南极的冬天寒冷、黑暗又单调,让人孤独到发狂。奥托·诺登斯科尔德(Otto Nordenskjöld)是瑞典的地理学家,他与同行的探险者在1905年出版了《南极洲:在南极冰雪中的两年》,书中写到他们见识了“非比寻常”的冰雪,有些简直“壮观至极”。南极真的很冷,而且大部分时间都很黑暗。但那些景色太单调了。广阔无垠的白色大地上点缀着些许蓝色与泥褐色,此外便再无他物。
他在书中写道:“长此以往下来,我们真是疲惫又沮丧。”队员也尝试过充满激情地打扑克或“竭尽全力地”庆祝生日好让自己不那么消沉,可“尽管如此,我们依然常感孤独”。他“渴望听到外界的消息,遇见其他的人”。将近115年过去了,在今年发表于《新英格兰医学杂志》(New England Journal of Medicine)上的一项研究中,研究人员量化了南极洲“隐士生活”对人产生的一些影响。
作者发现,那出了名的恶劣环境似乎会使人的大脑萎缩。该研究的第一作者是美国宾夕法尼亚大学医学助理教授亚历山大·斯塔恩(Alexander Stahn),其他共同作者是来自柏林夏利特医学院、阿尔弗雷德·韦格纳研究所、柏林马克斯-普朗克人类发展研究所的学者们。他们研究了9个人的大脑,这9个人在与世隔绝的诺伊迈尔三号站待了14个月。科考站位于埃克斯特伦冰架,西非以南约8000千米处。
这个由德国的阿尔弗雷德·韦格纳研究所运营、外观极具未来主义感的科考站由16条腿支撑着,看上去就像《星球大战》中的飞船。窗外的景色只有无尽的冰雪,宛如一张平坦的白色毯子,向各个方向扩散开来。
斯塔恩的主要研究方向是极端环境(例如太空)对人体的影响,南极洲正好可以类比太空,来研究单调的环境以及有限的社交对大脑的影响。我们不知道科考队员的名字和任务,但团队是由两名工程师、一名无线电操作员、两名地球物理学家、一名空气化学家、一名气象学家、一名厨师与一名医生组成的。他们每天都在重复同样的工作(除非遇到麻烦,但没人愿意在那里遇到麻烦),就连时间的概念也变得模糊不清了。
在队员出发前,斯坦恩的研究小组通过MRI扫描了他们的大脑,查看了大脑灰质体积和海马体内的齿状回——它是形成记忆与产生新神经元的关键。虽然团队中有一人没能进行MRI扫描,但还是测量了一种叫脑源性神经营养因子(BDNF)的蛋白质——它是形成新神经元的关键。作为对照组,还扫描了9个不会前往科考站的人的大脑。
和许多在极端环境中工作的人一样,诺伊迈尔三号站的研究人员生活在一个狭小的世界中。整个设施(包括机械区域、居住区、实验室、娱乐区、存储室等)的面积约为1858平方米——只比连锁杂货店大一点点。他们无处可去,外面是暴风雪,气温极低(周围的温度低至零下50摄氏度),而且在一年的大部分时间里都是漆黑的夜晚。虽然和在太空中的状况不完全一样,但这绝对算得上极端环境。
为了放松解压,驻南极洲的研究人员也有自己的方法,就跟照料植物或煲电视剧来放松的国际空间站工作人员一个道理。澳大利亚南极分部的人通常大量阅读、上网、喝饮料、打台球或玩飞镖。阿蒙森-斯科特南极站的一些人则会只穿着内衣(或者什么都不穿),从地理上的南极冲刺到桑拿房,这种传统——根据(华氏度)温差——叫作“ 200俱乐部”或“300俱乐部”。
科考队员在执行任务期间以及任务结束后都被测量了BDNF数据,并且在结束了南极洲14个月的工作后重新接受了MRI扫描。结果发现,科考人员海马体内的齿状回缩小了约4%至10%;BDNF的浓度甚至在考察刚进行到四分之一时便下降了,而且在他们回家后的一个半月后仍然继续。这些变化与注意力和空间处理测试的表现下降有相关性。斯塔恩的小组认为,他们所观察到的是“与世隔绝”与有限的刺激对神经系统的影响。
大脑和肌肉有些相似,如果一直暴露于同样的刺激,就无法去适应、改变。或许,驻在南极洲的人应该抓住机会去做一切能做的事,练习新技能可以改善海马体及相关区域。学习一种新的语言或者尝试攀岩(这同时需要心理与生理的灵巧)都将有所裨益;学习乐器也有帮助(不过其他的工作人员可能会有意见)。斯塔恩的团队承认,研究的样本量很小,还需要做更多的研究。
但是,如果这一发现属实,或许未来的南极访客会记得,他们可不能放过任何机会去在这个一成不变、极端而孤独的环境中刺激大脑。