Оценка влияния импульсного магнитного поля с частотой 28 кГц на когнитивные функции у мышей в возрасте 1,5 года

Введение. Влияние электромагнитных полей промежуточной частоты (300 Гц — 10 МГц), источниками которых являются бытовые устройства и промышленные установки, на когнитивные функции изучено недостаточно. Существующие данные носят противоречивый характер и получены преимущественно в экспериментах на молодых животных. В условиях быстрого глобального старения населения особую актуальность представляет экспериментальная оценка эффектов переменных магнитных полей на когнитивные функции пожилого организма.

Цель. Оценка влияния импульсного магнитного поля на когнитивные функции и двигательную активность у мышей при физиологическом старении.

Материалы и методы. Когнитивные функции и двигательную активность оценивали с помощью поведенческих тестов «Водный лабиринт Морриса» (ВЛМ) и «Открытое поле». Самцов и самок мышей неинбредного стока CFW в возрасте 18 мес. подвергали воздействию импульсного магнитного поля (ИМП) (28 кГц, 140 ± 15 мкТл в импульсе) по 5 мин в течение 5 сут до начала проведения поведенческих исследований и каждый день за 5 мин до тестирования в ВЛМ. Группу контроля составили животные, которых по такой же схеме подвергали ложному воздействию (ЛВ).

Результаты. Показано, что динамика обучения у мышей при воздействии ИМП выше, чем в контрольной группе. На 5-е сут тестирования длительность поиска и длина траектории поиска скрытой платформы были высокодостоверно на 30% меньше по сравнению с контрольной группой, а частота успешного поиска скрытой платформы увеличилась на 75%. На 6-е сут тестирования в ВЛМ в финальной попытке мыши, подвергшиеся воздействию магнитного поля, в три раза чаще пересекали место расположения скрытой платформы. В проведенном тесте «Открытое поле» не было выявлено статистически значимого влияния воздействия импульсного магнитного поля на двигательную активность мышей.

Выводы. Импульсное магнитное поле с частотой повторения импульсов 28 кГц и индукцией 140 ± 15 мкТл уменьшает у мышей естественный спад когнитивных функций, связанный с физиологическим старением. Полученные результаты требуют проведения дополнительных исследований для уточнения зависимости обнаруженных эффектов от параметров ИМП (частоты, модуляции, интенсивности воздействия). Выявленные эффекты позволяют предположить возможность применения ИМП для коррекции возрастных изменений когнитивных функций у человека.

1. Naarala J, Kolehmainen M, Juutilainen J. Electromagnetic fields, genomic instability and cancer: A systems biological view. Genes. 2019;10(6):479. https://doi.org/10.3390/genes10060479

2. Schuermann D, Mevissen M. Manmade electromagnetic fields and oxidative stress-biological effects and consequences for health. International Journal of Molecular Sciences. 2021;22(7):3772. https://doi.org/10.3390/ijms22073772

3. Еськов ЕК. Биологические эффекты электромагнитных полей. М.: ИНФРА-М; 2024. https://doi.org/10.12737/1229809

4. Flatscer J, Lorie EP, Mittermayr R, Meznik P, Slezak P, Red H, et al. Pulsed electromagnetic fields (PEMF) — physiological response and its potential in trauma treatment. International Journal of Molecular Sciences. 2023;24(14):11239. https://doi.org/10.3390/ijms241411239

5. Bodewein L, Schmiedchen K, Dechent D, Stunder D, Graefrath D, Winter L, et al. Systematic review on the biological effects of electric, magnetic and electromagnetic fields in the intermediate frequency range (300 Hz to 1 MHz). Environmental Research. 2019;171:247–59. https://doi.org/10.1016/j.envres.2019.01.015

6. Степанова ОА, Шоларь СА, Пеньков МН. Влияние электромагнитного поля частотой 300 Гц на морскую биоту. Системы контроля окружающей среды. 2023;4(54):34–40. EDN: QBWUQA

