Radiofequency electromagnetic fields exposure, sleep, and neurodevelopment in preadolescents and adolescents

Abstract

The use of mobile communication devices (e.g. mobile phones, tablets, and laptops) increased during the last few years, especially in preadolescents and adolescents. In order to function, mobile communication devices require a constant exchange of information achieved using radiofrequency electromagnetic fields (RF-EMF). Evidence is limited for potential effects of RF-EMF exposure to the brain and epidemiological studies that assessed RF-EMF exposure and its relationship with sleep and neurodevelopment are scarce. This thesis aimed to better understand the potential association between RF-EMF exposure and sleep, and RF-EMF exposure and neurodevelopment by: i) using a comprehensive RF-EMF exposure assessment (i.e. distinguish between sources with different patterns of RF-EMF exposure to the brain such as phone calls, screen activities, and environmental sources, ii) estimating the amount of RF-EMF the brain absorbs from each source and overall, ii) assessing sleep using objective measures collected with actigraphy, and iii) assessing neurodevelopment as cognitive function and brain volumes. The use of some mobile communication devices such as the tablet and problematic mobile phone use were associated with poorer sleep quality and less favourable objective sleep measures. Moreover, evening whole-brain RF-EMF dose from phone calls was associated with less favourable objective sleep measures. Regarding neurodevelopment, overall whole-brain RF-EMF dose and whole-brain RF-EMF dose from phone calls were not associated with brain volumes but whole-brain RF-EMF dose from screen activities was associated with smaller caudate volume. Finally, overall whole-brain RF-EMF dose and whole-brain RF-EMF dose from phone calls was associated with non-verbal intelligence. Given that the biological mechanism behind the observed associations between RF-EMF exposure and sleep, and RF-EMF exposure and neurodevelopment is unknown, that we found small effects sizes, and that we could not entirely disentangle between minutes of use and RF-EMF dose, our results should be interpreted with caution. We cannot discard chance finding, reverse causality, or that other non-RF-EMF factors related to the use of mobile communication devices are behind the observed associations (e.g. blue light, addiction, mental arousal or sleep displacement).

El uso de dispositivos móviles de comunicación como los teléfonos móviles, tabletas y ordenadores portátiles ha aumentado en los últimos años, especialmente en preadolescentes y adolescentes. Los dispositivos móviles de comunicación utilizan los campos electromagnéticos de radiofrecuencia (CEM-RF) para el intercambio constante de información necesario para su funcionamiento. La evidencia científica de los efectos que tiene la exposición a CEM-RF al cerebro es limitada y los estudios epidemiológicos que evalúan la exposición de CEM-RF y su relación con el sueño y el neurodesarrollo son escasos. Esta tesis tiene como objetivo entender mejor las asociaciones entre la exposición a CEM-RF y el sueño y la exposición a CEM-RF y el neurodesarrollo: i) haciendo una evaluación completa de la exposición de CEM-RF al cerebro, es decir, distinguiendo entre fuentes de CEM-RF con diferentes patrones de exposición al cerebro como las llamadas telefónicas, el uso de aparatos móviles de comunicación para actividades con pantalla y las fuentes ambientales, ii) estimando la cantidad de CEM- RF que el cerebro absorbe de cada fuente y en total, iii) evaluando el sueño utilizando medidas objetivas recogidas con actigrafia y iv) evaluando el neurodesarrollo como función cognitiva y volúmenes cerebrales. El uso de algunos dispositivos móviles de comunicación como por ejemplo la tableta y el uso problemático del teléfono móvil están associados con peor calidad y medidas objetivas del sueño. Además, hemos observado una asociación entre la dosis de CEM-RF al cerebro proveniente de las llamadas telefónicas por la tarde y peores medidas objetivas del sueño. En cuanto al neurodesarrollo, la dosis total de CEM-RF al cerebro y la dosis de CEM-RF al cerebro proveniente de las llamadas telefónicas no están asociadas con los volúmenes cerebrales, en cambio, la dosis de CEM-RF al cerebro proveniente de usos de aparatos móviles de comunicación para actividades con pantalla está asociada con un volumen más pequeño del núcleo caudado. Finalmente, la dosis total de CEM-RF al cerebro y la dosis de CEM-RF al cerebro proveniente de las llamadas telefónicas están asociadas con peor inteligencia no verbal. Teniendo en cuenta que se desconoce el mecanismo biológico que hay detrás de las asociaciones observadas entre la exposición a CEM-RF y el sueño y la exposición a CEM-RF y el neurodesarrollo, que los efectos que hemos encontrado son pequeños y que no hemos podido separar completamente entre los minutos de uso y la dosis de CEM-RF, nuestros resultados deben interpretarse con precaución. No podemos descartar hallazgo casual, causalidad inversa o que otros factores relacionados con el uso de dispositivos móviles de comunicación estén detrás de las asociaciones observadas. Por ejemplo, exposición a la luz azul, adicción a los dispositivos móviles de comunicación, excitación mental o desplazamiento del sueño.

