1952年12月份，一场被称为“大雾霾”的事件席卷了英国伦敦，污染使空气变成了有毒浓汤。仅仅五天，吸入污染空气导致15万人因呼吸问题而被送往医院，总共约有4000人死亡。这场灾难为我们提供了许多最有力的早期证据，表明城市空气污染可能是致命的。
图：墨西哥首都墨西哥城经常受到严重的空气污染困扰。在那里和其他地方进行的研究表明，这种污染与成人乃至儿童大脑中的病变有关
“大雾霾”是由于恶劣天气和特别严重的污染造成的。然而，即使在今天，空气污染也会使人患病和死亡。2016年的一项研究报告称，空气污染已经是目前全球第四大致人死亡的罪魁祸首。空气污染对老年人、幼儿以及患有慢性疾病的人构成了最大的威胁。其中，哮喘(呼吸障碍)和心脏病是使人处于危险中的两大主要条件。
但是，科学家们正在认识到，空气污染会给任何人带来严重威胁，即使你还没有衰老或生病，即使你没有吸入可怕的烟雾或充满污染物的空气。事实上，最新数据表明，即使是肉眼看不见的污染物也会危害儿童和青少年的健康。污染会改变他们的大脑功能，它会让孩子很难集中注意力，并释放出那些能引导身体活动的化学信使。简而言之，它会严重损害年轻人的青少年的身心。
污染大脑
蒙大拿大学病理学家莉莉安·卡尔德隆·加西杜埃纳斯（Lilian Calderon-Garciduenas）是一名医生，她擅长通过观察身体组织来诊断疾病。她寻找的是由微小污染颗粒引起的疾病，而这些颗粒往往太小，肉眼难见。科学家称这些微小的污染颗粒为微粒。他们来自很多地方，发电厂、工厂、住宅和汽车都会排放颗粒物。森林火灾也会制造这些污染物。
被吸入身体后，这些微粒就能深入肺部。你呼吸的氧气通过薄薄的膜从肺里排出，并从那里进入血液。许多微粒足够小，可以穿过那层膜进入血液，它们被称为纳米微粒（nanoparticulates）。无论在哪里旅行，纳米微粒都会引发炎症。血液可以把它们带到任何地方，甚至是大脑中。
有些微粒可能以更直接的方式进入大脑。如果通过鼻子呼吸，它们可以接触到神经，通过一种被称为嗅球的结构将气味信号带给大脑。就像污染物体积太小可以让它们通过肺膜进入血液一样，纳米微粒甚至可以进入到嗅球的神经细胞中。从那里，这些炎症污染物可以进入大脑。
炎症可能是一件好事，身体用它来杀死受损的细胞和有害细菌。但是大脑中的炎症通常非常危险，它能破坏敏感细胞，引发记忆问题。
入侵大脑
卡尔德隆-加西杜埃纳斯在人口近900万的墨西哥城进行研究。每天，墨西哥城居民大约要使用350万辆汽车。这些汽车排放的废气污染了空气。卡尔德龙-加西杜埃纳斯指出:“忙碌的交通是污染微粒散播的重要来源。”研究表明，生活在与交通相关空气污染严重地区的老年人，更容易患上阿尔茨海默氏症（即老年痴呆症）。阿尔茨海默氏症会导致一种大脑损伤，导致记忆丧失和其他思维、语言以及行为方面的问题。
阿尔茨海默氏症的症状通常会在老年时出现。然而研究人员认为，这种疾病可能会在几年甚至几十年之前就存有征兆。卡尔德隆-加西杜埃纳斯想知道，它到底可提前多少年埋下隐患。她说，这个问题的答案将来可能有助于研究人员预防这种记忆性疾病。有些患阿尔茨海默氏症的年老狗狗身上会出现大脑异常。含蜡的蛋白质块（也称为斑块，PLAKS)可能会开始影响它们的大脑。
