我們那顆正在融化的大腦

今天小編分享的科學經驗：我們那顆正在融化的大腦，歡迎閲讀。

利維坦按：

在此前《蜱蟲詭異的叮咬方式》一文中，作者就指出，随着全球氣候的變化，蜱蟲可能帶來的風險還在不斷增加，因為它們有機會擴展其地理範圍并滲透到新的寄主中。在北美，孤星蜱（lone-star tick）和黑腿蜱（black-legged tick）正緊密合作，向北方的加拿大進軍。

之前還看過一個讓人不寒而栗的視頻報道：由于暖冬，導致越冬的蜱蟲數量激增，馴鹿身上附着了密密麻麻的蜱蟲，最後被活活吸血而亡。

這還僅僅是氣候變化所帶來的極為微小的生态變化而已。或許正如今天文章作者所言，随着越來越多極端氣候的不斷出現，我們的大腦正在成為氣候變化最脆弱的區網域之一——而這，絕不是危言聳聽。

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1884年2月，英國藝術評論家兼博學家約翰·拉斯金（John Ruskin）在倫敦研究所（London Institution）登台發表了兩場關于天氣的講座。"十九世紀的暴風雲"是他對一種特别的"黑暗之風"和"瘟疫雲"的憤怒抨擊。

《瓦萊達奧斯塔七月的雷雨雲》（July Thundercloud in the Val d’Aosta），約翰·拉斯金，1858年。© Wikipedia

在他看來，這種現象僅在最近幾年才開始籠罩維多利亞時代的城市。他告訴将信将疑的聽眾，他一直在仔細地進行氣象測量。他痛斥這種新天氣的"苦澀和惡意"，也許更重要的是，他提到了這種天氣如何反映出某種社會"道德的陰霾"。

他建議，人們可以通過觀察天氣來理解人類自身的狀态。

那個二月，也許就像今天一樣，人們很容易将所謂的"黑暗之風"當作瘋子的胡言亂語。雲就是雲：即使拉斯金所描述的雲确實存在（這一點在當時也存在争議），也很難想象它們與人類的心理有任何關系。正如布萊恩·狄龍（Brian Dillon）在2019年《巴黎評論》（The Paris Review）的一篇文章中所指出的那樣，很難區分拉斯金的"壞天氣"與他自己那破碎、悲傷心境的邊界。

1886年，拉斯金在牛津演講時精神崩潰。到世紀之交他生命的盡頭，人們普遍認為他瘋了。他關于氣象和人類精神的言論，并未像他關于J.M.W.透納（JMW Turner）的著作那樣受到同等的重視。

康斯坦丁·穆尼爾（Constantin Meunier），《采礦區》（1852-1905）。© Wikipedia

然而，對于拉斯金來説，這些雲不僅僅是雲：正如他在日記中提到的那樣，它們被"濃重的制造業霧氣"所滋養。"瘟疫雲"象征着工業革命所帶來的瘴氣；道德上的陰霾正是由當時正在快速發生的社會和環境變化所引起的。拉斯金所處的時代見證了田園風光正被無情地轉變為工業中心。空氣中彌漫着硫磺和痛苦的氣息。充滿煙塵的空氣、各類化學物質和人類的廢棄物、機器的喧嚣——這些不僅僅是物理上的煩擾，它們也是對感官的攻擊，以人們尚未完全理解的方式塑造着人的情緒和行為。

拉斯金認為，工業化的無休止步伐，伴随着各種工具、龐大的工廠和環境破壞，損害了人們的心理健康：心靈就像身體一樣，需要健康的社會和物質環境才能茁壯成長。這實際上是一個相當新的想法（美國精神病學協會的創始人艾薩克·雷[Isaac Ray]直到1893年才定義了"心理衞生"的概念，這是心理健康的前身[1]）。對拉斯金來説，環境的不穩定會導致心靈的不穩定。兩者相互映襯。

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一個多世紀後，當我們努力應對一系列新的急劇環境變化時，"瘟疫雲"再次來到了我們眼前。自前工業化時代以來，全球平均地表温度上升了約 1.1°C（2°F），其中大部分變暖發生在過去的40年。冰川在融化，海平面在穩步上升，風暴肆虐。

然而，最常見的仍然是外部世界的故事：那個在我們身體之外的世界。氣候變化的叙述是關于極端天氣、經濟動蕩和生物多樣性喪失的。但也許，我們有必要認真對待那個可能瘋了的拉斯金：我們内心裏的雲層呢？随着氣候危機造就極端天氣、海洋酸化并以令人恐懼的規律打破温度記錄，人們不禁要問：我們的心靈是否也在随之改變？