L’ús de dispositius mòbils de comunicació com els telèfons mòbils, tauletes i ordinadors portàtils ha augmentat els darrers anys, especialment en preadolescents i adolescents. Els dispositius mòbils de comunicació utilitzen els camps electromagnètics de radiofreqüència (CEM-RF) per l’intercanvi constant d’informació necessari pel seu funcionament. L’evidència científica dels efectes que té l’exposició de CEM-RF al cervell és limitada i els estudis epidemiològics que avaluaven l’exposició de CEM-RF i la seva relació amb el son i el neurodesenvolupament són escassos. Aquesta tesi té com a objectiu entendre millor les associacions entre l’exposició a CEM-RF i el son i l’exposició a CEM-RF i el neurodesenvolupament. Per fer-ho: i) hem fet una avaluació completa de l’exposició de CEM-RF al cervell, és a dir, distingint entre fonts de CEM-RF amb diferents patrons d’exposició al cervell com les trucades telefòniques, l’ús d’aparells mòbils de comunicació per activitats amb pantalla i les fonts ambientals, ii) hem estimat la quantitat de CEM-RF que el cervell absorbeix de cada font i en total, iii) hem avaluat el son utilitzant mesures objectives recollides amb actigrafia i iv) hem avaluat el neurodesenvolupament com a funció cognitiva i volums cerebrals. L’ús d’alguns dispositius mòbils de comunicació com per exemple la tauleta i l’ús problemàtic del telèfon mòbil estan associats amb pitjor qualitat i mesures objectives del son. A més a més, hem trobat una associació entre la dosi de CEM-RF al cervell provinent de les trucades telefòniques al vespre i pitjors mesures objectives del son. En relació amb el neurodesenvolupament, la dosi total de CEM-RF al cervell i la dosi de CEM-RF al cervell provinent de les trucades telefòniques no estan associades amb els volums cerebrals, en canvi, la dosi de CEM-RF al cervell provinent d’usos d’aparells mòbils de comunicaió per activitats amb pantalla està associada amb un volum més petit del nucli caudat. Finalment, la dosi total de CEM-RF al cervell i la dosi de CEM-RF al cervell provinent de les trucades telefòniques estan associades amb pitjor la intel·ligència no verbal. Tenint en compte que es desconeix el mecanisme biològic que hi ha darrere de les associacions observades entre l'exposició a CEM-RF i el son i l'exposició a CEM-RF i el neurodesenvolupament, que els efectes que hem trobat són petits i que no hem pogut separar completament entre els minuts d'ús dels dispositius mòbils de comunicació i la dosi de CEM-RF al cervell, els nostres resultats s’han d’interpretar amb precaució. No podem descartar que les troballes siguin casuals, causalitat inversa o que altres factors relacionats amb l’ús de dispositius mòbils de comunicació estiguin darrere de les associacions observades. Per exemple, exposició a la llum blava, addicció als aparells mòbils de comunicació, excitació mental o desplaçament del son.