Aus der Abteilung für Psychiatrie und Pyschotherapie

der Universitätsklinik für Psychiatrie und Psychosomatik

der Albert-Ludwigs Universtität Freiburg im Breisgau

Elektrosmog und polysomnographische Schlafqualität: Einfluss von Handystrahlung auf objektive

Schlafparameter und deren Abschirmung durch Schlafzimmertextilien.

Inaugural-Dissertation zur Erlangung des Medizinischen Doktorgrades

der Medizinischen Fakultät

der Albert-Ludwigs-Universität

vorgelegt 2009

von Maureen Stoll

geboren in Luxemburg

Dekan: Prof. Dr. Christoph Peters

1.Gutachter: Prof. Dr. Dieter Riemann

2.Gutachter: Prof. Dr. Bela Szabo

Jahr der Promotion: 2010

Für meine Eltern.

Danke für Alles.

Inhaltsverzeichnis ___________________________________________________________________________

1 Einleitung 1 1.1 „Elektrosmog“ 1

1.1.1 Die verschiedenen Signalarten im Mobilfunkwesen 2 1.1.2 Krebs und “Handy-Strahlung” 3 1.1.3 Kindliche Leukämie und Hochspannungsmaste 4 1.1.4 “Elektrosensibilität” 6 1.1.5 Elektromagnetische Strahlung und Hirnaktivität 7 1.1.6 Auswirkung von elektromagnetischer Strahlung auf kognitive Leistungen 8 1.1.7 Zerebraler Blutfluss bei elektromagnetischer Exposition 9

1.2 Der Schlaf 10

1.2.1 Die Schlafstadien nach Rechtschaffen und Kales 10 1.2.2 Kennwerte der Polysomnographie 13 1.2.3 Die Funktion des Schlafs und die Folgen von Schlafdeprivation 15

1.3 EMF und Schlaf 17

1.3.1 Der aktuelle Forschungsstand 17

1.4 Fragestellungen 22

2 Material, Methoden und Probanden 24

2.1 Die Probanden 24

2.1.1 Probandenkollektiv 24 2.1.2 Die Rekrutierung 24 2.1.3 Einschlusskriterien 25 2.1.4 Ausschlusskriterien 25

Inhaltsverzeichnis

2.1.5 Eingangsuntersuchung 26

2.2 Die Polysomnographie: Material und Technik 27 2.3 Die Auswertung 29

2.3.1 Die Auswertung der Polysomnographie: 29 2.3.2 Die statistische Datenauswertung 29

2.4 Die Fragebögen 30 2.5 Das elektromagnetische Feld 31

2.5.1 Eingesetzte Geräte 31 2.5.2 Einstellung der Geräte 32 2.5.3 Anordnung der Geräte 32 2.5.4 Die gemessene Feldstärke 34

2.6 Die Textilien 35 2.7 Ablauf der Studie: 35 2.8 Studiendesign 38 2.9 Randomisierung 39

3 Ergebnisse 40

3.1 Parameter der Schlafkontinuität 43

3.1.1 Die Einschlafzeit 43 3.1.2 Die Gesamtschlafzeit 45 3.1.3 Die Schlafeffizienz 47 3.1.4 Die Anzahl der Wachperioden 49

3.2 Parameter der Schlafarchitektur 52 3.3 Parameter des REM-Schlafes 55

3.3.1 Die REM-Latenz 55 3.3.2 Augenbewegungen und REM-Dichte 56

Inhaltsverzeichnis

3.4 Arousal-Indizes und Myoklonien 57 3.5 Korrelation mit Elektrosensibilität 58 3.6 Unerwünschte Nebeneffekte 61

4 Diskussion 62

4.1 Analyse der Methodik 62 4.2 Auswirkungen des elektromagnetischen Feldes ohne Abschirmung 63

4.2.1 Auswirkung auf die Kennwerte der Schlafkontinuität: 63 4.2.2 Auswirkung auf die Kennwerte der Schlafarchitektur: 64 4.2.3 Auswirkung auf die REM/NREM-Regulation: 64 4.2.4 Auswirkung auf Arousal-Indizes und Myoklonien: 65

4.3 Auswirkung des elektromagnetischen Feldes mit Abschirmung 66

4.3.1 Abschirmung durch den Schlafanzug: 66 4.3.2 Abschirmung durch Matratze und Bettdecke: 67 4.3.3 Abschirmung durch Baldachin und Unterlage: 67

4.4 Vergleich mit den Resultaten des subjektiven Schlafempfindens 68 4.5 Empfundene Elektrosensibilität und Auswirkung des elektromagnetischen Feldes auf den Schlaf 69 4.6 Schlussfolgerung 70 4.7 Ausblick 71

5 Zusammenfassung 73 6 Literaturverzeichnis 74 7 Anhang 80

7.1 Abkürzungsverzeichnis 80

8 Danksagung 90 9 Lebenslauf 91

Einleitung

1

1 Einleitung ___________________________________________________________________________

1.1 „Elektrosmog“

Der Begriff Elektrosmog oder E-Smog ist ein volkstümlicher Sammelbegriff für alle

unerwünschten elektromagnetischen Wellen, die von elektrischen oder elektronischen

Einrichtungen erzeugt werden. Der Wortbestandteil „smog“ setzt sich aus den beiden

englischen Worten "smoke" (Rauch) und "fog" (Nebel) zusammen.

Als Smog wird im Allgemeinen eine durch Emissionen verursachte

Luftverschmutzung bezeichnet, die insbesondere in Großstädten auftritt und durch

starke Luftschadstoffkonzentrationen gekennzeichnet ist.

Zum Elektrosmog gehören zum einen die Wellen, die von Antennen abgestrahlt

werden und der funktechnischen Übertragung dienen, also u.a. Sender für Rundfunk

und Fernsehen, Mobilfunkmaste und schnurlose Telefone. Andererseits wird die

Störstrahlung, die in elektrischen Leitern und Geräten erzeugt wird, also zum Beispiel

in Mikrowellenherden, Handys, Monitoren, Stromkabeln und Fernsehern, zur

elektromagnetischen Strahlung gezählt.

Der pejorativ gewählte Begriff zeigt die Skepsis an, die sich in der Bevölkerung in

den letzten Jahren gegenüber elektromagnetischen Feldern ausgebreitet hat. Die

Tatsache, dass diese allgegenwärtig sind und dass man sich ihnen kaum entziehen

kann, sowie die Befürchtungen vor möglichen biologischen Auswirkungen lösen

zahlreiche kontroverse Diskussionen aus.

Dabei werden Telefonmaste, Mobiltelefone und Elektrizitätsmaste meistens in einen

großen E-smog Topf geworfen, obwohl die erzeugten Strahlen sich stark in ihrer

Energie und ihren Wellenlängen unterscheiden.

Vor allem bei den Hochspannungspfeilern handelt es sich um eine völlig andere Art

von elektromagnetischen Feldern als bei der Hochfrequenz, die durch

Mobiltelefonsysteme erzeugt wird.

Einleitung

2

Außerdem ist die Hochfrequenz-Energie, welche von den Mobiltelefonen ausgeht, ca.

tausend Mal stärker als die, welche durch Mobilfunkmaste erzeugt wird, dennoch sorgt

letztere für wesentlich mehr öffentliche Empörung. Häufig werden die Pfeiler ohne

Rücksprache mit der örtlichen Bevölkerung errichtet und sorgen für Argwohn und in

vielen Fällen für organisierten Protest, vor allem dann, wenn sie auch noch in der

Nähe von Schulen oder Kindergärten gebaut werden.

In ähnlicher Weise wird mehr Aufhebens um Hochspannungsmaste getrieben als um

die Strahlung, die von Haushaltsgeräten ausgeht, obwohl diese Arten von Strahlung

sich im Wesentlichen nicht unterscheiden.

Gemeinsam haben aber alle diese Arten von elektromagnetischen Feldern, dass sie in

der Gesellschaft Angst vor möglichen physischen Folgen auslösen.

1.1.1 Die verschiedenen Signalarten im Mobilfunkwesen

Das für die Funktechnologie benutzte elektromagnetische Spektrum liegt im Bereich

zwischen 10 kHz und ca. 300 GHz. Davon werden für Mobiltelefone nur eng

begrenzte Frequenzbänder benutzt. Diese liegen für die D-Netze (T-Mobile und

Vodafone) bei 880 und 960 MHz (GSM 900) und für die E-Netze (E-Plus und O-2)

bei 1700-1900 MHz (GSM 1800).

GSM (Global System for Mobile Telecommunications) ist der erste Standard für

volldigitale Mobilfunksysteme und wird als zweite Generation („2G“) und als

Nachfolger der ersten analogen Generation bezeichnet. Weltweit ist GSM das am

meisten verbreitete Mobilfunksystem.

Die digitalen Daten werden im GSM mit einer Mischung aus Frequenz- und

Zeitmultiplexing (Abk. TDMA für Time Division Multiplex Access) übertragen. Es

werden unterschiedliche Frequenzen für den Uplink (vom Mobiltelefon zum Netz) und

den Downlink (vom Netz zum Mobiltelefon) benutzt. Bei GSM 900 sind im Bereich

von 890-915 MHz 124 Kanäle für die Aufwärtsrichtung zur Basisstation und im

Bereich von 935-960 MHz 124 Kanäle für die Abwärtsrichtung vorgesehen. Durch das

Zeitmultiplexing werden auf einer Trägerfrequenz die Signale verschiedener Sender in

Einleitung

3

bestimmten Zeitschlitzen übertragen. In jedem von diesen Zeitabschnitten wird ein ca.

0,58 ms langer „Burst“ gesendet. Nach dem Sende-Burst schaltet das Mobiltelefon auf

die um 45 MHz versetzte Empfangsfrequenz, und empfängt dort den Burst des

Rückkanals von der Basisstation.

Abbildung 1: von Wikipedia (GSM): GSM-Rahmenstruktur

Das Bild basiert auf dem Bild „GSM-Rahmenstruktur“ aus der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht

unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation.

Die dritte Generation des Mobilfunks („3G“), UMTS (Universal Mobile

Telecommunications System) erlaubt eine viel höhere Datenübertragungsrate als der

GSM-Standard. Dabei kommen Frequenzen von 2 GHz zum Einsatz.

1.1.2 Krebs und “Handy-Strahlung”

Eine der Hauptbefürchtungen in der Bevölkerung ist, dass Handystrahlung die

Entstehung von Tumoren und speziell von Hirntumoren fördern könnte.

Lonn et al. (2005) konnten in Schweden anlässlich einer retrospektiven Studie bei

Patienten, die zwischen 2000 und 2002 mit Gliomen oder Meningeomen diagnostiziert

worden waren, diese Hypothese jedoch nicht bestätigen.

Einleitung

4

Die selbe Forschergruppe hat auch eine Studie an Patienten, die an

Akustikusneurinomen erkrankt waren, durchgeführt (Lonn et al. 2004). Sie gingen

davon aus, dass sich die Strahlung in dem Gewebe, das dem Mobiltelefon am nächsten

kommt, konzentriert und da kommt u.a. der Gehörnerv in Frage. Sie stellten fest, dass

kurzzeitige Bestrahlung mit kurzer Latenz das Risiko nicht erhöhte. Allerdings haben

ihre Daten ein erhöhtes Risiko für Akustikusneurinome bei über zehnjähriger

Handybenutzung angedeutet. Außerdem war die Wahrscheinlichkeit der Bildung eines

Tumors an der Seite, an der üblicherweise das Handy benutzt wurde, größer als auf der

kontralateralen Seite.

Die Forschergruppe von Kan hat aber 2008 eine Metaanalyse publiziert, in welcher der

Effekt von Mobilfunkstrahlung auf die Entstehung von Hirntumoren analysiert wurde.

Sie haben 9 Fall-Kontroll-Studien, in denen insgesamt 5259 Fälle von Hirntumoren

einbezogen waren, untersucht. Sie konnten kein erhöhtes Risiko feststellen und

folgerten, dass die potentielle Gefahr nach langjähriger Bestrahlung erst durch

zukünftige Studien bestätigt werden könnte.

Die Forschung auf diesem Gebiet gestaltet sich durch die enorme Prävalenz von

Handybenutzung und die oft lange Latenz (u.a. bei den benignen

Akustikusneurinomen) bis zur Symptomatik und Diagnose sehr schwer und ist

schlecht zu deuten. Insgesamt gibt es aber bisher keine eindeutigen Gründe zu

glauben, dass eine signifikante Krebsgefahr von Mobiltelefonen ausgeht.

Allerdings muss an dieser Stelle betont werden, dass auch eine sehr kleine

Risikoerhöhung durch die stark zunehmende Zahl von Handybenutzern weitreichende

Folgen für die öffentliche Gesundheit haben kann.

1.1.3 Kindliche Leukämie und Hochspannungsmaste

Bei der Strahlung, die durch Hochspannungsmaste entsteht, wird das elektrische- oder

E-Feld und das magnetische- oder B-Feld unterschieden. Die E-Felder, die von der

Spannung abhängig sind, sind im Allgemeinen schwach, da sie durch die Umgebung

schnell entkräftet werden. Die B-Felder variieren mit dem Strom, der in den Kabeln

Einleitung

5

fließt, und werden dagegen kaum abgeschwächt. Daraus ergibt sich, dass die

Strahlung, die durch Hochspannungsleitungen erzeugt wird und womöglich

gesundheitsrelevant sein könnte, nur aus dem magnetischen Feld entsteht.

Die bekannte Denver Studie, die Ende der siebziger Jahre viel Aufsehen erregte,

zeigte erstmals einen Zusammenhang zwischen der Inzidenz von kindlicher Leukämie

und der Wohnortnähe zu Hochspannungsmasten.

Seitdem haben zahlreiche Studien die Verbindung zwischen dem Risiko, an Leukämie

zu erkranken und der dauerhaften Exposition mit extrem niedrig-frequenten

magnetischen Feldern erforscht. Dabei haben die meisten epidemiologischen Studien

gezeigt, dass Felder über 0,3 oder 0,4 µT zu einem erhöhten Risiko für kindliche

Leukämie führen.

Ahlbom et al. führten im Jahr 2000 eine große Meta-Analyse durch, wobei sie die

methodisch besseren Studien poolten und ein doppeltes Leukämierisiko ab 0,4 µT

feststellten. Greenland et al. (2000) benutzten alle verfügbaren Studien und

beobachteten ein statistisch signifikant erhöhtes Odds Ratio von 1,7 bei

Magnetfeldstärken über 0,3 µT.

Foliart et al. (2006) sind einen Schritt weiter gegangen und setzten die Hypothese auf,

dass auch das Überleben verschlechtert sein könnte. Tatsächlich zeigten ihre Analysen,

dass Kinder mit Akuter Lymphatischer Leukämie (ALL), die Feldern über 0,3 µT

ausgesetzt waren, eine verkürzte Überlebenszeit aufwiesen als diejenigen, die Feldern

unter 0,1 µT exponiert waren.

Die dänische Forschergruppe von Svendsen (2007) hat anhand einer größeren Kohorte

mit 595 ALL Fällen nochmals analysiert, ob dauerhafte Exposition mit schwachen

magnetischen Feldern zu einer Verschlechterung der Prognose führt. Die Daten

stammten aus drei zwischen 1992 und 2001 in Deutschland durchgeführten Studien

und die mediane Beobachtungszeit betrug 9,5 Jahre. Sie fand ein erhöhtes Risiko für

Exposition zwischen 0,1 und 0,2 µT [HR, 2.6; 95% Konfidenz-Intervall (95% KI),

1.3-5.2], sowie für Expositionen über 0.2 µT (HR, 1.6; 95% KI, 0.6-4.4). Nach

Stratifizierung in Prognose-Risiko-Gruppen betrug die HR (hazard ratio) für über 0,2

µT 3.0 (95%CI, 0.9-9.8). Die Gruppe folgerte also, dass die Überlebenszeit bei

Feldern über 0,2 µT gegenüber niedrigeren Feldern deutlich verschlechtert ist.

Einleitung

6

Bisher konnte allerdings zwischen einerseits dem erhöhten Leukämierisiko sowie der

schlechteren Prognose bei Erkrankung und starken magnetischen Feldern andererseits,

keine Kausalität hergestellt werden. Es ist bisher kein biologischer Mechanismus

bekannt, der erklären könnte, wie diese sehr schwachen Felder kanzerogen wirken.

1.1.4 “Elektrosensibilität”

Die ständigen Fortschritte in technologischen Bereichen machen unser Leben im

Allgemeinen leichter, sicherer und angenehmer, doch die explosive Vermehrung von

Handys, PCs und anderen elektronischen Geräten bringt nicht nur Vorteile.

Seit einiger Zeit mehren sich Berichte von Menschen, die behaupten an einer

Überempfindlichkeit gegenüber elektromagnetischen Feldern zu leiden und das Thema

Elektrosensibilität nimmt einen zentralen Teil in der ständigen Kontroverse um

Elektrosmog ein.

Die umweltmedizinische Diagnose Elektrosensibilität oder EHS (Electromagnetic

Hypersensitivity Syndrome) ist ein Zustand, bei dem die Betroffenen eine Vielzahl

von Beschwerden haben, von denen sie glauben, dass sie durch elektromagnetische

Strahlung bedingt sind. Zu den häufigsten Symptomen gehören Kopfschmerzen,

allgemeines Unwohlsein, verminderte Leistungsfähigkeit, subjektive kognitive

Störungen, Hautprobleme, Parästhesien und Schlafstörungen.

Der Leidensdruck bei den Erkrankten ist sehr groß, teilweise macht er sogar ein

normales Arbeits- und Sozialleben unmöglich. Allerdings war diese Elektrosensibilität

bisher nicht in Studien signifikant und reproduzierbar darzustellen.