以下是一些令人擔憂的肯定答案。

移民法官在天氣炎熱的日子裏更不願意對尋求庇護者作出有利裁決[2]。相對于温和的日子，學生在氣温較高日子裏學習效果下降了四分之一，氣温較高的學年往往伴随着較低的學習成果[3][4]。温度還可以影響網絡仇恨言論的發生率[5]。随着天氣變熱，家庭暴力事件激增[6]。自殺也是如此[7]。

不過，你可能已經有這種感覺了。

在炎熱的天氣裏，你也許脾氣更加暴躁。你感覺頭腦有點遲鈍，難以集中注意力，更易衝動行事。認知神經科學和行為經濟學的眾多研究為你的這些行為提供了證據支持。在較高的氣温下，司機會更頻繁地按喇叭（并且按喇叭的時間也更長）[8]。熱天還預示着體育賽事中的處罰将更加嚴厲[9]。在棒球比賽中，投手在炎熱的天氣裏更有可能擊中擊球手，如果他們目睹對方投手做同樣的事情，室外温度更能預測他們以同等方式進行報復的傾向[10]。

換言之，"瘟疫雲"似乎也存在于我們的内心中。

這展現了我們内外世界的相互關聯，暴露了人類自主性的某種脆弱，我們的很多決策比我們直覺上所認為的更易受到環境的影響。這也将氣候危機以一種全新的角度展現出來：沒錯，随着氣候變化，我們也在改變。

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拉斯金當年演説的倫敦研究所于1912年關閉。如今，當你想要抨擊環境對心靈的不利影響時，你可以在《柳葉刀》上發表一篇論文。這也是24 位英國臨床神經科醫生在2024年5月所做的事情，他們認為，"許多神經系統疾病的發病率、流行率和嚴重程度"都可能受到全球變暖的影響[11]。

對于英國倫敦大學學院神經學教授桑傑·西索迪亞（Sanjay Sisodiya）領導的這些研究人員來説，全球氣候事件的确是我們内心雲層的故事。

在對332項科學研究的調查中，西索迪亞和他的同事表明，氣候對人的影響遠遠超出了預期，深入到了大腦皮質的裂隙。偏頭痛、中風、癫痫發作和多發性硬化症似乎都與温度有關。

作者報告説，在台灣，精神分裂症住院的風險随着白天温度範圍的擴大而增加。而在加利福尼亞，"因任何精神健康障礙、自殘、故意傷害他人或兇殺而去醫院就診的人"也随着每日氣温波動的擴大而增加[12]。在瑞士，因精神疾病住院的人數随着氣温的升高而增加，對于患有發育障礙和精神分裂症的人來説，這種風險尤其明顯[13]。

在醫院外，氣候變化正在擴大傳染病媒介如蜱蟲、蚊子和蝙蝠的栖息範圍，科學家們預測，黃熱病、寨卡病毒和腦型瘧等媒介傳播和人畜共患的腦部疾病的發病率将會增加[14]。顯而易見的是，不斷變化的環境會影響感官系統和感知，降低感官處理信息的效能[15]。淡水變暖會導致藍藻爆發，此種藻類會釋放神經毒素，增加罹患肌萎縮側索硬化症（ALS）等神經退行性疾病的風險[16]。

實際上，最近的研究表明，氣候變化可能正在加劇已經相當沉重的神經退行性疾病（如帕金森和阿爾茨海默症）的狀況。在氣温高于平均水平的國家，更劇烈的變暖與帕金森病病例的增加有關，正如西索迪亞等人指出的那樣，預計痴呆症患病率增長最快的國家将是那些受氣候變化影響最大的國家。

同樣，短期暴露于高温環境似乎也會導致阿爾茨海默症患者的急診就診率上升[17]。我們呼吸的空氣也可能起到輔助作用：例如，在墨西哥城，那裏的人們從小就暴露在高濃度的細顆粒物和臭氧中，屍檢顯示，99%的30歲以下人群中有阿爾茨海默症的病理特征[18]。

風險還不僅限于在世的人。

2022年的一項流行病學研究表明[19]，懷孕早期接觸高温會顯著增加兒童罹患精神分裂症、厭食症和其他神經精神疾病的風險。人們早就知道妊娠期間的高温會延遲大鼠的神經發育[20]。其他科學研究表明，胎兒在子宮内經歷自然災害會大大增加其以後生活中出現焦慮、抑郁、注意力缺陷/多動症和行為障礙的風險[21]。

