原創 MEYER 神經現實
科羅那多大學的海洋科學教授克裡斯·科納斯克司（Kris Karnauskas）開始帶著一臺口袋大小的二氧化碳探測器在校園裡走動。他這麼做不是為了測量大氣中的碳汙染含量——他對房間裡的二氧化碳含量更感興趣。
他告訴我：「我在家也這樣做，只是覺得有趣，一整夜過後，二氧化碳濃度會馬上超過百萬分之一千。」他補充說道，甚至在這裡——他指向莫斯康會展中心（The Moscone Convention Center）的地下室，那兒相當於一個街區大小，裡面擠滿了上千名來參加大型周年科學會議的地球科學家——那裡的二氧化碳濃度可能會超出百萬分之五百。
他關注室內的二氧化碳濃度——但理由並不尋常。科納斯克司擔心室內的二氧化碳水平變得太高了，以至於它們開始影響人類的認知。換句話說：二氧化碳，這一同樣造成地球變暖的無色無味氣體，可能會讓我們變笨。
澳大利亞大火的菸灰使雪梨窒息。這場大火在今年釋放了大約1.95億噸二氧化碳，相當於半個國家正常的二氧化碳排放量。
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路透社
他說，「這是氣候變化的一種隱形效應……可能真的會影響我們去解決問題本身的能力。」
他近期在美國國家地理秋季會議（地球與空間科學家最大的年度會議）上提出了這個想法。他同樣在一篇和科羅那多大學的機械工程系教授雪莉·米勒（Shelly Miller），以及賓夕法尼亞大學的神經科學教授安娜·斯科皮洛（Anna Schapiro）*合作的在線論文中預先提到了它[1]。這篇還未經過同行評議的論文，被上傳到一個可供討論處於早期或引人思考的論文網站上。
*注
https://psychology.sas.upenn.edu/people/anna-schapiro
室內二氧化碳損傷大腦？
乍看之下，科學是出乎意料地決定性的。研究者們長期以來相信極高濃度的二氧化碳有損大腦。任何看過電影《阿波羅13號》（Apollo 13）（或知道其背後的真實生活故事）可能會想起這麼一個片段：三名執行任務的太空人觀察到船艙的一個檢測設備開始報告一種氣體達到了危險水平，那個儀器測量的正是二氧化碳。該電影的NASA工程師之一評論道[2]，如果二氧化碳水平升得太高，「你的判斷力會受損、眩暈，開始出現腦缺氧。」
「他們知道，如果檢測器的數值變得很高，那他們會變傻，甚至連2+2等於幾都不會算。」科納斯克司說。他提出，類似的普遍法則不久將會影響地球上的人們。兩個世紀以來，化石燃料的泛濫使用已經讓大空氣中二氧化碳含量從工業革命前的百萬分之二百八十飆升至今天的百萬分之四百一十。從整體來看，地球上的汙染物鎖住了大氣中的熱量，造成了氣候變化。但從局部來看，它也設定了室內二氧化碳水平的基準值。你不可能將室內二氧化碳水平降得比全球基準值還低。
實際上，由於通風系統不能完美地運作，很多室內空間的二氧化碳水平比大氣中的二氧化碳水平要高很多。另外，一些室內空間，例如辦公室、醫院和學校，擠滿了很多呼吸著的人們，他們自身也排放出二氧化碳。科納斯克司說：「我們自己每個人都是小小的二氧化碳製造機。」
他說，「設想一個坐滿了20個正在呼吸的中年人的會議室。那裡的二氧化碳濃度很輕易就能超出百萬分之一千。」
這引出了他和他的同事們所討論的最後部分：大氣中的二氧化碳濃度持續上升的同時，室內的二氧化碳濃度也一樣會升高。他們預測，以最壞的情況估計，在擁擠的房間內，二氧化碳濃度不可能通過通風降低到百萬分之一千三百以下。這可能誘發一些真正的認知能力損傷。2016年，哈佛和雪城大學的研究人員發現，室內二氧化碳濃度達到百萬分之九百四十五時，人類的認知功能將下降15%[3]；而當室內二氧化碳濃度達到百萬分之一千四百，人類的認知功能將被摧毀到只剩下原來的50%。
如果碳排放量非常高，「我們的複雜決策功能可能會在世紀末前差不多下降到一半。」科納斯克司說。
他和他的同事承認說這只是粗略估算的結果。「還有很多工作要做，」他告訴我。我不由得想到：「這是真的嗎？為什麼我之前從來沒聽過？二氧化碳汙染不止導致全球變暖，還真的讓我們變笨？」
「我會說，它可能，但並不必然導致這一結果。」艾略特·高爾（Elliott Gall）*告訴我。他是波蘭大學的工程系教授，研究室內空氣品質。2015年，一些關於二氧化碳與認知的早期研究出來之後，他寫了一篇論文，推測道，如果公司在辦公室的探測系統中安裝二氧化碳過濾器，他們的工作效率將會得到提高[4]。
*注
https://www.pdx.edu/mme/elliott-gall
降低的是哪種認知能力
「自從那以後，我們學到了更多，但我們知道的仍很少，」他說，過去幾年裡有一系列的相關研究。但他們所發現的結果是不一致的。
比如說，在一項2016年的研究中，丹麥的科學家讓室內二氧化碳水平達到了百萬分之三千[5]——這超出如今的室外濃度的七倍——發現他們的25位受試者並沒有出現認知損害或健康問題。只有在科學家往同樣的空氣中注入其它人體釋放的、微量的有機化合物時，受試者才會開始感到難受，報告說：「頭痛、疲憊、嗜睡，以及思維模糊。」受試者也花了更長的時間來解決數學問題。這同一實驗室在他們的另一項研究中發現，當室內的純二氧化碳濃度上升至每百萬5000份時[6]，至少在大學生身上，仍只是造成了很小的不適。
