مطالعات علمی اخیر نشان می دهند که قرارگیری در معرض آلاینده های محیطی می تواند منجر به تغییرات ساختاری در قشر مغز نوجوانان شود و بررسی دقیق تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز برای حفظ سلامت عمومی نسل آینده ضروری است.
یه مطالعه جدید که اخیرا در Environmental Research منتشر شده، نشون میده که تنفس هوای آلوده ممکنه رشد فیزیکی مغز رو در دوران نوجوانی تغییر بده. یافته ها حاکی از اینه که قرار گرفتن در معرض ذرات معلق ریز و دی اکسید نیتروژن با نازک شدن سریع تر قشر مغز مرتبطه، به خصوص در نواحی ای که مسئول تنظیم احساسات و تفکر پیچیده هستن. این تحقیق نشون میده محیطی که یه نوجوان توش زندگی می کنه، توی تکامل سیستم عصبی ش نقش داره و بر تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز تاکید می کند.
آلودگی هوا یه مشکل جهانی برای سلامتیه که هم مردم کشورهای صنعتی و هم کشورهای در حال توسعه رو تحت تاثیر قرار می ده. اکثر مردم دنیا هوایی رو تنفس می کنن که از دستورالعمل های ایمنی سازمان جهانی بهداشت فراتر می ره. این آلودگی مخلوط پیچیده ای از گازها و ذراتیه که از اگزوز ماشین ها، فعالیت های صنعتی و آتیش سوزی جنگل ها سرچشمه می گیره. درک جامع تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز برای سلامت عمومی بسیار حیاتی است.
بررسی تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز در دوران نوجوانی
«این مطالعه از یه تلاش گسترده تر برای درک این موضوع شکل گرفت که چطوری مواجهه های محیطیِ رایج، سلامتی رو به خصوص در گروه های آسیب پذیر شکل می دن. با افزایش آتیش سوزی های جنگلی، صنعتی شدن و شهرنشینی، خیلی از بچه ها الان بیشتر و برای مدت طولانی تری در معرض آلودگی هوا قرار دارن. ما می خواستیم بهتر بفهمیم که چطوری سطوح معمول و روزمره آلودگی هوا سطوحی که خیلی از مردم اون رو “عادی” می دونن ممکنه با رشد مغز در دوران نوجوانی در ارتباط باشه.» این ها رو نویسنده مطالعه، کالوین جارا، که پزشک رزیدنت در دانشگاه علوم و سلامت اورگان هست، می گه.
تحقیقات قبلی به خوبی ارتباط بین کیفیت پایین هوا و بیماری های تنفسی یا قلبی-عروقی رو ثابت کردن. حالا نگرانی های فزاینده ای هم درباره تاثیر این آلاینده های هوا روی سیستم عصبی مرکزی وجود داره. آلاینده هایی مثل ذرات معلق ریز اون قدر کوچیک هستن که بتونن تا عمق ریه ها نفوذ کنن. از اونجا، اونا می تونن وارد جریان خون بشن و احتمالا از سد محافظتی که از مغز محافظت می کنه، عبور کنن. این یافته ها نگرانی ها را درباره تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز، به ویژه در گروه های آسیب پذیر، افزایش می دهد.
این ذرات وقتی وارد مغز می شن، ممکنه باعث التهاب و استرس اکسیداتیو بشن که نشان دهنده نقش التهاب، هیجان و سلامت روان در تعادل بیولوژیکی بدن است. این آسیب بیولوژیکی می تونه عملکرد نورون ها رو مختل کنه. نوجوان ها ممکنه به طور ویژه ای در برابر این اثرات آسیب پذیر باشن؛ چون بدنشون هنوز در حال رشده و نسبت به وزنشون، هوای بیشتری رو در مقایسه با بزرگسالان تنفس می کنن. این آسیب پذیری، تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز در دوران نوجوانی را پررنگ تر می کند.
در ادامه تصویری را مشاهده می کنید که نمایی کلی از چگونگی تاثیرگذاری عوامل محیطی بر ساختار عصبی و فیزیکی سر را نشان می دهد.
