27/12/2016
孩子不聪明,谁之过?
研究还发现,空气污染对儿童健康危害的影响。Shakira Franco Suglia(波士顿大学公共卫生学院的助理教授),和他的同事们跟踪了超过200个波士顿儿童,从他们出生一直到10岁左右。他们发现,暴露于高浓度碳黑的孩子在记忆、语言以及非语言IQ测试得分方面表现得更差(American Journal of Epidemiology, 2008)。
最近,Frederica Perera(哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院)和他的同事们在纽约市研究了从出生到6岁或7的儿童。他们发现,子宫内的胎儿如果暴露在高浓度的城市空气污染物中,出生后更可能引起注意力问题、焦虑以及抑郁症状(Environmental Health Perspectives, 2012)。这些普遍存在的化学品是燃烧化石燃料的副产品。
同时,Mohai(密歇根大学)发现,位于密歇根工业污染最严重地区公立学校的学生具有最低的出席率,并且不符合国家测验标准的学生所占比例也最高,即使在社会经济差异和其他混杂因素控制之后(Health Affairs, 2011)。更糟糕的是,研究人员分析公立学校的分布后发现,近三分之二的学校都位于严重污染的地区。同时,只有大约一半的州已经为学校制定了环境质量政策。
在一系列的研究中,Lilian Calderón-Garcidueñas(蒙大拿大学的神经病理学家,在墨西哥市国家儿科研究所工作)研究了臭名昭著的城市烟雾对神经的影响。在早期的调查中,Calderón-Garcidueñas 解剖了曾暴露在墨西哥市空气污染中的狗,与在污染较少城市中狗的大脑相比,墨西哥市狗的大脑表现出炎症增加的病理倾向,包括淀粉样斑(Amyloid Plaques)和神经元纤维缠结,它们是作为人类阿尔茨海默氏症一个主要标志的蛋白质团块(Toxicologic Pathology, 2003)。
在后续的研究中,Calderón-Garcidueñas 发现核磁共振扫描显示,受到城市污染的儿童在前额皮质更可能出现炎症和组织损伤。
Calderón-Garcidueñas 解释说,神经发炎会破坏血脑屏障,并且它是许多中枢神经系统疾病产生的一个关键因素,包括阿尔茨海默氏病和帕金森氏病。也许更令人担忧的是,这两组儿童之间的差异不仅仅是解剖学上的,与受污染较少 Polotitlán 城孩子们相比,墨西哥市的孩子在记忆力、认知和智力测试得分更低(Brain and Cognition, 2008)。
实证!空气污染影响大脑
空气污染会影响大脑已经变得越来越真实,但仍然有很多问题值得探究。Randy Nelson(博士,俄亥俄州立大学的神经学教授),以小白鼠为研究对象找到了一些答案。他的博士生 Laura Fonken 博士及其同事将小白鼠暴露在高浓度污染的空气中,一个星期五次,每次八小时,来模仿人类在烟雾弥漫的居住区和工作城市经历可能存在的暴露(Molecular Psychiatry,2011)。10个月后,他们发现,曾暴露于高污染空气的小白鼠会花更长时间来学习一个迷宫任务,犯的错误也比未吸入污染空气的小白鼠更多。
Nelson 还发现,暴露在污染物的小白鼠表现出类似于抑郁症的啮齿迹象。为了了解更多关于这些行为变化的根本原因,Nelson比较了暴露在污染空气中的小白鼠大脑与未受污染的对照组,发现了一些显著差异:
暴露于颗粒物污染的小白鼠,其大脑中的细胞活素类水平明显提高(细胞活素类是细胞信号分子,调节机体的炎症反应)。这个结论并不令人惊讶,在小白鼠研究中已经发现空气污染的心血管效应,即暴露于空气污染的小白鼠会有遍身的神经炎症。
更令人惊讶的是,Nelson 还发现小鼠海马的神经细胞也在发生物理变化,该区域在空间记忆中扮演着重要作用。「暴露于污染物中的小鼠,其脑区神经元顶端有更少的树突,这些树突主要是用来联结其他细胞」,Nelson说。
由于树突的复杂性降低,这往往导致它们记忆力下降。这种变化是惊人的,也具有警醒意义,我从未想过我们会看到大脑结构如此巨大变化。
Nelson 的研究有着较高的混淆变量。首先,小白鼠所经历的空气污染与墨西哥和北京等城市较像,其污染程度比美国城市要高,暴露于空气污染水平比较高的美国城市中的小白鼠,其大脑是否也会发生相同变化呢?目前还不清楚。其次,他指出,在他的研究中动物的基因相同,Nelson 说,「他希望看到野生型小鼠的研究,为弄清遗传差异对污染易感性的影响提供帮助。我怀疑,有人是非常容易,有些人则很少或根本不受影响」。
很少有研究关注抑郁症和空气污染之间的联系,但 Nelson 绝不是第一个。葡萄牙研究人员也发现,那些生活在高空气污染地区的人们具有较高的焦虑和抑郁测试成绩(Journal of Environmental Psychology, 2011)。在俄亥俄州,Nelson计 划研究多大程度的污染必然会导致大脑和行为的变化,他也开始关注空气污染对孕鼠和他们后代的影响。虽然还需要更多的研究来充分了解空气污染对大脑的损害,但这将为我们提供关注的理由。
在美国,环境保护局会根据科学研究对颗粒物污染标准进行修订,每五年进行一次,2009年完成了上次修订。到目前为止,环保局还没有考虑将心理学研究纳入到评估标准中,但这可能会改变,根据一项提供给环保局的声明显示:
进一步评估空气污染物对中枢神经系统功能的影响是十分必要的,如认知过程,特别是在大脑发育的关键期。为此,随着研究的继续和证据的增加,未来国家环境空气质量的评估标准将重新解决现有标准的不足。