本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
引言
作者：大卫·多布斯
《心理 Matters》编辑
“山脉，”登山爱好者弗朗西斯·荣赫鹏爵士写道，“为那些站在顶峰的人保留了它们精美的礼物。” 然而，那些获得这些礼物的人付出了独特的代价。正如神经科学家和周末登山者R. 道格拉斯·菲尔兹在下面讲述的那样，最近的一项研究使用脑部扫描来检查一次性和累积性高海拔攀登对人脑的影响。对于我们这些热爱登山的人来说，这些发现并不令人振奋。
大脑细胞进入稀薄空气
作者：R. 道格拉斯·菲尔兹
国家精神卫生研究所
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“珠穆朗玛峰非常容易攀登，只是稍微有点太高了。” - 《观察家报》，1953年1月25日。一名优秀登山者的三个特质是高疼痛阈值、糟糕的记忆力，以及……我忘了第三个。 - R. 道格拉斯·菲尔兹
攀登珠穆朗玛峰并不那么困难；困难的部分是完好无损地下来。根据最近的一项脑部成像研究，几乎没有人能做到。在该研究中尝试攀登珠穆朗玛峰的 13 名登山者中，没有一人在没有脑损伤的情况下返回。该研究还扫描了尝试攀登不太极端山峰的登山者的大脑。对于我们这些热爱登山的人来说，结果不太令人振奋。似乎几乎没有人，无论是被护送到山顶的周末战士，还是经验丰富的登山家，都能从高山之巅带着与之前相同状态的大脑返回。登山者的大脑中发生了什么？关于高海拔对人脑影响的首次科学研究是由 19 世纪意大利生理学家安吉洛·莫索进行的，他对一位因事故导致大脑部分暴露的人进行了直接观察。莫索窥视着这个人的头骨，观察到大脑肿胀的模糊变化，但当时可用的粗略方法限制了他的分析。现在，已经使用现代无创脑成像技术完成了类似的实验。在本文回顾的研究中，神经学家尼古拉斯·法耶德及其在奎隆诊所和西班牙萨拉戈萨的米格尔·塞尔维特大学医院的同事们对 35 名从高海拔探险归来的登山者（12 名专业人士和 23 名业余爱好者）进行了 MRI 脑部扫描，其中包括 13 名尝试攀登珠穆朗玛峰的登山者。关于珠穆朗玛峰登山者的结果最为明显。在这 13 名登山者中，3 人登顶，海拔 8480 米，3 人到达 8100 米，7 人登顶在 6500 米至 7500 米之间。尽管探险队没有发生重大事故，也没有 12 名专业登山者出现任何明显的高山病迹象，但 13 名登山者中只有 1 人的脑部扫描结果正常。脑部扫描显示，除了一名登山者外，所有人都患有皮质萎缩和 Virchow-Robin 间隙扩大。这些间隙是围绕大脑血管的空间，用于排出脑液并与淋巴系统沟通。VR 间隙扩大常见于老年人，但在年轻人中很少见。这位业余登山者的大脑还在额叶中患有皮质下病变。急性且微妙的迹象 一个人对缺氧（缺氧）的耐受性因先天生理学和身体状况的差异而异，这可以帮助身体和大脑更好地耐受高海拔登山的劳累和生理压力。但没有人能幸免于缺氧的影响。高山病的第一阶段称为急性高山病，可引起头痛、失眠、头晕、疲劳、恶心和呕吐。严重程度更高的下一阶段是高海拔脑水肿（即脑肿胀），也称为 HACE，这可能是致命的。两者都源于身体对低氧水平的反应。大脑缺氧会直接损害或破坏脑细胞。此外，大脑和其他部位的毛细血管壁开始在高海拔地区渗漏，这种渗漏的液体会导致危险的肿胀，将大脑向外压向坚硬的头骨。有时视神经肿胀得非常厉害，以至于它们凸入眼球后部，降低视力并引起视网膜出血。与此同时，由于脱水而浓缩且由于红细胞数量增加而增稠的血液更容易凝结，这种凝结以及变薄的毛细血管出血增加了中风的几率。患有 HACE 的登山者可能会出现失忆症、意识模糊、妄想、情绪障碍、性格改变和意识丧失。