano e dalla testa (Kuster et al., 1997). Usato in questo modo, un telefono cellulare può essere considerato alla stregua di un radiotrasmettitore alquanto potente. La sua emissione di energia sulla superficie della testa è generalmente 10.000 volte più forte rispetto ai campi che raggiungono un utente che si trovi a meno di 30 metri di distanza dalla base di un tipico ripetitore per cellulari collocato su una torretta a 30 metri dal suolo.
1. Lo sviluppo storico del sistema di trasmissione analogico e digitale dei telefoni cellulari.
Nel corso dell'ultimo decennio, la rapida diffusione su scala mondiale dei sistemi di comunicazione con telefonia cellulare ha comportato un altrettanto rapido progresso tecnologico. Di conseguenza, molti degli attuali utenti di telefonia mobile sono stati esposti ad una sequenza di campi di microonde modulati in diversi modi (Adey, 1997). All'inizio il segnale vocale veniva universalmente espresso con modulazioni di frequenza (FM) dell'onda portante. Dal punto di vista biofisico, l'onda portante mantiene un'ampiezza costante per tutto il periodo della trasmissione, dal momento che ogni segnale vocale viene trasmesso nel campo della frequenza. Sebbene questi sistemi di modulazione di frequenza detti analogici vengano ancora comunemente utilizzati, considerazioni radiotecniche, come il risparmio dell'energia usata per telefonare e l'utilizzo ottimale del limitato spettro di microonde disponibile, hanno portato progressivamente alla generale adozione di tecniche di trasmissione digitale (Kuster et al., 1997). I primi sistemi di trasmissione utilizzavano frequenze da 400MHz, quelli attuali invece trasmettono generalmente a 800 e 1800 MHz. Un esempio di queste tecniche è dato da due metodi di modulazione digitale ora ampiamente utilizzati nei sistemi di telefonia mobile: il North American Digital Cellular (NADC), utilizzato in Nord America, e il Time Division Multiple Access (TDMA), impiegato in Giappone, ovvero una modulazione che codifica il discorso con una velocità di 50 impulsi al secondo. Il metodo utilizzato dal Global System for Mobile Communication (GSM), impiegato in Europa e in gran parte del resto del mondo, è in grado di codificare il discorso alla velocità di 217 impulsi al secondo.
2. L'influenza dei campi di microonde dei cellulari sulle prestazioni cognitive umane.
Dopo l'esposizione a campi telefonici GSM ed FM simulati o reali, si sono riscontrate delle alterazioni nelle performance cognitive umane. Simulando campi GSM ed FM, si è registrato un aumento del tempo di reazione nel prendere decisioni, maggiore nelle esposizioni a campi FM piuttosto che GSM (Prece et al., 1999). Utilizzando 6 test cognitivi impiegati in neuro-psicologia (digit-span e spatial-span forwards e backwards, sottrazione seriale e fluenza verbale), si è notato che la prestazione veniva agevolata dopo 30 minuti di esposizione ai 900 MHz di un campo GSM in ben 2 test relativi alla capacità di attenzione (digital span forwards e spatial span backwards) e alla velocità di elaborazione (sottrazione seriale) (Edelstyn e OlderShaw, 2002).
3) Sintomi soggettivi riportati dopo un uso prolungato del cellulare.
Diversi sono i sintomi soggettivi riscontrati dopo un uso prolungato nel tempo del cellulare: vertigini, disagio, difficoltà di concentrazione e memoria, fatica, calore all'orecchio e dietro allo stesso, sensazione di bruciore al volto. Alcuni studi scandinavi hanno coinvolto 6379 utenti di telefoni GSM e 5613 di telefoni NMT (analogici) in Svezia e 2500 utenti di un gruppo e dell'altro in Norvegia (Sandstrom et al., 2001; Wilen et al., 2003). Questi studi tenevano conto dell'assorbimento di energia (SAR) nelle strutture cerebrali adiacenti all'orecchio e del tempo di utilizzo giornaliero dell'apparecchio, stimato in base al numero delle chiamate e alla loro durata. La conclusione raggiunta è che alcuni sintomi soggettivi come vertigini, disagio e calore dietro all'orecchio sono correlati ad elevati valori di assorbimento di energia (>0,5 W/Kg) e a lunghe e ripetute chiamate giornaliere.
