Tìm hiểu độ an toàn 6G, phát hiện bức xạ terahertz làm tăng sự phát triển tế bào não chuột
Nhịp đập khoa học - Ngày đăng : 23:12, 14/08/2022
Sóng vô tuyến trong băng tần terahertz có thể tăng băng thông của smartphone lên 1 terabit mỗi giây (Tbps). Nó là ứng cử viên nóng bỏng cho công nghệ truyền thông thế hệ tiếp theo, hay còn gọi là 6G.
Sau ba phút tiếp xúc với bức xạ xung 100 microwatt ở tần số rộng từ 0,3 đến 3 terahertz, các tế bào thần kinh của chuột phát triển nhanh hơn gần 150% so với bình thường trong đĩa Petri, theo các nhà nghiên cứu.
Đĩa Petri là loại đĩa được làm bằng thủy tinh hoặc chất dẻo có dạng hình trụ mà các nhà sinh vật học sử dụng để nuôi cấy tế bào hay những cây rêu nhỏ. Ngoài phần thân đĩa, các đĩa Petri còn có nắp đậy để tránh làm mẫu vật thí nghiệm bên trong bị hỏng do các tác động từ môi trường bên ngoài.
Tổng chiều dài kết nối giữa các tế bào thần kinh này cũng tăng gấp đôi chỉ trong ba ngày.
Theo các nhà khoa học, dù tăng trưởng siêu nhanh so với đối chứng, phân tích phân tử cho thấy các tế bào não tiếp xúc bức xạ terahertz vẫn khỏe mạnh.
Theo các nhà nghiên cứu, khám phá này có thể giúp đánh giá mức độ an toàn của công nghệ truyền thông mới và cũng phát triển các liệu pháp điều trị các bệnh về não.
“Sự an toàn của giao thức bức xạ terahertz là mối quan tâm hàng đầu”, Li Xiaoli, nhà khoa học chính của nghiên cứu viết trong một bài báo đăng trên Tạp chí Acta Physica Sinica được bình duyệt vào tháng trước.
Li Xiaoli cùng các đồng nghiệp từ Phòng thí nghiệm Trọng điểm Nhà nước về Khoa học Thần kinh Nhận thức và Học tập tại Đại học Sư phạm Bắc Kinh cho biết có thể tránh được những tác động tiêu cực đến sức khỏe của công nghệ truyền thông trong tương lai bằng cách giảm cường độ và thời gian tiếp xúc với bức xạ.
Kết quả của họ cũng cho thấy “sóng terahertz có tần số và năng lượng nhất định có thể được phát triển như một công nghệ điều hòa thần kinh mới” để điều trị hoặc can thiệp vào các bệnh như rối loạn phát triển thần kinh.
Họ nói: “Sự phát triển bất thường của tế bào thần kinh và kết quả là cấu trúc mạng lưới thần kinh bất thường có thể dẫn đến sự xuất hiện các bệnh tâm thần và thần kinh khác nhau, chẳng hạn như bệnh Alzheimer, bệnh tự kỷ và bệnh Parkinson”.
Sóng vô tuyến ở tần số cao hơn có thể truyền nhiều thông tin hơn nhưng cũng mang nhiều năng lượng hơn.
Sóng terahertz có tần số cao hơn đáng kể so với sóng milimet được sử dụng trong 5G, giới hạn ở tốc độ tối đa 20 Gbps.
Một số thiết bị terahertz đã được sử dụng trong máy quét cơ thể ở sân bay với sóng năng lượng có thể xuyên qua vải một cách hiệu quả và tạo ra hình ảnh rõ ràng về thi thể với các vật dụng được che giấu.
Theo nghiên cứu của các nhà khoa học tại Viện Hàn lâm Khoa học Nga vào năm 2009, việc tiếp xúc với bức xạ terahertz mạnh vài giờ một ngày, với công suất đạt đến vài watt, có thể làm tăng nhiệt độ trong tế bào não, làm rối loạn sự phát triển của chúng và gây mất nước làm giảm kích thước tế bào cùng các tổn thương khác.
Song liều bức xạ terahertz thấp hơn có thể làm tăng sản xuất và hoạt động của một số protein, chẳng hạn như GluA1, GluN1 và SY-38, được biết là kích thích sự phát triển của tế bào thần kinh, theo nhóm của Li Xiaoli.
Trong các protein này có rất nhiều liên kết hydro dao động liên tục. Tần số của những dao động này xảy ra rơi vào dải terahertz.
Nhóm nghiên cứu của Li Xiaoli cho biết: “Sóng Terahertz có thể kết hợp trực tiếp với protein và khiến chúng cộng hưởng một cách phi tuyến tính một cách hiệu quả. Điều này có thể ảnh hưởng đến hình dạng các protein, cấu trúc và chức năng của các tế bào thần kinh”.
Thế nhưng, cấu trúc bên trong của protein có thể thay đổi đáng kể từ loại này sang loại khác.
Theo các nhà nghiên cứu, chỉ một số protein nhất định mới phản ứng với bức xạ terahertz tương đối yếu.
Họ cho biết cần phải điều tra thêm để hiểu những thay đổi protein gây ra bởi các cường độ tiếp xúc khác nhau.
Theo bài viết, các tế bào não tiếp xúc bức xạ terahertz sẽ không phát triển mãi mãi. Hai ngày sau, tốc độ tăng trưởng có xu hướng chậm lại đáng kể.
Trong nghiên cứu riêng biệt, giáo sư Liu Jianxin thuộc Viện Khoa học Não bộ tại Đại học Giao thông Tây An, tỉnh Thiểm Tây, Trung Quốc phát hiện ra rằng bức xạ terahertz có thể làm cho chuột non thông minh hơn.
Tiếp xúc với bức xạ terahertz 90 miliwatt trong 20 phút mỗi ngày ba tuần đã làm tăng đáng kể số lượng tế bào não mới ở chuột non, theo bài viết được công bố trên Tạp chí Khoa học và Công nghệ Thông tin Điện tử Terahertz hồi tháng 6.
Theo các nhà nghiên cứu, những tế bào não mới này có thể giúp chuột tìm ra lối thoát nhanh hơn khi mạng sống của chúng bị đe dọa. Thế nhưng, những con chuột già được điều trị tương tự không cho thấy sự cải thiện nào trong thí nghiệm. Lý do không rõ ràng, các nhà nghiên cứu cho biết.