這些影響使人類世的代際責任受到新的嚴酷審視——大多數研究都正在進行中，我們不知道未來還會有哪些影響。現在我們所知道的是，在一項又一項的研究中，大腦正在成為氣候變化最脆弱的區網域之一。

回到按喇叭和棒球投手的問題上。

聚焦于大腦可以為這些案例研究提供一些潛在的機制性解釋，并使我們避免使用"黑暗之風"這樣的説法。例如，高温似乎會使功能性大腦網絡（functional brain networks，負責各個區網域的協調行為）轉向随機活動[22]。在極端炎熱的天氣中，科學家們注意到，背外側前額葉皮層（dlPFC）的過度負荷工作，該區網域被美國斯坦福大學的神經内分泌學家羅伯特·薩波爾斯基（Robert M Sapolsky）稱為"額葉皮層中最終的理性決策者"。

背外側前額葉皮層限制人們做出衝動決定的程度；而背外側前額葉皮層活動的中斷，往往意味着邊緣系統（如負責情緒調節的杏仁核）對行為的相對影響增加。温度越高，理性決策越少[23]。

環境對大腦的物理影響不僅限于背外側前額葉皮層。例如，斑馬魚的熱應激會下調與突觸構建和神經遞質釋放相關的蛋白質表達[24]。在小鼠中，熱量會引發海馬體的炎症（海馬體是記憶形成和存儲所必需的大腦區網域）[25]。雖然神經炎症通常起到最初的保護作用，但免疫細胞（如小膠質細胞和星形膠質細胞）的長期激活可能會變得有害，因為從長遠來看，促炎分子可能會損害腦細胞。對于人類，過熱與該區網域的血流量減少有關[26]。心理學家對高温下認知能力下降和攻擊性增加的觀察，在這些發現的背景下顯得非常合理。

新興的環境神經科學正試圖"理解外部環境、神經生物學、心理學和行為之間的定性和定量關系"。尋找一個更具體的新詞——因為這個特定的短語還包括噪音、城市發展、照明和犯罪等環境暴露——我們可以将這一新興的綜合領網域稱為氣候神經流行病學。或者，我不知道，也許我們需要一個更适合TikTok的名字。神經氣候學？生态神經動力學？

我更傾向将其稱之為：自然的重負（the weight of nature）。

這種重負迫使我們采取行動，就像上面提到的行為影響一樣。當極端高温深入你的内心并讓你更傾向于使用暴力時，它實際上是在限制你的選擇。衝動決策本質上意味着與深思熟慮的決策相比，考慮得更少；如果氣候變化影響我們的反應和決策，我們應該理解為它削弱了我們對自由意志的感知。

自然的重負很沉重。它使我們有些不知所措。

這也是一種沉重的心理負擔。你可能熟悉"氣候焦慮"（Climate Anxiety）的概念。這個短語通常指的是一種接近病态的擔憂和對即将到來的環境破壞的恐懼，但這從未讓我感到特别認同。根據《精神疾病診斷與統計手冊》（DSM）中的定義，焦慮通常是用"過度"擔憂來形容的。

我不認為看到氣候變化的明顯迹象并感到末日來臨的感覺有任何"過度"之處。

也許我們應該認為，那些氣候焦慮者的大腦比其他人更發達——卡珊德拉（希臘、羅馬神話中特洛伊的公主，阿波羅的祭司。因神蛇以舌為她洗耳或阿波羅的賜予而有預言能力，又因抗拒阿波羅，預言不被人相信。編者注）或許是僅存的清醒者。

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我不是在開玩笑。神經科學已經開始研究相關的大腦，而且這并非徒勞。

例如，在2024年的一項研究中[27]，美國北密歇根大學（NMU）的研究人員發現，相較于那些氣候焦慮程度較低的人，那些報告有較高氣候變化焦慮的人在大腦結構和功能上表現出不同的模式，尤其是在大腦中負責威脅檢測的中心樞紐——中扣帶皮層（midcingulate cortex）。

具體而言，氣候焦慮的大腦似乎擁有一個較小的中扣帶皮層（就灰質而言），但它在功能上與大腦顯著性網絡（salience network）中的其他關鍵中樞有更多的聯系，大腦顯著性網絡是一個被認為不斷掃描環境中與情緒相關信息的系統。在顯著性網絡中，中扣帶回皮層與邊緣系統（如杏仁核和腦島）密切合作，準備對這種信息做出适當的反應。在氣候焦慮者中，這一網絡可能特别敏感于與氣候相關的威脅信号。