4) Alterazioni nei tracciati dell'Elettroencefalogramma e del flusso sanguigno cerebrale durante e dopo l'esposizione al campo di un cellulare.
Si è reso noto che i campi di cellulari GSM alterano i tracciati dell'EGG durante e dopo l'esposizione, apportando in concomitanza alterazioni del flusso sanguigno cerebrale. Durante il processo cognitivo per un compito legato ad una sequenza visiva di lettere, i 902 MHz dei campi digitali alteravano le reazioni di asincronia/sincronia nell'EGG relativamente alle bande a 6-8 e 8-10 Hz, solamente però quando esaminate come un'operazione di carica della memoria e tenendo conto del fatto che lo stimolo presentato fosse o meno un obiettivo. Dopo 30 minuti di esposizione unilaterale della testa, la tomografia ad emissione di positroni (PET) comportava un aumento relativo del flusso sanguigno cerebrale nella corteccia dorso-laterale frontale in corrispondenza della parte esposta. Questi campi GSM pulsati incrementavano inoltre l'intensità dell'EGG nel raggio delle onde alfa (8-13 Hz) prima dell'inizio dello stato di riposo e nel campo dell'allungamento di frequenza durante la Fase 2 del sonno. Ancora più importante è il fatto che l'esposizione a campi non modulati aventi la stessa densità media di energia rispetto a quelli GSM non comportava un aumento dell'intensità nei tracciati dell'EGG riferiti alla veglia e al sonno, supportando così l'idea che la modulazione per impulso sia necessaria ad indurre le variazioni di veglia e riposo nell'EGG (Adey, 1997; Huber et al., 2002).
5) Modificazione della permeabilità della barriera emato-encefalica a causa del cellulare e di altri campi di microonde.
Dal punto di vista storico, le osservazioni iniziali sulla possibile distruzione della barriera emato-encefalica (BBB) da parte dei campi di microonde si basavano sull'uso di campi radar da 36 GHz a supposti livelli di incidenza atermica (3mw/cm²) (Oscar e Hawkins, 1977). Gli studi così condotti hanno evidenziato nei topi un aumento dell'assorbimento da parte del cervello, attraverso la barriera di sangue, di sostanze come il mannitolo e l'inulina ma non di dextrano. Questa osservazione iniziale è stata eclissata da successivi studi d'èquipe, ai quali ha preso parte lo stesso Oscar, che hanno portato alla conclusione che la permeabilità alla saccarina da parte della barriera emato-encefalica non cambia (Oscar et al., 1982; Gruenau et al., 1982). Lo studio iniziale nel quale si erano utilizzati il mannitolo e l'inulina all'epoca non venne ripetuto.Ulteriori studi condotti a partire dal 1988 da Salford e colleghi hanno evidenziato una consistente fuoriuscita di albumina attraverso la barriera emato-encefalica nei topi precedentemente esposti a tutto corpo e per due, ore ai campi di GSM con un assorbimento medio di energia di 2mW/Kg, 20mW/Kg e 200mW/Kg (Salford et al., 2003). I livelli di campo risulterebbero significativi nel caso di esposizioni atermiche. Gli animali esposti sopravvivevano per 50 giorni circa. Gli anticorpi dell'albumina mostravano evidenti focolai intorno ai vasi sanguigni più sottili della materia bianca e grigia. Come evidenziato dal color viola del cresilo, i neuroni danneggiati si trovavano tra quelli sani nella corteccia cerebrale, nell'ippocampo e alla base dei gangli, con un'incidenza massima intorno al 2%, tuttavia in alcune aree ristrette arrivavano a dominare l'immagine. I risultati dei gruppi differivano in modo significativo, comprovando una dose-dipendenza (P inferiore a 0,002). Gli autori sono giunti alla conclusione che "il tempo trascorso tra l'ultima esposizione e il decesso è di fondamentale importanza per individuare i focolai di fuoriuscita poiché l'albumina travasata si diffonde rapidamente al di sotto di concentrazioni che si possono dimostrare in modo accurato dal punto di vista immunoistologico. Tuttavia, l'iniziale fuoriuscita può dare inizio ad una seconda apertura nella barrieraemato-encefalica, innescando così un circolo vizioso, è stata riscontrata infatti la fuoriuscita di albumina anche due settimane dopo l'esposizione… Noi e altri studiosi abbiamo dimostrato che se una molecola relativamente grande come l'albumina è in grado di attraversare la barriera emato-encefalica, molte altre molecole più piccole, incluse quelle tossiche, possono penetrare nel cervello a causa dell'esposizione a campi di radiofrequenza". A livello cellulare, un modello come quello della barriera emato-encefalica può essere ottenuto in vitro utilizzando gli astrociti dei topi e le cellule endoteliali che rivestono i vasi sanguigni cerebrali dei suini (Schirmacher et al., 2000). L'esistenza di una barriera emato-encefalica formata da queste cellule endoteliali è stata confermata dalla presenza della proteina in grado di occludere la zona (segno degli stretti legami intercellulari), dai contatti tra queste cellule e dall'assenza di scissioni intercellulari. Le misurazioni sulla permeabilità con il saccarosio sono correlate alla "tenuta" fisiologica. L'esposizione di 4 giorni a campi di telefonia GSM a 1800 MHz determina un aumento significativo della permeabilità del saccarosio rispetto a soggetti non esposti.
