开窗透气竟然和智商有关最初... 来自酷炫脑科学

酷炫脑科学

2020-02-09 10:00

开窗透气竟然和智商有关。

“最初，没有人在意这场灾难。这不过是一场山火，一次旱灾，一个物种的灭绝，一座城市的消失 ， 直到这场灾难和每个人息息相关。”《流浪地球》开篇的这句话，放在这个亚马逊的大火被淡忘没多久，澳洲的大火又登上头条的2020，很是契合。

但这句话的背后，还藏着神经科学的道理，人们之所以没有注意，是由于上升的二氧化碳含量，会让人的认知能力下降。如此说来，很多人误以为和我们很遥远的全球变暖，其实和每个人都密切相关。

在工业革命之前的几千年间，地球大气中的二氧化碳浓度，都在 280ppm 以下，直到近代，大气中的二氧化碳浓度呈加速上升，在 2019 年 5 月，气象学家霍特豪斯(Eric Holthaus)称，在 300 万年间，大气中的二氧化碳浓度，首次超过 415ppm ，相比工业时代之前，上升的幅度高达 50% 。

在人脑经由进化，走向地球统治者的这数百万年间，大脑都处在一个二氧化碳浓度较低的环境中，它早已将自身的运行参数针对环境做了最优化，如今在这么短暂的时间里，出现了如此显著的环境变化，大脑自然要表示抗议。

作为人体耗能最大的器官，大脑需要氧气为其提供能量，只有氧气充足了，才能满负荷工作。而血液中负责运输氧气的血红蛋白，是个多面手，既能够运输氧气，又能够运输二氧化碳。不过血红蛋白一次只能做一件事，现在空气中二氧化碳本身多了，那么分配来运输氧气的血红蛋白就相对少了，因此大脑就只好“降低主频”了。

现代都市中，人们很多时间都生活在室内，因此相比整体大气中的二氧化碳浓度，对个人的来说，更关键的是室内的二氧化碳浓度。在室内环境下，由于通风较差，空气中的二氧化碳浓度，会比室外要差一些，但通常不会超过 1000ppm ，在封闭的环境下，且人群密度较大时，例如大会议室中，二氧化碳的密度会超过 1000ppm 。

根据 2012 年在波士顿地区的调查，公共公寓内的二氧化碳浓度中位数为 890pm ，但根据 2002 年和 2004 年的两项研究，66% 的美国得克萨斯州的教室及 45% 的华盛顿和爱荷华州的教室内，二氧化碳浓度超过了1000ppm ，而有 25% 的德州教室内，二氧化碳浓度更是达到了 3000ppm 这样高的惊人的水平。考虑到近 20 年间全球大气二氧化碳浓度的升高，如今室内二氧化碳浓度超过 1000ppm 的环境，所占的比例多半会更高。

而近年来的多项研究，都一致性的指向一个观点，即随着二氧化碳浓度的升高，即使只是到 1000ppm 这样的中等水平，也会显著的降低人的各项认知能力，且当二氧化碳浓度上升到 1500ppm 之后，影响更加巨大。

这些研究的地点包括教室，办公室，实验室；关注的认知能力包含决策能力，使用信息的能力，思维的宽度，集中注意力的能力，记忆力及完成特定任务等很多方面，受试者在这些实验中，最短的在二氧化碳浓度较高的环境下只待了 60 分钟，而在其他实验中，受试者在这些环境中待的时间会有 3-6 小时。

例如，在 2014 的一项双盲研究中，24 名不同职业（建筑师，程序员，设计师，工程师）的参与者，在为期 6 天的环境中，研究者比较了在正常的通风较差的环境下（1000ppm），在通风较好的环境（500ppm）以及在人为提升二氧化碳浓度的环境（1500ppm）下，受试的多项认知能力，所有 9 项考核中，在 1500ppm 下，受试的得分都显著降低。

例如，在紧急环境下的计划和维持镇定的能力，相比 1500ppm 环境中，在 1000ppm 和 500ppm 下，平均得分高了 97% 和 131% ；战略性决策思维能力提升了 183% 与 288% ，而使用信息达成特定目标的能力打分提升了 172% 和 299% 。

对于这项研究的结论，很多人应该都有过切身体验，当你感到空气混浊，昏昏欲睡的时候，多半是由于室内的二氧化碳浓度过高了。

而这在16年的一项研究中得到了证实，该研究不仅依赖于认知检测，还对受试在高二氧化碳浓度中4小时后的多项生理指标，包括皮下血液中的二氧化碳浓度，血氧饱和度，唾液中压力荷尔蒙的水平等。该文指出，仅仅加强室内的通风，并不是最经济的降低室内二氧化碳浓度的方法，需要综合考虑室内环境的大小，人流密度。

在中国北方，为了避免雾霾的影响，秋冬季节人们往往不愿意开窗透气，这会加剧室内二氧化碳的浓度的上升。对于学校，这意味着学生的学习效率低，无法取得应有的成绩，以及更多的病假；对于企业来说，意味着你招到的员工变笨了，在长时间不透气的环境下，公司领导层做出的决策质量也会下降。

