近日，利用太赫茲輻射(THzI)的技術在高速數據傳輸系統創建以及眼科和腫瘤疾病診斷方法開發等領域積極發展，研究太赫茲輻射對生物體影響并制定安全標準的重要性日益凸顯。在此背景下，俄羅斯多機構聯合開展相關研究，取得了階段性成果。

俄羅斯科學院西伯利亞分院細胞學和遺傳學研究所細胞和電子微生物學研究所細胞技術實驗室初級研究員葉卡捷琳娜·布蒂科娃 (Ekaterina Butikova)。照片由 T. Morozova 拍攝。

臨床和實驗淋巴學研究所(NIIKEL，ICG SB RAS的一個分支機構)專家與以S.N.院士命名的聯邦國家自治機構“NMRC‘MNTK’眼部顯微外科”新西伯利亞分支機構的同事共同參與此次研究。俄羅斯聯邦衛生部部長費奧多羅夫，以及新西伯利亞國立大學、俄羅斯科學院西伯利亞分院國際化學研究所、新西伯利亞有機化學研究所(以N.N.命名)、俄羅斯科學院沃羅日佐夫西伯利亞分院(NIOC SB RAS)、以G.I.Budker命名的核物理研究所(INP SB RAS)等機構共同進行了一系列實驗，研究不同方案的太赫茲輻射照射兔眼的效果。

該研究在俄羅斯科學院西伯利亞物理研究所新西伯利亞自由電子激光器(NFEL)用戶站開展，此激光器是獨特的太赫茲輻射源，能產生頻率為2.3 THz、強度為0.012–0.024 mW/cm²的輻射。實驗中，照射持續時間為15和30分鐘，強度不同。

實驗結果顯示，在實驗動物眼角膜中觀察到的所有變化均為亞臨床的，即無癥狀，且不導致明顯病理變化。來自“眼科顯微外科”科學技術綜合體的專家在第零天(照射當天)、第二天、一周后和一個月后對兔子進行診斷研究，眼科醫生使用光學計算機斷層掃描和內皮顯微鏡對兔子的眼睛進行研究，證實了高頻太赫茲輻射對眼前節結構，特別是角膜內皮層的劑量依賴性影響。

俄羅斯科學院西伯利亞分院細胞學和遺傳學研究所分支機構細胞和電子微生物學和遺傳學研究所細胞技術實驗室初級研究員葉卡捷琳娜·布蒂科娃評論稱，太赫茲輻射和基于其的太赫茲光譜技術有望進入臨床實踐，成為診斷腫瘤疾病或視覺器官疾病的有效方法，盡管目前還處于實驗和開發階段，但已開始考慮安全建議。本研究為將來提出相關建議奠定了良好基礎。

俄羅斯科學院西伯利亞原子能研究所高級研究員、物理和數學科學候選人瓦西里·波皮克解釋，就平均功率而言，NFEL比世界上任何現有光源都高出許多數量級，這使其能在非常寬的波長范圍內對各種生物對象進行獨特實驗。用THzI影響生物系統，能強烈影響其細胞工作及內部過程，由于太赫茲輻射完全被大氣吸收，生物體未發展出針對它的保護機制，通過影響生物體可研究其適應和激活的保護機制。NLSE為此創建了特殊用戶站，配備快門和熱像儀維持和控制所需溫度，確保實驗純度。

據Ekaterina Butikova介紹，用TGCI照射角膜會導致內皮細胞密度降低，但變化是可逆的，不會導致角膜病理變化。不過，由于無法測試動物的視力，且照射當天采集的動物血液樣本顯示體內存在全身性炎癥過程(很可能是身體對壓力的反應)，已發現的角膜變化需要進一步研究以確定安全的暴露限值。

科學家們為確保實驗準確，在實驗前做了充分準備。實驗動物在俄羅斯科學院西伯利亞分院有機化學科學研究所的動物飼養室接受為期14天的隔離，參與工作的獸醫在實驗開始前對動物進行全面檢查，排除眼部疾病，并在照射的每個階段及之后監測其狀況。

新西伯利亞國立大學物理學院核醫學與創新醫學實驗室主任、副教授弗拉基米爾·卡尼金補充道，在準備和開展實驗過程中積累了大量與實際問題相關的知識和經驗，此次實驗由NSU構思，參與人數眾多，若沒有INP獨特的FEL裝置和這個用戶站，實驗無法實現。實驗完成了觀察太赫茲輻射如何影響大型模型動物健康有機體組織的任務，而兔子作為研究對象，其獲取的數據最能推廣到人類身上。

實驗室動物實驗在世界各地被廣泛用于獲取基礎知識、找出人類和動物各種疾病的根本原因并研究治療方案。所有此類實驗均按照實驗動物治療的道德標準進行，此次關于“兔角膜暴露于太赫茲輻射后臨床變化”的動物實驗工作已獲得俄羅斯科學院西伯利亞分院細胞學和遺傳學研究所生物倫理委員會批準(摘自2023年12月5日第160號議定書)。研究結果已發表在《生物醫學光學快報》雜志上。