一項新的研究表明，在南極洲度過了14個寒冷的月后，9名探險者離開了這塊大陸，他們的大腦比以前略小。

一組研究人員在旅程前后掃描了這些旅行者的大腦，發(fā)現(xiàn)他們大腦的某些結構在旅途中縮小了。特別是，一種對學習和記憶至關重要的大腦結構——海馬體——的體積顯著減少。研究結果發(fā)表在今天(12月4日)的《新英格蘭醫(yī)學雜志》(The New England Journal of Medicine)上。研究結果表明，這些探險者可能因為在極地冰層上的一個孤立的研究站生活和工作而錯過了他們急需的大腦刺激。

大腦萎縮還可能破壞探險隊員的情緒過程能力和與他人互動,因為海馬體是“關鍵”的認知能力,作者亞歷山大•Stahn太空醫(yī)學研究員查利特-柏林夏洛蒂以及醫(yī)學精神病學助理教授在賓夕法尼亞大學,在一封電子郵件中告訴《生活科學》雜志。

南極科考隊所觀察到的大腦變化與在嚙齒類動物身上所做的類似觀察相呼應，這些觀察表明，長期的社會隔離削弱了大腦構建新神經(jīng)元的能力。生活在一個“單調(diào)”的環(huán)境中，這個地方很少變化，也沒有什么有趣的東西或房間可供探索，這似乎會促使嚙齒類動物的大腦發(fā)生變化，就像探險者的大腦一樣，尤其是在海馬體中。據(jù)BrainFacts.org網(wǎng)站報道，海馬體是大腦中為數(shù)不多的幾個能產(chǎn)生成年神經(jīng)元的區(qū)域之一，當我們學習和獲得新的記憶時，海馬體會不斷地重新連接我們的神經(jīng)回路。

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雖然嚙齒類動物的大腦似乎依賴于環(huán)境刺激來維持海馬體，但對孤立和單調(diào)對人類大腦的影響卻知之甚少。斯坦恩和他的合著者認為，南極的一個遠程研究站可能是進行研究的理想實驗室。他說，斯坦恩主要研究的是長期太空旅行中大腦可能發(fā)生的變化，但南極洲讓他得以在離家更近的地方研究這些影響。

他說:“它可以被認為是評估長時間隔離和監(jiān)禁影響的絕佳空間模擬。”

紐耶爾三號極地研究站位于威德爾海附近的?？怂固貍惐苌?，據(jù)運營該研究站的阿爾弗雷德韋格納研究所(Alfred Wegener Institute)稱，該研究站冬季可供9人居住。建筑本身包含了團隊的大部分工作空間、公共區(qū)域和供應室，在16根液壓支柱上覆蓋著積雪的冰架上方若隱若現(xiàn)。這個車站周圍是寒冷刺骨的荒野，完全符合教科書上對“與世隔絕”的定義。

在探險者們準備在南極過冬之前，斯坦恩和他的合作者們通過掃描被試者的大腦 磁共振成像(MRI)，它利用強磁場和無線電波來捕捉大腦的結構圖像。出于醫(yī)學上的原因，其中一名探險者無法接受核磁共振檢查，但研究人員測量了9名隊員體內(nèi)一種名為腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的蛋白質(zhì)水平。BDNF蛋白支持新神經(jīng)元的生長，使出芽細胞得以存活;沒有BDNF，海馬體就無法形成新的神經(jīng)連接。

在整個探險過程中，作者測試了探險者的BDNF水平和認知能力，并在探險隊回家后再次掃描了他們的大腦。研究人員還對9名沒有參加這次探險的健康參與者進行了同樣的測量。

果然，在南極的14個月里，探險者比那些呆在家里的人失去了更多的海馬體積和BDNF。

特別值得注意的是，在接受核磁共振檢查的八名志愿者中，海馬體的齒狀回區(qū)域明顯下降。這個區(qū)域是海馬體內(nèi)神經(jīng)發(fā)生的溫床，并記錄事件的記憶 BrainFacts.org。平均而言，每個探險者在研究站停留期間，他們的齒狀回收縮了4%到10%。

與探險前相比，齒狀回體積損失較大的探險者在空間處理和選擇性注意力測試中的表現(xiàn)也較差。在旅途中，探險者大腦的其他區(qū)域似乎也在萎縮，包括大腦皮層(大腦的褶皺外層)的幾個點;這些點分別是左側(cè)海馬旁回、右側(cè)背外側(cè)前額葉皮層和左側(cè)眼窩前額葉皮層。

探險進行到四分之一的時候，探險者的BDNF水平已經(jīng)從基線水平下降了，最終平均下降了45%左右。即使在團隊回國后的1.5個月，這些水平仍然很低。研究表明，BDNF水平的降低與齒狀回從探險前到探險后的體積損失有關。

因為他們的研究只包括9個人，作者強調(diào)他們的“數(shù)據(jù)應該謹慎解讀”。他們注意到，僅根據(jù)他們的研究，作者無法確定探險隊的哪些要素構成了社會或環(huán)境剝奪。盡管如此，研究人員說，研究結果暗示，長時間的隔離可能會耗盡人類大腦的BDNF，改變海馬體的結構，并破壞重要的認知功能，如記憶。

研究人員目前正在研究幾種可能的方法來預防這種腦萎縮，“比如特定的體育鍛煉和增強感官刺激的虛擬現(xiàn)實，”斯坦恩說。從理論上講，如果嚙齒動物研究的結果在人類身上也成立，那么用新物品和新活動“豐富”一個人的環(huán)境可以保護海馬體不萎縮，作者說。

最初發(fā)表在 生活科學。