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Gesundheitliche Auswirkungen von TETRA

Probandenstudie zur Untersuchung des Einflusses der für TETRA genutzten Signalcharakteristik auf kognitive Funktionen

Laufzeit: 01.10.2009 - 30.09.2013

Projektleitung: Charité - Universitätsmedizin Berlin

Kooperationspartner:

  • IMST GmbH, Kamp Lintfort
  • Seibersdorf Labor GmbH

Hintergrund

In den vergangenen Jahren wurden international mehrere Studien zum Einfluss der elektromagnetischen Felder des Mobilfunks auf die geistige Leistungsfähigkeit und auf das Gehirn im Wachzustand und im Schlaf durchgeführt. Hierbei wurden, unterhalb der für die Öffentlichkeit gültigen maximalen Exposition durch Handys von 2 W/kg, keine gesundheitlich relevanten Einflüsse gefunden.

In Deutschland wurde Ende 2015 der Ausbau eines neuen Digitalfunknetzes für Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben, das nach dem TETRA-Standard arbeitet, im Wesentlichen abgeschlossen. TETRA (Terrestrial Trunked Radio) verwendet einen Frequenzbereich um 400 MHz. Die Wirkungen der Exposition durch TETRA Signale auf den Menschen sind wesentlich weniger erforscht als die durch den Mobilfunk. Ergebnisse des Deutschen Mobilfunk Forschungsprogramms haben gezeigt, dass dieselbe absorbierte Leistung (SAR-Werte) bei Frequenzen um 400 MHz zu einer stärkeren Erwärmung des Gewebes führt als bei den Mobilfunkfrequenzen. Für Berufsgruppen, die den TETRA-Funk verwenden (beispielsweise Polizei, Feuerwehr), ist nach den derzeitigen Arbeitsschutzregelungen grundsätzlich eine lokale Exposition von bis zu 10 W/kg zulässig. Um wissenschaftliche Unsicherheiten über die Auswirkungen dieser Funkanwendung weiter zu verringern, wurden mögliche Wirkungen elektromagnetischer Felder der Endgeräte auf den Menschen untersucht.

Zielsetzung

In der vorliegenden Studie wurden mögliche Einflüsse einer Exposition mit dem TETRA-Signal (Scheinexposition, SAR-Werte von 1,5 W/kg und 6 W/kg) auf die Gehirnaktivität von Menschen untersucht. Es handelt sich um eine Probandenstudie an gesunden jungen Männern, die vorzugsweise aus der Gruppe der potenziellen zukünftigen Nutzer und beruflich Exponierten stammen.

  • Es wurden Tests durchgeführt, die Rückschlüsse auf Reaktionsgeschwindigkeit und Genauigkeit, akustische und visuelle Informationsverarbeitung, Konzentrationsfähigkeit, Gedächtnis und Befindlichkeit zulassen.
  • Das Wach-EEG (Elektroenzephalogramm, zur Untersuchung der Gehirnaktivität) in unterschiedlichen Situationen (Ruhe, bei Bearbeitung von Tests) wurde aufgezeichnet und ausgewertet.
  • Der Einfluss einer TETRA Exposition auf die Schlafqualität und das Schlaf-EEG wurde untersucht, sowie die Befindlichkeit und Belastbarkeit am folgenden Tag.

Die Ergebnisse wurden in Bezug auf ihre gesundheitliche Bedeutung für berufliche Nutzer bewertet.

Studienablauf

Für die Studie wurden 32 männliche Probanden (Polizeibeamte, Polizeischüler, Feuerwehrmänner und Rettungsdienstmitarbeiter) im Alter von 18-30 Jahren rekrutiert, die nicht im Nachtdienst tätig, rechtshändig und Nichtraucher waren.

Jeder der 32 Studienteilnehmer wurde zu Beginn befragt und untersucht. Er verbrachte dann einen Nachmittag und eine Nacht zur Eingewöhnung im Labor. Tagsüber wurden Tests am Computer durchgeführt, nachts wurde der Schlaf untersucht.

