儿童时期接触空气污染与大脑连通性降低有关

Environment International：Exposure to residential air pollution and the development of functional connectivity of brain networks throughout adolescence

ISGlobal领导的一项新研究发现，儿童早期和中期暴露于较高水平的空气污染中，大脑关键区域之间的联系较弱。研究结果强调了早期接触空气污染对大脑发育的潜在影响。

　　

由“la Caixa”基金会支持的巴塞罗那全球健康研究所（ISGlobal）领导的一项新研究发现，在儿童早期和中期暴露于较高水平的空气污染的儿童大脑关键区域之间的联系较弱。该研究结果发表在《国际环境》杂志上，强调了早期接触空气污染对大脑发育的潜在影响。

研究表明，某些大脑皮层和皮层下网络内部和之间的功能连接减少。这些网络是由相互连接的大脑结构组成的系统，它们协同工作，执行不同的认知功能，如思考、感知和控制运动。这些发现与之前的研究一致，即空气污染可能与大脑网络功能连接的变化有关，尤其是在儿童中。然而，空气污染是如何影响这些大脑网络的发育和成熟的，目前还不完全清楚。

该研究分析了来自荷兰鹿特丹的3626名R世代儿童的数据。研究人员利用结合实际测量结果和环境特征的统计模型，估算了参与者住所的空气污染暴露情况，包括颗粒物（PM2.5和PM10）、二氧化氮（NO2）和氮氧化物（NOX）。然后评估了网络之间和网络内部的大脑连通性，包括13个皮层网络和3个皮层下区域：杏仁核——负责处理情绪和触发生存反应——海马体——记忆形成和空间定位的关键——以及尾状核——参与运动调节、记忆和决策。

研究人员使用静息状态神经成像技术对这些儿童进行评估，这意味着他们的大脑在不执行任何活动任务的情况下，在两个时间点进行扫描：10岁左右和平均14岁时再次进行扫描。暴露于空气污染的情况在两个时期进行了分析：从出生到三岁，以及在神经影像学评估前一年。

ISGlobal研究员、该研究的第一作者米歇尔·库斯特斯（Michelle Kusters）说：“这是探索空气污染如何影响休息时大脑连接的首批研究之一，通过对一大群儿童进行多次脑部扫描，从出生开始。”

青春期持续的联系

研究结果表明，从出生到三岁，暴露在空气污染中的时间越长，杏仁核与大脑皮层网络之间的连通性就越低，而大脑皮层网络与注意力、躯体运动功能（协调身体运动）和听觉功能有关。此外，在神经成像评估前一年，暴露于PM10颗粒的水平较高，与显著性和中顶叶网络之间的功能连通性较低有关。中顶叶网络负责检测环境中的刺激，以及内省和自我感知。

“这些关联贯穿整个青春期，这可能表明污染暴露会持续破坏大脑网络的正常发育。这可能会影响情绪处理和认知功能，”ISGlobal ICREA研究员、该研究的主要作者Mònica Guxens解释说。“然而，需要更多的研究来证实这些发现，并了解它们对大脑发育的确切影响，”她补充说。

脑容量变化

同一研究小组最近的另一项研究调查了孕期和儿童期接触空气污染与青春期脑容量变化之间的关系。这项研究基于4243名R世代儿童的数据，他们接受了白质、皮质灰质、小脑和7个皮质下体积的反复评估。

结果显示，怀孕期间暴露在空气污染中，特别是细颗粒物（PM2.5）和铜的污染中，与8岁时海马体体积变小有关，海马体是记忆功能的关键大脑结构。然而，随着孩子的成长，海马体的“代偿性生长”被观察到，这表明大脑的可塑性，特别是在这个区域，可能抵消了污染暴露的一些最初的负面影响。尽管空气污染对海马体积有早期影响，但没有发现空气污染与其他脑体积（如白质、皮质灰质或小脑）有显著关联。

政策改变的重要性

根据研究小组的说法，这些发现共同强调了幼年接触空气污染对大脑连接和发育的潜在长期影响。“虽然一些大脑区域可能表现出代偿性生长，但在功能网络中观察到的持续破坏突出了对这些变化背后机制的进一步研究的必要性。”鉴于空气污染的广泛暴露，这些结果强调了旨在降低污染水平的政策的重要性，特别是在城市环境中，以保护儿童的大脑发育，”米歇尔·库斯特斯说。

Exposure to residential air pollution and the development of functional connectivity of brain networks throughout adolescence