Zahlreiche Forschungsgruppen haben untersucht, ob Probanden, die angaben

elektrosensibel zu sein, auch placebokontrolliert Symptome empfanden oder

zumindest feststellen konnten, ob das elektromagnetische Feld angeschaltet war.

Rubin et al. (2005) haben dazu 31 Provokations-Studien an insgesamt 725

Versuchspersonen analysiert. Es wurden nur Arbeiten miteinbezogen, in denen

Probanden, die selbst angaben elektrosensibel zu sein, in einem Experiment höheren

EMFs (elektromagnetischen Feldern) exponiert waren als in einem anderen. Davon

Einleitung

7

haben 24 keinen Anhaltspunkt für elektromagnetische Empfindlichkeit gefunden. 7

Studien fanden zwar Hinweise dafür, aber davon konnten 2 ihre Ergebnisse nicht

reproduzieren. In 3 weiteren Arbeiten schienen die Ergebnisse statistische Artefakte zu

sein und die Resultate der letzten 2 Studien waren nicht miteinander kompatibel.

Rubin et al. mussten also folgern, dass es keine wissenschaftliche Beweise für

“Elektrosensibilität” gibt.

Hinzu kommt, dass es bisher keine zufriedenstellenden Erklärungen zur Pathogenese

von Elektrosensibilität gibt.

Diese wissenschaftlichen Erkenntnisse ändern jedoch nichts an der Tatsache, dass die

elektrosensiblen Patienten wirklich krank sind und unter reellen Symptomen leiden.

Eine Hypothese zur Entstehung des Phänomens ist der sogenannte “Nocebo Effekt”,

nämlich dass die Angst vor Symptomen diese verstärkt in Erscheinung treten lässt.

Für die sehr große Zahl an Betroffenen ist diese Theorie aber unbefriedigend und auch

viele Wissenschaftler sind skeptisch, dass das der einzige Grund des Problems sein

soll. Weitere Forschung sollte also betrieben werden um die Beziehung zwischen den

beschriebenen Symptomen und EMFs zu klären.

1.1.5 Elektromagnetische Strahlung und Hirnaktivität

Seit Mitte der Neunziger Jahr wird verstärkt geforscht um die potentiellen

Auswirkungen von elektromagnetischen Feldern, wie sie durch Mobiltelefone

entstehen, auf die Hirnaktivität zu analysieren.

Diese Forschung konzentriert sich auf die Gebiete der Hirnströme, die mittels

Elektroenzephalogramm getestet werden, auf kognitive Funktionen und auf die

zerebrale Durchblutung, die durch PET (Positronen-Emissions-Tomographie)

gemessen wird.

Einleitung

8

1.1.6 Auswirkung von elektromagnetischer Strahlung auf kognitive Leistungen

Seit einigen Jahren besteht die Hypothese, dass Handystrahlung einen Effekt auf

kognitive Funktionen haben kann. Zahlreiche Studien haben die potentiellen Effekte

des “Elektrosmogs” untersucht, aber die daraus gewonnenen Erkenntnisse sind schwer

zu deuten und uneinheitlich.

Barth et al. (2007) haben für eine Meta-Analyse die Resultate von 19 Studien in

Betracht gezogen und davon die 10 in ihre Untersuchungen eingeschlossen, welche die

wichtigsten Bedingungen erfüllten. Da die verschiedenen Studien verschiedene Tests

benutzten und eine einzelne Effektgröße wegen der Inhomogenität der Studien

untereinander nicht errechnet werden konnte, wurde für jede Studie ein eigener

Populationseffekt ermittelt. Ein bestimmter Test wurde aber nur miteinbezogen, wenn

er in mindestens zwei Studien vorkam. Die benutzten Tests waren darauf angelegt, die

Informationsverarbeitung, die Konzentrationsfähigkeit, das Kurzzeitgedächtnis oder

Arbeitsgedächtnis, die Reaktionszeit und exekutive Funktionen unter Einfluss von

elektromagnetischen Feldern zu analysieren.

Bei der “subtraction task”, in der einstellige Zahlen von 9 subtrahiert werden, war die

Reaktionszeit im Vergleich zur Placebo Gruppe verringert. Dieser Effekt war in der

einfachblinden Studie von Koivisto et al. (2000) am höchsten und auch nur in dieser

Studie signifikant.

Auch beim Arbeitsgedächtnis, das durch den sogenannten “N-back Test” untersucht

wurde, schienen Veränderungen aufzutreten. Bei diesem Test werden den Probanden

auf einem Bildschirm Buchstaben gezeigt, die sie wiedererkennen sollen und bei deren

Erscheinung sie J (ja) anstatt von N (nein) auf der Tastatur drücken sollen. Bei der „0-

back“ Variante wird ein Buchstabe gezeigt, z.B. X und den sollen die Probanden so

schnell wie möglich erkennen, wenn er auf dem Bildschirm erscheint. Bei der „1-back

„Variante sollen sie einen Buchstaben erkennen, der ein Bild zurückliegt, bei der „2-

back“ Bedingung einen, der 2 Bilder zurückliegt usw.

Unter der 0-back Bedingung waren die Reaktionen beschleunigt, während die unter 2-

back verlangsamt waren und die Fehlerzahl erhöht war.

Einleitung

9

Die Autoren folgerten, dass elektromagnetische Felder eine kleine Auswirkung auf die

Konzentrationsfähigkeit im Sinne einer Reaktionsbeschleunigung sowie auf das

Arbeitsgedächtnis haben könnten. Der Effekt scheint aber so gering zu sein, dass

Auswirkungen auf das tägliche Leben praktisch ausgeschlossen werden können. Ein

eventueller biologischer Mechanismus, der die Effekte erklären könnte, bleibt

unbekannt. Auch ist die Tatsache, dass im 0-back Test, also bei niedrigem

Schwierigkeitsgrad, die Reaktionszeit verringert und beim 2-back erhöht ist, im

Konflikt mit konventionellen Dosis-Wirkungs-Beziehungen und erscheint somit

paradox.

Die Forschergruppe betont aber die Notwendigkeit weiterer Nachforschungen auf dem

Gebiet der neuropsychologischen Effekte von elektromagnetischer Strahlung.

1.1.7 Zerebraler Blutfluss bei elektromagnetischer Exposition

Mit Hilfe der Positronen-Emissions-Tomographie (PET) wird seit 2002 der Einfluss

von Mobilfunkstrahlung auf die regionale Hirndurchblutung untersucht. Hierbei

werden radioaktiv markierte Moleküle als Sonden benutzt um den Blutfluss in

einzelnen Hirnarealen zu visualisieren.

Dieses Gebiet wurde bis jetzt vor allem von zwei Forschergruppen untersucht, nämlich

von der Schweizer Arbeitsgruppe um Peter Achermann (Huber et al. 2002, 2005) und

von der Finnischen Gruppe um Haarala (Haarala 2003b, Aalto 2006).

In der ersten Studie von Huber wurde bei unilateraler und pulsmodulierter Strahlung

ipsilateral ein Anstieg der Durchblutung im dorsolateralen präfrontalen Kortex

festgestellt. 2005 wurden zwei Arten von EMFs appliziert. Die eine sollte die

Strahlung einer Basistation (Downlink-Signal, kontinuierlich) simulieren, die andere

die von einem Mobiltelefon (Uplink-Signal, pulsiert). Der Anstieg der Durchblutung

im präfrontalen Kortex konnte aber nur mit dem mobiltelefonähnlichem Signal

bestätigt werden. Da beide Signale die gleiche Energie pro Zeit hatten, gehen die

Forscher davon aus, dass die Veränderungen sich nicht durch thermale Effekte

erklären lassen, sondern durch die Pulsmodulierung des EMFs bedingt sind.

Einleitung

10

Haarala et al., 2003b analysierten die Hirndurchblutung unter einem mit 217 Hz

gepulsten 900 MHz Signal, während die Probanden Aufgaben zum visuellen

Arbeitsgedächtnis durchführten. Sie stellten eine beidseitige Abnahme der

Durchblutung im auditiven Kortex fest. Die finnischen Forscher fanden in einer

weiteren Studie (Aalto 2006) eine einseitige Abnahme des Blutflusses auf der Höhe

des auditiven Kortex und einen Anstieg im präfrontalen Kortex, womit sie im

Einklang mit den Ergebnissen der Schweizer waren.

Die Zunahme der Durchblutung im präfrontalen Kortex untermauert die oben

beschriebenen Veränderungen der Kognition, da diese Hirnregion wesentlich an der

Funktion des Arbeitsgedächtnisses beteiligt ist.

1.2 Der Schlaf

Der Schlaf ist ein physiologischer, phasenhafter Erholungsvorgang der

Stoffwechselvorgänge im Gehirn, sowohl im Tierreich als auch beim Menschen. Er

beruht auf dem endogenen Tag-Nacht-Rhythmus des Zentralnervensystems und wird

durch das Schlafzentrum kontrolliert.

Der Schlaf ist gekennzeichnet durch eine Veränderung der Bewusstseinslage, die aus

einer stark verminderten Spontanaktivität und herabgesetzten Reaktionen auf äußere

Reize bei erhaltener Weckbarkeit besteht. Da der parasympathische Einfluss des

vegetativen Nervensystems während des Schlafes überwiegt, besteht eine Bradykardie,

eine Kreislauf- und Muskelhypotonie, eine Herabsetzung der Nierenaktivität, eine

Beschleunigung der Verdauung und eine verminderte Ansprechbarkeit des

Atemzentrums.

1.2.1 Die Schlafstadien nach Rechtschaffen und Kales

Schon lange vor der Erfindung des EEGs 1928 durch Hans Berger war bekannt, dass

der Schlaf nicht aus einem einheitlichen Zustand der Reglosigkeit besteht. Dies ist

Einleitung

11

unter anderem daran zu erkennen, dass Schlafende in ihrer Weckbarkeit zu

verschiedenen Zeiten unterschiedliches Verhalten zeigen.

Erst durch die Messung der Potentialschwankungen des Gehirns mittels EEG wurde es

möglich die Phasen des Schlafs genauer voneinander zu unterscheiden.

Seit 1968 wird der Schlaf nach den Kriterien von Rechtschaffen und Kales in

verschiedene Stadien eingeteilt. Diese Stadieneinteilung basiert auf den verschiedenen

Aktivitätszuständen, die das Gehirn im Schlaf durchläuft.

- Der entspannte Wachzustand:

Im EEG sind niedrig-ampitudige (20-50 µV) α-Wellen zu sehen, die durch

Augenöffnen unterbrochen werden können. Der α-Rhythmus hat eine Frequenz von

8-12 Hz. Der durch das Elektromyogramm (EMG) gemessene Muskeltonus ist hoch.

- Stadium 1:

Der Schlaf ist noch oberflächig und wird leicht durch kurze Wachepisoden

unterbrochen. Die Frequenz ist im Vergleich zum Wachstadium verlangsamt. Es zeigt

sich eine Auflockerung der Alpha-Wellen und eine Dominanz von Theta-Wellen. Es

treten Vertexzacken auf und der Muskeltonus ist herabgesetzt. Hypnagoge

Halluzinationen werden in diesem Stadium bewusst erlebt.

- Stadium 2:

Eigentlicher Schlafbeginn. Die EEG Aktivität ist weiterhin v.a. durch Theta-Wellen

gezeichnet und es treten Graphoelemente wie Schlafspindeln und K-Komplexe auf.

Dieses Stadium macht 45-55 % der Schlafzeit aus. Der Muskeltonus ist weiter

herabgesunken und es treten keine Augenbewegungen mehr auf.

- Stadium 3:

Das Schlafstadium 3 macht mit dem Stadium 4 den Tiefschlaf (Slow Wave- Sleep =

SWS), in dem die Muskelspannung noch weiter herabgesetzt ist und keine

Augenbewegungen auftreten, aus. Es treten hochamplitudige Delta-Wellen mit einer

Frequenz von 0,5-2 Hz auf. Der Anteil der Delta-Aktivität beträgt zwischen 20 und 50

%.

Einleitung

12

- Stadium 4:

Der Anteil der Delta-Aktivität macht in diesem Tiefschlafstadium mehr als 50 % aus.

Die Stadien 1-4 werden im Gegensatz zum REM-Schlaf als Non-REM-Schlaf

bezeichnet. Etwa 75 % der Gesamtschlafperiode besteht aus NREM und 25 % aus

REM-Schlaf.

- REM-Schlaf:

Der REM-Schlaf oder paradoxer Schlaf ist die Traumphase. Er ist durch schnelle

Augenbewegungen (REM = Rapid Eye Movements) und ausgeprägte Muskelatonie

gekennzeichnet. Die Herz- und Atemfrequenz nimmt zu und es treten Penis/Klitoris-

Erektionen auf. Das EEG ist niederamplitudig und ähnelt dem Stadium 1,

charakteristisch sind sogenannte Sägezahnwellen.

Abbildung 2: Simultane Darstellung des EEG, EOG und EMG während der verschiedenen

Schlafstadien; aus: Das Geheimnis des Schlafs von A. Borbély (Internetausgabe von 1998).

Diese verschiedenen Stadien unterliegen einer relativ gleichbleibenden Reihenfolge im

Laufe der Nacht. Die Bettzeit fängt mit der Schlaflatenz an, d.h. die Zeit, bevor der

Einleitung

13

Schlaf einsetzt. Bei gesunden, jungen Menschen vertieft sich dann der Schlaf

stufenförmig bis zum Erreichen der Stadien 3 und 4. Nach etwa 60 Minuten

Tiefschlaf wird der Schlaf wieder leichter, bis der erste REM-Schlaf auftritt. Die

Abfolge von REM- und NON-REM-Schlaf wiederholt sich in einer Nacht 4-5 Mal.

Am Anfang der Nacht ist der Schlaf tiefer als gegen Ende der Nacht und die REM-

Perioden nehmen auf Kosten der NREM-Zeit pro Zyklus zum Morgen hin zu.

Abbildung 3: Polysomnogramm eines gesunden Schläfers

1.2.2 Kennwerte der Polysomnographie

Um die Auswertung der Polysomnographie zu objektivieren, werden genau definierte

Variablen des Schlafs benutzt.

- Lichtauszeit: Beginn der Nachtableitung

- Lichtanzeit: Ende der Nachtableitung

1.2.2.1 Kennwerte der Schlafkontinuität

- Bettzeit (min): Zeitspanne zwischen Beginn und Ende der Nachtableitung (die

gesamte im Bett verbrachte Zeit). Diese betrug in der vorliegenden Studie immer acht

Stunden (480 min).

Einleitung

14

- Einschlaflatenz (min): Intervall zwischen dem Beginn der Ableitung und dem

erstmaligem Auftreten von Schlafstadium 2

- Morgendliches Erwachen (min): Intervall zwischen dem letzten Schlafstadium und

dem Ende der Nachtableitung

- Schlafperiode (min) (SPT = Sleep Period Time): Intervall zwischen Einschlafzeit

und morgendlichem Erwachen

- Gesamtschlafzeit (min) (TST = Total Sleep Time): nur die tatsächlich schlafend

verbrachte Zeit, d.h. SPT abzüglich der Wachperioden

- Schlafeffizienz (%): Prozentualer Anteil der gesamten Schlafzeit, bezogen auf die

Bettzeit (SEI = TST/BZ * 100)

- Anzahl der Wachperioden: Anzahl der Wachperioden von mindestens 30 Sekunden

Dauer

- Arousal Index: Durchschnittliche Anzahl aller Weckreaktionen pro Stunde, bezogen

auf die Schlafperiode. Der Arousal Index kann weiter unterteilt werden in den Arousal

Index vom Stadium 2, SWS, NREM und REM.

1.2.2.2 Kennwerte der Schlafarchitektur

- Prozentualer Anteil der einzelnen Stadien an der SPT (wird für die Stadien 1, 2, SWS

und REM gerechnet: Stadium 1 %SPT, Stadium 2 %SPT, SWS %SPT, REM % SPT)

- Relative Wachzeit (%): Prozentualer Anteil der gesamten Wachzeit an der

Schlafperiode.

1.2.2.3 Kennwerte des REM-Schlafs

- REM–Latenz (min): Differenz zwischen Schlafbeginn (erstes Auftreten von Stadium

2) und erstem Auftreten von REM- Schlaf

- REM % SPT: Prozentuale Dauer des REM-Schlafs an der Schlafperiode

- Augenbewegungen: Anzahl der schnellen Augenbewegungen (REMs) während des

REM-Schlafs einer Nacht

Einleitung

15

- REM-Dichte (%): Die gesamte REM- Schlafdauer wird in Mikroepochen von 3

Sekunden gegliedert. Die REM-Dichte ist dabei der prozentuale Anteil von

Mikroepochen mit schnellen Augenbewegungen an der der Gesamtzahl von REM-

Mikroepochen.

-NREM/REM: Anzahl der Schlafzyklen pro Nacht

1.2.3 Die Funktion des Schlafs und die Folgen von Schlafdeprivation

Bisherige Schlafentzugsstudien an Menschen konnten nicht nachweisen, dass

Schlafentzug auch über längere Zeiträume zu irreversiblen körperlichen und

psychischen Schäden führt (Überblick bei Horne, 1985). Auch die genaue Funktion

des Schlafes ist trotz intensivem Forschungsaufwand und vielen Hypothesen noch

nicht endgültig geklärt.

Eine Theorie zur Funktion des Schlafes besagt, dass der Schlaf eine wichtige Rolle bei

der metabolischen Erholung spiele. Tatsächlich wurden bei komplettem Schlafentzug

niedrigere Konzentrationen an Wachstumshormonen (Radomski et al., 1992; Seifritz

et al., 1995) und niedrigere Leptinspiegel sowohl bei Nagetieren (Everson und

Crowley, 2004) als auch bei Menschen ((Mullington et al., 2003) beobachtet. Auch die

Cortisolspiegel, die normalerweise einem zirkadianen Rhythmus folgen, sind nach

Schlafentzug verändert (Leproult et al. 1997; Weitzman et al. 1983; Akerstedt et al.

