先前研究稱孤獨有如抽菸對人有害,最近一項針對南極探險家的大腦研究也發現,探險家長時間待在孤立的環境後,掌管學習和記憶的大腦結構,即海馬體出現萎縮的現象。研究人員推測,這些南極探險家可能是因為在極地一個孤立的研究站生活和工作,缺少必須的大腦刺激所導致。

美國賓州大學精神病學家主持這項研究,他們在南極探險團隊中觀察到的大腦變化,與囓齒類動物的觀察結果一樣,顯示長時間的社會隔離使大腦建立新神經元的能力減弱。研究人員解釋,生活在一個單調的環境中,一個很少變化的地方,幾乎沒有有趣的物體或可探索的房間,促使大腦發生變化,由於海馬體是這些認知能力的關鍵,大腦萎縮也可能破壞探險者處理情緒並與他人互動的能力。

參與實驗的探險隊是由 8 名科學家和研究人員以及一名廚師組成,地點在屬於德國的 Neumayer III 研究站,研究期間長達 14 個月,這群人必須獨自忍受極地冬季的漫長黑暗,當時溫度可能會下降至攝氏 -50 度。

研究人員在探險隊趕赴南極之前,使用核磁共振成像(MRI)掃描受試者的大腦,並在團隊回家後再做一次掃描。在探險任務執行期間,研究人員為所有 9 名團隊成員測量稱為腦源性神經營養因子(BDNF)的程度,BDNF 蛋白支持新神經元的生長,並使出芽的細胞得以存活,沒有 BDNF,海馬無法建立新的神經聯繫。此外還進行認知測驗。

研究人員還從沒有參加探險的 9 名健康參與者中做相同的測量。果然,探險家在南極停留的 14 個月中,損失的海馬體積和 BDNF 比沒有去的人更多。 特別是在 MRI 檢查,探險者的海馬區域稱為齒狀回的地方明顯萎縮,此區域是海馬神經發生的溫床,掌管記憶,平均而言,每位遠征者在研究站期間的齒狀回收縮約 4%~10%

齒狀回體積萎縮更大的探險者,在空間處理和選擇性注意測試中的表現也較差。而且探險家大腦的其他區域似乎也出現萎縮現象,包括大腦皮層上的幾個斑點,這些斑點是左海馬旁迴、右背外側前額葉和左眶額葉皮層。

研究還發現,探險任務時間只過了四分之一,探險家的 BDNF 水平已經下降,最終平均下降約 45%。探險隊返家 1.5 個月後,這些數值仍然很低。研究說,從遠征之前到之後,BDNF 大降與齒狀回的體積損失有關。

結果提示長時間的隔離可能會耗盡人腦的 BDNF,改變海馬的結構,並破壞重要的認知功能,例如記憶力。研究人員目前正在研究預防這種大腦萎縮的幾種可能方法,例如特定的體育鍛鍊和透過虛擬實境技術來增強感覺刺激。

研究人員表示,理論上,如果囓齒類動物研究的結果在人類也成立,那麼透過新的物品和活動豐富一個人的環境,應該可以保護海馬免於萎縮。賓州大學研究團隊主要研究大腦在長期太空旅行可能的變化,南極洲孤立的環境對人類的影響結果具有參考價值。研究已發表在《新英格蘭醫學雜誌》。

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