长期以来，已知这种急性高山病会引起脑损伤。但关于法耶德研究令人清醒的事情之一是，没有一位珠穆朗玛峰登山者经历过高海拔脑水肿，唯一的急性高山病病例是探险队的业余登山者患上的轻微病例。然而，即使是所有专业登山者也表现出持久的脑损伤——据推测是在之前攀登高山时遭受的，因为他们的 MRI 扫描在攀登珠穆朗玛峰之前就已经不正常，之后也没有改变。多高才算太高——会好转吗？ 当然，珠穆朗玛峰是极端的。那么，攀登较低海拔的山峰呢？法耶德及其同事还研究了一支由 8 人组成的团队，他们试图攀登阿空加瓜山，安第斯山脉的一座 6926 米的山峰。两名登山者登顶，五名攀升至 6000-6400 米，一名到达 5500 米。然而，三名成员经历了急性高山病，两名成员表现出脑水肿症状——可能是因为他们从较低海拔攀登的速度比珠穆朗玛峰登山者更快。所有八名阿空加瓜山登山者在 MRI 上都显示出皮质萎缩。七人显示出扩大的 Virchow-Robin 间隙，四人显示出许多皮质下病变。有些人不需要脑部扫描就能知道他们的大脑已经受伤。其中一名登山者患有失语症（言语障碍），他在 6 个月后康复。两人抱怨返回后出现短暂性记忆丧失，另有三人与迟缓性精神运动症（精神功能迟缓）作斗争。身体具有非凡的恢复能力——大脑能从这些登山创伤中恢复吗？为了回答这个重要问题，研究人员在探险三年后，在没有其他高海拔攀登干预的情况下，再次检查了相同的登山者。在所有情况下，脑损伤在第二次脑部扫描中仍然很明显。尽管如此，阿空加瓜山是世界上最高的山峰之一——排名前 100 名。勃朗峰位于阿尔卑斯山，则不那么极端。勃朗峰顶峰海拔 4810 米，每年有数千名登山者攀登，他们可能不希望自己的“第二喜欢的器官”受到伤害，用伍迪·艾伦的命名法来形容大脑。然而，研究人员发现，在到达勃朗峰顶峰的七名登山者中，有两人返回时 VR 间隙扩大。因为什么？ 该研究表明，慢性暴露于高海拔环境并非体验不可逆转的脑损伤所必需的。事实上，业余爱好者似乎面临更大的风险，因为他们更有可能患上急性高山病或高海拔脑水肿。与此同时，成为一名适应良好环境的专业人士所需的经验似乎也会带来自身损失；然而，与业余爱好者相比，这项研究中的专业登山者总体上遭受了更大的皮质萎缩，这表明累积性损失不断增加。登山运动越来越受欢迎，这是有充分理由的。它可以提供一生难忘的体验；与大自然和朋友的交流滋养灵魂；超越日常界限的强烈而持久的回报；以及培养勇气、毅力和坚韧的冒险和挑战。它还会带您进入无与伦比的山区荒野——尽管由于变暖、污染的大气层的转变压力，这种情况正在消失，这种大气层正在融化高山积雪，并且由于散落在通往偏远山峰的小路上的令人厌恶的垃圾和人类排泄物。可悲的是，许多人迫切地感觉到，存在于乔治·马洛里简洁的登山理由“因为山就在那里！”中的独特“它”可能很快就会消失。每年大约有 5000 名登山者攀登喜马拉雅山脉的山峰，还有数千人攀登阿尔卑斯山脉和安第斯山脉的高峰。许多人花费巨资组织探险队，或支付巨额费用请人引导他们登顶。法耶德及其同事进行的这项引人入胜但令人清醒的研究清楚地表明，这些登山者为这项特权付出的代价不仅仅是辛辛苦苦赚来的现金。他们正在用脑组织付出代价。 R. 道格拉斯·菲尔兹（此处展示的是攀登优胜美地国家公园 酋长岩 的“鼻子”）是《大众科学》和《大众科学·心理》的撰稿人，并且是国家儿童健康与人类发育研究所神经系统发育和可塑性部门的主任，他在那里研究神经发育以及神经元和神经胶质细胞之间的相互作用。 -- 大卫·多布斯于 2007 年 11 月 30 日上午 11:43 编辑 -- 大卫·多布斯于 2007 年 11 月 30 日上午 11:43 编辑