1980). Ob sich daraus langfristige Folgen ergeben, konnte aber nicht geklärt werden,

da Schlafentzugsstudien zeitlich immer dadurch begrenzt sind, dass ab einem

bestimmten Zeitpunkt die Probanden nicht mehr wach zu halten sind. Van Cauter et

al., (2007) zeigten in einer Übersichtsarbeit, dass experimenteller Schlafentzug zu

einer Dysregulation der neuroendokrinen Kontrolle von Appetit im Sinne von

gesteigertem Hungergefühl und zu erniedrigter Glukosetoleranz führt. Dies könnte

bedeuten, dass chronischer Schlafmangel die Entwicklung von Diabetes und

Adipositas begünstigt.

Weit verbreitet ist auch die Hypothese, dass Schlaf einen regenerierenden Effekt auf

das Immunsystem besitzt und dass Schlafmangel dieses beeinträchtigt. In mehreren

Einleitung

16

Experimenten (Dinges et al, 1994; Born et al. 1997) waren nach Schlafentzug

Anstiege der Aktivität von NK-Zellen festzustellen. Auch wurden Veränderungen von

Interleukin-6 und TNF-α (Shearer et al. 2001) sowie von Zelladhäsionsmolekülen

(Frey et al. 2007) festgestellt. Diese Veränderungen von Entzündungsparametern

beweisen aber nicht, dass das Immunsystem geschädigt wird, sondern zeigen lediglich

eine Antwort auf den Stressor Schlafentzug an.

Der Zusammenhang zwischen Insomnie und Depression ist seit sehr langer Zeit

bekannt. 1909 hat Kraepelin schon darauf hingewiesen, dass Schlafstörungen ein

zentrales Element der Depression vom endogenen Typ sind. 1989 schlugen aber Ford

und Kamerow zum ersten Mal vor, dass Schlafstörungen unabhängige Risikofaktoren

für depressive Erkrankungen sein können. Diese Hypothese, nämlich dass insomnische

Beschwerden nicht nur ein Symptom sein können, sondern auch unabhängig zu einer

Depression führen können, wurde seitdem in vielen Studien bestätigt. Es gilt

inzwischen auch als gesichert, dass stabile Schlaf-Wach Rhythmen und sorgfältige

Schlafhygiene in Remissionsphasen von depressiven Patienten als präventive Faktoren

gelten, um Rückfälle zu vermeiden.

Andererseits wird postuliert, dass Tiefschlaf eine wichtige Rolle im Rahmen der

Gedächtniskonsolidierung spielt. Die adrenale Hemmung der

Glukokortikoidausschüttung im frühnächtlichen Schlaf soll an der Funktion des

deklarativen Lernens beteiligt sein (Plihal und Born, 1999).

Ferner werden zahlreiche kognitive Funktionen durch Schlafmangel beeinflusst. Die

Verarbeitungsgeschwindigkeit, die durch neuropsychologische Tests wie der “Digit

Symbol Substitution Task,“ gemessen wird, nimmt bei Schlafentzug ab (Leproult et

al., 1997). Die Konzentrationsfähigkeit, die u.a. durch den „Psychomotor Vigilance

Test (PVT)“ untersucht wird (Dinges et al., 1997), und die Funktion des

Arbeitsgedächtnisses (Chee und Choo, 2004) sind reduziert.

Obwohl bis jetzt keine einzige Funktion bekannt ist, die eindeutig im Schlaf

wiederhergestellt wird, keine einzige Substanz, die hergestellt wird und kein Toxin,

das abgebaut wird (Neuroscience: Exploring the Brain, 2006) wissen wir mit

Sicherheit, dass Schlaf das beste Mittel gegen Müdigkeit ist und für unser physisches

und psychisches Wohlbefinden unabdingbar ist. Auch die wirtschaftlichen Folgen von

Einleitung

17

Schlafmangel sind dramatisch: eine verminderte Vigilanz im Straßenverkehr führt zu

zahlreichen Unfällen, Konzentrationsprobleme führen zur Unfähigkeit, den

Leistungsanforderungen im Arbeitsleben gerecht zu werden und die Zahl der

krankheitsbedingten Ausfälle ist bei Schlafgestörten erhöht.

Wenngleich die Frage nach der genauen Funktion des Schlafes voraussichtlich in den

nächsten Jahren nicht geklärt werden wird, sollten wir also in der Zwischenzeit

versuchen unseren Schlaf vor störenden Einflüssen zu schützen.

1.3 EMF und Schlaf

Aus zwei Gründen konzentriert sich die Untersuchung des Einflusses von

elektromagnetischer Strahlung auf die Hirnströme größtenteils auf das Schlaf-EEG.

Zum einen sind die Schlaf-EEG Muster sehr gut charakterisiert und als die

verschiedenen Schlafstadien definiert, die von gesunden Individuen in einer Nacht

durchlaufen werden. Diese Schlafstadien wechseln sich nach einem bestimmten

Schema, wie oben erläutert, ab, so dass die Interpretation von Musteränderungen

eindeutiger zu identifizieren ist als im Wach-EEG.

Beim Wach-EEG hingegen werden die Frequenzen unterschiedlichen Aktivitätsgraden

zugeordnet, die vom psychologischen und kognitiven Zustand der Person abhängen.

Da diese Aktivitätszustände kein typisches Muster im Tag durchlaufen, ist es schwerer

zu deuten, ob Veränderungen tatsächlich auf EMFs zurückzuführen sind oder

physiologischen Ursprunges sind. Durch die Abkopplung der Wahrnehmung ist der

Schlaf relativ unempfänglich gegenüber Umwelteinflüssen und somit als Modell für

die Analyse des Einflusses von EMFs auf das ZNS geeignet.

Der zweite Grund ist, dass immer mehr schlafgestörte Menschen ihre Schlafprobleme

auf die Exposition von elektromagnetischen Feldern zurückführen und dass

Schlafstörungen zu den Hauptbeschwerden von elektrosensiblen Patienten gehören.

1.3.1 Der aktuelle Forschungsstand

Einleitung

18

Die ersten Studien, welche den Einfluss von elektromagnetischen Feldern auf den

Schlaf untersuchten, waren die von Reite et al. (1994), von Lebet et al. (1996) und von

Pasche et al. (1996). Sie benutzten eine andere Art der Exposition als die

darauffolgenden Studien, nämlich ein amplitudenmoduliertes elektromagnetisches

Feld. In allen drei Untersuchungen wurde ein schlaffördernder Effekt festgestellt.

Mann und Röschke (1996) haben zum ersten Mal den Effekt von einem Signal im

Mobilfunksendebereich auf das Schlaf-EEG untersucht. Das mit 217 Hz gepulste 900

MHz Signal wurde durch ein Mobiltelefon erzeugt, das auf einer Entfernung von 40

cm vom Vertex positioniert war (lineare Bestrahlung). Die durchschnittliche

Leistungsflussdichte betrug in 40 cm Abstand 0,5 W/m2. Der Versuch wurde

einfachblind und randomisiert im cross-over Design an 12 männlichen Probanden

über drei Nächte, wovon eine zur Adaptation diente, durchgeführt. Es wurden eine

verkürzte Einschlaflatenz, eine verkürzte REM-Schlaf-Dauer, eine reduzierte mittlere

EEG-Amplitude im REM-Schlaf und eine Verstärkung von Alpha-Aktivität

beobachtet.

Eine andere Gruppe, die auch im Schlaflabor der psychiatrischen Klinik in Mainz

arbeitete, führte zwei Replikationsstudien durch. Bei einem ähnlichen

Versuchsaufbau- und Durchführung, aber mit geringerer Leistungsflussdichte

(durchschnittlich 0,2 W/m2 in 40 cm Abstand), wurden in der ersten Nachfolgeanalyse

(Wagner et al. 1998) 24 Männer untersucht. Es wurde hier mit einer zirkular

polarisierenden logarithmisch-periodischen Flachantenne anstatt eines Mobiltelefons

bestrahlt. Der schlaffördernde Effekt und die REM-Unterdrückung konnten tendenziell

wieder festgestellt werden, erreichten jedoch keine statistische Signifikanz.

In einer dritten Arbeit (Wagner et al. 2000) wurden zweimal 20 Männer über drei

aufeinanderfolgende Nächte, wobei die erste Nacht jeweils zur Adaptation ans

Schlaflabor diente, untersucht. Das Feld wurde von der gleichen Antenne erzeugt als

bei Wagner et al. 1998, aber die Leistungsflussdichte war mit 50 W/m2 in 40 cm

Abstand viel höher als in den zwei vorherigen Studien. Es konnte wieder kein

signifikanter Effekt beobachtet werden, was die Autoren schließen ließ, dass die

lineare Exposition in der ersten Studie möglicherweise von Bedeutung sein könne.

Einleitung

19

Angesichts dieser z.T. widersprüchlichen Resultate führte die Züricher Arbeitsgruppe

um Peter Achermann eine neue Studie (Borbély et al. 1999) durch. Die 24 jungen

Männer wurden über einen 8–stündigen Nachtschlaf untersucht, wobei das

elektromagnetische Feld in 15-minütigen Abständen an- und ausgeschaltet wurde. Es

wurde, wie in den bisherigen Arbeiten, ein mit 217 Hz gepulstes 900 MHz Signal

verwendet. Dieses Signal wurde von drei hinter dem Bett, in einem Abstand von 30

cm zum Kopf stehenden, linear polarisierenden Antennen erzeugt. Die Forscher

beobachteten, dass der Wachanteil nach Schlafbeginn, vor allem am Anfang der Nacht

unter Feldeinwirkung, signifikant reduziert war, was die schlaffördernde Wirkung der

vorherigen Studien bestätigte. Außerdem erwies sich die EEG-Amplitude im NREM-

Schlaf als erhöht.

Dieselbe Forschergruppe führte eine Studie (Huber et al. 2000) durch, in der 16 junge

Männer nur während 30 Minuten vor dem Schlafen einem mit 217 Hz gepulsten 900

Mhz Signal exponiert waren. Das elektromagnetische Feld wurde von zwei planaren

Antennen erzeugt, die in einem Abstand von 11 cm auf beiden Seiten des Kopfes

positioniert waren. Es erfolgten bei jedem Probanden drei Messungen: eine mit

Exposition der rechten Hemisphäre, eine mit Exposition der linken Hemisphäre und

eine mit Scheinexposition (Sham). Die drei Untersuchungen waren immer durch eine

Woche von einander getrennt. Die Probanden durften in der Nacht vor der Messung

nur 4 Stunden schlafen und wurden dann am Vormittag während 30 Minuten bestrahlt,

bevor sie wieder 3 Stunden schlafen sollten. Es konnte eine Erhöhung der EEG-

Amplituden in den ersten 30 Minuten nach Schlafbeginn in den Frequenzbereichen

9,75-11,25 Hz und 12,25-14,25 Hz beobachtet werden. Die Forscher schlossen

daraus, dass auch EMF-Exposition vor dem Schlafen zu einer Veränderung des

Schlaf-EEGs führt. Sie stellten außerdem fest, dass unilaterale Exposition nicht in

hemisphärischen Asymmetrien im EEG resultiert.

Huber et al. (2002) fuhren mit einer weiteren Studie fort, in der die 16 männlichen

Probanden wieder nur vor dem Schlafen während 30 Minuten exponiert waren. Es

wurden drei Nächte untersucht, die zur Placebo-Kontrolle, Exposition mit

pulsmoduliertem (pm) und unmoduliertem (cw) Signal dienten. Es wurden wieder die

gleichen planaren Antennen in der gleichen Aufstellung wie im vorherigen Experiment

benutzt. Polysomnographisch ließen sich keine signifikanten Veränderungen

Einleitung

20

feststellen, aber spektralanalytisch ergab sich bei dem pulsmoduliertem Signal eine

Erhöhung der Amplituden im NREM2-Stadium für den Frequenzbereich 12,35 – 13,5

Hz.

Auch eine australische Arbeitsgruppe führte eine Untersuchung mit GSM-Exposition

vor dem zu Bett gehen durch (Loughran et al. 2005). Die Probandengruppe umfasste

27 Männer und 23 Frauen und die 30-minütige Exposition endete 20 Minuten vor

Schlafbeginn. Die REM-Schlaflatenz war dabei mit 17,6 Minuten (p= 0,02) signifikant

verkürzt und in der Powerspektralanalyse war eine signifikante Erhöhung in den

Frequenzbanden von 11,5 – 12,25 Hz zu Beginn des Schlafes zu beobachten.

Hinrichs et al. (2005) analysierten zum ersten Mal die Auswirkungen von einem

simulierten GSM 1800 Basisstationsignal auf die Schlafarchitektur. Die Exposition an

13 jungen Probanden, wovon 12 Frauen waren, wurde durch eine vertikal polarisierte

GSM 1800 Antenne erzeugt, die in einem Abstand von 1,5 m vom Kopf der

Probanden angebracht war. Die Leistungsflussdichte betrug 2,3 W/m2. Nach der

Adaptationsnacht wurden die Versuchspersonen jeweils zwei Nächte realem Feld und

zwei Nächten Sham Feld exponiert, wobei die Reihenfolge randomisiert wurde. Es

ergab sich für keinen Schlafparameter eine signifikante Veränderung des EMF. Auch

eine Messwiederholungsanalyse zeigte keinen Effekt bei Verum Exposition.

Fritzer et al. (2007) untersuchten die Auswirkungen von einer simulierten GSM 900

MHz Exposition auf den Schlaf von 20 jungen Männern in einem

Parallelgruppendesign. Auch sie konnten weder polysomnographisch noch

spektralanalytisch signifikante Veränderungen feststellen.

Die Arbeitsgruppe von Hung führte Experimente durch, in denen sie die Wirkung von

einem Handy, das sich entweder im Gesprächs-, im Zuhör oder im Standby-Modus

befand, auf die Schlaflatenz von 10 Männern untersuchten, die in der

vorangegangenen Nacht nur 6 Stunden geschlafen hatten und während des Versuchs

während 90 Minuten mit geöffneten Augen im Bett lagen (Hung et al. 2007). Die

elektromagnetische Exposition war nur in den ersten 30 Minuten gegeben. Die

Schlaflatenz war beim Gesprächsmodus signifikant länger als beim Zuhör-Modus und

nach Scheinexposition, aber nicht im Vergleich zum Standby-Modus.

Einleitung

21

Im Auftrag des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

führte eine Berliner Gruppe um Heidi Danker-Hopfe und Hans Dorn eine umfassende

Studie an 30 männlichen Probanden durch.

Sie fanden signifikante Unterschiede zwischen der Exposition mit GSM 900 und der

Scheinexposition in REM-Schlaf. So war eine Zunahme von REM-Parametern mit

einer entsprechenden Abnahme im NREM-2 Stadium verbunden. Auch war die

NREM-1 Zeit verringert und es waren weniger Stadienwechsel vom Tiefschlaf zum

Stadium 1 festzustellen. Insgesamt sprechen diese Ergebnisse eher für eine

schlaffördernde Wirkung. Unter einem UMTS-ähnlichem EMF kam es auch zu einer

signifikanten Zunahme der Dauer von REM-Zyklen und einer Abnahme der Dauer von

NREM-Zyklen sowie zu einer Abnahme verschiedener NREM1 Variablen.

Die Gruppe mahnte, dass die gefundenen Effekte mit Vorsicht zu interpretieren seien

da: “1) die meisten der statistisch signifikanten Parameter voneinander abhängig sind

(REM-Schlaf Parameter unter GSM 900, NREM1- Schlaf Parameter unter UMTS), 2)

die Anzahl der statistisch signifikanten Ergebnisse nicht (UMTS) oder nur

unwesentlich (GSM900) die Zahl der bei multiplen Testungen als rein zufällig zu

erwartenden Signifikanzen überschreiten und 3) die Ergebnisse für GSM 900 nicht mit

jenen übereinstimmen, die von anderen Studien berichtet wurden (für UMTS sind dies

die ersten Ergebnisse überhaupt).”

Auch spektralanalytisch ergaben sich einige signifikante Veränderungen. Unter GSM

900 Exposition waren auf die Gesamtschlafzeit Zunahmen der Beta-Frequenzbänder

21,0 Hz und 22,0 Hz zu sehen. In der Stadienanalyse fanden sich Zunahmen in einigen

Frequenzen des NREM 1+2 Schlafes und des Wachstadiums. Unter UMTS waren nur

9 von 400 spektralanalytischen Variablen signifikant verändert. Auch hier lassen die

Forscher die gleichen Einschränkungen wie bei der Polysomnographie gelten.

Aber sie kommentierten auch: “ Die Aussagen der vorliegenden Studie sind nur

begrenzt gültig, da ausschließlich junge, gesunde Männer untersucht wurden. Bei

Frauen, älteren Menschen und Personen, die an Schlafstörungen leiden, könnten sich

elektromagnetische Felder von Mobiltelefonen unter Umständen in anderer Art und

Weise auswirken.”

Einleitung

22

Es sind noch weitere Studien zu diesem Thema veröffentlich worden, die aber wenig

relevant sind, da sie entweder nicht nach den Kriterien von Rechtschaffen und Kales

ausgewertet wurden oder deren Expositionsbedingungen nicht erläutert wurden.

1.4 Fragestellungen

Die vorliegende Arbeit ist Teil einer klinischen Studie, in welcher der Effekt

elektromagnetischer Strahlung auf die Schlafarchitektur und die Möglichkeit der

Abschirmung dieses Effektes durch spezielle Textilien untersucht wurden.

