給寄居蟹兩種不同的海螺殼,它們通常能判斷出哪一個更適合當“新家”。但如果它們攝入了微塑料,思維就會變得混亂,在這場可能關乎生死的選擇中猶豫不定。
寄居蟹并非個例——越來越多的研究表明,細微的塑料顆粒會干擾動物行為,擾亂它們的認知:讓小鼠變得健忘、孤僻;讓蜜蜂難以學習新任務;讓斑馬魚表現出焦慮不安……
這些發現無疑也是對人類的警示:從北極雪原到亞馬遜雨林,微塑料幾乎無處不在。更糟的是,它們已經滲入我們的食物——啤酒、食鹽、海鮮、蜂蜜中,都能檢測到微塑料的蹤跡。有研究估算,人類平均每年攝入約5.2萬顆塑料微粒;如果算上從空氣中吸入的,這一數字將飆升至12.1萬顆。更令人擔憂的是,根據最新研究,其中一些微粒竟能穿過血腦屏障,而這原本是保護大腦免受血液中毒素侵襲的防線。
眼下,微塑料究竟會如何影響人類思維雖無定論,但科學家認為其潛在影響可能“非常嚴重”。我們暫時只能借助動物研究來推測微塑料對人類大腦與行為的影響,而越來越多證據都指向同一個方向:大腦中的塑料含量很可能與神經系統疾病(如癡呆)風險有關。對此,我們該擔心到何種程度?
歷史:短短一個世紀,就已無所不在
一切都要追溯到1907年——比利時化學家利奧·貝克蘭用苯酚和甲醛合成了史上第一種人造塑料,并以自己的名字將其命名為“貝克萊”,也就是后來俗稱的“電木”。不久后,他在紐約家中的實驗室開始商業化生產,最初用于電氣絕緣。自此,塑料時代正式開啟。
到20世紀50年代末,人類每年生產約100萬噸塑料。如今這個數字已增長了400倍。從上世紀50年代到2017年,人類共制造了約92億噸塑料。它們以各種形式存在于我們的衣物、尿布、茶包、牙膏之中。
盡管回收能減少浪費,但我們每年真正能回收的塑料僅占9%。其余大多被填埋,或進入自然界,被雨水、河流和風帶入海洋、田野與荒地。在陽光、水流與風的作用下,塑料不斷分裂成更小的碎片。當它們直徑小于5毫米時被稱為“微塑料”,小于1微米的則是“納米塑料”。碎片越小,就越容易被水生生物吞食、被植物根系吸收,甚至被昆蟲吸入。
“它們已經進入了食物鏈。”英國埃克塞特大學生態毒理學家塔瑪拉·加洛韋說,她長期研究包括微塑料在內的環境污染物對健康的影響,“甚至當你旋開瓶裝水蓋子時,都會有微小的塑料碎片掉進水里”。
警報:小鼠自尋死路,蜜蜂不識歸途
起初,英國貝爾法斯特女王大學的安德魯·克倫普并不認為微塑料會對寄居蟹的行為造成顯著影響。直到一位好奇的本科生說服他做了以下實驗:研究團隊將寄居蟹放入幾組水箱,一部分水質干凈,另一部分水中含有聚乙烯(常用于購物袋和包裝材料)微粒。五天后,研究者給每只蟹提供兩個海螺殼:一個比它當前的殼小,另一個則更大。
“結果相當驚人。”克倫普說。生活在干凈水中的寄居蟹大多能做出正確判斷,選擇更大的殼,但暴露在微塑料中的寄居蟹們似乎“糊涂”了。
這項研究首次揭示了微塑料可能進入動物大腦并影響其決策行為。此后,類似研究接連出現,許多以嚙齒動物為研究對象。比如有研究發現,攝入微塑料的小鼠在迷宮中出現導航困難、學習和記憶力下降。具體表現為,正常小鼠24小時后還能辨認出此前見過的一個木塊,但暴露于微塑料之中的小鼠僅隔一天就會忘記——看起來,它們花在舊木塊上的嗅探時間與“初次見面時”一樣長。
在面對捕食者時,這些小鼠也顯得更“魯莽”。在一個實驗中,研究者將一群喂食過微塑料的小鼠與其天敵——一條已喂飽、沒有攻擊性的北美玉米蛇,放在同一個大盒子里。正常小鼠會蜷縮在角落、警惕防備;而吃過微塑料的小鼠卻四處亂跑,甚至靠近蛇——在自然界中,這種行為無異于自尋死路。
類似結果也出現在其他動物身上:攝入微塑料的條紋慈鯛在迷宮里找食時,顯得困難重重;淡水蝦變得過度活躍;蜜蜂則出現了記憶力下降。
意大利佛羅倫薩大學的大衛·巴拉基團隊發現,蜜蜂在攝入含微塑料的糖液數天后,學習和記憶能力迅速退化。“在野外,這幾乎是致命的,”巴拉基說,“蜜蜂必須記得哪種花的蜜更豐富,還得記得回家的路。”
