Загрязнение воздуха - это не одна субстанция, а смесь частиц из разных источников. Новое исследование, опубликованное в Journal of Environmental Psychology, изучило, как шесть таких источников связаны с особенностями работы мозга у детей. Оказалось, что у выхлопов, угольной пыли и удобрений - свои, хотя и слабые, паттерны связи с нейронными сетями. Но авторы подчёркивают: речь идёт о статистических ассоциациях, а не о доказанной причине.

В центре внимания - мелкодисперсные частицы PM2.5 (от англ. particulate matter), то есть взвешенные в воздухе частицы размером меньше 2,5 микрометра. Они настолько малы, что проникают глубоко в лёгкие и могут попадать в кровоток, а оттуда - в мозг.

Мозг координирует работу через крупные функциональные сети - группы удалённых друг от друга областей, активность которых меняется синхронно. Эту синхронность измеряют с помощью сканирования: человек лежит без задачи, а прибор отслеживает изменения кровотока. В детстве и подростковом возрасте такие сети перестраиваются по мере развития мышления, обработки ощущений и контроля эмоций.

Исследование опирается на данные проекта Adolescent Brain Cognitive Development Study - общенациональной программы, которая следит за тысячами американских детей. В анализ вошли сканы 6291 ребёнка 9-11 лет, а также 1972 участников, повторно просканированных примерно через два года, в 11-13 лет. Учёные оценивали воздействие загрязнения по домашнему адресу каждого ребёнка за 2016 год, используя модели качества воздуха. Затем с помощью машинного обучения искали связи между источником загрязнения и активностью 12 сетей мозга.

Наибольшая экспозиция выхлопам была связана с более слабой связью зрительной и моторной сетей, а также слуховой и сети когнитивного контроля (она помогает удерживать внимание на задаче). А вот воздействие сульфата аммония (в основном от сжигания угля) ассоциировалось, наоборот, с более сильной связью сенсорных систем с сетями высшего порядка, включая сеть пассивного режима работы мозга (она активна во время грёз и саморефлексии).

За два года наблюдений устойчивые паттерны изменений проявились для трёх источников. Выхлопы были связаны с ростом связей между сетями движения рук и внимания, но снижением - между слуховой и контрольной. Дым от пожаров и сжигания биомассы - с усилением связей внутри сетей внимания. Сульфат аммония - с ослаблением связи между сетью внимания и моторной сетью рук.

Однако масштаб эффекта оказался скромным. Даже выявленные закономерности объясняли менее 1% различий в уровне воздействия в 9-11 лет и не более 2% - в динамике. При проверке на детях из других регионов модели предсказывали не лучше, а часто хуже простого среднего значения. Самые большие ошибки были на западе США и там, где уровень загрязнения сильно различался между детьми.

Авторы заключают: после поправки на другие факторы источники загрязнения, вероятно, играют лишь небольшую роль в различиях в связности мозга между детьми, а результаты могут не переноситься на другие регионы. Наиболее устойчивыми оказались паттерны для биомассы и сульфата аммония, а к данным по выхлопам и почвенной пыли стоит относиться осторожнее.

Исследование наблюдательное: оно не доказывает, что вдыхание частиц напрямую вызывает изменения в мозге. Кроме того, учёные не вводили поправку на множественные сравнения, поэтому часть найденных связей может быть ложноположительной. Воздействие оценивали только по адресу за один год, не учитывая фильтры, проветривание и время на улице. Выборка была несколько более обеспеченной и белой, чем население США в среднем, а средние уровни загрязнения - ниже федеральных норм.

Источник: PsyPost