但其它研究就沒有這麼樂觀了。NASA詹森空間中心（NASA’s Johnson Space Center）的科學家測試了大約24名「類太空人」人士。他們發現，受試者的高級決策能力在百萬分之一千二百的二氧化碳濃度情況下下降了；但認知能力似乎並沒有降低多少，同一種二氧化碳濃度對不同人的作用程度也不一樣。
2019年9月，一些發起這一議題的科學家——包括上文提及的那些丹麥實驗室的人員——回顧了自從2012年以來的所有這一話題的10項研究。在中等的認知測試上，他們發現證據模稜兩可：有時，更高濃度的二氧化碳似乎降低了能力，有時它又不造成影響。但更令人擔憂的是，他們注意到「可靠的，但仍不一致的證據」。在中等濃度的情況下，人類的表現會在特殊的有挑戰性的問題上有所下降。例如，二氧化碳濃度為百萬分之一千二百時，飛行器上飛行員的表現開始下降。「表現降低背後的機制仍是未知的」，他們補充道。
換句話說，證據顯示室內的二氧化碳水平可能阻礙的，只是最複雜的和最具挑戰性的人類認知任務。當前我們仍不知道為什麼會如此。
在他們的九月回顧中，作者強調說問題的很多方面仍有待探索。例如，二氧化碳真的比其他汙染物更能損害大腦嗎？這仍不清楚。沒有人關注過室內二氧化碳對孩子、老人或有健康問題的人們的影響。同時，目前的研究只是將人們暴露在極高的二氧化碳水平下不過幾個小時，而長期的暴露將會帶來什麼仍待探索。
研究帶來的憂慮
基於此，獲得關於人類認知的核心問題是一項真正的挑戰，波蘭的教授高爾說。一種統一的、可靠的、跨文化的、廣泛應用的人類認知標準並不確切地存在。這也是為什麼一些研究要使用「決策管理模擬工具」（strategic management simulation）[7]——一種通常應用於商業和醫學院的方法；研究類似飛行員的專業人士則會使用更具體的工具，例如飛行模擬器。另外，要完全控制所有對思考有影響的因素幾乎不可能，比如某人前一晚睡眠的質量。大多數研究目前的規模很小，至多只測試30人。他說，「在數百或數千人的規模上來操作會更好。」
對於人類認知的影響，「不幸的是，我認為目前科學仍未搞清楚二氧化碳的直接作用，」高爾說道，「除非我們能證明二氧化碳自身是一個造成性的動因，大氣環境還能通過很多方式影響室內的空氣品質。」
研究中最令人深省的漏洞也是最令人堪憂的。作為一個種族，現代人類已經有30萬年的歷史，在我們生命演化的大多數時間中，我們接觸到的外界二氧化碳——從嬰兒的第一口呼吸到垂死老人的最後一口氣——比如今外界的二氧化碳要少得多。我向高爾提問說：「是否有人研究過，如果在一個更低的二氧化碳水平下，人類認知能力會提高？如果你在一個只有百萬分之二百五十濃度的二氧化碳濃度的房間中測試某人，這個水平比三個世紀或三個千年期以前的地球大氣的二氧化碳濃度要低，那麼他們在測試中的表現會提高嗎？」換言之，人類認知能力是否可能已經退化了？高爾說他並不知道這樣的實驗。
不過當然，更大規模的實驗正在進行中，只不過它不是在臨床條件下發生。你和我就是它的受試者，室內二氧化碳濃度每一年都在升高[8]。現在就記錄下你認知能力的基線：在下一個二十年，你可能懷念現在這些頭腦清醒的時刻。
參考文獻
[1] https://eartharxiv.org/b8umq
[2] http://www.youtube.com/watch?v=FgJU6Vz1XOs
[3] https://dash.harvard.edu/bitstream/handle/1/27662232/4892924.pdf?sequence=1
[4] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1352231015000060?via%3Dihub
[5] https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/ina.12284
[6] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360132316300580
[7] https://www.upstate.edu/psych/research/sms.php
[8] https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/12/carbon-emissions-hit-new-high-2019-here-are-5-takeaways/602950/
作者：Robinson Meyer | 封面：Nino Bosikashvili
譯者：兵書 | 審校：王波小 | 排版：小葵花
原文：
https://www.theatlantic.com/science/archive/2019/12/carbon-dioxide-pollution-making-people-dumber-heres-what-we-know/603826/?utm_source=digg
原標題：《二氧化碳會讓你變笨嗎？》
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