因此，與其説較小的中扣帶回皮層是一種缺陷，不如説它可能反映了一種更高效、更精細的威脅檢測系統。

眾所周知，随着時間的推移，大腦會修剪多餘的連接，僅保留最有用的神經通路。密歇根研究人員指出，選擇性修剪可能使氣候焦慮的大腦更有效地處理令人擔憂的信息，促進中扣帶回皮層與其他參與威脅預期和反應的區網域之間的快速通信。換句話説，他們寫道，氣候焦慮者的中扣帶回皮層可能表現出"更高效的神經連接"。

這種對潛在危險的神經敏感性，有利也有弊。一方面，它可能會讓一些人意識到未來真正的危險。中扣帶皮層對于預測未來的威脅至關重要，荟萃分析發現[28]，當人們考慮不可預測的負面結果時，該區網域會持續被激活。鑑于氣候災難的幽靈迫在眉睫，一觸即發的威脅檢測系統可能是一種适應性資產。

但另一方面，研究人員認為：

氣候危機的復雜性、不确定性以及時間和地理距離，加上其全球性，可能會導致個人低估與氣候變化相關的風險，或變得不知所措、脱離現實——這種狀态有時被稱為"生态癱瘓"。

中扣帶皮層過度活躍與臨床焦慮症有關，而新發現表明，氣候焦慮與一些相同的神經基礎有關（不過，重要的是要記住，氣候焦慮似乎與廣泛性焦慮不同，因為密歇根研究中觀察到的大腦差異，無法用總體焦慮水平來解釋）。

盡管這些發現只是推測，但它們表明，氣候焦慮不僅僅是一種社會文化現象，而且具有理論上可識别的神經相關性。它們為理解為什麼某些人比其他人更容易受到氣候變化的心理影響提供了一個潛在的生物學框架。它們也提出了一個有趣的問題：即，氣候焦慮者的大腦是否特别适合應對全球變暖這一生存威脅，還是容易因其而不堪重負。

但無論如何，這些都表明外部世界正在深入我們的内心。

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這裏也許需要認識到另一面。不斷變化的氣候正在滲透到我們的神經生物學中。讓我們的神經生物學适應氣候變化意味着什麼？

這正是2023年奧地利維也納大學的神經科學家金伯莉·多爾（Kimberly Doell）及其同事在《自然氣候變化》（Nature Climate Change）上發表的一篇文章[29]的前提。他們認為，這個領網域在幫助我們理解氣候适應反應和促進環境保護決策方面具有重要潛力。自拉斯金憤怒地質問環境以來，環境神經科學已經開始探索有機體與其生态位之間的相互關系。我們現在知道，現代環境的質感——綠地、城市擴展、社會經濟層次——都會在大腦留下印記。氣候變化也不例外。

因此，多爾等人認為，科學家和倡導者可以結合神經科學的發現，來改進旨在促進氣候行動的溝通策略。他們希望利用神經生物學和認知神經科學的洞察，更有效地設計氣候解決方案——既在我們自身内部，也為整個社會。

我們已經有了此類方法的模型。

例如，貧困研究長期以來一直将社會經濟條件與健康狀況不佳聯系在一起。最近幾年，神經科學研究了貧困的各種因素——如有毒暴露、慢性壓力——如何侵蝕神經結構并幹擾認知發展。雖然單靠腦科學無法解決貧困問題，但即使對這些機制的有限理解，也促使了諸如"啓蒙計劃"（Head Start）這樣的項目研究[30]，這是一種以家庭為基礎的學前教育課程，已被證明可以提高選擇性注意力和認知測試成績。

雖然結構性不平等并不容易被消滅，但神經科學家已經成功地揭示了貧困的神經相關性，标記了其可逆的危害，并據此設計了精确的補救措施。多爾和她的同事認為，同樣的潛力也适用于氣候變化的神經科學。

然而，為了實現這一潛力，我們需要進一步了解人類世的狂熱夢想已經如何改變了我們的濕件（wetware，此處指人類大腦。編者注）。社會和行為科學已經開始記錄行星變動帶來的心理後果，但氣候變化的神經分類學仍然尚待研究。這個領網域的方法論和概念庫已為迎接挑戰做好了準備，但要磨砺它，需要與氣候科學、醫學、心理學、政治學等領網域結成聯盟。

有些人正在嘗試。例如，美國洛杉矶的卡維利基金會（Kavli Foundation）去年呼籲科學家研究神經系統如何應對生态劇變[31]。該基金會投入500萬美元進行試驗，旨在闡明栖息地喪失、光污染和其他環境污染如何影響人類大腦和其他器官的分子、細胞和回路機制。

