有时空气污染很容易看到。它从烟囱顶冒出滚滚浓烟，从高速公路上呼啸而过的汽车尾气中排出。德里、北京和洛杉矶等城市的空气中弥漫着雾霾，将阳光折射成一片朦胧的景象。
然而，大多数时候，脏空气看起来就像普通的空气。世界上大约有92%的人口，以及美国一半以上的人生活在空气质量不健康的地方。世界卫生组织称空气污染是世界上最大的“单一最大的环境健康风险”，它每年导致数百万人过早死亡。这是一个重大的公共卫生问题，原因可能就是您所想的：呼吸脏空气对肺部不利，而肺部与心血管系统之间的联系也意味着它会给心脏带来压力。
但越来越清楚的是，空气污染的影响并不局限于身体的下半部分——它们会以多种方式伤害大脑，而研究人员仍在试图理解其中许多方式。一个主要的研究领域？受污染空气的影响可能对婴儿和儿童的认知发展产生何种影响。研究人员发现环境毒素可能伤害年幼的大脑并不感到震惊，因为他们以前就见过这种情况发生。
罗切斯特大学环境医学教授黛博拉·科里-斯莱赫塔说：“对我来说，空气污染在某种程度上就像是下一个铅。”
20 世纪初，铅无处不在，被广泛用于制造真空管和油漆，并作为汽油的成分。它已知有毒，对健康影响的担忧促使人们争取监管，但直到 20 世纪 80 年代，研究人员才将即使是低水平的铅暴露与儿童认知和行为问题风险增加联系起来——这正是科学家们现在对空气污染所做的。
这种类比并不完全准确，但与铅一样，空气污染也不成比例地影响低收入和少数族裔社区。与铅一样，空气污染很容易进入环境，却很难清除。“我在这方面的研究越多，这个问题似乎就越严重，”科里-斯莱赫塔说。
空气污染对大脑的影响
科里-斯莱赫塔最初是研究铅暴露的影响，当她第一次听说空气污染可能带来类似危险时，她持怀疑态度。但当她大学里一个研究空气污染和肺部发育的研究小组询问她是否有兴趣看看他们研究中使用的小鼠大脑时，她觉得不妨看一下。
令她震惊的是，在小鼠大脑几乎所有区域都发现了炎症和损伤的证据。“而且这已经是在空气污染暴露结束后整整两个月了，”科里-斯莱赫塔说。
生活在高污染地区已被与较差的记忆力、注意力、词汇量；智力测试表现低于平均水平；以及叛逆行为联系起来。空气污染也被认为与注意力缺陷多动障碍（ADHD）到自闭症谱系障碍等发育障碍有关。
动物研究，研究人员可以更严格地控制污染暴露，支持了人类报告的结果。它们表明，空气污染会导致啮齿动物行为发生变化，并导致它们的大脑发生变化，例如某些分子水平失衡、大脑区域过度活跃以及神经元损伤——其中许多与这些动物的神经发育疾病表现方式相对应。科里-斯莱赫塔在她最初的研究中观察到的，小鼠大脑暴露于空气污染后出现的广泛炎症，会损伤神经元，并在发育过程中阻止大脑正确组织。
尽管研究尚未深入到可以明确、因果性地将空气污染与人类发育变化联系起来，但两者之间存在强烈的关联，这得到了动物研究的支持。“我们在人类流行病学研究和动物研究之间有相当好的对应关系，”科里-斯莱赫塔说。
空气中的颗粒物通过几种不同的途径进入身体和大脑：它们可以穿过肺部进入血液，在那里可以直接到达大脑，或者引起身体免疫反应的变化，从而触发有害的炎症。鼻腔和大脑之间还有一个薄薄的屏障，微小的空气污染颗粒可以直接穿过。
然而，关于空气污染影响的机制，我们还有很多不知道的地方。它是由不同类型、不同尺寸、来自不同来源的颗粒组成的混合物。有些最大的颗粒宽度约为人头发的十分之一——在微观尺度上算大，但仍然小到足以进入肺部。另一些被称为超细颗粒，属于纳米尺度。污染由二氧化氮和臭氧组成，可能还含有金属微粒，如锌、锡，甚至铅。成分会因社区、街区和时间的不同而变化。