Da die Ergebnisse der vorhandenen, oben erwähnten Studien kontrovers und

größtenteils untereinander nicht konsistent sind, ist weitere Forschung auf dem Gebiet

sinnvoll und notwendig. In dieser Studie wurde eine kontinuierliche Abstrahlung mit

1,8 GHz gewählt. Diese Art von Feld simuliert ein Basisstation-Signal und wurde

bisher nur in der Arbeit von Hinrichs et al. (2005) verwendet. Da die dort gefundenen

Ergebnisse wegen der kleinen und inhomogenen Probandengruppe nur bedingt

aussagekräftig sind, sind weitere Messungen mit dieser Signalart angebracht.

Eine gepulste Strahlung wie sie Huber et al. (2002) für weitere Studien empfohlen

haben, wäre mit dem benutzten Signalgenerator nicht möglich gewesen; außerdem

wäre pulsierte Strahlung über die ganze Nacht hinweg wegen Artefakten im Schlaf-

EEG fraglich. Insbesondere ist es anzunehmen, dass der bei Borbély et al. (1999)

gefundene vermehrte Tiefschlaf auf Artefakte im EEG zurückzuführen ist.

Im Hinblick der Tatsache, dass elektromagnetische Strahlung immer wieder von

schlafgestörten Patienten als Grund für ihre Schlafstörungen angegeben wird und dass

elektromagnetische Felder in unserer Gesellschaft omnipräsent sind, versuchen wir

herauszufinden, ob sich Textilien entwickeln lassen, die diesen „Elektrosmog“ und

dessen negative Folgen physikalisch abschirmen können.

Es werden in dieser Arbeit die polysomnographischen Veränderungen des Schlafes

durch das elektromagnetische Feld mit und ohne Abschirmung analysiert. In weiteren

Einleitung

23

Arbeiten werden die spektralanalytischen Veränderungen behandelt und es wird

erachtet, ob das subjektive Schlafempfinden verändert wurde.

Material und Methoden

24

2 Material, Methoden und Probanden ___________________________________________________________________________

2.1 Die Probanden

2.1.1 Probandenkollektiv

In die Studie, welche im Zeitraum von Dezember 2007 bis zum Juli 2008 stattfand,

wurden 24 gesunde Probandinnen im Alter zwischen 45 und 65 Jahren

eingeschlossen. Eine Probandin musste wegen eines bei der Adaptationsnacht

festgestellten Schlaf-Apnoe-Syndroms ausgeschlossen werden und eine Probandin

wurde aufgrund eines Restless-Legs-Syndroms ausgeschlossen. Zwei weitere

Probandinnen haben den Versuch nach der ersten Nacht wegen Beschwerden, die sie

auf den Versuchsaufbau zurückgeführt haben, abgebrochen. Diese Beschwerden

können jedoch nicht durch elektromagnetische Strahlung entstanden sein, da das Feld

ausgeschaltet war.

Das mittlere Alter der 20 letztlich eingerechneten gesunden Probandinnen betrug

51,1 +/- 4,5 Jahren.

Die Probandinnen wurden angewiesen, in den drei Wochen zwischen der

Eingangsuntersuchung und der letzten Nacht im Schlaflabor einen regelmäßigen

Schlaf-Wach Rhythmus ohne Tagesschlaf einzuhalten und auf Alkohol zu verzichten.

2.1.2 Die Rekrutierung

Studienteilnehmende wurden über Aushänge, mündliche Kontaktaufnahme sowie über

Anzeigen in der Zypresse rekrutiert und erhielten eine Aufwandsentschädigung von 50

Euro pro Nacht. Die Probandinnen wurden angerufen und bei diesem Gespräch

erfolgte eine erste Aufklärung über die Studie und es wurde eine Vorauswahl durch

die Doktorandinnen getroffen. Ausschlusskriterien dieser telefonischen Vorauswahl

Material und Methoden

25

waren die Angabe von Schlafstörungen, Schichtarbeit, Schnarchen, unruhige Beine

im Schlaf, erhöhter BMI sowie alle anderen Krankheiten. Auch Frauen, die angaben

besonders „elektrosensibel“ zu sein, wurden ausgeschlossen.

Zwei Wochen vor der Adaptationsnacht kamen die Probanden zur Voruntersuchung.

Am diesem Tag wurden die Probanden noch einmal ausführlich über die Studie

informiert und gaben ihr schriftliches Einverständnis. Alle Probanden wurden

weiterhin darüber aufgeklärt, dass es jederzeit und ohne Angabe von Gründen und

ohne nachteilige Folgen möglich wäre, die Studie abzubrechen. Bei fehlenden

Ausschlusskriterien wurden sie zur Adaptationsnacht eingeladen.

2.1.3 Einschlusskriterien

- Alter zwischen 45 und 65 Jahre

- Gesund

- Schlaftagebuch über 14 Tage vor erster Untersuchungsnacht

2.1.4 Ausschlusskriterien

- Aktuelle körperliche Erkrankung, die den Schlaf beeinflussen könnte

- Chronische körperliche Erkrankung, die den Schlaf beeinflussen könnte

- Relevante internistische oder neurologische Erkrankung

- Epileptische Anfälle in der Anamnese

- Endokrine Erkrankungen (z.B. Diabetes mellitus)

- Aktuelles oder lebenszeitliches Vorliegen einer psychischen Erkrankung der Achse I

nach DSM-IV oder ICD-10

Material und Methoden

26

- regelmäßige Medikamenteneinnahme in den letzten 2 Wochen

- Einnahme jeglicher Schlafmittel oder anderer Psychopharmaka in den letzten 4

Wochen

- Rauchen

- Drogen- oder Alkoholmissbrauch, bzw. Abhängigkeit

- Teilnahme an einer klinischen Studie innerhalb der letzten 30 Tage

- Schlafstörungen oder erhöhte Tagesschläfrigkeit, aktuell oder in der Anamnese

- Schichtarbeit oder Interzonenflug in den letzten 4 Wochen

- Unregelmäßiger Schlafrhythmus

- Schwangerschaft und Stillen

2.1.5 Eingangsuntersuchung

Alle Probandinnen wurden zwei Wochen vor Studienbeginn von den Doktorandinnen

oder vom Studienarzt einer Eingangsuntersuchung unterzogen. Dieses Screening

beinhaltete folgende Punkte:

- Psychiatrische und somatische Anamnese

- Prüfung der Ein- und Ausschlusskriterien

- Aufnahmeuntersuchung (orientierende internistische, neurologische und

psychiatrische Untersuchung)

- EKG

- Routinelabor: Differentialblutbild, Elektrolyte (Na+, K+, Ca2+)

Nierenfunktionsparameter (Harnstoff, Kreatinin), Glukose, Leberenzyme (GOT, GPT,

γ-GT), CRP, TSH, β -HCG

Material und Methoden

27

- Urinuntersuchung mit Urinstatus, Drogenscreening (Benzodiazepine, Barbiturate,

Amphetamine und Opiate) und Schwangerschaftstest

- Selbstbeurteilung: Pittsburgher Schlaf-Qualitäts-Index (PSQI), Beck Depressions-

Inventar (BDI), Epworth Schläfrigkeitsskala (ESS), Restless-Legs-Syndrom

Fragebogen vom Schweregrad, Fragebogen zur Erfassung allgemeiner und

spezifischer Persönlichkeitsmerkmale Schlafgestörter (FEPS-II),

Elektrosensibilitätsfragebogen

2.2 Die Polysomnographie: Material und Technik

Die Anordnung der Elektroden auf dem Kopf der Probandinnen erfolgte nach dem 10-

20-System nach Jasper und Copp (1958). Bei den von uns benutzten Ableitungen

handelte es sich um C4, C3, Fz, Cz und Pz.

Es wurden dafür Ag, Ag Cl-Becherelektroden der Firma Sagura Medizintechnik

verwendet. Die gemessenen Ableitpunkte wurden auf der Kopfhaut markiert und mit

70% vergälltem Alkohol gesäubert und entfettet. Vor dem Aufkleben wurden die

Becherelektroden mit Elektrodenpaste von GE Medical Systems gefüllt und mittels

einer Elektrodencreme (EC2 von Grass Technologies) fixiert. Diese Elektrodencreme

wirkt gleichzeitig als Klebstoff und als Elektrolyt.

Das Elektrookulogramm (EOG) wird anhand von 4 Elektroden abgeleitet und misst

die Bulbusbewegungen. Dadurch ist es für die Unterscheidung zwischen REM- und

NON-REM- Schlaf unerlässlich.

Die Elektroden, welche die vertikalen Augenbewegungen registrieren, werden über

und unter ein Auge geklebt, diejenigen, welche die horizontalen Augenbewegungen

messen, sind rechts und links von den äußeren Lidwinkeln angebracht.

Auch das submentale Elektromyogramm (EMG) wird durch die Messung der Höhe

des Muskeltonus zur Unterscheidung der Schlafstadien benutzt. Die Registrierung

erfolgt über zwei rechts und links im Trigonum submandibulare aufgeklebte

Elektroden.

Material und Methoden

28

Das EEG, das horizontale EOG und das EMG wurden bipolar gegen eine gemeinsame

Referenz abgeleitet. Die dafür benutzten Referenzelektroden wurden mit Klebestreifen

auf dem Mastoid fixiert und zusätzlich zur Elektrodenpaste auch mit einem Gel

gefüllt.

Das System wurde mittels einer auf der Stirn der Probandinnen befestigten

Druckknopfelektrode geerdet.

Jede Nacht erfolgte auch ein EKG, das anhand einer rechten und einer linken

Elektrode registriert wurde. Die rechte Elektrode wurde subklaviculär, die linke auf

dem unteren Rippenbogen in der vorderen Axillarlinie aufgeklebt.

Das L-EMG (Leg-Elektromyographie) registrierte die Beinbewegungen der

Probandinnen anhand von jeweils 2 Elektroden auf dem Musculus tibialis anterior.

Für die Ableitung von EOG, EMG (submental) und L-EMG (Musculi tibialis

anteriores) wurden Einmal-Klebeelektroden der Firma Ambu verwendet, die bereits

mit einer Elektrodenpaste gefüllt waren. Die Klebeelektroden für das EKG stammen

von GE Medical Systems.

In der Adaptationsnacht wurden für die Untersuchung der Atmung diagnostische

Instrumente der Firma Sleep Sense verwendet.

Die Atemexkursionen wurden mit einem Thorax- und einem Abdomengurt, in die

Dehnungssensoren eingebaut sind, registriert.

Der Körperlagensensor wurde mit einem Klettklebeband auf dem Thoraxgurt mittig

befestigt. Dieser Sensor enthält eine freibewegliche Kugel, die durch die Schwerkraft

in die Richtung der Körperbewegung gleitet und somit Spannungsänderungen erzeugt.

Der Atemsensor wurde unter der Nase angebracht und maß die hier vorliegende

Atemstromstärke.

Der an dem Ringfinger der linken Hand mit einem Klebesensor angebrachte

Pulsoxymeter (NONIN Medical) zeichnete während allen Nächten kontinuierlich die

Sauerstoffsättigung des Kapillarblutes auf.

Material und Methoden

29

2.3 Die Auswertung

2.3.1 Die Auswertung der Polysomnographie:

Die Daten der Polysomnographie wurden mit einem Elektroenzephalogramm der

Firma Sagura Medizintechnik erfasst. Es wurde dabei eine Schreibgeschwindigkeit

von 10mm/s verwendet. Die empfangenen Biosignale wurden mit einem Walter-

Graphtek-Biosignalverstärker bearbeitet und anschließend digitalisiert, um auf einer

Festplatte zwischengespeichert werden zu können. Die Daten wurden während der

ganzen Nacht auf einem PC-Bildschirm dargestellt, wobei immer ein Mitarbeiter des

Schlaflabors anwesend war, um Ausfälle rechtzeitig festzustellen und zu beheben.

Nach jeder Nacht wurden die aufgezeichneten Daten von geschulten Mitarbeitern des

Schlaflabors computergestützt ausgewertet und in 30 Sekunden Epochen eingeteilt.

Diese wurden nach den Kriterien von Rechtschaffen und Kales (1968) einzelnen

Schlafstadien zugeordnet.

Die Daten der Adaptationsnacht wurden nur zum Ausschluss von Probanden mit

Schlafstörungen benutzt. Dabei wurden mehr als fünf Apnoen pro Stunde oder fünf

periodische Beinbewegungen (PLM) pro Stunde als Ausschlusskriterien gewertet.

Die für die Studie relevanten Daten wurden nur aus den letzten fünf Nächten

gewonnen.

2.3.2 Die statistische Datenauswertung

Die Analyse der Daten wurde mit der Statistik-Software „R“ (R Development Core

Team, 2007) durchgeführt.

Es wurden Veränderungen der Schlafparameter zwischen der Baseline-Nacht und den

übrigen Versuchsbedingungen untersucht. Aufgrund der starken interindividuellen

Schwankungen in den Schlafparametern war eine Messwiederholungsanalyse sinnvoll.

Dabei wurden die Veränderungen zwischen den Nächten für jede Probandin einzeln

Material und Methoden

30

berechnet und dann über das gesamte Probandenkollektiv hinweg auf Konsistenz

geprüft. Es wurden dafür „Linear Mixed Effects“- Modelle verwendet, bei denen

zwischen intra- und interindividueller Varianz unterschieden wurde.

Hochsignifikante Veränderungen wurden mit p<0.01, signifikante Veränderungen mit

p<0.05 und tendenzielle Unterschiede mit p<0.1 definiert.

2.4 Die Fragebögen

- PSQI: Pittsburgher-Schlaf-Qualitäts-Inventar. Selbstbeurteilungsinstrument der

Schlafqualität in den letzten 2 Wochen (Buysse et al., 1989).

- BDI: Beck-Depressions-Inventar für die Selbstbeurteilung des Schweregrades einer

depressiven Symptomatik (Beck et al. 1978).

- FEPS-II: Die FEPS-I und II Fragebögen dienen zur Erfassung allgemeiner und

spezifischer Persönlichkeitsmerkmale Schlafgestörter. FEPS-II besteht aus 23 Items,

die zu den Skalen «Focussierung» und «Grübeln» zusammengefasst werden und

anhand derer eine Differenzierung zwischen Schlafgestörten und Nicht-

Schlafgestörten möglich ist.

- ESS: Epworth Sleepiness Scale. Kurzfragebogen zur Abschätzung der

Einschlafneigung und der allgemeinen Tagesschläfrigkeit in acht typischen

Alltagssituationen (Johns, 1991).

- RLS: zur Beurteilung des Schweregrades eines Restless-Legs-Syndroms

- Elektrosensibilitätsfragebogen: Dieser Fragebogen wurde für diese Studie basierend

auf dem „Electromagnetic Hypersensitivity Questionnaire“ von Eltiti et al. (2007)

entworfen und dient der Selbstbeurteilung der „Elektrosensibilität“ der Probandinnen.

- SF-A: Ein Schlaffragebogen, der zur Selbstbeurteilung von Schlafqualität und

Befindlichkeit, Schlafgewohnheiten vor und nach dem Schlaf dient (Görtelmayer,

1981).

Material und Methoden

31

- FSUCL: Fischer-Somatische-oder-Unerwünschte-Symptome-Check-Liste.

Fragebogen zur Erfassung unerwünschter Arzneimittelwirkungen (Fischer-Cornelssen,

1996)

2.5 Das elektromagnetische Feld

Die Probandinnen wurden jeweils während vier Nächten einem kontinuierlichen

elektromagnetischen Feld mit einer Frequenz von 1,8 GHz ausgesetzt.

Die Exposition erfolgte in keinem Fall mit einer Feldstärke, die über 10 % des in der

26. Verordnung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes für die permanente Exposition

der Bevölkerung vorgesehenen Grenzwertes betrug (vgl. Gutachten von Herrn Prof.

Pauli von der Universität der Bundeswehr München im Anhang).

Es wurde eine breitbandige, logarithmisch-periodische Sendeantenne der Firma Wiltek

zur Abstrahlung der elektromagnetischen Wellen verwendet. Diese war circa ein

Meter vom Kopf der Probandin entfernt aufgestellt.

Die Geräte, die das elektromagnetische Feld hergestellt haben, waren die ganze Nacht

in Betrieb.

2.5.1 Eingesetzte Geräte

Wiltek Spectrum Analyzer 9102 mit Tracking Generator –30 dBm...-10 dBm

Mini Circuits Verstärker ZHL –42 W, 30 dB

MiniCircuits Verstärker ZHL –420 W, 40 dB

MicroLabs Splitter D2-49FN

MiniCircuits Vordämpfer VAT –2+, 2... 2,5 dB

Wiltek Richtantenne 9173 300...3000 MHz, Logarithmisch-periodische Dipolantenne

Material und Methoden

32

Kabel: Koaxkabel Sucoflex 106 B, armiert, Länge: 4,0 m

2.5.2 Einstellung der Geräte

Ausgangsleistung am Trackinggenerator: -30 dBm

Verstärkung an den Verstärkern: 30 dB bzw. 40 dB

Zugeführte Leistung der Antenne: 28 dBm

Frequenzbereich: 300 MHz...3 GHz

Leistungsflussdichte des Feldes im Abstand von 1m: 0,2 W/m2,

(dies entspricht bei -300 MHz 10% des zulässigen Grenzwertes von 2 W/m2, bei 3

GHz sogar nur 2 % des zulässigen Grenzwertes von 10 W/m2 laut der 26. Verordnung

des Bundes-Immissionsschutzgesetzes für die permanente Exposition der

Bevölkerung)

2.5.3 Anordnung der Geräte

Der Spectrum Analyzer 9102 mit Tracking Generator, der erste Verstärker und der

Splitter wurden im Raum neben dem Schlafzimmer betrieben.