Nach dieser Vorbereitungsphase verbrachte jeder Proband abwechselnd neun Nachmittage und neun Nächte, jeweils im Abstand von einer Woche, im Labor. Dabei wurde jeder Proband je dreimal mit 1,5 Watt pro Kilogramm und 6 Watt pro Kilogramm exponiert und dreimal scheinexponiert (Antenne befand sich am Kopf, aber es fand keine Exposition statt). Die Studiendauer erstreckte sich somit pro Person über 20 Wochen.

Weder die Probanden noch die Wissenschaftler, die die Probanden betreuten und die Ergebnisse auswerteten, wussten, wann welche Exposition stattgefunden hat (doppelte Verblindung). Die Reihenfolge der Expositionen wurde für jeden Probanden nach dem Zufallsprinzip bestimmt.

Nachdem alle Untersuchungen ausgewertet worden waren, wurden die Ergebnisse und die jeweilige Exposition zusammengeführt. Diese Maßnahmen dienen der Qualitätssicherung.

Ergebnisse

Literaturstudie: Aktueller Stand der internationalen ForschungEinklappen / Ausklappen

Andere europäische Staaten nutzen bereits seit einiger Zeit TETRA-Funknetze für ihre Sicherheitsbehörden oder bauen, ähnlich wie Deutschland derzeit landesweite Netze auf. Einige dieser Länder begleiten die Einführung des TETRA-Standards mit wissenschaftlichen Untersuchungen. Im Rahmen der Probandenstudie zur Untersuchung des Einflusses der für TETRA genutzten Signalcharakteristik auf kognitive Funktionen hatten die Wissenschaftler des Kompetenzzentrums Schlafmedizin der Charité Berlin eine Literaturstudie zu gesundheitlichen Auswirkungen des Digitalfunks durchgeführt und dabei Angaben aus Publikationen und Berichten über die einzelnen nationalen Forschungsergebnisse zusammengetragen. Insgesamt liegen wesentlich weniger Daten vor als zu den Mobilfunkstandards.

Die wenigen bisher publizierten Ergebnisse zeigen keinen gesundheitsrelevanten Einfluss von TETRA. In einer Studie wurden geringfügige Veränderungen der Gedächtnisleistung beschrieben. Infolge der hohen Anzahl durchgeführter Tests könnte diese Beobachtung auch zufällig sein und muss verifiziert werden.

ExpositionsanlageEinklappen / Ausklappen

Testperson mit am Kopf aufgeklebten EEG-Elektroden und der am linken Ohr befestigten Flachantenne zur Exposition Testperson mit ElektrodenTestperson mit am Kopf aufgeklebten EEG-Elektroden und der am linken Ohr befestigten Flachantenne zur Exposition Quelle: Charité Berlin

In der vorliegenden Studie wurden Testpersonen mit einem TETRA-Signal bei SAR-Werten von 1,5 Watt pro Kilogramm und 6 Watt pro Kilogramm am Kopf exponiert.

Eine entsprechende Expositionsanlage wurde von der IMST GmbH (Kamp Lintfort) hergestellt und charakterisiert. Es handelt sich um eine linksseitig flach am Kopf getragene Antenne, die eine mit einem TETRA-Endgerät verursachte Exposition simulieren soll. Sie kann bequem bis zu acht Stunden, auch während des Schlafes, getragen werden.

Die tatsächliche Exposition einzelner Hirnareale wurde detailliert von der Seibersdorf Labor GmbH berechnet.

TemperaturwahrnehmungEinklappen / Ausklappen

Die Expositionsanlage verursacht in der höchsten Leistungsstufe, die zu einer Exposition von 6 Watt pro Kilogramm führt, am Kopf eine oberflächliche Erwärmung von fast 1 °C. Da die Studie verblindet durchgeführt wurde (es wussten also weder der Proband noch der direkt beteiligte Wissenschaftler, wann welche Exposition stattfand), war es wichtig zu prüfen, ob diese Erwärmung durch die Testpersonen wahrgenommen werden kann.