西奈山环境医学和公共卫生研究员罗莎琳德·赖特说：“毒性取决于你所处的具体‘汤’。”
因此，空气污染研究人员面临的主要挑战之一是区分哪些颗粒可能最危险，哪些可能更无害。“朝这个方向迈出的任何一步，研究某些成分而不是其他成分，都将是有价值的，”赖特说。
我们也不知道在发育过程中，空气污染的影响可能最大化的时间窗口。例如，母亲接触空气污染会影响胎儿发育，而婴儿期和生命早期几年的暴露也会伤害儿童。但目前还不清楚何时会造成最大的损害。然后是剂量问题。空气污染在不断变化，当人们进入不同的环境时，暴露量可能会激增——例如开车穿过高速公路隧道。这种极端、短暂的暴露与长期、环境暴露之间的区别仍然模糊不清。
赖特说，美国国立卫生研究院（NIH）的“儿童健康结局环境影响”（ECHO）项目有望产生新的、可靠的数据来帮助回答这些问题。该项目旨在招募 50,000 名儿童，并跟踪神经发育和环境暴露等内容。“这项举措将在这个领域迈出一大步，”她说。“希望它能长远地推动政策。”
预防损害
关于空气污染，我们
少数族裔儿童和低收入地区的儿童可能受其暴露的空气污染的影响更大。这是因为处理社会压力源，如食物不安全或制度性种族主义，可能会加剧空气污染等环境压力源对其神经和认知发展的负面影响。
赖特说：“研究表明，如果你不同时承受压力和空气污染，你未必会看到强烈的影响。”她说，这意味着解决一些社会问题可能是减轻有毒空气有害影响的一种方式。“这将是一种干预措施，而不是说改变空气。”
同样的模式也适用于铅暴露——它不成比例地影响少数族裔和低收入社区，并因压力而加剧。同样，一个丰富、无压力的环境可以保护免受铅驱动的损害。
然而，与铅不同的是，解决问题的根源不像从油漆和汽油中去除一种成分那样简单（这已经够复杂了，而且美国仍然难以跟上）。
赖特说，空气污染的问题在于它无处不在。美国的空气质量正在改善，尽管世界各地贫困城市的污染水平正在上升。但我们仍然不知道污染需要低到什么程度才能避免发育影响，赖特说。“即使在我们制定了空气质量法规的临界水平，它仍然可能是有毒的。”
根据《清洁空气法》，美国只测量空气污染中的某些类型的颗粒物——例如，环境保护局（EPA）没有关于超细颗粒水平的标准，而超细颗粒可能具有自己独特的健康影响。科里-斯莱赫塔说，只在可衡量的方面取得进步，并不一定意味着我们在所有类型的空气污染方面都取得了进展。
此外，EPA administrador Scott Pruitt 在过去一年中采取了放松或取消现有空气污染法规的措施。普鲁伊特还在重组 EPA 使用科学证据制定政策的方式——该机构将不再考虑使用机密数据进行的研究。大量的空气污染研究使用了医疗记录（根据道德准则，这些记录是机密的），包括关于儿童发育的研究。这一决定将有助于证明 EPA 放宽对化工厂或工厂排放管制的任何决定是合理的，并且他们将能够忽视表明其危害儿童的证据。
铅研究也面临着来自使用该金属的各个行业的类似挑战，这些行业反对监管并试图质疑科学研究。
尽管面临挑战，但以铅为先例使我们更容易在与空气污染的斗争中前进。
科里-斯莱赫塔说：“关于铅的斗争是这些问题的典型代表，它打破了一些障碍。“当时，早期，有越来越多的研究试图让人们相信铅暴露与智商变化有关。”如今这已是常识，但当研究在 20 世纪 90 年代蓬勃发展时，人们不愿承认它是一种神经毒素。
科里-斯莱赫塔说：“关于铅，很多斗争已经打过了。“现在，当你说到空气污染有行为影响时，没有人会质疑。所以我们能够更快地前进，而且我们已经走了很长一段路。”