این تصویر به خوبی نشان دهنده حساسیت های دوران بلوغ و اهمیت محافظت از سیستم عصبی در برابر آلاینده ها است.
سال های نوجوانی زمان تغییرات عمیق در مغزه. مغز در این دوره فرآیندی رو طی می کنه که بهش «هرس سیناپسی» می گن. در این فرآیند، پیوندهای ضعیف یا غیرضروری بین نورون ها از بین می رن تا مغز کارآمدتر بشه. این روند طبیعیِ تکامل باعث نازک شدن لایه بیرونی مغز، یا همون قشر مغز (کورتکس) می شه.
چون مغز در این سال ها به شدت در حال بازسازی خودشه، ممکنه در برابر آسیب های محیطی آسیب پذیرتر باشه. بیشتر تحقیقات قبلی درباره آلودگی و ساختار مغز، روی بزرگسالان تمرکز داشتن یا بچه ها رو فقط در یک مقطع زمانی بررسی کرده بودن. نویسندگان مطالعه فعلی دنبال این بودن که بفهمن قرار گرفتن در معرض آلودگی چطور با تغییرات مغزی نوجوان ها طی چند سال رشدشون مرتبطه. این مطالعه بر جنبه های طولی تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز تمرکز دارد.
روش تحقیق درباره تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز
محققان برای این بررسی از داده های مطالعه «رشد شناختی مغز نوجوانان» (ABCD) استفاده کردن. این بزرگترین مطالعه طولانی مدت درباره رشد مغز و سلامت کودکان در ایالات متحده است. این مجموعه داده طوری طراحی شده که بازتاب دهنده تنوع جمعیتیِ مردم آمریکا باشه.
نمونه آماری شامل 10,947 شرکت کننده بود. این بچه ها موقع شروع مطالعه بین 9 تا 10 سال سن داشتن. محققان اونا رو تا چهار سال زیر نظر گرفتن. تیم تحقیق از آدرس محل سکونت شرکت کننده ها برای تخمین میزان قرار گرفتن شون در معرض آلاینده های خاص هوا استفاده کردن.
اونا روی سه آلاینده رایج تمرکز کردن: ذرات معلق ریز (PM2.5)، دی اکسید نیتروژن (NO2) و اوزون (O3). محققان آدرس های جغرافیاییِ خونه ها رو به داده های تاییدشده نظارت بر هوا متصل کردن. این کار بهشون اجازه داد میانگین سالانه سطح مواجهه رو برای هر کودک محاسبه کنن.
شرکت کننده ها تحت اسکن های تصویربرداری رزونانس مغناطیسی (MRI) قرار گرفتن تا ساختار مغزشون اندازه گیری بشه. این اسکن ها در شروع مطالعه، در پیگیری دو ساله و در پیگیری چهار ساله انجام شد. محققان به طور خاص ضخامت قشر مغز رو در 68 ناحیه مختلف مغز اندازه گیری کردن.
سپس از مدل های آماری برای بررسی رابطه بین قرار گرفتن در معرض آلاینده ها و ساختار مغز استفاده شد. محققان از مدل های اثرات مختلط خطی استفاده کردن. این روش آماری بهشون اجازه داد تا این واقعیت رو که داده ها در چندین مقطع زمانی جمع آوری شده بودن، لحاظ کنن. همچنین داده های گم شده رو هم به خوبی مدیریت کرد.
در این تجزیه و تحلیل، فاکتورهای مختلفی که می تونن روی رشد مغز تاثیر بذارن، تعدیل شدن. این متغیرها شامل درآمد والدین، سطح تحصیلات والدین و تراکم جمعیت منطقه ای بود که کودک در اون زندگی می کرد. تعدیل این عوامل کمک کرد تا اطمینان حاصل بشه که نتایج صرفا نشون دهنده تفاوت های اقتصادی-اجتماعی نیست.