Die Antenne wurde auf ein Holzstativ im Schlafzimmer montiert. Zwischen der

Antenne und dem Bett standen Stellwände, die als Sicht- und Berührungsschutz

dienten.

Der Vordämpfer und der zweite Verstärker wurden auf eine Ablageplatte im Stativ

aufgebaut.

Die Schlafräume des Schlaflabors sind als EEG-Räume gegen elektromagnetische

Strahlung von außen abgeschirmt.

Material und Methoden

33

Abbildung 4

Material und Methoden

34

2.5.4 Die gemessene Feldstärke

Abbildung 5

Abbildung 5 stellt graphisch die Feldstärke dar, die in den verschiedenen

Versuchsbedingungen gemessen wurde. In der Placebo- und in der Adaptationsnacht

lag die Feldstärke bei -80 und war somit am niedrigsten, da die Geräte zur Erzeugung

des elektromagnetischen Feldes ausgeschaltet waren. Wie der Abbildung zu

entnehmen ist, lag die Feldstärke in den Bedingungen Placebo, Matratze, Anzug und

Baldachin mit nur geringen Schwankungen um -38 herum.

Material und Methoden

35

2.6 Die Textilien

Es werden sechs abschirmende Produkte untersucht:

� Baldachin

� 2 Unterlagen

� Matratze

� Bettdecke

� Schlafanzug

Um die Verblindung der Probandinnen zu gewährleisten, wurden alle diese Textilien

nicht nur in einer „Verum“-Version, sondern auch in einer nicht abschirmenden

„Placebo“-Version hergestellt. Diese sind äußerlich kaum voneinander zu

unterscheiden.

Die Abschirmwirkung der „Verum“-Textilien ist im Labor der Deutschen Institute für

Textil- und Faserforschung Denkendorf getestet worden und liegt im Bereich von 15-

30 dB. Damit erreicht die Abschirmung Werte, wie sie bei baulichen Abschirmungen

üblich sind und bei der Konstruktion von besonders abhördichten Räumen zugrunde

gelegt werden.

Die Textilien wurden auch auf Körperverträglichkeit geprüft. Dies erfolgte anhand des

Zytotoxizitätstests mit Fibroblasten.

2.7 Ablauf der Studie:

Zwei Wochen nach der Voruntersuchung und der Aufnahme in die Studie kamen die

Probandinnen um 20:00 Uhr für die Adaptationsnacht (Bedingung 1) ins Schlaflabor

der Psychiatrischen Universitätsklinik Freiburg. Dort haben sie dann das

Schlaftagebuch der vergangenen zwei Wochen ausgehändigt und die Fragebögen BDI,

FEPS-II, PSQI, ESS, und RLS nochmals ausgefüllt.

Material und Methoden

36

Dann erfolgte die Verkabelung durch die Doktoranden. Diese bestand in der

Adaptationsnacht aus EEG (C3, C4, Cz, Pz und Fz), EOG, EMG (Kinn und Beine),

Pulsoxymetrie, EKG, Atemgurten, Nasenflow, Schnarchkanal und Körperlage.

Etwa um die gleiche Zeit, wie die Probandin in den vergangenen Wochen zu Bett

gegangen waren, wurde das Licht ausgeschaltet und nach acht Stunden wurde die

Probandin geweckt.

Wenn nach dieser Nacht keine Auffälligkeiten, wie etwa ein Schlaf-Apnoe-Syndrom

oder ein Restless-Legs-Syndrom, festgestellt worden waren, wurde die Probandin

gebeten in den folgenden 5 Nächten weiter zur Messung zu kommen.

In diesen 5 Nächten wurde die Auswirkung der elektromagnetischen Strahlung auf den

Schlaf sowie der Abschirmung dieser Wirkung durch Textilien gemessen. Die Abfolge

der verschiedenen Versuchsbedingungen wurde randomisiert und gegenüber den

Probandinnen verblindet.

In einer dieser Nächte wurden die Probandinnen keinem elektromagnetischen Feld

exponiert. Dies war die „Baseline-Nacht“, die dazu gedient hat, den Schlaf ohne

Exposition zu messen (Bedingung 2).

In den anderen vier Nächten war das Gerät immer angeschaltet und es erfolgte eine

elektromagnetische Exposition. In diesen Nächten wurden verschiedene

Konstellationen von Textilien verwendet.

In einer Nacht wurden nur „Placebotextilien“ benutzt, die Probandinnen waren also

nicht von der Strahlung abgeschirmt (Bedingung 3).

In den verbleibenden drei Nächten bestanden folgende Versuchsbedingungen:

- Abschirmung durch Matratze und Bettdecke (Bedingung 4)

- Abschirmung durch Schlafanzug (Bedingung 5)

- Abschirmung durch Baldachin und Unterlagen (Bedingung 6)

Material und Methoden

37

Bedingung 1 2 3 4 5 6

EMF ein Nein Nein Ja Ja Ja Ja

Baldachin - - - - - +

Matratzenunterlage - - - - - +

Matratze - - - + - -

Bettdecke - - - + - -

Schlafanzug - - - - + -

Abbildung 6: Prüfmatrix

Die Probandinnen wurden wieder polysomnographisch überwacht, allerdings dann

ohne Atemgurte, Schnarchkanal, Nasenflow und Körperlagensensor.

Nach jeder Nacht haben die Probandinnen morgens die Fragebögen FSUCL und SFA

ausgefüllt.

Der Ablauf der Studie ist in folgender Abbildung zusammengefasst.

Material und Methoden

38

Abbildung 7: Ablaufplan

2.8 Studiendesign

Die Versuchsdurchführung erfolgte einfachblind, im cross-over Design. Die

Zuordnung von tatsächlicher und Scheinexposition, sowie von der Anordnung der

abschirmenden Textilien erfolgte randomisiert. Die Auswertung erfolgte verblindet

und auch der Projektleiter war verblindet.

Material und Methoden

39

2.9 Randomisierung

Die Ein- und Ausschaltung des elektromagnetischen Feldes sowie die Konstellation

von Placebo- und Verum Textilien erfolgte nach einem randomisierten Plan. Die

Doktorandinnen wussten dabei jede Nacht, welche Konstellation vorlag, da sie das

Gerät einstellen und die Textilien richten mussten.

Die Bedingungen 2 bis 6 wurden über die 20 Probandinnen hinweg randomisiert. Da

ein Schema das alle Möglichkeiten durchspielen würde 5! =120 Probandinnen

erfordert hätte, wurde sich auf die Optimierung einiger Punkte beschränkt.

Da die Position innerhalb der Nachtreihe systematischen Einfluss haben kann, wurde

eine Gleichverteilung der Bedingungen auf den Positionen erzielt.

Da auch die Reihenfolge der Bedingung Einfluss haben kann, durfte diese nicht

gleichbleibend sein.

Um diese Punkte zu berücksichtigen, wurde folgendes Schema verwendet:

Die Positionen wurden angefangen bei 2 3 4 5 6 durchrotiert, also 3 4 5 6 2 usw. Das

ergab 5 verschiedene Abfolgen.

Auch die umgekehrte Abfolge wurde eingeschlossen, also 6 5 4 3 2 usw., was zu

insgesamt 10 Abfolgen führte.

Da 20 Abfolgen benötigt wurden, wurde das Schema mit der willkürlichen

Startpermutation 4 6 3 5 2 wiederholt. Bei der Wahl der Permutation wurde darauf

geachtet, möglichst die Nachbarschaftsbeziehungen der ersten Abfolge zu ändern.

Ergebnisse

40

3 Ergebnisse ___________________________________________________________________________

Tabelle 1: Mittelwerte aller polysomnographischen Parameter

Mean ±SD Mean ±SD Mean ±SD Mean ±SD Mean ±SD Mean ±SD

Feldstärke (dB) -80,00 ±0,00 -80,00 ±0,00 -37,80 ±2,67 -37,30 ±2,32 -38,30 ±2,30 -36,20 ±3,21

Einschlafzeit (min) 23,15 ±14,69 14,68 ±12,24 13,38 ±8,61 14,65 ±11,57 13,78 ±7,60 12,48 ±7,87

Gesamtschlafzeit (min) 386,93 ±35,31 410,05 ±33,60 411,10 ±34,23 408,08 ±28,65 410,48 ±25,27 398,90 ±39,71

Schlafeffizienz (%) 80,69 ±7,36 85,41 ±7,01 85,69 ±6,99 85,23 ±5,81 85,30 ±5,14 83,27 ±8,31

Anzahl Wachperioden 37,75 ±15,87 35,30 ±15,35 32,60 ±10,38 36,70 ±11,11 40,00 ±16,23 33,10 ±11,31

Wach % SP 13,60 ±5,96 10,82 ±5,60 10,51 ±5,82 10,43 ±4,85 11,62 ±5,16 13,26 ±7,30

Stadium 1 % SP 10,36 ±4,32 9,59 ±2,67 9,24 ±3,87 10,35 ±3,68 10,03 ±2,70 8,92 ±3,14

Stadium 2 % SP 53,01 ±6,25 54,47 ±5,02 55,85 ±7,04 55,26 ±4,30 54,26 ±8,79 54,28 ±6,74

Tiefschlaf % SP 6,52 ±6,29 6,58 ±5,86 5,64 ±4,32 6,02 ±4,24 5,96 ±5,34 5,44 ±5,03

REM % SP 16,42 ±4,20 18,40 ±4,08 18,56 ±2,94 17,84 ±2,99 18,03 ±3,48 17,92 ±4,64

REM-Latenz 97,78 ±33,92 95,53 ±44,89 76,63 ±20,40 78,98 ±33,07 80,35 ±26,74 83,90 ±41,93

REM-Latenz o.Wach 83,70 ±22,62 79,55 ±30,15 71,83 ±15,93 71,68 ±26,93 71,85 ±21,83 71,33 ±32,63

Augenbewegungen 378,50 ±125,39 511,65 ±178,09 486,20 ±117,83 486,95 ±139,47 466,10 ±109,77 480,75 ±156,77

REM-Dichte 26,39 ±7,72 30,23 ±7,76 28,87 ±7,43 30,09 ±7,62 28,11 ±5,24 29,65 ±7,67

Arousal Index Gesamt 19,38 ±6,42 19,39 ±5,16 17,76 ±4,11 20,09 ±7,06 20,16 ±6,93 17,14 ±6,01

Arousal Index S2 5,38 ±2,51 5,11 ±2,55 3,76 ±2,16 4,58 ±3,62 4,91 ±3,50 3,88 ±2,19

Arousal Index SWS 3,82 ±4,84 3,91 ±4,85 4,18 ±4,14 4,19 ±3,62 4,36 ±4,43 3,03 ±3,61

Arousal Index NREM 5,48 ±2,57 5,08 ±2,50 3,86 ±2,07 4,54 ±3,38 4,89 ±3,26 3,78 ±1,95

Arousal Index REM 18,15 ±6,75 19,38 ±10,04 16,94 ±6,73 16,59 ±8,21 18,51 ±9,24 17,81 ±7,99

Myoklonie-Index 5,66 ±10,30 7,55 ±11,79 5,96 ±7,90 7,48 ±15,87 8,56 ±12,28 5,84 ±8,37

Po

lys

om

no

gra

ph

ie (

PS

G)

Adaptation Baseline Placebo Matratze Anzug Baldachin

Ergebnisse

41

Tabelle 2 : Standardabweichungen aller polysomnographischen Parameter mittels LME

Δ ±SE p Δ ±SE p Δ ±SE p Δ ±SE p

Feldstärke (dB) 42,20 ±0,73 ,000 42,70 ±0,73 ,000 41,70 ±0,73 ,000 43,80 ±0,73 ,000

Einschlafzeit (min) -1,30 ±2,69 ,630 -0,02 ±2,69 ,993 -0,90 ±2,69 ,739 -2,20 ±2,69 ,416

Gesamtschlafzeit (min) 1,05 ±7,13 ,883 -1,97 ±7,13 ,783 0,43 ±7,13 ,953 -11,15 ±7,13 ,122

Schlafeffizienz (%) 0,28 ±1,51 ,855 -0,18 ±1,51 ,905 -0,12 ±1,51 ,938 -2,15 ±1,51 ,160

Anzahl Wachperioden -2,70 ±3,36 ,424 1,40 ±3,36 ,678 4,70 ±3,36 ,166 -2,20 ±3,36 ,514

Wach % SP -0,31 ±1,38 ,821 -0,40 ±1,38 ,775 0,79 ±1,38 ,568 2,43 ±1,38 ,082

Stadium 1 % SP -0,35 ±0,74 ,637 0,76 ±0,74 ,305 0,45 ±0,74 ,548 -0,67 ±0,74 ,371

Stadium 2 % SP 1,37 ±1,44 ,345 0,79 ±1,44 ,585 -0,21 ±1,44 ,882 -0,20 ±1,44 ,893

Tiefschlaf % SP -0,95 ±0,61 ,123 -0,57 ±0,61 ,354 -0,62 ±0,61 ,307 -1,14 ±0,61 ,064

REM % SP 0,16 ±0,97 ,866 -0,56 ±0,97 ,565 -0,37 ±0,97 ,704 -0,47 ±0,97 ,626

REM-Latenz -18,90 ±9,59 ,053 -16,55 ±9,59 ,089 -15,18 ±9,59 ,118 -11,63 ±9,59 ,230

REM-Latenz o.Wach -7,73 ±6,79 ,259 -7,88 ±6,79 ,250 -7,70 ±6,79 ,261 -8,23 ±6,79 ,230

Augenbewegungen -25,45 ±28,32 ,372 -24,70 ±28,32 ,386 -45,55 ±28,32 ,112 -30,90 ±28,32 ,279

REM-Dichte -1,37 ±1,17 ,248 -0,14 ±1,17 ,902 -2,12 ±1,17 ,074 -0,58 ±1,17 ,622

Arousal Index Gesamt -1,64 ±1,34 ,228 0,70 ±1,34 ,606 0,77 ±1,34 ,570 -2,25 ±1,34 ,099

Arousal Index S2 -1,35 ±0,70 ,058 -0,53 ±0,70 ,450 -0,20 ±0,70 ,775 -1,24 ±0,70 ,083

Arousal Index SWS 0,27 ±1,06 ,798 0,28 ±1,06 ,791 0,45 ±1,06 ,671 -0,88 ±1,06 ,408

Arousal Index NREM -1,22 ±0,66 ,069 -0,54 ±0,66 ,418 -0,19 ±0,66 ,774 -1,30 ±0,66 ,053

Arousal Index REM -2,44 ±1,76 ,170 -2,79 ±1,76 ,117 -0,87 ±1,76 ,623 -1,57 ±1,76 ,377

Myoklonie-Index -1,59 ±1,94 ,415 -0,07 ±1,94 ,973 1,01 ±1,94 ,604 -1,71 ±1,94 ,382

Placebo Matratze Anzug Baldachin

Po

lyso

mn

og

rap

hie

(P

SG

)

Ergebnisse

42

Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Messwiederholungsanalyse mittels der Linear

Mixed Effects- Modelle. Dabei sind jeweils die Veränderungen gegenüber der

Baseline- Nacht mit dem Standardfehler (∆± SE) sowie die Signifikanz dieser

Veränderung (p) angegeben.

Ergebnisse

43

3.1 Parameter der Schlafkontinuität

3.1.1 Die Einschlafzeit

Abbildung 8

Ergebnisse

44

Abbildung 9

Die Abbildungen 8 und 9 stellen die Einschlafzeiten der Probandinnen graphisch dar.

In Abbildung 8 ist die Zeitspanne zwischen Lichtaus und erstem Auftreten von

NREM2 absolut und in Abbildung 9 relativ zur Baseline-Nacht gezeigt. Alle

Einschlaflatenz-Werte derselben Person sind durch Linien verbunden, wobei die

Reihenfolge der Punkte wegen der Randomisierung nicht der chronologischen

Reihenfolge entspricht.

In allen Bedingungen ausser der Adaptationsnacht ist die Einschlafzeit im Vergleich

zur Baseline-Nacht verkürzt. Diese Veränderung erreicht aber in keiner Nacht

statistische Signifikanz (vgl. Tabelle 2).

Ergebnisse

45

3.1.2 Die Gesamtschlafzeit

Abbildung 10

Ergebnisse

46

Abbildung 11

In Abbildung 10 ist die Gesamtschlafzeit in den sechs Nächten absolut und in

Abbildung 11 relativ zur Baseline-Nacht dargestellt. Wie den Graphiken zu entnehmen

ist, liegen bis auf einen Ausreißer in der Baldachin-Nacht mit 274 Minuten alle Werte

zwischen 333 und 458 Minuten. Die Gesamtschlafzeit ist in der Placebo Nacht, also

der Nacht ohne abschirmende Textilien, am längsten und, abgesehen von der

Adaptation, in der Nacht in welcher die Abschirmung durch den Baldachin erfolgte,

am kürzesten. Auch hier erreicht keine dieser Veränderungen statistische Bedeutung.

Ergebnisse

47

3.1.3 Die Schlafeffizienz

Abbildung 12

Ergebnisse

48

Abbildung 13

Die Abbildungen 12 und 13 zeigen den polysomnographischen Parameter

Schlafeffizienz. In Abbildung 12 ist der Anteil der Schlafzeit an der Bettzeit absolut

und in Abbildung 13 relativ zur Baseline Nacht dargestellt. Die Schlafeffizienz zeigt

keine signifikante Veränderung über die Bedingungen hinweg (vgl. Tab.1).

Ergebnisse

49

3.1.4 Die Anzahl der Wachperioden

Abbildung 14

Ergebnisse

50

Abbildung 15

In den Abbildungen 14 und 15 wird die Anzahl der Wachperioden der 20

Probandinnen für die verschiedenen Versuchsbedingungen sowohl absolut (Abb. 7) als

auch relativ zur Baseline-Nacht (Abb. 8) veranschaulicht. Auch hier sind die

Veränderungen über die Bedingungen hinweg nicht signifikant, wenngleich eine

Reduktion der Wachperioden in der Placebo-Nacht festgestellt werden kann.

