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研究人员让一组小鼠呼吸受污染的空气，而让另一组小鼠呼吸纯净的空气。数周之后，他们将观察两组小鼠的大脑。
南加州大学的神经科学家 Caleb Finch 和 Todd Morgan 是本次研究的主要负责人，他们一直都在研究衰老对大脑的影响。他们发现在呼吸污浊空气的小鼠体内，大脑的小胶质细胞（microglia）释放了大量的炎症分子，其中包括肿瘤坏死因子α（身患阿尔兹海默病的人体内该因子水平同样会升高，而且该因子与健忘密切相关）。暴露在污染环境中的小鼠还表现出其他大脑受损的症状，该研究团队在最近的几篇论文中发表了这些结果：
与对照组相比，实验组小鼠体内含有更多的 β-淀粉样蛋白，神经突缩短、衰退，细胞衰老过程从神经元扩展到了其他细胞。
随空气漂浮的细颗粒物究竟是如何从啮齿动物的鼻腔进入大脑的？这其中的具体过程仍不明了。但由纽约罗切斯特大学 Günter Oberdörster 领导的研究团队
使用含碳同位素的颗粒示踪
，证明小于200nm 的颗粒物吸入啮齿动物的鼻腔后，的确能够通过精巧的组织结构，一路进到神经元，甚至散布至小脑（位于大脑后方），并触发炎症反应。
为了厘清动物研究可能惠及人类的部分，科学家们仍需通过人类大脑成像技术和严格的认知实验，进一步探究空气污染程度与这些结果的相关性。
这并不是一项轻而易举的研究。美国国家环境健康科学研究所（National Institute of Environmental Health Sciences）的项目管理人 Kimberly Gray 称，关于环境污染程度，美国缺乏长期的历史数据，其他国家亦是如此。但在2016年9月发表的一份报告中，
来自中国大陆和台湾地区、瑞典、德国、英国、美国等地的18项流行病学研究，除一项外，其余全部指出暴露在重空气污染（至少其中一项空气污染组成浓度超标）环境中与表现出痴呆迹象的相关性
。这份发表在《神经毒理学》（
Neurotoxicology
）的报告中，包括一项2012年针对美国19,000名退休护士开展的调查。该调查表明，这些护士所处环境的细颗粒物浓度越高（根据他们住所附近的监测数据），他们在认知测验中的表现水准就下降得越快。这项调查的主要负责人、来自波士顿大学的流行病学家 Jennifer Weuve 提到，
每增加10 μg /
m
3
的污染物浓度，他们在记忆力和注意力测试中的表现水准就会有相当于衰老两岁的下降
。
影像学研究也表明，空气污染会损害人类的大脑。在2015年的一项研究中，通过对参与弗雷明汉心脏研究项目（新英格兰地区的一项长期心血管研究项目）的成员进行脑部核磁共振成像（MRI），哈佛大学医学院的研究人员发现，
住得离主机动车道越近（因而更可能暴露在高PM2.5浓度下），这些居民的大脑脑容量就越小
。即使根据受教育程度、吸烟与否、肥胖程度以及心血管疾病等影响因素作出适当调整后，这种相关性仍然成立。
上述研究发布不久，陈居良教授便报告了另一例脑容量缩减的研究案例。在被测的1403名老年女性中，
所处环境的 PM2.5浓度每增加3.5 μg /
m
3
，其大脑中的白质（一种连接大脑不同部位的绝缘神经纤维）总体积就会缩减6 c
m
3
。而此处用到的 PM2.5浓度变化，来自被测者接受脑部扫描前，其住所周围6~7年以来的空气质量监测数据。Block 解释道，陈教授对白质的研究发现与人工培养的神经元研究结果一致，这表明
暴露在高浓度 PM2.5环境中会导致髓磷脂（myelin，一种发挥“绝缘体”功效的脂质，包覆在轴突外层）“最终脱落，就好像创可贴一样”。
污染物颗粒可能会直抵大脑并对其造成损害，或者会通过诱发炎症分子而进行“远程攻击”。
目前何地风险最大尚未明了。燃烧石油和天然气、木柴、植被等任何东西都会产生 PM2.5。全球各地对 PM2.5的监测数据都有不足，以美国为例，只有不到三分之一的郡县拥有臭氧或颗粒物污染监测器，偏远农村地区的覆盖程度更是稀疏。
Gray 表示，在过去的几年中，
新建立起来的计算模型可以协助填补监测数据中的缺口
。
华盛顿大学的生物统计学家
Lianne Sheppard 表示，她将以华盛顿州西雅图市为驻地展开研究，检测参与者一生中暴露在PM2.5污染中的时间与痴呆发病率之间的相关性。
Sheppard 和她的同事将充分利用他们之前为研究空气污染与动脉粥样硬化之间联系开发的计算模型。Sheppard 表示，该模型 “建立在大量的幕后工作之上”。首先，他们需要编译十多年以来，来自美国600000多个分布点的 PM2.5以及其他污染物浓度的监测数据。针对每一个分布点，他们计算了800个不同的地理信息变量，比如该地点与港口、工厂、精炼厂、渣油和道路之间的距离。然后，他们设计了一个25 m × 25 m 的网格，测量每一网格中的 PM2.5浓度，再通过计算模型拟合得到这些数据。
以该模型为分析基础，Sheppard 和同事们将撰写一份更加细致的报告，评估就西雅图及周边地区过去十几年的空气污染程度。