داده ها نشون دادن که قرار گرفتن بیشتر در معرض PM2.5 و NO2 با سرعت بالاترِ نازک شدن قشر مغز در ارتباط بوده. این نازک شدنِ سریع در تمام بخش های مغز یکسان نبود. اثرات در لوب های پیشانی و گیجگاهی بیشتر مشهود بود. لوب پیشانی به شدت در عملکردهای اجرایی مثل برنامه ریزی، توجه و کنترل تکانه نقش داره. لوب گیجگاهی هم نقش کلیدی در پردازش احساسات، زبان و نشانه های اجتماعی ایفا می کنه.
محققان این تغییرات ساختاری رو حتی در حالی مشاهده کردن که شرکت کننده ها به طور کلی در معرض سطوح آلودگی ای بودن که «معمول» تلقی می شه. این یعنی قرار گرفتنِ همیشگی در معرض سطوح استاندارد آلودگی هوا می تونه پیامدهای رشدی داشته باشه. الگوی نازک شدن سریع نشون میده که آلودگی ممکنه مسیر طبیعی تکامل مغز رو تغییر بده. در مجموع، این تحقیق شواهد بیشتری درباره تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز ارائه می کند.
جارا به PsyPost گفت: «اینکه دیدیم این ارتباطات در نواحی ای از مغز ظاهر شدن که در پردازش های شناختی و احساسی سطح بالا نقش دارن، واقعا برامون جالب بود. همچنین قابل توجه بود که این الگوها در سطوح آلودگی ای ظاهر شدن که معمولی یا قابل قبول تلقی می شن. این نشون میده که حتی مواجهه با سطوح نسبتا پایین هم ممکنه در دوره های حساس رشد مغز مهم باشه.»
در مقابل یافته های مربوط به ذرات معلق و دی اکسید نیتروژن، این مطالعه ارتباط خیلی کمی بین اوزون و ضخامت قشر مغز پیدا کرد. به نظر نمی رسید اوزون تاثیر یکسانی روی رشد ساختاری قشر مغز داشته باشه. این یافته نشون میده که آلاینده های مختلف ممکنه مکانیسم های بیولوژیکی متفاوتی برای تاثیرگذاری داشته باشن. این تفاوت در مکانیسم ها، پیچیدگی های تاثیر آلودگی هوا بر رشد مغز را نشان می دهد.
دی اکسید نیتروژن اغلب با گازهای خروجی از ترافیک در ارتباطه. این ماده ممکنه به خاطر توانایی ش در ایجاد انواع خاصی از استرس اکسیداتیو، برای سیستم عصبی سمی تر باشه. اوزون عملکرد متفاوتی داره و ممکنه به اندازه سایر آلاینده ها به راحتی از سد خونی-مغزی عبور نکنه.
محققان خاطرنشان کردن که این یافته ها با مطالعات مقطعی قبلی همخوانی داره. کارهای قبلی، آلودگی هوا در اوایل زندگی رو با نازک تر بودن قشر مغز در کودکان سنین مدرسه مرتبط دونسته بودن. مطالعه طولی فعلی با نشون دادن نحوه تکامل این الگوها در طول زمان در بازه حساس نوجوانی، اون دانش رو گسترش میده.
جارا توضیح داد: «یه نکته مهمی که می شه از این تحقیق گرفت اینه که سلامتی فقط توسط ژنتیک شکل نمی گیره، بلکه محیطی که توش زندگی می کنیم هم خیلی مؤثره. فاکتورهایی مثل تغذیه، خواب و فعالیت بدنی مهمن و چیزهایی مثل کیفیت هوا هم توی سلامت کلی ما نقش دارن. یافته های ما نشون میده که مواجهه روتین با سطوح معمول آلودگی هوا با تفاوت هایی در نحوه تکامل مغز نوجوانان در طول زمان در ارتباطه مواجهه ای که خیلی از مردم هر روز تجربه ش می کنن.»