7. Каляда ТВ, Плеханов ВП. Актуальность мониторинга магнитных полей промышленной частоты 50 Гц в жилых и общественных зданиях. Гигиена и санитария. 2019;98(6):597–600. https://doi.org/10.18821/0016-9900-2019-98-6-597-600

8. Ikuyo M, Esaki K, Aimoto A, Wake K, Yamaguchi-Sekino S, Kojimahara N, et al. Measurement and exposure assessment of intermediate frequency magnetic fields from electronic article surveillance (EAS) gates in libraries. Frontiers in Public Health. Radiation and Health. 2022;10:871134. https://doi.org/10.3389/fpubh.2022.871134

9. Раваева МЮ, Черетаев ИВ, Чуян ЕН, Галенко-Ярошевский ПА. Моделирующее действие низкоинтенсивного электромагнитного излучения крайне высокой частоты на тканевой окислительный метаболизм и микрогемодинамику в коже. Биомедицина. 2023;19(4):35–46. https://doi.org/10.33647/2074-5982-19-4-35-46

10. Дмитриев АС, Аистова ЛГ, Грязнов ВГ, Ицков ВВ, Рыжов АИ и др. О взаимодействии модулированных электромагнитных полей с живыми биологическими организмами. Физические основы приборостроения. 2024;13(3);56–75. EDN: ZPDFDM

11. Curcio G. Exposure to mobile phone-emitted electromagnetic fields and human attention: no evidence of a causal relationship. Fronters in Public Health. 2018;6:42. https://doi.org/10.3389/fpubh.2018.00042

12. Benke G, Abramson MJ, Brzozek C, McDonald S, Kelsall H, Sanagou M et al. The effects of radiofrequency exposure on cognition: A systematic review and meta-analysis of human observational studies. Environment International. 2024;188:108779. https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.108779

13. Zhao J, Ma J, Wang X, Zhang B. Effects of electromagnetic field emitted by a 90 kHz WPT system on the cognitive functions and neuronal excitation of mice. Electromagnetic Biology and Medicine. 2025;44(1):1–16. https://doi.org/10.1080/15368378.2024.2438607

14. Ширяева НВ, Вайдо АИ, Павлова МБ, Сурма СВ, Щеголев БФ. Влияние электромагнитных излучений на ориентировочно-исследовательскую активность и когнитивные функции крыс с контрастной возбудимостью нервной системы. Интегративная физиология. 2020;1(2):123–32. https://doi.org/10.33910/2687-1270-2020-1-2-123-132

15. Hao Y, Liu W, Xu Z, Jin X, Ye Y, Yu C, et al. High-power electromagnetic pulse exposure of healthy mice: assessment of effects on mice cognitions, neuronal activities, and hippocampal structures. Frontiers in Cellular Neuroscience. 2022;16:898164. https://doi.org/10.3389/fncel.2022.898164

16. Глущенков ВА, Волова ЛТ, Беляева ИА, Роденко НА, Болтовская ВВ. Факторы магнитно-импульсного воздействия, влияющие на морфологические изменения биологической клетки. Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2022;24(1):24–9. https://doi.org/10.37313/1990-5378-2022-24-1-24-29

17. Wang P, Wang X, Wang Q, Jiao Y, Wang X, Chen C, et al. Cognitive improvement via a modulated rhythmic pulsed magnetic field in D-galactose-induced accelerated aging mice. Brain Research. 2023;1810:148372. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2023.148372

18. Hadzibegovic S, Nicole O, Andelkovic V, Poulletier de Gannes F, Hurtier A, Lagroye I, et al. Examining the effects of extremely low-frequency magnetic fields on cognitive functions and functional brain markers in aged mice. Scientific Reports. 2025;15(1):8365. https://doi.org/10.1038/s41598-025-93230-y

19. Nelson JF, Felicio LS, Randall PK, Sims C, Finch CE. A longitudinal study of estrous cyclicity in aging C57BL/6J mice: I. Сycle frequency, length and vaginal cytology. Biology of Reproduction. 1982;27(2):327–39. https://doi.org/10.1095/biolreprod27.2.327