但是15年前，卡尔德隆-加西杜埃纳斯报告说，她在11个月大的幼犬大脑中发现了同样的斑块。这些狗始终生活在户外，暴露在墨西哥城严重的空气污染中。当时，卡尔德隆-加西杜埃纳斯告诉《科学新闻》，这“确实令人感到担忧”。然而，更让人担心的是，她在看似健康的墨西哥城儿童大脑中发现了同样类型的斑块。这些斑块没有引发症状。她之所以能找到这些空斑，是因为对那些死于车祸或其他事故的孩子进行了尸检。
但并不是所有的孩子大脑中都有斑块。那些住在远郊、呼吸更清新空气的人，没有类似问题。空气污染似乎可以解释这些大脑病变。稍后，卡尔德隆-加西杜埃纳斯表示，墨西哥城的青少年在记忆力和注意力方面的问题比空气污染较少城市的同龄人高得多。她说:“我们注意到这些问题，它们似乎与严重的空气污染有关。”她下一步要做的是看看这是怎么发生的，并在遗传密码中寻找线索。
当污染与基因相关联时
目前，卡尔德隆-加西杜埃纳斯研究了许多与生俱来的基因如何与空气污染产生关系，从而增加记忆力下降等问题，包括阿尔茨海默氏症。她的研究集中在一种名为APOE的基因上。这种基因提供了制造蛋白质的身体指令，并帮助处理食物中的脂肪。人们可能天生就有些稍微不同的基因版本。那些携带被称为APOE 4基因的人患阿尔茨海默氏症的风险更高。
卡尔德隆-加西杜埃纳斯最近研究了携带这种基因的儿童和青少年。有些人住在墨西哥城，其他人生活在更环保的城镇。在这两组人中，墨西哥城的青少年更有可能发展出脑部斑块。卡尔德隆-加西杜埃纳斯的团队在2016年10月份的《环境研究》中描述了这些发现。在最近的一次更新中，卡尔德隆-加西杜埃纳斯等人的发现进一步支持污染与阿尔茨海默氏症的联系。
他们的最新数据是最令人感到不安的。研究人员观察了203名在墨西哥城去世的人的大脑——从婴儿(11个月大)到中年人(40岁)。在这些人的大脑中，有99.5%出现了阿尔茨海默氏症“特征”的异常蛋白。研究人员得出结论，阿尔茨海默氏症实际上可以在儿童早期开始出现。而在那些携带APOE 4基因的人群中，这种疾病的发展速度更快。
卡尔德隆-加西杜埃纳斯说:“我们的研究结果表明，孩子们需要受到保护，以免受到空气污染的影响。”大多数孩子无法控制自己住在哪里。如果他们生活在繁忙的道路上，或者在有很多汽车的城市里，他们可能很难避免空气污染的影响。卡尔德隆-加西杜埃纳斯说，这意味着远离其他可能伤害大脑的物质更重要。这些东西包括酒精、毒品和烟草。
空气污染还能引起注意力不集中
流行病学家朱迪·萨尼尔（Jordi Sunyer）说，你可能无法看到或感觉到它，但是空气污染每天都会有很大的变化。这样的波动可能会导致孩子大脑功能每天产生变化。萨尼尔研究了污染物与疾病之间的联系。他在巴塞罗那全球健康研究所（ISGlobal）协调儿童健康项目。萨尼尔指出：
“注意力是孩子学习成功的关键。”这是学习过程开始的第一步，容易分心的学生将很难集中注意力于信息并记住它。
萨尼尔说：“我们知道，全天有很多因素会引起注意力波动。”困倦会让你更难集中精力做某件事，天气太热或太冷也是如此。萨尼尔有一种预感，空气污染也能导致人分心。萨尼尔的团队研究了2687名儿童。所有人都在7到10岁之间，他们都是巴塞罗那39所不同学校的学生。
