慢性高海拔暴露对青年认知健康的长期影响:一项基于神经影像的四年纵向研究

【字体: 时间:2026年03月08日 来源:Scientific Reports 3.9

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  长期高海拔暴露如何影响健康青年大脑功能与结构?研究人员针对从平原迁入西藏的69名大学生开展了为期4年的纵向研究,通过认知评估与脑部MRI扫描,发现长期高海拔暴露与工作记忆、精神运动功能持续损害相关,并伴随左侧壳核灰质体积与静息态活动的同步改变,提示需关注高原人群认知健康。

  
想象一下,你刚刚从海平面来到世界屋脊,迎接你的不仅是壮丽的雪山,还有空气中稀薄的氧气。这种慢性低氧环境,不仅是身体上的挑战,更可能悄然影响着大脑。对于成千上万因学习、工作而长期生活在中高海拔地区的人们而言,一个关键但长期被忽视的问题浮出水面:持续暴露在低氧环境下,究竟会对大脑的认知健康产生怎样深远的影响?既往研究多聚焦于急性高山病或短期暴露,而对于正处于认知功能发展和塑形关键期的青年人,长达数年的慢性高海拔暴露会带来哪些不可逆的改变,科学界仍知之甚少。认知功能,尤其是工作记忆和精神运动功能,是学业表现、操作安全乃至未来生产力的基石。为此,一个研究团队决心深入探索这一问题,他们的成果最终发表在了《Scientific Reports》上。
为了回答这个问题,研究人员设计并实施了一项严谨的四年纵向研究。他们招募了69名刚从海平面地区考入西藏高校的大学新生作为研究对象。在四年的时间里,研究团队分别在学生们初到高原时(基线)、第二年以及第四年这三个关键时间点,对他们进行了全面的神经心理认知评估,并同步进行了脑部磁共振成像(MRI)扫描,以捕捉大脑结构与功能随时间的动态变化。这项研究结合了行为学测试与多模态神经影像技术,旨在揭示慢性低氧暴露与认知变化之间的内在联系。
行为学结果:认知功能的持续损害
通过重复的认知评估,研究发现,与基线水平相比,长期暴露于高海拔环境的大学生在工作记忆和精神运动功能两项关键认知领域表现出持续的损伤。这种损伤并未随着时间的推移和可能的习服(acclimatization)过程而消失,反而呈现出一种稳定的损害模式,提示慢性低氧可能对特定认知功能产生了持久的负面影响。
神经影像结果:大脑结构与功能的同步改变
脑成像分析为行为学发现提供了生物学基础。在结构方面,基于体素的形态学分析显示,长期高海拔暴露组的左侧壳核(putamen)灰质体积出现了显著的下降。壳核是基底神经节的重要组成部分,在运动控制、学习以及高级认知功能中扮演着核心角色。在功能方面,对静息态功能磁共振成像(resting-state fMRI)数据的分析发现,这些大学生的左侧壳核的局部一致性(Regional Homogeneity, ReHo)也显著降低。ReHo是一种反映局部脑区神经活动同步性的指标,其降低通常提示该脑区神经元活动的稳定性或效率下降。更重要的是,统计分析表明,左侧壳核灰质体积的减少与工作记忆的损害程度显著相关,并且,暴露时间对工作记忆的影响,正是通过左侧壳核体积这个中介变量来实现的。这意味着,长期在高海拔生活,可能通过导致左侧壳核萎缩,进而损害个体的工作记忆能力。
研究结论与意义
这项为期四年的纵向研究最终得出结论:对于原本健康的青年人而言,慢性高海拔暴露与持久的认知功能缺陷相关,并伴随左侧壳核在结构(灰质体积减少)和功能(局部活动同步性降低)上收敛性的改变。这些发现将认知健康确立为在高海拔地区学习或工作人群的一个重要但此前未被充分认识的公共卫生问题。它表明,慢性低氧环境可能对处于发育成熟期的大脑产生特异且深远的影响,而左侧壳核可能是其中易感且关键的大脑枢纽。该研究不仅增进了我们对环境与大脑健康之间复杂关系的理解,也为未来制定针对性的监测和预防策略提供了科学依据,提示对于需要长期移居高海拔的人群,定期评估认知功能与脑健康或许是十分必要的。
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