自赫兹发现电磁波以来，人类就开始对其应用价值展开了研究。现今，电磁波技术被广泛应用在国防、通信、医疗、科研等方面。随着信息技术的进步，第3代移动通信技术(3G)、第4代移动通信技术(4G)和无线宽带接入网络技术(wireless fidelity，WiFi，2 400 MHz)逐渐被开发，各类无线终端产品尤其是智能手机、网络电视、智能手环等设备越来越普及。据我国工业和信息化部统计，截止到2016年，移动电话用户总数达13.2亿户，移动电话用户普及率达96.2部/百人，其中4G用户总数达到7.7亿户^[1]。电磁技术带来方便的同时，也对人体健康产生一定的影响。大量研究发现，非电离辐射与脑肿瘤、心脑血管疾病、神经衰弱综合征、记忆力减退、男性精子活性下降、胚胎发育畸形、帕金森和阿尔茨海默等疾病的发生相关^[2-10]。非电离辐射可能对神经系统产生潜在危害^[2]，而海马体是神经系统的重要组成部分，本文就非电离辐射对海马体的影响及其研究方法进行综述。

一、海马体简介

海马体是哺乳动物中枢神经系统的重要组成部分，是学习记忆功能的结构基础^[11-12]。学习和记忆是两个相互依赖的在中枢神经系统调控下的高级神经活动，是对信息的摄取、加工、贮存、再提取的过程。海马的三维立体结构沿长轴分为CA1、CA2、CA3和CA4共4个区，它们与齿状回一起构成3个环路^[13]。此外海马体还与空间定位能力有关^{[12, 14]}。近年来，普遍认为，海马从内嗅皮层获得空间和非空间的输入^[15]。海马体与学习记忆、空间定位等能力有十分密切的关系。

二、非电离辐射对海马体的影响

1.学习记忆能力：仝俊等^[16]采用频率为900 MHz、平均功率密度为10 W/m²的电磁波辐射大鼠，后用多导生理记录仪记录海马CA1区的放电变化，发现非电离辐射对神经元放电频率具有抑制作用，使其总体放电特征和放电模式发生变化。李宏玲等^[17]用1 800 MHz电磁波对大鼠进行21 d连续辐射，平均功率密度为0.5 mW/cm²。结果提示，该功率密度的非电离辐射对雄性大鼠学习记忆产生影响。亦有研究观察SD大鼠受900 MHz电磁波(平均功率密度为1 mW/cm²)辐射后的脑损伤，发现该辐射条件下可致大鼠学习记忆能力下降^[18]。与此不同，田勇浩等^[19]用平均功率密度为10 mW/cm²的电磁波每天6 h，每周6 d，连续8周辐射Wistar雄性大鼠，结果发现，短期(1~6周)暴露可使大鼠的学习记忆能力下降，但长期暴露(8周后)对大鼠的学习记忆能力影响有限。多数研究结果表明，非电离辐射对海马体的学习记忆能力有影响。

2.空间定位能力：海马体内的有些细胞具有识别位置和方向的功能，这些细胞包括：位置细胞、头部方向细胞、网格细胞和边界细胞，每个细胞都有一个特征的放电模式，它可以编码与动物当前位置和方向相关的空间参数^[20]。其中网格细胞在海马－内皮层嗅－新皮层环路中不仅具有传递空间信息的功能，更起到编码位置信息、参与新皮层传来的视觉空间信息的作用。有研究表明，大鼠的空间定位能力与海马参与能量代谢的GLUT4有关^[21]。长期和反复的射频电磁辐射(4 802 h)对海马体空间识别能力有一定影响^[22]。

亦有大量文献报道，海马结构的形态学改变可能与阿尔茨海默病、颞叶癫痫、精神分裂症、抑郁症等多种疾病的发生发展密切相关^[23-27]。如乔思默等^[28]实验中用30 mW/cm²微波辐射Wistar大鼠，后用HE染色、Timm染色和荧光免疫检测海马组织结构变化。结果表明，大鼠海马齿状回颗粒细胞和CA3区锥体细胞损伤，微波辐射可能通过抑制海马突触素Ⅰ的表达，导致突触结构损伤，表现为苔藓纤维出芽生长抑制，最终导致学习和记忆能力下降。

三、不同水平的研究方法 1、分子水平

(1) 免疫组织化学法和免疫印迹法(Western blot，WB)：路国兵等^[29]研究电磁辐射对大鼠学习记忆功能的损伤机制，采用平均功率为2 000 μW/cm²电磁波辐射大鼠，后通过对海马N-甲基-D-门冬氨酸受体亚单位2B(N-methyl-D-menthonine receptor subunit 2B)蛋白及其mRNA表达水平来反映电磁辐射对大鼠学习记忆功能的损伤机制。