每个学生每学年参加了四次计算机测试，包括许多需要集中注意力才能完成的任务。例如，让孩子们看鱼在溪流中游泳，他们被告知根据鱼游的方向点击左键或右键。萨尼尔表示：“这是个非常简单的任务，但是当孩子们感到无聊或注意力不集中的时候，他们就会开始点击错误的答案。”
研究人员还测量了孩子们接受测试时的空气污染程度，然后他们比较了在巴塞罗那污染水平相对较高或较低时孩子们的得分。结果显示，在某些空气污染物比较严重的日子里，孩子们的得分稍微低一些。哪种类型的污染？二氧化氮和煤烟(单质碳)。两者都可以通过交通和工业烟囱喷涌而出。
萨尼尔现在的重点是帮助巴塞罗那的学校找到降低孩子暴露在空气污染中的方法。例如，学校可以在他们周围创造更多的区域，禁止汽车和公交车处于闲置状态，这意味着他们在停车的时候也要继续保持引擎处于启动状态。另一个想法是：在学校周围种植更多的树木和绿色植物。萨尼尔解释称，植物可以通过它们的叶子和根吸收气体和微粒，从而帮助清除空气中的污染物。
空气污染会增加应激荷尔蒙
另一个需要控制空气污染的原因是:它能让身体感受到更大压力。想象下你被困在充满烟雾的房间里的场景，你的心跳会加速。你可能立即行动起来，在几秒钟内打开窗户，爬出燃烧的建筑物，以达到安全地点。身体对这种紧急情况的快速反应被称为“或战或逃反应”。可怕的事件（比如火灾）并不是唯一能激活“或战或逃反应”反应的事情。新的数据显示，空气污染也可以，它是通过荷尔蒙发挥作用的。
荷尔蒙是人体的化学信使，它们控制着许多重要的活动。应激荷尔蒙能帮助人们迅速应对危及生命的情况。当我们面对可怕的情况时，身体会增加某些荷尔蒙的分泌，比如肾上腺素(Ah-DREN-uh-lin)。中国的研究人员现在发现，呼吸被污染的空气会引发类似的反应。
上海复旦大学的李慧珠（音译）及其同事研究了这座城市中的55名学生。研究人员让所有这些学生在他们的宿舍使用空气净化器，以帮助清除空气中的微粒。其中半数人的空气净化器发挥了作用，另外半数人的空气净化器则被研究人员拆除了过滤器。学生们使用空气净化器9天后，研究人员收集了每个学生的血液和尿液样本。结果显示，那些空气净化器不起作用的人血液中应激荷尔蒙水平较高。
在紧急情况下，应激荷尔蒙和“或战或逃反应”会有所帮助。但是，当身体过于频繁或太长时间地大量产生荷尔蒙时，这些激素会损害心脏和血管。幸运的是，参加这次测试的学生都很健康，没有人因为9天的污染接触而生病。
不过，美国密歇根大学的内科医生罗伯特·布鲁克（Robert Brook）说道，他们的身体“显然对空气污染产生了不良反应”。
尽管布鲁克没有参与这项研究，但他可以理解空气污染的影响。他始终在关注空气污染对心脏的影响。布鲁克担心重复性的短期暴露在空气污染中产生的影响可能会叠加。他说：“经过多年的接触，这些微小的健康影响可能会导致更长期的严重健康影响。而经过多年的接触，这可能会使健康的年轻人患上高血压、糖尿病甚至心脏病、中风等危险。”
2017年8月份，复旦大学团队在《美国心脏协会期刊》上发表了其研究成果。该报告的作者们说，未来的研究应该着眼于在家庭和建筑物中使用空气净化器是否有助于保护健康。他们发表的一项新研究表明，自伦敦“大雾霾”事件发生以来，我们对空气污染的健康影响了解越来越透彻。然而，就像在许多科学领域一样，还有很多东西需要学习。布鲁克说，有一件事变得越来越清楚：每个人（甚至是健康的年轻人）都可能受到空气污染的伤害。