Ergebnisse

51

Die Schlafkontinuität im Überblick:

Abbildung 16

Abbildung 16 zeigt einen Überblick der Mittelwerte von drei wichtigen

polysomnographischen Kennwerten für sämtliche Bedingungen, inklusive Adaptation.

Deutlich wird aus der Graphik, dass in der Adaptationsnacht, verglichen mit allen

anderen Bedingungen, die Einschlafzeit verlängert und die Gesamtschlafzeit reduziert

ist. Dies führt vor Augen, wie wichtig es ist, eine Nacht zur Eingewöhnung an das

Schlaflabor zu haben und diese Werte aus den Rechnungen auszuklammern.

Desweiteren zeigt sich noch einmal, dass keine bedeutenden Unterschiede zwischen

den fünf Messnächten für die Parameter Einschlafzeit und Gesamtschlafzeit

entstanden sind.

Bei der REM-Latenz wird ersichtlich, dass diese in der Baseline-Nacht am längsten

und bei Placebo Abschirmung am kürzesten ist.

Ergebnisse

52

3.2 Parameter der Schlafarchitektur

Abbildung 17: prozentualer Anteil von NREM 2 an der SPT.

Abbildung 17 zeigt exemplarisch den prozentualen Anteil des NREM Stadiums 2 an

der SPT. Wie der Graphik zu entnehmen ist, sind nur sehr geringe Veränderungen

entstanden. In den Bedingungen Placebo und Matratze ist der Stadium 2 Anteil im

Vergleich zur Baseline leicht erhöht, während er in den Nächten Anzug und Baldachin

schwach erniedrigt ist. Keine dieser Veränderungen erreicht aber statistische

Signifikanz.

Auf weitere Graphiken, die jedes Schlafstadium einzeln darstellen würden, wird der

Übersichtlichkeit halber verzichtet, insbesondere da sich auch in diesen Stadien keine

bedeutenden Veränderungen zwischen den Bedingungen abzeichnen.

Ergebnisse

53

Die Schlafarchitektur im Überblick:

Abbildung 18

In Abbildung 18 wird anhand der Mittelwerte der prozentualen Verteilung aller

Stadien in allen Bedingungen, inklusive Adaptation, die Stadienverteilung über die

ganze Nacht hinweg dargestellt. Wieder stechen die Unterschiede in der

Adaptationsnacht hervor. Der Wachanteil ist hier deutlich höher und die im Stadium 2

und REM verbrachte Zeit ist im Vergleich zu den anderen Bedingungen erniedrigt .

Bei den Messnächten zeichnen sich eine Erhöhung des Wachanteils und eine

Reduktion des Tiefschlafs in der Baldachin-Nacht, verglichen mit der Baseline, als

deutlichste Ergebnisse ab.

Beide Veränderungen sind mit p=0,082 bzw. p=0,064 tendenziell signifikant.

Auch eine Vergrößerung des REM-Anteils in der Placebo-Nacht gegenüber allen

anderen Bedingungen ist aus der Graphik ersichtlich, wenngleich diese keine

statistische Signifikanz erreicht.

Ergebnisse

54

Kreisdiagramm für alle 6 Bedingungen:

Abbildung 19

In den Kreisdiagrammen wird ersichtlich, dass die Veränderungen der

Schlafarchitektur nur gering sind und dass die normalen Schlafmuster über die

Bedingungen hinweg erhalten bleiben.

Ergebnisse

55

3.3 Parameter des REM-Schlafes

Wie aus den Abbildungen zur Schlafarchitektur hervorgeht, ist die Dauer des REM-

Schlafs in der Placebo-Nacht gering und insignifikant erhöht gegenüber den anderen

Bedingungen.

3.3.1 Die REM-Latenz

Abbildung 20

Abbildung 20 stellt die REM-Latenzen der Probandinnen graphisch dar, wobei alle

Werte derselben Person durch Linien verbunden sind. Alle Werte, bis auf einen

Ausreißer mit 0 Minuten in der Baldachin-Nacht, liegen zwischen 39,5 und 188,5

Minuten.

Die REM-Latenzen sind in allen Bedingungen gegenüber der Baseline-Nacht

reduziert, wobei der durch LME ausgewertete Unterschied mit 11,63 Minuten in der

Baldachin-Bedingung am geringsten und mit 18,90 Minuten in der Placebo Bedingung

am stärksten ist.

Nur in der Nacht, in der die Textilien ausschließlich Placebo waren, ist die Änderung

der REM-Latenz tendenziell signifikant (p=0,053).

Ergebnisse

56

3.3.2 Augenbewegungen und REM-Dichte

Abbildung 21

In Abbildung 21 werden die Mittelwerte der REM-Dichte für alle Bedingungen

dargestellt. Wie dem Balkendiagramm zu entnehmen ist, ist die REM-Dichte in der

Baseline am höchsten und in der Nacht, in welcher durch den Schlafanzug

abgeschirmt wurde, am niedrigsten. Diese Abnahme der REM-Dichte in der Anzug-

Nacht beträgt 2,12 und ist mit p=0,074 nur tendenziell signifikant.

Abbildung 22

Ergebnisse

57

Wie Abbildung 22 veranschaulicht, ist auch die Zahl der Augenbewegungen in der

Baseline gegenüber allen anderen Bedingungen erhöht. Konform mit der Verringerung

der REM-Dichte in der Schlafanzug-Nacht, ist auch die Zahl der Augenbewegungen in

dieser Nacht am niedrigsten. Diese Veränderungen sind aber nicht statistisch

signifikant.

3.4 Arousal-Indizes und Myoklonien

Abbildung 23

In Abbildung 23 sind die Mittelwerte der Arousal- und Myoklonie-Indizes für alle

Bedingungen dargestellt. Eine Abnahme der Weckreaktionen zeigt sich im Gesamt-

Arousal-Index und im Arousal-Index von Stadium 2 für die Bedingungen Placebo und

Baldachin. Desweiteren zeigt sich eine Reduktion der Arousals in der Baldachin Nacht

für die Indexe von Tiefschlaf und NREM. Bis auf die Verringerung der

Weckreaktionen im Gesamt-Arousal-Index für die Placebo Bedingung, sind alle diese

Veränderungen tendenziell signifikant (vgl. Tabelle 1).

Auch die Anzahl der Myoklonien ist in den Bedingungen Placebo und Baldachin

gegenüber der Baseline verringert, jedoch erreichen diese Effekte keine statistische

Bedeutung.

Ergebnisse

58

3.5 Korrelation mit Elektrosensibilität

Die von den Probandinnen selbstempfundene Elektrosensibilität wurde mit dem für

diese Studie modifizierten Elektrosensibilitätsfragebogen nach Eltiti et al., 2007

erachtet. Es wurden nach den Angaben der Probandinnen zwei Gruppen gebildet, eine

„elektrosensible“ mit 7 Versuchspersonen und eine „nicht-elektrosensible“ mit 13

Personen. Alle Frauen, die mindestens einen Punkt erreichten, d.h. die Symptome

hatten, welche sie auf mindestens eine Art von elektromagnetischen Feldern

zurückführten, wurden in die Gruppe der Elektrosensitiven eingeteilt.

Die Interaktionen zwischen den Veränderungen der Schlafparameter in der Placebo

Nacht gegenüber der Baseline Nacht und der empfundenen Elektrosensibilität der

Probandinnen sind in den Tabellen 3 und 4 dargestellt. In Tabelle 3 sind die Parameter

der Polysomnographie angegeben und in Tabelle 4 die subjektiven Kennwerte.

Fett gedruckt sind die Werte, die statistisch signifikant (p ≤ 0,05) oder tendenziell

signifikant (p ≤ 0,1) sind.

Die Tabelle 4 zeigt als deutlichstes und signifikantes Ergebnis, dass die

elektrosensiblen Probandinnen subjektiv die Placebo Nacht (also das angeschaltete

Feld mit Placebo-Abschirmung) mit einer geringeren Wachzeit im SFA bewertet

haben.

Dies korreliert mit einer Reduktion der Anzahl der Wachperioden und einer nur

minimalen Verringerung des prozentuellen Wachanteils in der objektiven

Schlafauswertung. Diese Veränderungen erreichen allerdings keine Signifikanz.

Ergebnisse

59

Tabelle 3: LME Alter und Elektrosensibilität: objektive Schlafparameter

∆ ±SE p ∆ ±SE p ∆ ±SE p ∆ ±SE p

Feldstärke (dB) 41,77 ±0,74 ,000 0,07 ±0,89 ,941 1,23 ±1,25 ,338 -0,05 ±0,07 ,446

Einschlafzeit (min) -0,69 ±3,58 ,849 -2,47 ±5,13 ,636 -1,74 ±6,05 ,778 -0,17 ±0,45 ,703

Gesamtschlafzeit (min) -0,12 ±8,97 ,990 -2,53 ±16,77 ,882 3,33 ±15,16 ,829 -0,59 ±1,62 ,719

Schlafeffizienz (%) 0,08 ±1,84 ,967 -0,50 ±3,46 ,886 0,57 ±3,11 ,856 -0,10 ±0,33 ,766

Anzahl Wachperioden -0,92 ±2,55 ,722 2,53 ±6,35 ,696 -5,08 ±4,31 ,254 0,60 ±0,65 ,365

Wach % SP -0,22 ±1,34 ,869 0,00 ±2,83 1,000 -0,26 ±2,27 ,911 0,08 ±0,28 ,773

Stadium 1 % SP -0,32 ±0,90 ,730 -0,71 ±1,62 ,666 -0,10 ±1,52 ,949 0,12 ±0,15 ,443

Stadium 2 % SP 1,63 ±1,40 ,260 4,23 ±2,89 ,161 -0,74 ±2,37 ,759 -0,13 ±0,28 ,663

Tiefschlaf % SP -1,59 ±0,81 ,065 -4,35 ±2,42 ,090 1,83 ±1,37 ,197 0,00 ±0,25 1,000

REM % SP 0,54 ±1,35 ,692 0,85 ±1,74 ,630 -1,09 ±2,28 ,640 -0,08 ±0,14 ,601

REM-Latenz -23,50 ±13,11 ,090 -15,13 ±16,69 ,377 13,14 ±22,16 ,560 1,45 ±1,35 ,298

REM-Latenz o.Wach -8,96 ±8,19 ,288 -3,46 ±11,36 ,764 3,53 ±13,85 ,802 1,57 ±0,97 ,124

Augenbewegungen -1,08 ±37,72 ,978 118,62 ±71,56 ,116 -69,64 ±63,76 ,289 0,66 ±6,93 ,925

REM-Dichte -0,89 ±1,40 ,534 5,26 ±3,59 ,161 -1,37 ±2,36 ,568 0,12 ±0,37 ,752

Arousal Index Gesamt -2,87 ±1,54 ,079 -1,69 ±2,25 ,464 3,53 ±2,60 ,192 -0,11 ±0,20 ,602

Arousal Index S2 -1,29 ±0,69 ,080 -0,11 ±1,15 ,923 -0,20 ±1,17 ,870 -0,08 ±0,11 ,459

Arousal Index SWS -0,75 ±1,32 ,577 -0,39 ±2,09 ,853 2,92 ±2,22 ,206 -0,30 ±0,19 ,130

Arousal Index NREM -1,22 ±0,69 ,091 -0,13 ±1,12 ,907 0,02 ±1,16 ,985 -0,09 ±0,10 ,411

Arousal Index REM -3,95 ±2,67 ,156 3,00 ±3,81 ,442 4,33 ±4,51 ,351 -0,62 ±0,33 ,080

Myoklonie-Index -3,19 ±1,65 ,070 -3,21 ±4,77 ,510 4,57 ±2,79 ,119 0,63 ±0,49 ,221

Placebo Electrosensitivity Interaction Alter

Po

lys

om

no

gra

ph

ie (

PS

G)

Ergebnisse

60

Tabelle 4: LME Alter und Elektrosensibilität: subjektive Schlafparameter

∆ ±SE p ∆ ±SE p ∆ ±SE p ∆ ±SE p

Feldstärke (dB) 41,77 ±0,74 ,000 0,07 ±0,89 ,941 1,23 ±1,25 ,338 -0,05 ±0,07 ,446

Traumerinnerung -0,08 ±0,32 ,811 0,42 ±0,38 ,289 -0,21 ±0,53 ,701 -0,10 ±0,03 ,004

Traum Angenehm 0,08 ±0,09 ,389 0,07 ±0,15 ,652 -0,22 ±0,15 ,153 0,00 ±0,01 ,876

Traum Neutral 0,23 ±0,13 ,084 0,34 ±0,20 ,104 -0,52 ±0,21 ,026 0,01 ±0,02 ,752

Traum Unangenehm -0,15 ±0,13 ,255 0,00 ±0,16 ,992 0,30 ±0,22 ,197 -0,01 ±0,01 ,409

Schlafqualität -0,01 ±0,22 ,964 0,08 ±0,36 ,837 0,15 ±0,37 ,700 0,00 ±0,03 ,963

Erholtsein 0,04 ±0,22 ,864 -0,16 ±0,37 ,679 0,00 ±0,37 ,994 0,00 ±0,03 ,950

Ausgeglichenheit am Abend 0,02 ±0,16 ,924 -0,48 ±0,32 ,149 -0,13 ±0,27 ,634 0,01 ±0,03 ,782

Erschöpftheit am Abend -0,38 ±0,19 ,060 -0,03 ±0,33 ,923 0,67 ±0,32 ,053 -0,04 ±0,03 ,247

Psychosom.Symptome -0,01 ±0,08 ,920 -0,19 ±0,28 ,510 -0,06 ±0,13 ,661 0,04 ±0,03 ,218

Schlafzeit (min) -13,46 ±10,62 ,221 -0,08 ±16,74 ,996 8,75 ±17,95 ,632 -1,43 ±1,53 ,363

Schlafeffizienz (%) -2,16 ±1,26 ,103 -0,57 ±2,18 ,798 3,85 ±2,13 ,087 -0,06 ±0,21 ,769

Wachzeit (min) 6,23 ±2,21 ,011 9,31 ±5,23 ,093 -13,09 ±3,73 ,003 -0,19 ±0,53 ,717

Einschlafzeit (min) 2,62 ±4,78 ,591 -6,95 ±6,56 ,304 -3,90 ±8,08 ,635 0,29 ±0,56 ,611

Sc

hla

ffra

ge

bo

ge

n A

(S

F-A

)

Placebo Electrosensitivity Interaction Alter

Ergebnisse

61

3.6 Unerwünschte Nebeneffekte

Zwei Probandinnen brachen die Studie nach der Adaptationsnacht ab, weil bei ihnen

Kopfschmerzen aufgetreten waren, die sie auf das Studiendesign zurückführten. In

dieser Nacht war jedoch das Gerät, welches das EMF generiert, aus, so dass die

Kopfschmerzen nicht durch elektromagnetische Strahlung entstanden sein können.

Möglich ist, dass die Beschwerden durch Zug auf der Kopfhaut durch die Elektroden

ausgelöst wurden. Es ließ sich durch die Polysomnographie feststellen, dass diese

Probandinnen objektiv sehr schlecht geschlafen hatten.

Nach jeder Nacht füllten die Probandinnen den FSUCL Bogen aus, der auf die

Erfassung von unerwünschten Arzneimittelwirkungen ausgelegt ist, sich aber ebenso

gut für die Dokumentation von Nebeneffekten durch das EMF eignet. Einige

Versuchspersonen gaben dabei Beschwerden an. Diese waren aber nicht häufiger in

den EMF-Nächten als in der Baseline und der Adaptationsnacht.

Diskussion

62

4 Diskussion ___________________________________________________________________________

4.1 Analyse der Methodik

In der vorliegenden Studie wurden nur Frauen zwischen 45 und 65 Jahren untersucht.

Dies geschah aus der Hypothese heraus, dass ältere Frauen die am empfindlichsten

auf Störfaktoren reagierende Bevölkerungsgruppe sei, da Frauen häufiger unter

Schlafstörungen leiden als Männer (Holzrichter et al. 1994) und da die Prävalenz von

Insomnien mit zunehmendem Alter steigt (Hajak u. Rüther 1991 und 1992). Hinzu

kommt, dass es unseres Wissens keine Arbeit zu diesem Thema bei dieser Population

gibt, da sich die bisherigen Studien auf junge männliche Probanden beziehen.

Ursprünglich sollte das erzeugte elektromagnetische Feld aus einem kontinuierlich

durchgefahrenen Spektrum von 250 MHz bis 3 GHz bestehen, um die Auswirkungen

auf den Schlaf der meisten haushaltsüblichen EMF-produzierenden Geräte

abzudecken. Da sich bei Testmessungen aber herausstellte, dass beim Umspringen

von der höchsten zur niedrigsten Frequenz ein starkes Artefakt im EEG entstand,

entschlossen wir uns zu einer Abstrahlung mit einer einzigen Frequenz. Gleichwohl ist

auch die Verwendung pulsierter Strahlung, wie sie von Borbély und Huber empfohlen

wird, mit Artefakten im EEG verbunden, so dass eine kontinuierliche Abstrahlung

gewählt wurde. In Angesicht der Tatsache, dass es schon zahlreiche Schlafstudien mit

GSM 900 Exposition gibt und unseres Wissens lediglich eine Arbeit mit einem

simulierten GSM 1800 Feld, zudem mit einer geringen Probandenzahl (Hinrichs et al,

2005), erachteten wir es für sinnvoll, auch in diesem Versuch mit 1,8 GHz

abzustrahlen. Zudem konnten Huber et al. (2002, 2005) mit kontinuierlicher

Bestrahlung bei 900 MHz keine physiologische Auswirkung nachweisen und es

besteht die Möglichkeit, dass die Auswirkungen auf das ZNS frequenzabhängig sind.

