Уже давно признано, что микроскопические частицы, присутствующие в воздухе, проникают в кровоток и достигают головного мозга. Однако совсем недавно ученые получили возможность задокументировать воздействие простого метода очистки воздуха на когнитивные способности человека относительно этих частиц.

Дыхательная система способна эффективно удалять из вдыхаемого воздуха загрязнения, размер которых превышает 10 микрометров. Значительно хуже происходит очистка от частиц диаметром от 2,5 до 10 микрометров, и практически отсутствует фильтрация для частиц размером менее 2,5 микрометра (известных как PM 2,5). Именно эти мельчайшие частицы чаще всего попадают в кровоток через легкие, что приводит к повышенной активности тромбоцитов. В результате кровь становится более сложной для циркуляции, возрастает риск образования тромбов и повышения артериального давления. Ранее проведенные исследования подтвердили связь этих процессов с увеличением вероятности инфарктов и инсультов.

В Соединенных Штатах микроскопические частицы, образующиеся от транспортных средств и энергетических объектов, ежегодно приводят к гибели сотен тысяч людей посредством схожего механизма. Исследования, посвященные аналогичному воздействию на территории России, не проводились, поэтому точные данные по ней отсутствуют. Выявление избыточной смертности в районах с повышенной концентрацией микрочастиц представляется относительно простым: информация о смертях по регионам и округам обычно доступна. Гораздо сложнее выявить последствия воздействия микрочастиц, которые не приводят к летальному исходу, такому как инфаркт или инсульт. Тем не менее, очевидно, что затруднения в кровообращении должны проявляться и в более мягких формах.

Исследователи из Соединенных Штатов провели эксперимент в условиях реальной жизни, чтобы оценить масштаб этого воздействия. Результаты работы опубликовали в Scientific Reports. В исследование включались добровольцы, проживающие в радиусе двухсот метров от автомагистралей. Такой подход был выбран для упрощения выявления воздействия очистки воздуха на здоровье человека, поскольку у людей, живущих дальше от дорог, концентрация микрочастиц в воздухе, которым они дышат, как правило, значительно ниже. Проведение тестов осуществлялось с сентября по апрель, что обусловлено тем, что при понижении температуры обычно возрастает концентрация микрочастиц в городских условиях. Из числа участников были исключены лица с заболеваниями сердечно-сосудистой системы и пользователи электронных сигарет, поскольку очистители воздуха не способны эффективно удалять загрязнения из воздуха в последнем случае.

В рамках эксперимента контрольной группе были предоставлены устройства, имитирующие очистители воздуха с HEPA-фильтрами, а участникам основной группы – настоящие очистители, оснащенные такими фильтрами. Эти приборы внешне напоминают обычные увлажнители воздуха, но имеют встроенный HEPA-фильтр, изначально разработанный для защиты от загрязнений в атомной промышленности. Очистители устанавливались исключительно в жилых помещениях. Включение и выключение устройств фиксировалось с помощью специального регистратора, а не на основании сообщений участников.

Исходя из представленной информации, выборка оказалась ограничена: одновременно функционировали очистители только в 45 домах. Для увеличения объема данных контрольной группе впоследствии были установлены настоящие очистители, а основной – имитация. Мониторинг концентрации микрочастиц выявил, что работающее устройство в среднем снижает их содержание с 5,2 до 2,5 микрограммов на кубический метр воздуха.

С целью оценки влияния очистителей на когнитивные функции проводились тесты с участием добровольцев. У людей младше 40 лет не было выявлено статистически значимых различий. Однако у тех, кому исполнилось 40 лет и больше, после 30 дней использования очистителя воздуха наблюдалось ускорение при выполнении заданий, оценивающих умственную гибкость, исполнительные функциичто подразумевает способность планировать текущие действия в соответствии с общей целью, адаптируясь к изменяющимся условиям.

Выполнение данного этапа тестов у испытуемых занимало в среднем 54,0 секунды. Этот показатель не только превосходит среднее время, необходимое для успешного прохождения теста (75 секунд), но и оказывается ниже результата лиц старше сорока лет, которые за месяц до тестирования проживали без очистителя воздуха. Последние справлялись с заданием за 61,4 секунды.

Таким образом, всего лишь тридцать дней пребывания в условиях использования очистителя воздуха привели к улучшению скорости прохождения теста на исполнительные функции для данной возрастной группы на двенадцать процентов. Этот результат можно считать весьма значительным, принимая во внимание тот факт, что вне дома и на рабочем месте у участников не было доступа к очистителям воздуха.

Исследователи предположили, что причиной данного эффекта является влияние микрочастиц на белое вещество головного мозга, особенно в лобных долях, которые играют ключевую роль в когнитивных процессах. Следует подчеркнуть, что концентрации загрязняющих веществ, рассмотренные в работе, не были высокими, поскольку в Соединенных Штатах Америки действует строгая система регулирования выбросов микрочастиц, а исследование проводилось вдали от крупных промышленных центров. В большинстве мегаполисов мира содержание микрочастиц в кубическом метре воздуха превышает пять микрограмм на кубометр и нередко достигает десятка микрограмм на кубометр. Следовательно, во многих регионах мира использование очистителя воздуха для снижения влияния микрочастиц на когнитивные функции может быть еще более актуальным.