核心問題是：在變化是唯一不變的生物圈中，神經系統的可塑性是否足以跟上步伐，還是會難以适應？

第一波接受卡維利挑戰的研究人員正在研究一系列不同的生物，每種生物都具有獨特的地位，可以揭示大腦在面對地球破壞時的恢復能力。例如，美國伊利諾伊州立大學的沃爾夫岡·斯坦（Wolfgang Stein）和德國格賴夫斯瓦爾德大學的斯特芬·哈茲奇（Steffen Harzsch）專注于甲殼類動物，試圖理解它們的神經温度調節器如何應對淺水和深水中的升温。另一個研究小組以頭足類動物的大腦為目标，這些動物的RNA編輯能力可能是它們在日益令人窒息的水生栖息地中耐受氧氣水平急劇下降的能力的關鍵。由丹麥哥本哈根大學的弗洛倫斯·克曼（Florence Kermen）領導的第三個卡維利研究小組正在将斑馬魚置于極端温度下，在它們的神經元和神經膠質細胞中搜尋允許它們茁壯成長的分子特征——即使它們的水世界正在升温。

這些初步投資引起了聯邦政府的關注。2023年12月，美國國家科學基金會（National Science Foundation）與卡維利合作，邀請研究人員提交研究提案，探讨"調節性、穩态性、适應性和/或進化機制在響應人為環境影響時對神經生理學的影響"。我們可能還沒有進入全面競争的領網域，但至少有迹象表明我們開始朝着正确的方向在邁進。

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大腦，這個位于脊髓頂部的海綿狀指揮中心，一直是個黑箱。随着氣候危機的加劇，腳下的生态基礎愈加不穩，一窺大腦内部的必要性日益迫切。我們已經開始看到西索迪亞和他的同事們勾勒出的新神經制圖的輪廓。

我們現在知道，大腦與其説是一個靜态的自我調節組織，不如説它是一個動态的、活生生的景觀，它的山丘和山谷是由我們環境的輪廓塑造的。正如格陵蘭冰蓋在氣候變化的高温下呻吟和彎曲一樣，随着汞的上升，我們的突觸也會枯萎，我們的神經元也會消失。正如海平面上升吞沒海岸線、森林屈服于幹旱和火焰一樣，我們大腦的解剖邊界也會因環境侵害的每一次新的衝擊而重新劃定。

但大腦與生物圈之間的對話并非單向的。我們做出的選擇、追求的行為、應對危機的方式——所有這些決定都會反映到環境中，無論是好還是壞。因此，我建議：在尋求了解不斷變化的氣候如何塑造我們的思想輪廓時，我們還必須考慮如何更新我們的思想架構以服務于可持續發展。

人類世心靈的制圖師們面臨着艱巨的任務。但在神經科學的手中——憑借着大腦掃描、嗡嗡作響的電極、基因編輯的精确性和算法的威力——有可能接近一個起點。通過追蹤環境影響的路徑到其神經根源，我們或許可以開始解析将心靈與星球命運緊密相連的復雜網絡。

有一點是十分明确的：随着氣候危機的齒輪繼續轉動，我們的大腦也将被卷入其中。問題的關鍵在于，我們是被動的乘客，還是會抓住控制權，駛向一個宜居的未來？自然的重負——我們面臨的巨大危機——令人畏懼。但它不會讓我們陷入麻痹。點對點，突觸連接突觸，我們可以在不斷聚集的瘟疫雲中繪制出一條路線。

拉斯金在他生命中稍微清醒的時刻曾説過："消除不完美就是破壞表達，抑制努力，麻痹活力。"即使我們能以某種方式做到這一點，我們也不應該消除環境對心靈影響中的所謂不完美。相反，我們應該在其中讀到自我與世界之間親密而重要的關系。

在這方面，氣候神經流行病學——盡管年輕且未經檢驗——已準備好扮演一個重要角色。在窺探氣候變化對大腦的影響并揭示我們行星困境的神經回路時，這一領網域提供了某種珍貴的東西：在一個常常讓人感到失控的世界裏，那一絲自主權的曙光。

它低語着，變革的杠杆就在我們的頭腦中，等待被抓住。它暗示着，即使自然的重負壓在我們身上，我們也可能找到反擊的方式。

參考文獻：

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[31]www.kavlifoundation.org/news/neurobiology-and-changing-ecosystems-initiative

文/Clayton Page Aldern

譯/tamiya2

校對/兔子的凌波微步

原文/aeon.co/essays/how-a-warming-earth-is-changing-our-brains-bodies-and-minds

本文基于創作共享協定（BY-NC），由tamiya2在利維坦發布

文章僅為作者觀點，未必代表利維坦立場

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