Die Exponierung gegenüber dem elektromagnetischen Feld erfolgte über die ganze

Nacht hinweg.

Die rigoros applizierten Kriterien der vorliegenden Studien sorgten für

Qualitätssicherung im Sinne von zuverlässigen Ergebnissen. Insbesondere die

randomisierte Abfolge der Versuchsbedingungen (mit dreifacher Kontrolle der

Diskussion

63

korrekten Eingabe), die Adaptationsnacht ans Schlaflabor, die Verblindung der

Probandinnen und der auswertenden Mitarbeiter, der Ausschluss von physisch oder

psychisch kranken sowie schlafgestörten Probanden, die homogene

Probandinnengruppe, die Abstinenz von schlafmodifizierenden Faktoren (Alkohol,

Koffein, veränderter Schlaf-wach-Rhythmus, Tagesschlaf) und die abgeschirmten und

feldtechnisch genau berechenbaren Untersuchungsräume sicherten die

Reproduzierbarkeit der Daten.

4.2 Auswirkungen des elektromagnetischen Feldes ohne Abschirmung

Die folgenden Abschnitte behandeln die Unterschiede in den Schlafparametern

zwischen der Baseline und der Placebo-Nacht, d.h. die Bedingung, in welcher das Feld

an war und die Textilien keine abschirmende Wirkung besaßen.

4.2.1 Auswirkung auf die Kennwerte der Schlafkontinuität:

Die verkürzte Einschlafzeit, die verlängerte Gesamtschlafzeit, die verbesserte

Schlafeffizienz, und die geringere Zahl an Wachperioden sprechen für einen

schlaffördernden Effekt des elektromagnetischen Feldes. Obwohl diese Unterschiede

in den Kennwerten der Schlafkontinuität alle keine Signifikanz erreichen, sind sie mit

den Ergebnissen der Pionierstudien von Reite et al. (1994), Lebet et al. (1996) und

Pasche et al. (1996) sowie mit den ersten beiden Mainzer Studien (Mann und Röschke,

1996 und Wagner et al., 1998) konsistent.

Diskussion

64

4.2.2 Auswirkung auf die Kennwerte der Schlafarchitektur:

Die in der vorliegenden Studie nur insignifikante Reduktion des Wachanteils an der

Schlafperiode ist konsistent mit der von Borbély et al., 1999 gezeigten signifikanten

Abnahme der Wachzeit nach Schlafbeginn, die sich durch das EMF von 18,2 auf 12,1

Minuten verringerte.

Auch die Parameter der Schlafarchitektur deuten mit einem erniedrigten Stadium 1

Anteil zugunsten von Stadium 2 in der Placebo Nacht im Vergleich zur Baseline

Nacht auf einen schlafvertiefenden Effekt, obwohl auch hier keine Signifikanz erreicht

wird. Die Abnahme von NREM1 Schlaf ist konsistent mit den Ergebnissen von

Danker-Hopfe und Dorn (2008), bei denen eine signifikante Reduzierung des Stadium

1 von 3,2 Minuten beobachtet wurde. Allerdings wurde dort auch eine Reduzierung

von Stadium 2 Schlaf beobachtet, die sich in einer Zunahme vom REM-Schlaf

wiederspiegelte.

4.2.3 Auswirkung auf die REM/NREM-Regulation:

Der REM-Anteil ist bei uns nur sehr leicht und nicht signifikant in der Placebo-Nacht

erhöht und die REM-Latenz ist tendenziell signifikant erniedrigt. Die Reduktion der

REM-Latenz gegenüber der Baseline Nacht betrug in der Placebo-Nacht 18,90

Minuten und ist mit p=0,053 der statistisch bedeutendste Effekt in den

polysomnographischen Parametern bei unabgeschirmtem elektromagnetischem Feld

dieser Studie.

Dieser REM-Schlaf fördernde Effekt ist im Einklang mit der verkürzten REM-Latenz

bei Loughran et al., 2005. Obwohl bei der australischen Arbeit der Studienaufbau von

dem des vorliegenden Experiments grundsätzlich verschieden war, da nur eine 30-

minütige Exposition vor Schlafbeginn stattfand, beeindruckt die Tatsache, dass auch

bei ihnen die Reduktion der REM-Latenz um 17,6 Minuten mit p = 0,02 die einzige

statistisch bedeutsame Veränderung der visuell ausgewerteten Kennwerte war.

Diskussion

65

Der bei Mann und Röschke (1996) festgestellte REM-supprimierende Effekt ließ sich

bei uns nicht bestätigen.

Die bei uns beobachtete schwach REM fördernde Wirkung ist konsistent mit den

Ergebnissen von Danker-Hopfe und Dorn (2008). In dieser sehr umfassenden Studie

war sowohl die absolute, als auch die relative im REM-Schlaf verbrachte Zeit

signifikant erhöht. Auch war bei ihnen die durchschnittliche Dauer der REM-Zyklen

erhöht. Über die REM-Latenz wurde in deren Arbeit keine Aussage gemacht.

Die Ergebnisse zum REM-Schlaf in der Literatur sowie in der vorliegenden Studie

können größtenteils als eine REM-Förderung durch elektromagnetische Felder

interpretiert werden. Allerdings wurde weder bei uns noch bei Loughran et al. (2005),

auch nur eine tendenzielle Signifikanz für Veränderungen in der Dauer des REM-

Schlafes festgestellt. Ein biologisches Erklärungsmodell für diese Veränderungen

können wir bislang nicht liefern. Die von Loughran et al. angeführte Hypothese, dass

cholinerge Mechanismen eine Rolle spielen könnten, erklärt nicht, dass nur die REM-

Latenz und nicht die REM-Dauer verändert ist.

4.2.4 Auswirkung auf Arousal-Indizes und Myoklonien:

Der Gesamt-Arousal-Index ist in der Placebo-Nacht erniedrigt, was auch auf einen

schlafverbessernden Effekt deuten lässt, wenngleich auch hier keine Signifikanz

erreicht wird. Tendenzielle Signifikanz haben aber die Unterschiede in den Arousal-

Indizes im Stadium 2 und im gesamten NREM-Schlaf (p=0,058, bzw. p=0,069); auch

sie sind in der Placebo-Nacht weniger häufig. Die Anzahl der Arousals findet in

früheren Studien wenig Beachtung, deswegen ist ein Vergleich mit der Literatur auf

diesem Gebiet nicht möglich.

Ähnlich verhält es sich mit dem Myoklonie Index, der in der Placebo-Nacht erniedrigt

ist, obwohl die Signifikanzgrenze unterschritten bleibt. Auch die Abnahme der

Myoklonien Zahl spricht für einen schlafkonsolidierenden Effekt.

Diskussion

66

4.3 Auswirkung des elektromagnetischen Feldes mit Abschirmung

In diesem Teil wird die modifizierende Wirkung der Textilien auf die in der Placebo-

Nacht durch das EMF entstandenen Veränderungen gegenüber der Baseline diskutiert.

Ein Literaturvergleich ist hier nicht möglich, da es meines Wissens keine Studien zu

diesem Thema gibt.

4.3.1 Abschirmung durch den Schlafanzug:

Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die Versuchsbedingung mit dem angeschalteten

Feld und dem abschirmenden Schlafanzug die geringsten Unterschiede in den

polysomnographischen Parametern zur Baseline aufweist.

Die REM-Latenz, die in der Placebo Nacht tendenziell signifikant reduziert war, ist

bei abschirmendem Schlafanzug immer noch verkürzt, erreicht aber keine Signifikanz

mehr. Zwei weitere Veränderungen, die in der Placebo Bedingung tendenziell

signifikant waren, sind die Reduktionen der Arousal Indizes im Stadium 2 und NREM.

Beide Abnahmen sind auch in der Schlafanzug-Nacht zu beobachten gewesen,

erreichten hier aber keine Signifikanz.

Auch die insignifikanten Veränderungen in der Placebo-Nacht gegenüber der Baseline

bei den Parametern Einschlafzeit und Gesamtschlafzeit bestehen beim Schlafanzug

weiter, allerdings sind die Abweichungen hier noch geringer.

Die einzige tendenziell signifikante (p=0,074) Veränderung gegenüber der Baseline ist

beim Anzug die Abnahme der REM-Dichte. Diese Reduktion ist abgeschwächt auch

in der Placebo-Nacht zu sehen.

Diskussion

67

4.3.2 Abschirmung durch Matratze und Bettdecke:

Die Verkürzung der REM-Latenz ist bei Abschirmung durch Matratze und Bettdecke

in abgeschwächter Version beibehalten. Obwohl die Veränderung tendenziell

signifikant bleibt, ist die Fehlerwahrscheinlichkeit von p=0,053 in der Placebo-Nacht

auf p=0,089 gestiegen.

Auch die Abnahme in den Arousal-Indizes von Stadium 2 und NREM ist in dieser

Bedingung zu beobachten gewesen, wenngleich sie keine Signifikanz mehr erreichte.

4.3.3 Abschirmung durch Baldachin und Unterlage:

Baldachin und Unterlagen zeigen höhere Veränderungen gegenüber der Baseline-

Nacht als die Versuchsbedingung mit den Placebo Textilien. Es geht aus Tabelle 1

eine tendenziell signifikante Reduktion des polysomnographischen Tiefschlafs von

1,14 % hervor (p=0,064). Diese Veränderung spiegelt sich in einer auch nur

tendenziell signifikanten Zunahme von 2,42 % des Wachanteils an der Schlafperiode

wieder (p=0,082). Außerdem sind die Gesamtschlafzeit und die Schlafeffizienz

reduziert, sowie die Einschlafzeit erhöht.

Die in der Placebo-Nacht gezeigten, tendenziell signifikanten Abnahmen in den

Arousal-Indizes von Stadium 2 und NREM sind auch mit Baldachin Abschirmung in

ähnlicher Stärke beibehalten. Die Verkürzung der REM-Latenz in der Placebo

Bedingung ist auch hier noch zu sehen, allerdings in abgeschwächter und

insignifikanter Form.

Die Verschlechterung des Schlafs könnte prinzipiell auf einen Verstärkungseffekt des

elektromagnetischen Feldes durch Reflexion durch den Baldachin deuten, da aber die

Veränderungen in der Placebo-Nacht eher als Schlafkonsolidierung zu bezeichnen

sind, ist diese Folgerung unlogisch.

Möglich wäre auch eine Verschlechterung des Schlafes durch Neutralisierung des

schlaffördernden Effekts des EMF. Da aber die Verschlechterung durch den Baldachin

Diskussion

68

stärker ist als die Verbesserung durch das Feld, ist auch diese Hypothese nicht

glaubhaft.

Wahrscheinlicher ist, dass die Schlafverschlechterung durch den Baldachin auf eine

andere Ursache zurückzuführen ist. Möglich ist, dass ein verminderter

Temperaturabfluss oder Luftaustausch den Schlaf der Probandinnen gestört hat.

Eine abschirmende Wirkung des Effektes des EMF konnte nur bei der REM-Latenz

beobachten werden, da dies der einzige Kennwert war, der einerseits in der Placebo-

Nacht verändert und bei dem andererseits diese Veränderung in der Baldachin-Nacht

abgeschwächt war.

Die abschirmende Wirkung des Baldachins muss als minderwertig gegenüber der von

Matratze und Bettdecke sowie der vom Schlafanzug eingestuft werden, da die

Abnahmen in den Arousal Indizes nicht abgeschwächt wurden.

4.4 Vergleich mit den Resultaten des subjektiven Schlafempfindens

Auch in der Auswertung des Schlaffragebogens-A waren keine signifikanten

Veränderungen zwischen Placebo- und Baseline-Nacht festzustellen. Demnach konnte

auch kein Effekt durch die Abschirmung subtrahiert werden.

Wie in der Polysomnographie, war aber auch im subjektiven Empfinden der Schlaf in

der Baldachin-Nacht verschlechtert. Sowohl die Schlafzeit als auch die Schlafeffizienz

waren im SFA signifikant reduziert. Konsistent mit einer Schlafstörung ist auch die

Zunahme der empfundenen Wachzeit in der Baldachin-Nacht.

Die subjektive Zunahme der Wachzeit spiegelt sich in der Polysomnographie durch

eine prozentuale Zunahme der Wachzeit an der Schlafperiode wieder, obwohl die

Veränderung da nur noch tendenziell signifikant ist. Die empfundene Abnahme der

Schlafeffizienz und der Schlafzeit finden sich auch in den visuell ausgewerteten

Kriterien, wenngleich die Auswirkungen dort nicht signifikant sind.

Diskussion

69

Es schließt sich daraus, dass das subjektive Schlafempfinden empfindlicher auf äußere

Einflüsse reagiert als die polysomnographischen Kennwerte.

4.5 Empfundene Elektrosensibilität und Auswirkung des elektromagnetischen Feldes auf den Schlaf

Die Auswertung des Einflusses der Elektrosensibilität auf die Veränderungen in der

Placebo-Nacht gegenüber der Baseline hat eine signifikante Abnahme der

empfundenen Wachzeit ergeben. Die elektrosensiblen Probandinnen haben also

subjektiv die Placebo Nacht mit einer geringeren Wachzeit im SFA bewertet.

Tendenziell signifikant ist auch die Zunahme der subjektiven Schlafeffizienz in der

Placebo-Nacht bei den elektrosensiblen Probandinnen.

Diese empfundene Verbesserung des Schlafes bei den elektrosensiblen

Versuchsdamen stimmt mit der, wenngleich nicht signifikanten, Reduktion der Anzahl

der Wachperioden und einer nur minimalen Verringerung des prozentualen

Wachanteils in der Polysomnographie überein.

Die durch das EMF entstandene, sowohl subjektive als auch objektive Verbesserung

des Schlafes scheint also bei den Probandinnen, die sich als „elektrosensibel“

bezeichnen, verstärkt aufzutreten. Die oben beschriebene Feststellung, dass Einflüsse

auf den Schlaf subjektiv sensibler festgestellt werden als polysomnographisch,

bestätigt sich hier.

Diskussion

70

4.6 Schlussfolgerung

Es konnte bei keinem der ausgewerteten Parameter eine statistische Signifikanz

festgestellt werden. Aus den unter Punkt 5.1 in der Methodenkritik erwähnten

Gründen kann man davon ausgehen, dass dies nicht an Messfehlern oder an einem

fehlerhaften Design der Studie liegt. Schlafmodifizierende Faktoren wurden

weitestgehend durch die Studienkriterien ausgeschlossen und die geringe intra-

individuelle Varianz der Schlafparameter bei allen Probandinnen bestätigt die hohe

Reproduzierbarkeit unserer Ergebnisse.

Die Stichprobengröße liegt mit 20 in der gleichen Größenordnung wie die der früheren

Studien, in denen meist zwischen 15-25 Probanden untersucht wurden und bei denen

teilweise signifikante Effekte beobachtet wurden.

Die mangelnde statistische Signifikanz unserer Ergebnisse beruht also nicht auf einer

kleineren Probandenzahl im Vergleich zu den anderen Experimenten.

Wahrscheinlicher ist, dass die artefaktfreien Veränderungen der Schlafparameter

tatsächlich geringer sind als in anderen Studien berichtet, so dass sie nur in einer

wesentlich größeren Gruppe deutlich identifizierbar wären.

Da die Auswirkungen auf die polysomnographischen Kennwerte nicht statistisch

signifikant sind, konnte die Hypothese, dass elektromagnetische Felder den Schlaf

verändern, nicht bewiesen werden. In Anbetracht der Tatsache, dass die Effektrichtung

im Sinne einer Schlafförderung konsistent mit der Literatur ist, ist eine geringe

Auswirkung aber zu vermuten.

Da keine deutliche Veränderung des Schlafes festgestellt wurde, ist auch eine

Beurteilung der Neutralisierung der Feldeinwirkung durch abschirmende Textilien

nicht sicher möglich.

Deutlich wurde aber, dass die Versuchsbedingung mit Baldachin und Unterlagen eine

sowohl objektive, als auch subjektive Verschlechterung des Schlafes bewirkte, die sich

am ehesten durch einen verringerten Luftaustausch erklären lässt.

Diskussion

71

Allgemein lässt sich schließen, dass die Auswirkung der elektromagnetischen Felder

minimal ist und dass eine Beeinträchtigung des Schlafes ausgeschlossen werden kann.

Wenn ein geringer Effekt entsteht, dann nur im Sinne einer Schlafförderung, so dass

abschirmende Textilien weder nötig noch sinnvoll erscheinen.

Da auch die „elektrosensible“ Probandinnengruppe das angeschaltete Feld nur mit

einer subjektiven Verringerung ihrer Wachzeit und somit einer Verbesserung ihres

Schlafes bewertet hat, ist auch für diese Patienten keine Abschirmung zu empfehlen.

Allerdings kann über eventuelle Langzeitfolgen von elektromagnetischer Strahlung an

dieser Stelle keine Aussage gemacht werden, da in vorliegender Studie nur die

unmittelbaren Auswirkungen auf den Schlaf getestet wurden.

4.7 Ausblick

Möglicherweise würde eine Meta-Analyse der vorhandenen Studien oder eine

Untersuchung an einer wesentlich größeren Stichprobe Signifikanzen im Sinne einer

Schlafförderung durch EMFs liefern. Es stellt sich dann die Frage, ob daraus eine

klinische Bedeutung resultieren kann. Denkbar wäre es, diesen Effekt bei der

Behandlung von Schlafstörungen zu nutzen, da medikamentöse Therapien auf diesem

Gebiet derzeit noch unbefriedigend sind. Wie die vorliegenden Ergebnisse aber zeigen,

ist die durch GSM Strahlung resultierende Auswirkung derart schwach, dass eine

Bedeutung bei der Behandlung von Insomnien nicht anzunehmen ist.