随着全球变暖的加剧，室外的二氧化碳浓度也在增加，对未来大气中的二氧化碳会是怎样，IPCC（联合国政府间气候变化专门委员会）的专家们有着不同的估计，悲观的说会到在 2100 年达 1000ppm ，而更大的概率下，会达到 600ppm ，这意味着未来全球变暖，将会让地球上的每个人都变得比我们的父辈更傻。英国卫报在 18 年的相关报道中写道：“耶鲁大学科学家陈曦(音)说：“空气污染会使所有人的受教育水平下降一年，这会是非常严重的后果。”

为了保护我们的大脑，我们需要做的是经常在屋里开窗通风（这同样能够预防冠状病毒传播，想必各位读者对新闻中的防疫措施早已不陌生，病毒细菌在不通风的环境下最容易聚集），给办公室会议室和教师等加装新风系统增强空气流通。

但为了保护我们子孙辈的大脑，我们需要做的是从现在起关注自己的碳足迹，例如减少一次性用品的使用，乘坐公共交通，少乘飞机等一件件细微的选择。不要问丧钟为谁而鸣，从现在做起。

参考文献：
[1] Colton, M., MacNaughton, P., Vallarino, J., Kane, J., Bennett-Fripp, M., Spengler, J., & Adamkiewicz, G. (2014). Indoor Air Quality in Green Vs Conventional Multifamily Low-Income Housing. Environmental Science & Technology, 48(14), 7833-7841. doi: 10.1021/es501489u
[2] Colton, M., MacNaughton, P., Vallarino, J., Kane, J., Bennett-Fripp, M., Spengler, J., & Adamkiewicz, G. (2014). Indoor Air Quality in Green Vs Conventional Multifamily Low-Income Housing. Environmental Science & Technology, 48 (14), 7833-7841. doi: 10.1021/es501489u
[3] Satish, U, Mendell, MJ, Shekhar, K Is CO2 an indoor pollutant? Direct effects of low-to-moderate CO2 concentrations on human decision-making performance. Environ Health Perspect 2012; 120: 1671–1677.
[4] Allen, JG, MacNaughton, P, Satish, U Associations of cognitive function scores with carbon dioxide, ventilation, and volatile organic compound exposures in office workers: a controlled exposure study of green and conventional office environments. Environ Health Perspect 2016; 124: 805–812.
[5] Zhang, X, Wargocki, P, Lian, Z Effects of exposure to carbon dioxide and bioeffluents on perceived air quality, self-assessed acute health symptoms, and cognitive performance. Indoor Air 2017; 27: 47–64.
[6] Zhang, X, Wargocki, P, Lian, Z. Human responses to carbon dioxide, a follow-up study at recommended exposure limits in non-industrial environments. Build Environ 2016; 100: 162–171.
[7] Kajtár, L, Herczeg, L. Influence of carbon-dioxide concentration on human well-being and intensity of mental work. Q J Hungarian Meteorol Serv 2012; 116: 145–169.
[8] Allen, J., MacNaughton, P., Satish, U., Santanam, S., Vallarino, J., & Spengler, J. (2016). Associations of Cognitive Function Scores with Carbon Dioxide, Ventilation, and Volatile Organic Compound Exposures in Office Workers: A Controlled Exposure Study of Green and Conventional Office Environments. Environmental Health Perspectives, 124 (6), 805-812. doi: 10.1289/ehp.1510037
[9] Allen, J., MacNaughton, P., Satish, U., Santanam, S., Vallarino, J., & Spengler, J. (2016). Associations of Cognitive Function Scores with Carbon Dioxide, Ventilation, and Volatile Organic Compound Exposures in Office Workers: A Controlled Exposure Study of Green and Conventional Office Environments. Environmental Health Perspectives, 124(6), 805-812. doi: 10.1289/ehp.1510037
[10] Allen, J., MacNaughton, P., Satish, U., Santanam, S., Vallarino, J., & Spengler, J. (2016). Associations of Cognitive Function Scores with Carbon Dioxide, Ventilation, and Volatile Organic Compound Exposures in Office Workers: A Controlled Exposure Study of Green and Conventional Office Environments. Environmental Health Perspectives, 124(6), 805-812. doi: 10.1289/ehp.1510037
[11] O网页链接
[12] O网页链接
[13] Ailshire, J., & Crimmins, E. (2014). Fine Particulate Matter Air Pollution and Cognitive Function Among Older US Adults. American Journal Of Epidemiology, 180(4), 359-366. doi: 10.1093/aje/kwu155
[14] Ailshire, J., & Crimmins, E. (2014). Fine Particulate Matter Air Pollution and Cognitive Function Among Older US Adults. American Journal Of Epidemiology, 180(4), 359-366. doi: 10.1093/aje/kwu155
[15]O大气二氧化碳浓度突破415ppm 科学家：人类历...
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作者：Peter

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