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动物试验结果表明，PBDE主要影响神经系统。
瑞典乌普沙拉大学研究人员用两类五溴联苯醚化合物对动物进行单一剂量实验：在小鼠出生10天后，此时正是神经系统发育关键时期给予五溴联苯醚；在小鼠成年后，研究人员再测定小鼠运动、认知和记忆功能。
给予小鼠两类五溴联苯醚的量，从最低0.7微克/公斤体重到最高12微克/公斤体重。结果发现，无论小鼠暴露于五溴联苯醚最低量还是最高量，均表现出行为异常。接受五溴联苯醚最高剂量的小鼠在穿越迷宫中的表现最差。而且，无论接受五溴联苯醚量大还是量小，小鼠神经系统受到的损害在随年龄的长而日益严重。
同样，用PCB (多氯联苯)对小鼠试验，也显示出对神经系统的损害。乌普沙拉大学研究人员证实，PBDE与PCB对动物的毒性相似。但是，这两种物质是如何影响神经系统目前还不清楚。不过，毒理学家认为甲状腺激素的失调可能在其中扮演了重要角色。因为动物和人的研究均证明，甲状腺素对神经系统发育至关重要。
许多研究证明，饲喂高剂量PBDE的啮龄动物出
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