Hierzu wurde eine Vorstudie durchgeführt. Es hat sich herausgestellt, dass die Probanden subjektiv nicht in der Lage waren, die tatsächliche Temperaturerhöhung richtig einzuschätzen, ein Entblindungsrisiko (also das Erkennen der spezifischen Exposition durch die Probanden) bestand also nicht.

Ergebnisse zum SchlafEinklappen / Ausklappen

Die Exposition hatte keine nennenswerten Auswirkungen auf die Makrostruktur des Schlafes (Einschlaflatenz, Dauer und Struktur einzelner Schlafstadien). Gleiches gilt für Schlafspindeln (charakteristische Merkmale des Schlafes im EEG).

Powerspektren des EEG zeigten Veränderungen unter Exposition, vor allem eine Abnahme der Power im Beta-Band (13 - 22 Hz). Die beobachteten Veränderungen traten vermehrt nach einer längeren Expositionsdauer (zum Ende der Nacht) auf und zeigten keine Abhängigkeit von der Expositionsintensität.

Das Wohlbefinden und die subjektiv empfundene Erholsamkeit des Schlafes waren von der Exposition unabhängig.

Ergebnisse der Tests am TagEinklappen / Ausklappen

Das Wach-EEG zeigte ebenfalls Veränderungen in Powerspektralwerten. Das Beta-Frequenzband, das an einer Lokalisation betroffen war, zeigte unter Exposition eine (nicht dosisabhängige) Erhöhung. Im Wach-EEG war darüber hinaus das Theta Frequenzband (4,0-7,75 Hz) an drei Lokalisationen betroffen. Die Power dieser langsamen Wellen war unter Exposition höher. Dieses Ergebnis spiegelte sich weder im Verhalten noch im Wohlbefinden wider.

Langsame Hirnpotentiale, die durch akustische und visuelle Reize hervorgerufen werden, waren nur in einem von mehreren Tests unter Exposition verändert. Die Tagesmüdigkeit bzw. Wachsamkeit am Tag, gemessen mittels EEG sowie am Pupillendurchmesser, waren durch die Exposition nicht beeinflusst.

Ergebnisse visueller und akustischer Tests zur Aufmerksamkeit (Genauigkeit, Reaktionszeiten) zeigten keinen Einfluss der Exposition. Bei Gedächtnistests unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades zeigten sich bei mittelschweren Tests unter Exposition Abweichungen in beide Richtungen - die Anzahl der richtigen Antworten war bei einer Exposition mit 1,5 Watt pro Kilogramm höher und bei einer Exposition mit 6 Watt pro Kilogramm geringer als unter Scheinexposition. Im niedrigsten und im höchsten Schwierigkeitsgrad gab es keinen Unterschied in Abhängigkeit von der Exposition. Es handelt sich wahrscheinlich um Zufallsergebnisse.

Wohlbefinden, Ängstlichkeit, Depressivität und das Auftreten von Symptomen waren durch die Exposition am Tag nicht beeinflusst.

Bewertung der Ergebnisse

Eine Exposition mit TETRA bis zu 6 Watt pro Kilogramm hatte keinen Einfluss auf Schlafqualität und Befindlichkeit am Morgen nach einer 8-stündigen Exposition. Die Wachsamkeit und die kognitive Leistungsfähigkeit, das Wohlbefinden und das Auftreten verschiedener Symptome am Tag waren durch eine Exposition mit dem Signal eines TETRA-Endgerätes ebenfalls nicht beeinflusst.

Die geringfügigen Veränderungen im Schlaf- und Wach-EEG sind in ihrem Umfang vergleichbar mit bereits bekannten Beobachtungen beim Mobilfunk (GSM, UMTS, 2 Watt pro Kilogramm). Die Effekte waren bei 6 Watt pro Kilogramm nicht ausgeprägter als bei 1,5 Watt pro Kilogramm. Subjektiv wurden sie nicht wahrgenommen, eine Bedeutung für die Gesundheit ist nicht bekannt.