研究人員還用被熒光標記的微塑料喂食蜜蜂,隨后就能在它們的大腦中清晰地看到這些顆粒。蜜蜂等無脊椎動物本就缺乏血腦屏障,這一發現尚可理解,更令人吃驚的是,魚類與小鼠等脊椎動物的大腦中也發現了微塑料。實驗顯示,小鼠吞下微塑料后僅2小時20分鐘,這些顆粒便能進入大腦。
發現:平均每個人腦,“吞”下幾個瓶蓋
至于人類,越來越多證據顯示,我們的大腦同樣難以幸免。
2025年2月發表的一篇論文中,科學家取出幾十名死者的大腦組織,透明處理后再用顯微鏡觀察,結果發現其中含有大量微小塑料碎片,主要是聚乙烯顆粒。
“許多顆粒的尺寸都在納米級。”論文第一作者、美國新墨西哥大學的馬修·坎彭說。更令人擔憂的是,2024年去世的人,其腦中的微塑料含量比2016年去世者高出約50%,平均下來,每個大腦約含7克塑料,相當于幾個塑料瓶蓋的重量。“這表明,在現代社會,人類暴露在微塑料中的風險正不斷上升。”美國羅德島大學神經科學家海梅·羅斯指出。
“我們原以為血腦屏障堅不可摧,但事實證明,微塑料能沖破血腦屏障進入腦組織;而且,攝入的微塑料越多,屏障越容易受損。”加洛韋表示,一旦進入大腦,微塑料會被小膠質細胞吞噬,這類細胞是大腦的免疫細胞,負責清除入侵者。
隨之而來的結果更糟:研究發現,小膠質細胞在吞噬微塑料后會腫脹變形,阻礙腦內血流,引發神經方面的問題。同時,它們在清除微塑料時還會釋放炎癥因子,損傷周圍神經元。動物研究顯示,這種炎癥與行為異常密切相關,會導致斑馬魚游泳能力下降,并出現類似抑郁的癥狀。
對新生小鼠來說,微塑料干擾了小膠質細胞修剪突觸連接的過程——該過程原本有助于大腦發育,結果這些小鼠長大后出現社交障礙。研究還發現,微塑料會降低大腦中幾種關鍵神經遞質水平,包括與學習記憶相關的乙酰膽堿,以及被稱為“戀愛荷爾蒙”的催產素。長期攝入微塑料的小鼠,不僅腦中催產素水平降低,也變得更孤僻。
令人意外的是,微塑料即使不進入大腦,也能通過擾亂“腸腦軸”,影響認知與情緒。腸腦軸是體內的雙向通訊系統,連接腸道與大腦,微塑料能通過改變腸道菌群平衡對它造成破壞。實驗顯示,小鼠因此變得孤僻,短期記憶力下降。
應對:少用塑料餐具,多吃維E食物
盡管無法在人身上直接重復這些實驗,但科學家可以選擇觀察體外培養的人腦細胞。
研究發現,在神經元中加入高劑量微塑料(相當于“暴露一年”的劑量)后,細胞就會全部死亡;在較低劑量下,神經元會吞入顆粒,發生形變與損傷。其他實驗也證實:人類小膠質細胞吞噬微塑料后同樣會引發炎癥,與動物實驗結果一致。
雖然直接證據有限,但有跡象表明,微塑料確實可能影響人類大腦。2024年發表的一項針對中國的研究發現,60歲及以上人群中,日常使用塑料餐具、頻繁喝瓶裝水的“微塑料高暴露人群”,其輕度認知障礙風險可能增加24%。這一發現同時呼應了坎彭團隊的結果:患有癡呆癥的人,其大腦中的微塑料含量比其他人更高。
此外,其他一些新研究也與動物實驗中的結果驚人地一致:當小鼠暴露于微塑料中,其腦部的變化類似阿爾茨海默病模型中的病變。羅斯團隊還發現,被喂食微塑料的小鼠表現出“類似癡呆”的行為,它們異常煩躁、缺乏安全意識。這表明,微塑料可能與一系列神經問題有關,只是尚待進一步驗證。
盡管動物實驗使用的微塑料濃度通常高于現實環境,但加洛韋提醒,人類面對微塑料時可能受害更深,因為我們的接觸面更廣,甚至直接用塑料制品來裝食物。
當然,人們正在采取一些措施減少微塑料攝入。加洛韋說。她不用塑料容器加熱或儲存食物,盡量購買有機農產品,因為這類作物較少使用污泥灌溉,而污泥中往往含有高濃度微塑料。“我盡可能避免一切不必要的接觸。”
此外,研究還提出了幾種可能的防護措施,比如補充益生菌可能有助于強化血腦屏障,補充維生素E(抗氧化劑)能緩解微塑料引起的記憶障礙(源自一項小鼠實驗),富含維生素E的食物包括杏仁、菠菜、花椰菜等。
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