空气污染是一种由气体和颗粒物构成的极其复杂的混合物，其成分因污染源而异。车辆排放和工业生产是不同大小颗粒物的主要来源，烹饪炉灶、野火和沙尘也有所贡献。燃料燃烧和其他来源会释放氮氧化合物、硫氧化合物、一氧化碳和臭氧。
在许多国家，包括近几十年里空气质量大幅改善的国家，研究都发现了污染与特定脑部疾病的关联。
2023年的一项分析涉及超过38.9万名英国生物信息库
（UK Biobank）
的参与者，结果显示，长期暴露于空气中的颗粒物、一氧化氮和二氧化氮，与抑郁和焦虑程度较高有关
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报告的首席作者、中国北京大学环境毒物学专家李国星教授强调说，即使是极低的暴露水平也会增加罹患这些疾病的风险。
上个月，一项对苏格兰20多万居民进行的长达16年的研究发现，二氧化氮累积暴露量越高，因精神健康和行为障碍而入院治疗的人数就越多
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同时，法国、美国和中国的研究均表明，在空气质量改善的地区，老年人患痴呆症、认知能力下降和抑郁症的发病率都有所下降
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观察性研究还将空气污染与大脑结构改变关联起来，如海马体体积缩小，这与老年人痴呆症风险升高是一致的
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。Herting对全美数千名青少年大脑发育过程中的神经成像数据进行的研究表明，空气污染会破坏脑白质纤维束的发育。去年，她的团队报告称，空气污染暴露的增加似乎会改变大脑区域之间的交流
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但此类研究尚未揭示出明确的损害模式，Herting说，她怀疑在发育阶段的暴露时机可能影响了脆弱性。
尽管有大量证据表明空气污染与大脑受损有关，但研究人员表示，仅凭观察性研究很难明确因果关系。例如，与生活在高收入地区的人群相比，生活在贫困社区的人们往往呼吸着质量较差的空气，他们往往面临更多脑疾病的风险因素，如压力、教育水平较低和肥胖等。而且，现有的许多研究都是根据居住地来估算污染暴露程度，却忽视了职业和生活方式如何进一步影响污染暴露。
研究人员认为，
人们吸入的污染物类型几乎肯定会影响健康。
标准的空气质量测量是基于主要气体成分和直径小于10微米
（PM
10
）
或2.5微米
（PM
2.5
）
的颗粒物水平。但是，空气中的微粒携带着一系列化学物质，从简单的盐类到不计其数的高毒性化合物，这些化学物质会随地点变化而有所不同。“所有颗粒都被视为具有同等毒性。”Mudway说，“但它们是空中‘大杂烩’，包含数百上千种化学物质。”
Cory-Slechta指出，更重要的是，超微颗粒物通常不被常规监测，但直径小于100纳米的颗粒物化学反应性更高，而且很有可能穿透人体和大脑。
Mudway认为，即使忽略监测数据的空白，对吸入多种污染物的人群进行的观察性研究也无法分辨出“元凶”化学物质，从而得出机理上的知识。心血管疾病是痴呆症的一个已知风险因素，所以空气污染对心脏和血管的损害是另一个干扰因素。“只有通过实验才能揭开其神秘面纱。”Mudway说。