(2) 反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)和蛋白质免疫印迹方法：杨学森等^[30]观察急性辐射对大鼠海马的丝裂原活化蛋白激酶(mitogen activited protein kinase，MAPK)信号通路的影响，采用RT-PCR检测细胞外的调节蛋白激酶家族基因的表达，采用蛋白质免疫印迹方法检测ERK1、JNK1、P38MAPK蛋白质表达。也有为测电磁辐射对海马Raf激酶抑制蛋白和其相关蛋白的影响，用WB法检测RKIP的表达, 用免疫共沉淀检测RKIP与Raf-1的相互作用，用RT-PCR检测RKIP-mRNA的表达；用免疫组织化学法检测脑内胆碱乙酰转移酶(CHAT)的表达^[31]。

(3) 化学比色与高效液相法：周兢程等^[32]采用化学比色法检测了被给予全身射频电磁辐射的雄性SD大鼠的胆碱能标志物水平、氧化应激产物和抗氧化物酶活性含量。杜盼盼^[33]采用2, 4-二硝基氟苯(DNFB)衍生氨基酸法，后用高效液相分析经非电离辐射过的Wister大鼠海马相关蛋白。

这一水平的研究属于微观的评价，除上述方法外，还有电镜观察等^[34-35]。非电离辐射的效应可能会在基因、蛋白、细胞等微观水平检测到，但所得到的结论较片面，需进一步论证。

2、个体水平

(1) 神经电生理学：神经电生理学的方法主要是通过测量不同部位神经元的电位，如肌电位、脑电位等，来辅助疾病的诊断、预防和治疗^[36-37]。就脑电位而言，其中的一类叫感觉门控(sensory gating，SG)，是中枢神经系统对外界刺激的一种保护性适应。而感觉门控常用诱发电位来测量，最常用的是听觉诱发电位P50。P50常用于研究学习记忆能力^[17]，如老年痴呆症(Alzheimer disease)、抑郁症^[38]、精神分裂症^[37]等。本课题组早期做过有关非电离辐射对大鼠P50影响的研究，方法是采用条件-试验双声刺激模式记录海马感觉门控P50^[17]。

(2) 行为学：学习记忆功能的变化可以通过动物行为的变化体现，有关辐射对学习、记忆影响的研究也可用行为学的方法测量。常见的行为操作系统有斯金纳箱(skinner box)、穿梭箱试验(shuttle box test)和旷场试验(open field test)以及各种迷宫系统，如Morris水迷宫(morris water maze, MWM)、Y-迷宫(Y-maze)高架十字迷宫(elevated plus maze)。通过行为学方法来评价相关脑区的空间、学习和记忆能力的方法，是开展脑科学研究的经典方法。优点是简便易学，缺点是其实验结果易受实验动物、环境、仪器设备以及分析方法等诸多因素的影响。这类行为学测试一般都联合使用。例如王沧恺等^[39]结合旷场行为测试、Y-迷宫和Morris水迷宫, 检测小鼠的活动性、空间辨别、空间学习记忆和非空间学习记忆能力。还有的联合使用了Y-迷宫、穿梭试验和旷场实验^[40]。

个体水平的研究优势在于活体实验，可以解决分子水平检测效果的单一，缺点是实验动物个体间存在差异，对样本量的要求较大。

3、群体水平

马菲等^[41]采用病例-对照研究(case-control study), 调查高频率电磁辐射对军人神经衰弱综合征的发生率及其影响因素。韩国做过类似的病例对照研究, 调查对象为儿童和青少年^[42]。国内有针对重庆市学龄儿童手机使用与疲劳、头痛相关性，进行了横断面研究(cross-sectional study)^[43]。这类研究仅通过主观的问卷调查而没有结合相对客观的实验室检测，调查过程中容易产生不可控的信息偏倚，建议未来的研究中，进一步结合实验室检测，提高结论的可信度。

四、结语与展望

近年来对电磁辐射的生物学效应研究证明，电磁辐射对机体存在危害。由于实验设计的差异、实验中多种混杂因素的存在，使得实验结果间可比性较差。对于今后的有关研究，建议如下：①体外实验应结合在体实验，如：海马体生化分析+海马区的电生理分析+行为学指标的实验，从多角度评价电磁辐射对认知的影响。②流行病学研究应结合实验室研究，用实验的方法验证流行病学调查的结果，如有问卷调查结果表明，长期使用手机等电子产品导致疲劳、失眠、神经衰弱等症状^[43]，可以通过脑电图或核磁等无创技术加以验证。③随着电磁辐射产品的不断增多、接触年龄越来越早、接触时间越来越长，多种辐射场的叠加效应成为新的研究热点，因此建立队列研究十分有必要。

利益冲突 本人与本人家属、其他研究者，未因进行研究而接受任何不正当的职务或财务利益，在此对研究的独立性和科学性予以保证
作者贡献声明 李志强负责收集文献、撰写初稿和补充论文；武慧欣、张媛、木云珍、贺宇负责修改论文；吴锡南负责拟定写作思路，指导撰写文章并最后定稿