20. Алдибекова АЕ, Стяжкина ЕВ, Тряпицына ГA, Пряхин ЕА. Сравнение цитогенетических эффектов импульсного магнитного поля и гамма-излучения при воздействии на клетки меристемы проростков лука (Allium cepa L.). Известия Российской академии наук. Серия биологическая. 2024;51(1):3–13. https://doi.org/10.31857/S1026347024010012

21. Frame AK, Lone A, Harris RA, Cumming RC. Simple Protocol for distinguishing drug-induced effects on spatial memory acquisition, consolidation and retrieval in mice using the Morris water maze. Bio Protocol. 2019;9(18):e3376. https://doi.org/10.21769/BioProtoc.3376

22. Vorhees CV, Williams MT. Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nature Protocols. 2006;1(2):848–58. https://doi.org/10.1038/nprot.2006.116

23. D’Hooge R, De Deyn PP. Applications of the Morris water maze in the study of learning and memory. Brain Research Reviews. 2001;36(1):60–90. https://doi.org/10.1016/s0165-0173(01)00067-4

24. Kraeuter A-K, Guest PC, Sarnyai Z. The Open Field Test for measuring locomotor activity and anxiety-like behavior. In: Guest P, ed. Pre-clinical models: techniques and protocols, methods in molecular biology. New York: Humana Press; 2019. https://doi.org/10.1007/978-1-4939-8994-2_9

25. De Coninck M, Van Dam D, Van Ginneken C, De Deyn P. Adapted Morris Water Maze protocol to prevent interference from confounding motor deficits on cognitive functioning. Somatosensory & Motor Research. 2017;34(3):172–8. https://doi.org/10.1080/08990220.2017.1372740

26. Gouirand AM, Matuszewich L. The effects of chronic unpredictable stress on male rats in the water maze. Physiology & Behavior. 2005;86(1–2):21–31. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2005.06.027

27. Young ME, Hoane MR. Mixed effects modeling of Morris water maze data revisited: Bayesian censored regression. Learning & Behavior. 2021;49(3):307–20. https://doi.org/10.3758/s13420-020-00457-y

28. Vorhees CV, Williams MT. Morris water maze: procedures for assessing spatial and related forms of learning and memory. Nature Protocols. 2006;1(2):848–58. https://doi.org/10.1038/nprot.2006.116

29. Gallistel CR, Fairhurst S, Balsam P. The learning curve: implications of a quantitative analysis. Proceedings of the National Academy of Science of USA. 2004;101(36);13124–31. https://doi.org/10.1073/pnas.0404965101

30. Зайцева НВ, Землянова МА, Игнатова АМ, Наймарк ОБ, Степанков МС. Возможности метода мультифрактального анализа для оценки перемещения биологических объектов. Журнал общей биологии. 2022;83(5):389–400. https://doi.org/10.31857/S0044459622050098

31. Yan Y, Tian M, Wang T, Wang X, Wang Y, Shi J. Transcranial magnetic stimulation effects on cognitive enhancement in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: a systematic review and meta-analysis. Frontiers in Neurology. 2023;14:42022345482. https://doi.org/10.3389/fneur.2023.1209205

32. Wang B, Wang Y, Yang F, Han F, Li K, Sun K, et al. The effect of repetitive transcranial magnetic stimulation on immediate and long-term cognitive functions in Alzheimer’s dementia and mild cognitive impairment: a meta-analysis. J NeuroEngineering Rehabil. 2025;22(1):262. https://doi.org/10.1186/s12984-025-01777-8

33. Yang T, Liu W, He J, Gui Ch, Meng L, Xu L, Jia Ch. The cognitive effect of non-invasive brain stimulation combined with cognitive training in Alzheimer’s disease and mild cognitive impairment: a systematic review and meta-analysis. Alzheimers Research and Therapy. 2024;16(1):140. https://doi.org/10.1186/s13195-024-01505-9

34. Hendrickx JO, Moudt SD, Calus E, Deyn PP, Dam DV, Meyer G. Age-related cognitive decline in spatial learning and memory of C57BL/6J mice. Behavioural Brain Research. 2022;418:113649. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2021.113649