Insgesamt ist davon auszugehen, dass von den Endgeräten des BOS-Funks kein gesundheitliches Risiko ausgeht. Die Hirnaktivität im Wachzustand und im Schlaf variiert alters- und geschlechtsspezifisch. Deswegen können Ergebnisse, die an jungen gesunden Männern beobachtet wurden, auf andere Bevölkerungsgruppen nicht übertragen werden.

Mit der hier auf Gruppenebene durchgeführten statistischen Analyse können nur relativ starke Effekte nachgewiesen werden. Personenbezogene Analysen könnten weitere Informationen über mögliche Effekte auf individueller Ebene liefern.

Fragen und Antworten zur Studie

Bei Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben arbeiten auch viele Frauen, warum wurden nur Männer untersucht?Einklappen / Ausklappen

Die Studiendauer erstreckte sich pro Person über 20 Wochen. Bei Frauen werden sowohl der Schlaf als auch die kognitive Leistung vom Menstruationszyklus beeinflusst. Bei der Datenerhebung müsste deshalb die Phase des Menstruationszyklus berücksichtigt werden, was eine aufwendigere Planung der Studiendurchführung zur Folge hätte.

Viele Angehörige von Behörden und Organisationen mit Sicherheitsaufgaben sind älter, warum wurden nur junge Probanden untersucht?Einklappen / Ausklappen

Die Gruppe der 18- bis 30-jährigen jungen Männer ist in der EMF-bezogenen Schlafforschung eine etablierte homogene Vergleichsgruppe, zu der es bereits viele Untersuchungen gibt.

Die Schlafstruktur sowie die kognitive Leistungsfähigkeit hängen stark vom Alter ab. Unterschiedliche Altersgruppen sollten deswegen nicht in einer Untersuchung gemischt werden.

Getrennte Studien an älteren Personen beider Geschlechter sind wünschenswert und seitens des BfS geplant.

Während des Schlafes wird nicht telefoniert, warum wird der Schlaf unter dem Einfluss des Signals eines Endgerätes untersucht?Einklappen / Ausklappen

Der Schlaf ist ein sehr komplexer biologischer Prozess, der vom zentralen Nervensystem kontrolliert wird. Er ist ein gut definierter biologischer Zustand, der sensibel auf äußere Einflüsse reagiert und ist somit ein geeignetes Modell, um einen möglichen Einfluss auf das Gehirn zu untersuchen.

Das Schlaf-EEG ist sehr genau beschreibbar und wesentlich besser zur Untersuchung geringfügiger Auswirkungen geeignet als das Wach-EEG, das sehr unterschiedlich und stark von Sinneswahrnehmungen und anderen Einflüssen wie zum Beispiel Grad der Aktivierung (Schläfrigkeit) beeinflusst werden kann.

Weiterhin ist die Frage offen, ob eine Exposition kurz vor dem Einschlafen einen Einfluss auf den Schlaf haben könnte. Deswegen wird bereits vor Schlafbeginn exponiert.

Warum gelten für beruflich Exponierte höhere Grenzwerte als für die allgemeine Bevölkerung?Einklappen / Ausklappen

Grenzwerte schützen grundsätzlich vor bekannten gesundheitlichen Auswirkungen elektromagnetischer Felder. Zwischen dem Schwellenwert für nachgewiesene negative gesundheitliche Auswirkungen und dem Grenzwert liegt immer ein Sicherheitsfaktor.

Für die allgemeine Bevölkerung ist dieser Sicherheitsfaktor höher, um auch den Schutz besonders empfindlicher Personen (Kinder, Jugendliche, alte und kranke Menschen) zu gewährleisten.

Bei beruflich Exponierten handelt es sich dagegen in der Regel um gesunde Erwachse, besonders empfindliche Bevölkerungsgruppen müssen nicht berücksichtigt werden. Die berufliche Exposition ist nicht dauerhaft, sondern auf die Arbeitszeiten beschränkt. Aus diesen beiden Gründen wird für beruflich Exponierte ein geringerer Sicherheitsfaktor verwendet.

Stand: 12.12.2016

© Bundesamt für Strahlenschutz