In Anbetracht der Tatsache, dass die schlaffördernde Richtung der Veränderungen bei

den meisten Studien festgestellt wurde und dass die Strahlungsarten in den

verschiedenen Experimenten sehr unterschiedlich waren, ist es anzunehmen, dass die

Verbesserung des Schlafs allen Arten von EMFs gemein ist. Ein Expositionssignal,

welches zur Therapie von Schlafstörungen in Frage kommt, ist ein

amplitudenmoduliertes, elektromagnetisches Feld. Diese Hypothese wurde schon in

den Arbeiten von Reite et al. (1994), Lebet et al. (1996) und Pasche et al. (1996)

untersucht. In den Studien von Reite und Lebet wurden die Auswirkungen von „Low

Energy Emission Therapy“ (LEET) auf den Schlaf von gesunden Probanden analysiert,

Diskussion

72

während bei Pasche et al. nur Insomnie-Patienten untersucht wurden. In allen drei

Studien waren signifikante schlaffördernde Effekte zu beobachten.

Da in ihrer Studie die Gesamtschlafzeit und die Zahl der Schlafzyklen erhöht und die

Einschlaflatenz reduziert war, die Architektur des Schlafes aber unverändert blieb und

weder ein Reboundphänomen noch Nebenwirkungen auftraten, schlossen Pasche et al.

(1996), dass die LEET eine attraktive Alternative zur medikamentösen Therapie von

Schlafstörungen wäre.

Auf diesem Gebiet sollte also weitere Forschung betrieben werden, um zu sehen ob

sich die LEET oder andere EMFs tatsächlich zur Behandlung von Insomnien eignen.

Zusammenfassung

73

5 Zusammenfassung ___________________________________________________________________________

In der vorliegenden Arbeit wurde der Effekt elektromagnetischer Strahlung auf objektive

Schlafparameter und die Möglichkeit der Abschirmung dieser Auswirkung durch spezielle

Textilien erforscht.

Es wurden dafür mittels eines einfachblinden cross-over Designs 20 gesunde Probandinnen

zwischen 45 und 65 Jahren während 6 Nächten im Schlaflabor untersucht. Während 4 dieser

Nächte wurden die Versuchspersonen einem kontinuierlichen elektromagnetischen Feld mit

einer Frequenz von 1,8 GHz exponiert, dabei wurden in den verschiedenen Nächten

abwechselnd Baldachin, Unterlagen, Matratze und Bettdecke als abschirmende Textilien

verwendet.

Nach Auswertung der polysomnographischen Parametern konnten keine statistisch

signifikanten Veränderungen durch die Exponierung festgestellt werden. Es zeigte sich aber

dass alle Veränderungen, wenngleich schwach, auf eine Verbesserung der Schlafqualität

durch das elektromagnetische Feld deuteten. Unter anderem zeichneten sich eine verkürzte

Einschlafzeit, eine verlängerte Gesamtschlafzeit, eine verbesserte Schlafeffizienz und eine

geringere Zahl an Wachperioden ab. Ebenso zeigte sich eine Reduktion des Wachanteils an

der Schlafperiode und Abnahmen der Gesamt-Arousal- und Myoklonie-Indices. Der REM-

Anteil war in den Expositionsnächten erhöht und die REM-Latenz tendenziell signifikant

erniedrigt, so dass man von einem REM-Schlaf fördernden Effekt ausgehen kann.

Da keine statistisch eindeutigen Veränderungen des Schlafes entstanden, war auch eine

Beurteilung des Abschirmeffektes der Textilien nicht sicher möglich.

Tendenziell signifikant waren aber die Reduktion des Tiefschlafs und die Zunahme des

Wachanteils bei der Benutzung des Verum-Baldachins, so dass eine Verschlechterung des

Schlafs durch diesen anzunehmen ist. Diese lässt sich am ehesten durch einen verminderten

Temperaturabfluss und Luftaustausch erklären.

Es konnte also gezeigt werden, dass objektive Schlafparameter nicht negativ durch

elektromagnetische Strahlung beeinflusst werden und somit eine Abschirmung durch spezielle

Textilien nicht sinnvoll ist.

Literaturverzeichnis

74

6 Literaturverzeichnis ___________________________________________________________________________

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Anhang

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7 Anhang

7.1 Abkürzungsverzeichnis

Abb. Abbildung ALL Akute Lymphatische Leukämie ANOVA Analysis of variance AUC Area under the curve BDI Beck Depressions Inventar β-HCG Beta Humanes Choriongonadotropin BMI Body-Mass Index CRP Capsel-reaktives Protein Cw Continuos wave signal DSM Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders EEG Elektroenzephalogramm EHS Electromagnetic Hypersensitivity Syndrome EKG Elektrokardiogramm EMF Elektromagnetisches Feld EMG Elektromyogramm EOG Elektrookulogramm ESS Epworth Schläfrigkeitsskala FSUCL Fischer-Somatische-oder-Unerwünschte-Symptome-Check-List GOT Glutamat-Oxacelat-Transaminase GPT Glutamat-Pyruvat-Transaminase γ-GT Gamma-Glutamyltransferase GSM Global System for Mobile Telecommunications HR Hazard Ratio ICD International Classification of Diseases KI Konfidenz Intervall L-EMG Leg-Elektromyographie LME Linear Mixed Effects MW Mittelwert NREM Non-Rem Schlaf OR Odds Ratio PET Positronen-Emissions-Tomographie PLMS Periodic Limb Movements in Sleep Pm Pulse modulated signal PSG Polysomnographie PSQI Pittsburgher Schlafqualitätsindex PVT Psychomotor Vigilance Test REM Rapid Eye Movement RLS Restless-Legs-Syndrom SAS Schlafapnoe-Syndrom SD Standarddeviation SEI S Schlafeffizienz SF-A Schlaffragebogen-A SL Schlaflatenz SPT Sleep Period Time SOL Sleep onset latency

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SWS Slow-wave-sleep TDMA Time Division Multiplex Access TIB Time in Bed TNF Tumor Nekrose Faktor TSH Thyreoidea-stimulierendes Hormon TST Total Sleep Time UMTS Universal Mobile Telecommunications System ZNS Zentrales Nervensystem

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PROBANDENINFORMATION ZUR UNTERSUCHUNG

„Elektrosmog und polysomnographische Schlafqualität“

Sehr geehrte Probandin,

Sie haben Interesse gezeigt, an einer Untersuchung zum Effekt von Elektrosmog auf die Schlafqualität teilzunehmen. Die Teilnahme an dieser wissenschaftlichen Untersuchung ist freiwillig. Sie müssen Ihr Einverständnis zur Teilnahme an dieser Untersuchung schriftlich erklären. Bitte lesen Sie den folgenden Text als Vorinformation für unser Gespräch sorgfältig durch und zögern Sie nicht, Fragen zu stellen.

Im Folgenden möchten wir einige Informationen zur Zielsetzung und zum Ablauf der Untersuchung geben.

1.) Warum wird diese Untersuchung durchgeführt?

Mit der Zunahme der Nutzung von Mobilfunk und der zunehmenden Installierung von Mobilfunk-Antennen wurden in den letzten Jahren auch zunehmend Bedenken geäußert, dass die dadurch erzeugten elektromagnetischen Felder sich auf die körperliche und psychische Gesundheit von Menschen auswirken könnten. Insbesondere wurde im Hinblick auf den Schlaf vermutet, dass entsprechende elektromagnetische Felder den Schlaf stören könnten. Einige wissenschaftliche Untersuchungen im Schlaflabor hierzu konnten auch einen entsprechenden Einfluss von elektromagnetischen Feldern auf den Schlaf feststellen, die sich in einer Zunahme schneller Frequenzen und einer leichten Abnahme des REM-Schlafs äußerten, die jedoch nach Absetzen der Exposition vollkommen reversibel waren. Außer solchen kurzfristigen Effekten nach der Exposition haben wissenschaftliche Studien keine Hinweise auf andauernde gesundheitliche Schädigungen ergeben.

Im Rahmen der vorliegenden Studie möchten wir nun prüfen, ob elektromagnetische Felder, die in etwa einer Mobilfunkstrahlung entsprechen, 1. den Schlaf beeinflussen und 2. ob es möglich ist, durch entsprechende Abschirmtextilien aus bestimmten Materialien diesen Einfluss zu neutralisieren. Dazu möchten wir Sie bitten, insgesamt 6 Nächte im Schlaflabor zu schlafen. In der ersten Nacht im Schlaflabor werden Sie an die neuen Bedingungen gewöhnt und bestimmte zusätzliche Elektroden werden angebracht, um auszuschließen, dass Sie an einer Atmungsstörung oder an einer Bewegungsstörung im Schlaf leiden. In den weiteren 5 Nächten werden Sie gebeten, an folgenden Versuchsbedingungen teilzunehmen:

a) Keine Exposition gegenüber elektromagnetischer Strahlung / Placebotextilien b) bis e) In allen Nächten werden Sie 8 Stunden lang einem elektromagnetischen Feld

exponiert, das in etwa einem in der Nähe betriebenen Mobiltelefon entspricht

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und deutlich schwächer ist als die Stärke, die erreicht wird, wenn ein Mobiltelefon an den Kopf gehalten wird. In verschiedenen Nächten wird einmal keine Abschirmung vorhanden sein, in den anderen Nächten werden verschiedene Abschirmmassnahmen eingesetzt, die die elektromagnetische Strahlung reduzieren, die an Ihrem Körper ankommt. Die Versuchsbedingungen sind jedoch so gestaltet, dass es für Sie selbst nicht ersichtlich sein wird, in welcher Versuchsbedingung Sie gerade sind. Dies ist aus wissenschaftlichen Zwecken notwendig, um psychologische Erwartungseffekte von realen Effekten der Abschirmtextilien oder der elektromagnetischen Strahlung zu trennen.

2.) Zur eingesetzten elektromagnetischen Strahlung Die eingesetzte Strahlung wird durch eine Antenne erzeugt, die etwa einen Meter vom Bett entfernt aufgestellt ist; in dieser Entfernung von der Antenne beträgt die Feldstärke, bei der im Mobilfunk üblicher Frequenz, unter 10% des in der 26. Verordnung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes für die permanente Exposition der Bevölkerung vorgesehenen Grenzwertes. Weil die Wände des Schlaflabors für die EEG-Messung abgeschirmt sind, kann es insbesondere sein, dass Sie in ihrer heimischen Umgebung z.B. durch in der Nähe befindliche Mobilfunkmasten einer höheren elektromagnetischen Strahlung ausgesetzt sind als während dieser Studie. 3.) Zu den Abschirmtextilien Die eingesetzten Abschirmelemente sind im Labor auf eine hohe Unterdrückung der elektromagnetischen Strahlung getestet worden und entsprechen ansonsten handelsüblichen Textilien. Die abschirmende Wirkung dieser Textilien ist im Labor getestet und liegt im Bereich oberhalb der Effektivität üblicher baulicher Abschirmmassnahmen. 4.) Ort und Dauer der Untersuchung Diese Untersuchung wird im schlafmedizinischen Zentrum der Abteilung für Psychiatrie und Psychotherapie in Freiburg durchgeführt. Vor Aufnahme in diese Untersuchung werden wir ausführliche Informationen zu Ihrem Gesundheitszustand einholen und Sie werden einer umfassenden ärztlichen Untersuchung unterzogen. Dazu gehören eine Blutabnahme und ein EKG. Ihre Teilnahme an der Untersuchung wird 6 Tage einschließlich einer zusätzlich vorausgehenden Eingangsuntersuchung und einer Abschlussuntersuchung dauern. Durch die Teilnahme an der Untersuchung entstehen für Sie keine Kosten. Die Teilnahme an der Untersuchung wird für Sie mit Euro 300,-- vergütet. Sofern Sie vorzeitig aus der Untersuchung ausscheiden, erhalten Sie eine entsprechende anteilige Summe. 5.) Zu beachtende Hinweise während der Untersuchung Sie sollten jedwede, auch frei verkäufliche Medikation, die Sie regelmäßig oder unregelmäßig nehmen, dem Studienarzt nennen. Eine Schwangerschaft oder den Verdacht darauf sollten Sie uns bitte unverzüglich mitteilen. Es ist uns sehr wichtig, dass Sie alle Untersuchungstermine möglichst genau einhalten und während den Untersuchungseinheiten den Anweisungen des Arztes und des Pflegepersonals folgen. 6.) Mögliche Risiken

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Wie oben dargelegt, wurden bislang nur kurzfristige Effekte der elektromagnetischen Strahlung nachgewiesen, die für die Dauer der Einwirkung und einige Minuten danach bestanden. Die Tatsache, dass für die Allgemeinbevölkerung eine deutlich höhere Dauerexposition zugelassen ist, besagt, dass nicht von einer gesundheitsschädigenden Wirkung einer Exposition in diesem Rahmen ausgegangen wird. Dennoch können auch die vorübergehenden Änderungen Auswirkungen auf Ihre Befindlichkeit haben, wenn etwa die Schlafqualität durch die Einwirkung reduziert wird. Diese Störungen sind aber vergleichbar mit den Auswirkungen eines schlechteren Schlafes, wie er sonst auch durch andere Einflüsse zustande kommt. 7.) Möglicher Nutzen Bei der Untersuchung könnten bei Ihnen spezifische Schlafveränderungen festgestellt werden, die eventuell später zu einer Schlafstörung führen könnten und dann gegebenenfalls ein spezifisches Präventionskonzept erstellt werden. Wahrscheinlich werden Sie jedoch durch die Teilnahme an der Untersuchung keinen direkten Nutzen für Ihre Gesundheit haben. Die Ergebnisse der Untersuchung sollen dazu dienen, den Einfluss elektromagnetischer Felder auf den Schlaf und Möglichkeiten der Abschirmung besser zu charakterisieren und zu untersuchen. 8.) Ausscheiden aus der Untersuchung

Ihre Teilnahme an dieser Untersuchung ist freiwillig. Sie können jederzeit, ohne Angabe von Gründen, Ihre Teilnahme widerrufen, ohne dass Ihnen dadurch irgendwelche Nachteile für Ihre weitere ärztliche Versorgung entstehen.

9.) Vertraulichkeit der Daten Die für die Untersuchung relevanten Daten werden gesammelt, aufgezeichnet und bis zu 15 Jahre gespeichert. Diese Daten gehen anonymisiert, d.h. ohne Nennung Ihres Namens, zur wissenschaftlichen Auswertung in die Statistik ein. Die Vertraulichkeit Ihrer Daten wird zu jedem Zeitpunkt gewährleistet sein und Ihr Name erscheint nirgendwo außerhalb der wissenschaftlichen Untersuchung. Alle an der Untersuchung beteiligten Personen sind zur Einhaltung des Datenschutzes verpflichtet. 10.) Wer steht für weitere Fragen zur Verfügung? Für weitere Fragen im Zusammenhang mit dieser Untersuchung stehen Ihnen neben dem Studienarzt die Mitarbeiter des Studienteams zur Verfügung. Auch Fragen, die Ihre Rechte als Teilnehmer an dieser Untersuchung betreffen, werden Ihnen gerne beantwortet.

Name des Studienleiters: Prof. Dr. D. Riemann, Tel.: 0761/270-6919 Name des Stellvertreters: Dr. B. Feige, Tel.: 0761/270-6824 Studienarzt: Dr. J.-P. Doerr, Tel.: 0761/270-6581

Unterschreiben Sie die Einverständniserklärung bitte nur, wenn Sie Art und Ablauf der Untersuchung vollständig verstanden haben, wenn Sie bereit sind, der Teilnahme zuzustimmen, alle Ihre diesbezüglichen Fragen beantwortet sind und Sie sich über Ihre Rechte als Teilnehmer an dieser Untersuchung im Klaren sind.

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Ort, Datum: _______________________________ ______________________________

Unterschrift teilnehmende Probandin Unterschrift aufklärender Studienleiter

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Danksagung

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8 Danksagung ___________________________________________________________________________

Mein besonderer Dank gilt Herrn Prof. Dr. Dieter Riemann für die Überlassung des

spannenden Themas, die ständige Erreichbarkeit und die freundliche Unterstützung bei der

Zusammenstellung der gesamten Arbeit sowie für die schnelle Durchsicht und Korrektur des

Manuskriptes.

Für die bereitwillige Übernahme des Zweitgutachtens bedanke ich mich herzlich bei Herrn

Prof. Dr. Bela Szabo.

Bei Herrn Dr. Bernd Feige möchte ich mich ganz besonders für die ausgezeichnete Betreuung

bei der Durchführung der gesamten Studie sowie der Anfertigung der Dissertation, die

geduldige Beantwortung aller Fragen und die Hilfe bei der statistischen Auswertung

bedanken.

Vielen Dank an das gesamte Team des Schlaflabors für die Einarbeitung, die Auswertung und

die kollegiale Atmosphäre und an den Studienarzt Herr Dr. John Dörr für seinen Einsatz und

seine Hilfe.

Ich danke den Probandinnen, ohne die die Durchführung der Studie unmöglich gewesen wäre.

Meiner Mitdoktorandin Frau Tanja Melchior danke ich für die freundschaftliche

Zusammenarbeit, die problemlose Arbeitsaufteilung und für die gegenseitige Motivation, auch

in den weniger erfolgreichen Momenten.

Vielen Dank an meine Eltern Nicole und Boyo Stoll für die Korrektur und Unterstützung und

an Eliette Grosber für ihre Hilfe mit den Kommata.

Danke an Stefan für Motivation, Nachsicht und Ablenkung.

Lebenslauf

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9 Lebenslauf ___________________________________________________________________________

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