6) Riferimenti bibliografici.
[Ader, 1997] Adey WR 1997: I bio-effetti dei campi di comunicazione: i possibili meccanismi legati all'accumulo di sostanze.
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[Gruenau et al., 1982] Gruenau SP
[Huber et al., 2002] I Huber R., Troyer V, Borbely A. et al. (2002): I campi elettromagnetici, come quelli dei cellulari, alterano il flusso sanguigno in alcune zone del cervello e il sonno e la veglia nei tracciati dell'EGG. J Sleep Res 11: 280-295.
[Krause et al., 2002] Krause CM, Sillanmaki L., Koivisto M. et al. (2002): Gli effetti dei campi elettromagnetici emessi dai cellulari sull'elettroencefalogramma durante un compito di memorizzazione visiva. Intermit Radial Biol 76: 1659-1667.
[Kuster et al., 1997] Kuster N., Balzano Q., Lin J, edizione 1997: La sicurezza della comunicazione mobile. New York, Chapman e Hall, pp. 279.
[Oscar e Hawkins, 1977] Oscar KJ, Hawkins TD (1997): L'alterazione dovuta alle microonde della barriera emato-encefalica nei
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[Oscar et al., 1982] Oscar KJ, Gruenau SP, Folker MT (1982): L'assenza degli effetti dei campi di microonde sulla permeabilità al saccarosio della barriera emato-encefalica nei topi. Exper Neural 75: 229-307.
[Prece et al., 1999] Prece AW G, Davies-Smith A. et al. (1999): Gli effetti dei 915 MHz di un campo simulato per telefoni cellulari sulle funzioni cognitive dell'uomo. Internat J Rat Biot 75: 447-456.
[Salford et al., 2003] Salford L., Brun A., Eberhardt J. et al. (2003) I danni apportati alle cellule cerebrali dei mammiferi dopo l'esposizione alle microonde emesse dai telefoni cellulari GSM. Environmenthal Health Perspectives 2003.
[Sandstrom et al., 2001] Sandstrom M., Wilen J., Oftedal G. et al. (2001): L'uso del cellulare e i sintomi soggettivi correlati. Occup Med (Lond) 51: 25-35.
[Schirmacher et al. 2000] Schirmacher A., Winters S, Fischer S. at al. (2000): I campi elettromagnetici (1,8 GHz) incrementano in vitro la permeabilità al saccarosio della barrieraemato-encefalica. Bioelectromagnetics 21: 338-345.
[Wilen et al. 2000] Wilen J, Sandstrom M., Hansonn Mild K (2003): Sintomi soggettivi tra gli utenti di telefoni cellulari: una conseguenza dell'assorbimento dei campi di radiofrequenza? Bioelectromagnetics 24: 152-159.
Vedi anche:
Neuroscion.com: W. Ross Adey è Professore emerito di Fisiologia presso la Loma Linda University School of Medicine, Loma Linda California 92354 USA e-mail: Radcy43450@ aol.com.