«در سطح یک کودک، این یافته ها به معنای آسیب یا تشخیص پزشکی نیست. با این حال، وقتی تغییرات جزئی در رشد مغز در میلیون ها کودکی که در معرض سطوح پایین آلودگی هستن اتفاق می افته، پیامدها در سطح کل جامعه معنادار می شه. خیلی از اثرات محیطی روی سلامتی همین طوری عمل می کنن؛ یعنی ممکنه برای افراد نامحسوس باشن، اما برای سلامت عمومی جامعه مهم هستن.»
اما این مطالعه هم مثل همه تحقیقات، یه سری محدودیت ها داره. تخمین های میزان مواجهه صرفا بر اساس آدرس محل سکونت بود. این روش، کیفیت هوا در مدرسه ها یا جاهای دیگه ای رو که نوجوان ها وقت شون رو اونجا می گذرونن، در نظر نمی گیره. این یعنی اندازه گیری میزان مواجهه ممکنه برای هر فرد کاملا دقیق نباشه.
علاوه بر این، این مطالعه ماهیت مشاهده ای داره. یعنی می تونه ارتباطات رو شناسایی کنه اما نمی تونه به طور قطعی ثابت کنه که آلودگی باعث تغییرات مغزی شده. ممکنه عوامل اندازه گیری نشده دیگه ای در نتایج نقش داشته باشن.
جارا اشاره کرد: «این یافته ها نباید به عنوان شواهدی از آسیب مستقیم یا دلیلی برای نگرانی تعبیر بشن. این تحقیق همچنین به معنای اجتناب ناپذیر بودن یا اثرات برگشت ناپذیر نیست. بلکه بر آسیب پذیری احتمالی در طول رشد تاکید می کنه و اهمیت پیشگیری رو یادآور می شه. آلودگی هوا فقط بخشی از این معادله است و فاکتورهای زیادی در سلامت و رشد کلی یک فرد نقش دارن.»
«علاقه گسترده تر من به تحقیقات مرتبط با سیاست گذاری های سلامته که می تونه به تصمیم گیری ها در سطح کلان جامعه کمک کنه. در نهایت، هدف اینه که شواهد علمی رو وارد سیاست هایی کنیم که از جوامع آسیب پذیر محافظت می کنن و باعث رشد سالم تر در طول عمر می شن. به نظر من، تحقیقات محیط زیستی این پتانسیل رو دارن که نه تنها طول عمر رو افزایش بدن، بلکه کیفیت زندگی نسل ها رو هم بهتر کنن.»
جارا اضافه کرد: «یکی از جنبه های دلگرم کننده این کار اینه که خیلی از مواجهه های محیطی قابل تغییر هستن. مثلا بهبود کیفیت هوا، دسترسی به فضاهای سبز و آگاهی از شرایط محیطی می تونه تفاوت ایجاد کنه. نکته کلی تر اینه که سلامتی در طول زمان شکل می گیره و تحت تاثیر مجموعه ای از عوامل محیطی مثل کیفیت هوا، آب، غذا، استرس های روانی-اجتماعی و جاهایی که زندگی می کنیم قرار داره. اگه می خوایم مردم زندگی طولانی تر و سالم تری داشته باشن، معتقدم مهمه که موقع فکر کردن به سلامتی، به این فکر کنیم که همه این فاکتورها چطوری با هم کار می کنن.»
در نهایت، توجه به این یافته ها نشان دهنده لزوم تغییر در استانداردهای زیست محیطی است. هرچند وراثت بخش بزرگی از رشد ما را تعیین می کند، اما محیطی که در آن نفس می کشیم، به شکلی ملموس بر تکامل فیزیکی سیستم عصبی اثر می گذارد. تلاش برای داشتن هوای پاک تر، سرمایه گذاری برای سلامت شناختی و روانی نسل های آینده خواهد بود.
مطالعه، «ارتباطات طولی بین آلودگی هوا و رشد ماده خاکستری نوجوانان: بینش هایی از مطالعه ABCD،» توسط کالوین اِی. جارا، اسکات اِی. جونز و بانی جِی. نیگل نوشته شده است.
Common air pollutants associated with structural changes in the teenage brain
