Kognitive Fähigkeiten


Einführung

Unter kognitiven Fähigkeiten versteht man die Fähigkeit zur Wahrnehm ung von Informationen, daraus Erkenntnisse abzuleiten und Verhaltensänderungen durchzuführen sowie die Speicherung von Erinnerungen. Defizite können zu Verhaltensstörungen, gestörtem Lernverhalten und weiteren schweren Problemen führen.

Untersuchungen auf diesem Gebiet werden sowohl am Menschen mittels spezialisierter Testverfahren (z. B. Reaktionstests), als auch an Tieren (z. B. Ratten in einem Labyrinth) durchgeführt. Zusätzlich können umfangreiche Auswertungen des Elektroenzephalogramms (EEG) durchgeführt werden.
Da bei diesen Untersuchungen große individuelle Unterschiede und eine Vielfalt von äußeren Umständen die Ergebnisse mit beeinflussen können, ist eine exakte Beurteilung einzelnder Faktoren schwierig.


Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder

Zusammenfassung aus dem EMF-Brief 55/2011 des WIK zu einer Metastudie vom August 2011:

Keine Auswirkungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit durch kurzfristige Exposition gegenüber elektromagnetischen Feldern von Mobiltelefonen: Eine Metaanalyse

Österreichische Wissenschaftler aus dem Umfeld der Arbeitsmedizin haben ihre Metaanalyse aus dem Jahr 2008 (Barth et al. 2008) auf der Basis neuer Literatur über Wahrnehmungs- und Erkenntnisprozesse im Gehirn wiederholt. 2008 hatten sie einen Einfluss hochfrequenter EMF auf die Aufmerksamkeit und das Arbeitsgedächtnis festgestellt. Die aktuelle Untersuchung zog nach einer Literaturrecherche zunächst 29 Studien in Betracht, von denen dann nur 17 aufgrund der angelegten Qualitätskriterien, wie einfach oder doppelblindes Studiendesign und die Dokumentation von Mittelwerten und Standardabweichungen der abhängigen Variablen, in die Metaanalyse einbezogen werden konnten. Studien an Kindern und Jugendlichen wurden nicht berücksichtigt, und jede einbezogene Studie musste wenigstens einen neuropsychologischen Test enthalten, der auch in einer der anderen analysierten Studien durchgeführt worden war. Die Meta-Analyse wurde als Gruppenvergleich zwischen exponierten und nicht exponierten Probanden der einzelnen Studien durchgeführt. Dabei wurden, sofern nötig, statistische Anpassungen vorgenommen, um die Vergleichbarkeit der Daten zu einzelnen kognitiven Tests zu verbessern. Die Resultate der einzelnen Studien wurden für eine bessere Vergleichbarkeit in ihre äquivalenten Effektstärken umgerechnet und die Abweichung von 0 (= kein Effekt) separat für jeden der 15 berücksichtigten kognitiven Tests statistisch analysiert. Es zeigten sich keine signifikanten Auswirkungen der EMF von Mobiltelefonen mit GSM-Standard oder UMTS-Standard. Alle 95%-Konfidenzintervalle (Vertrauensintervalle; in ihnen liegen mit 95-prozentiger Wahrscheinlichkeit die wahren Werte) überdecken den Wert 0. Dies unterstreicht, dass statistisch keine Effekte auftraten.

Nach Ansicht der Autoren „scheinen die kognitiven Fähigkeiten weder beeinträchtigt noch verbessert zu werden und die Ergebnisse der Meta-Analyse deuten darauf hin, dass erhebliche kurzfristige Auswirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Felder von Mobiltelefonen auf die kognitive Leistungsfähigkeit im Wesentlichen ausgeschlossen werden können“. Das Ergebnis der 2008 durchgeführten Metaanalyse wird widerrufen. Den Unterschied erklären die Autoren damit, dass (1.) für die aktuelle Analyse mehr Studien mit einem entsprechend größeren Stichprobenumfang von 749 Probanden vorlagen und (2.) die große Zahl von 29 zu testenden Variablen in der Vorgängerstudie das Risiko zu falschpositiven Resultaten zu gelangen erhöht hatte. Die früheren positiven Befunde werden daher aus heutiger Sicht als Zufallsschwankungen interpretiert. Das aktuelle Ergebnis deckt sich mit einer ähnlichen Metaanalyse von Valentini et al. (2010), die wesentlich heterogenere Studien (u.a. auch solche mit Kindern) in ihre Analyse einbezogen hatten. Einschränkend bemerken die Autoren der vorliegenden Metaanalyse, dass ihre Schlussfolgerung sich nur auf die kurzfristige Einwirkung von Mobilfunkfeldern bezieht. Außerdem könnten theoretisch durch die notwendige Auswahl der betrachteten neuropsychologischen Tests (s.o.) andere EMF-sensitive Prozesse übersehen worden sein.

