科学家们认为,细颗粒物污染可能正在损害大脑健康并降低全球认知潜力。模型分析表明,全球范围内可能存在巨大的累积智商损失,且对较贫困地区的影响尤为严重。
在一篇发表于《npj Clean Air》的最新观点文章中,一组作者探讨了暴露于细颗粒物(PM2.5)如何影响认知健康、智商(IQ),并可能影响更广泛的全球社会经济后果。
背景
想象一下,仅仅因为呼吸周围的空气,就损失了几个智商点。空气污染对大脑的后果较少被讨论,尽管在公共卫生研究中,其对肺部和心脏的损害历来受到更多关注。PM2.5颗粒可以深入人体,并可能通过血液循环或嗅觉通路到达大脑,从而影响涉及认知的神经过程。越来越多的流行病学和实验研究表明,接触污染可能与学习能力、表现和生产力的长期下降有关。
由于人类每天都暴露在被污染的空气中,即使是微小的认知效应也可能对人群产生重大影响。需要进一步研究以更好地了解这种新出现的神经风险。
空气污染对认知健康的威胁
世界卫生组织(WHO)将空气污染认定为全球人类健康的首要环境风险因素。被污染的空气导致数百万人过早死亡,并与心脏、肺部和癌症风险相关。越来越多的证据表明,它也可能影响大脑健康和认知表现。
PM2.5的一些来源包括车辆排放、工业过程、发电以及尘埃等自然来源。当被吸入时,PM2.5可能通过血液循环、破坏血脑屏障或其他研究人员提出的生物途径到达大脑。研究已将接触此类颗粒与脑损伤和心智功能受损联系起来。
痴呆症可能会降低生产力和收入潜力,同时增加医疗成本。全球范围内,痴呆症每年已造成超过一万亿美元的损失,这说明神经系统疾病如何给社会带来重大的经济负担,也解释了保护认知健康对经济体系和社会福利至关重要。
将空气污染与智力和学习能力联系起来的证据
大量研究已经证实,长期接触PM2.5与认知能力和智商分数下降有关。智商(IQ)被广泛认为是认知能力的代用指标,涵盖工作记忆、处理速度、推理和问题解决等功能,这些代表了认知的关键领域。
这些认知领域是通过标准化的评估来衡量的,包括韦克斯勒成人智力量表、斯坦福-比奈智力测验和通用非语言智力测验。
在一项针对儿童PM2.5影响的国际研究荟萃分析中,研究人员得出结论,PM2.5每增加一微克每立方米(µg/m³)与轻微但持续的智商损失有关。虽然这种影响对个体来说似乎不大,但当应用于整个人群时,其影响将变得巨大。
利用全球暴露数据,作者基于先前发表的暴露与反应估计,应用对数线性建模框架来估计与污染相关的认知影响。他们的分析表明,这可能导致全球儿童智商损失约160亿点。当预测到全球总人口时,估计损失可能达到约650亿点。
作者指出,大部分将PM2.5与智商联系起来的现有证据来自对儿童的研究;因此,在将全球估计值外推到成年人群时应谨慎解读。
认知影响方面的全球不平等
空气污染并非对每个人都产生相同的影响,但全球大约十分之九的人吸入的空气中污染物水平高于世界卫生组织(WHO)建议的限值。然而,不同国家和地区的暴露水平差异很大。
作者通过分析全球数据集中的加权人口PM2.5浓度,估算了国家层面的智商损失。研究结果表明,可归因于污染的智商平均损失根据地理位置不同,范围约为0.41至19.08点。据估计,低收入国家经历的认知损失显著高于富裕国家。
统计分析证实了国民收入分类与污染相关认知影响之间存在强关联。低收入和中低收入国家表现出最大的预估智商损失,而高收入国家通常受到的影响较小。这种差异突显了环境风险如何加剧现有的社会不平等。
认知损害的生物学机制
科学家认为,有几种生物学过程可能有助于解释污染如何影响大脑。其中一个关键机制涉及炎症和氧化应激。当颗粒物进入人体时,会引发可能损害脑细胞并干扰正常神经发育的免疫反应。
微小颗粒也可能穿过体内的保护屏障并在脑组织中积累。这可能会改变大脑结构,并随着时间的推移,可能损害认知功能。这种影响可能在儿童早期发育阶段出现,但也可能导致晚年认知能力下降。
铅、镉、铬、锰、砷、镍和汞等金属已被认为与较低的智商、行为改变、发育障碍有关,在某些情况下还与帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病有关。这些发现表明,受污染的环境可能在整个生命周期中影响大脑健康。
政策应对与研究重点
应对空气污染的认知影响需要更强有力的政策和公众意识。政府可以通过监管车辆、工业和发电厂排放来减少暴露。城市规划策略也可以通过限制学校及儿童最易受影响的居民区附近的污染来发挥重要作用。
监管机构可能需要重新考虑当前的空气质量指南。现有的限值主要是为了防止呼吸系统和心血管疾病而设计的,但它们可能不足以保护神经健康。未来的标准应考虑颗粒物成分、化学毒性和暴露途径,而不仅仅是关注颗粒物大小。
作者还强调,污染控制策略应解决颗粒物的毒性、化学成分及其排放源,并且可能需要环境、健康和城市政策领域的协同行动。
结论
空气污染不仅是一种环境危害,也是对全球认知健康的潜在威胁。接触PM2.5已被认为与较低的智商、学习能力下降以及神经疾病风险增加有关。鉴于全球范围内广泛存在的空气污染暴露,以及微小认知变化可能对庞大人口产生的潜在社会影响,这些效应尤其令人担忧。
这些发现表明有必要实施更严格的环境法规并提高公众意识。因此,保护空气质量可以保障人类智力潜能,减少健康不平等,并支持全球社会的经济生产力。
期刊参考:
Faherty, T., Ellis-Bradford, L.-J. A., Onyeaka, H., Harrison, R. M., & Pope, F. D. (2026). Reframing air pollution as a cognitive and socioeconomic risk. npj Clean Air. DOI: 10.1038/s44407-026-00059-4
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