Bibliografie:
Barth et al., Bioelectromagnetics, online publiziert: 18.08.2011, EMF-Portal
Barth et al., Occup. Environ. Med. 65, 342-346 (2008), EMF-Portal
Valentini et al., Occup. Environ. Med. 67, 708-716 (2010), Abstract

Link zum Original EMF-Brief 55-2011

 
Übersicht über wesentliche neuere Arbeiten am Menschen:

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.

Diese Übersicht ist entnommen aus dem Beitrag Gehirn und Kognition des Bundesamts für Strahlenschutz auf der Homepage des Deutschen Mobilfunk-Forschungsprogramms mit Stand von 2009.


 
Übersicht über wesentliche Arbeiten am Tier:

Lai et al. (1994) untersuchen den Einfluss hochfrequenter elektromagnetischer Felder (2.45 GHz; mittlere SAR: 0.6 W/kg) auf das räumliche Gedächtnis von Ratten. Speziell wurde untersucht, ob das cholinergische System und endogene Opioide bei dem Auftreten von Mikrowellen- induzierten Defiziten des räumlichen Gedächtnisses eine Rolle spielen. Tiere, denen vorher eine Kochsalzlösung injiziert worden war, zeigten eine statistisch signifikant schlechtere Gedächtnisleistung unter Befeldung im Vergleich zu Tieren der schein-exponierten Kontrollgruppe. Für Tiere, die mit Physostigmin bzw. Nalaxon vorbehandelt worden waren, zeigten sich dagegen keine Unterschiede in den Gedächtnisleistungen beim Vergleich der exponierten Gruppe und der schein-exponierten Kontrollgruppe. Die Autoren schließen aus diesen Ergebnissen, dass die Exposition mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern über einen komplexen Reaktionsmechanismus, der sowohl das cholinergische System wie endogene Opioide einschließt, zu einer Beeinträchtigung des räumlichen Gedächtnisses führt. Die Ergebnisse werden durch die Studie von Wang und Lai (2000), die allerdings einen etwas anderen Versuchsaufbau hat, gestützt.

Mickley et al. (1994) finden ebenfalls, dass Ratten bei Expositionen im SAR Bereich 1 W/kg bis 10 W/kg im Vergleich zu schwach exponierten (SAR = 0.1 W/kg) bzw. nicht exponierten oder schein-exponierten Tieren Verhaltensänderungen zeigen, die als verminderte Gedächtnisleistung interpretiert werden können.

Dieser Auszug stammt aus dem Endbericht zu den Gutachten im Auftrag der T-Mobil (2000), in welchen diese und weitere Arbeiten vorgestellt und diskutiert werden.

Bemerkungen zum Einfluss von Träger- und Pulsfrequenzen von Mobilfunksystemen auf kognitive Funktionen, Verhalten und Hirnfunktionen
Einige Ausführungen von Prof. Dr. Birbaumer (Institut für Medizinische Psychologie der Universität Tübingen) als Auszug aus dem Anhang des o. g. Endberichts.

 

Mehr Information

Untersuchungen an Probanden unter Exposition mit hochfrequenten elektromagnetischen Feldern von Mobiltelefonen
Das Fazit dieser Studie aus dem Deutschen Mobilfunk-Forschungsprogramm lautete:
"Insgesamt konnte die vorliegende Studie die bisher publizierten Arbeiten zu Einflüssen des GSM Signals auf Schlaf und Kognition nicht bestätigen. Zu UMTS gab es bisher keine vergleichbaren Arbeiten. Die hier beschriebenen wenigen signifikanten Effekte deuten, sofern sie nicht zufällig sind, höchstens auf minimale physiologische Anpassungen und nicht auf eine gesundheitliche Beeinträchtigung hin. Es wurden keine schlafstörenden Effekte gefunden. Während der Tagestests war der Einfluss der Tageszeit bei allen untersuchten Parametern deutlich stärker als der Einfluss der Mobilfunkexposition."

Wirkung von EMF auf das menschliche Gehirn
Ein Überblick über Untersuchungen bis zum Oktober 2007 zu EEG, Schlaf, kognitiven Funktionen und Stoffwechselveränderungen aus dem FGF-Newsletter 4/2007 (118 KB)

 


Navigation zu
  dieser Seite:
        
Homepage Elektrosmoginfo
Menüseite: Biologie und Gesundheit
  Kognitive Fähigkeiten                                    
 
Zuletzt geändert: 27.08.11