长期生活在高海拔地区对人的认知功能有什么影响？这个问题不仅对那些生活在高原地区的居民至关重要，也对那些计划前往高原地区旅行或工作的人们具有重要意义。2024年4月，北京大学心理与认知科学院苏彦捷课题组在神经科学领域专业期刊《Neuroscience and Biobehavioral Reviews》（中科院1区Top； IF = 7.6）发表题为“The effects of long-term high-altitude exposure on cognition: A meta-analysis”的学术论文。该研究探讨了长期暴露与高海拔环境下，个体认知功能的选择性适应问题。
全球范围内大约有5亿人生活在海拔超过1500米的高原地区。长期生活在高原地区会经受低氧、低气温和少降雨等生态压力，其中低氧会威胁人类的生存，需要生理上的习服和适应。无论是在世居高原的居民（例如：藏族人、夏尔巴人、安第斯人和埃塞俄比亚人），还是在长期移居高原的人群中，都表现出了对低氧压力的生理适应。但大脑的认知功能是否也能够适应高原低氧暴露仍不清楚。此外，大脑作为神经生理调控的中枢，探究对大脑功能如何适应低氧环境尤为重要。
本研究对49项研究（6,191人）进行了叁水平元分析（图1）。纳入的研究中，暴露时长范围为30天-37.5年，海拔高度范围为1650米-8848米。认知任务类型涵盖了以下八类：感知觉过程、心理运动、长时记忆、工作记忆、抑制控制、问题解决问题、言语能力和其他。此外，本研究还将个体的适应水平、人口统计学变量等调节因素纳入分析，以全面评估长期高海拔暴露对认知所产生的影响及其调节效应。结果显示，长时间高海拔对认知表现存在中等程度的负面影响（g = -.40）。心理运动和长时记忆的下降最为明显，工作记忆和言语能力存在中度程度下降，而感知觉过程、抑制控制和问题解决的能力并没有受到影响。此外，居住在海拔大于4,000 m和高海拔移居者能够显著预测认知下降。这提示我们4000米可能是移居者认知功能适应的最高阈限。
图1. 文章筛选流程图
综上，虽然高原低氧环境会给人类带来生存的挑战，对认知功能产生负面影响，但无论移居还是世居群体都会表现出对认知功能的选择性适应。我们认为，大脑在面临资源分配不足的压力时，会优化资源配置，优先保障即刻生存功能，如，感知觉、抑制控制和问题解决能力等，同时在其它需要更高代谢成本的任务上做出妥协，如心理运动能力和长时记忆（图2）。此外，低氧对世代居住在高原地区的人群认知功能的影响并不显着，这提示这种认知资源配置能力具有遗传基础。最后，我们认为，虽然机体能够通过生理适应和优化认知资源分配的方式来平衡低氧所来的压力，但当低氧程度超过一定阈值后，会对人脑认知能力提出更严峻的挑战。
图2. 高原低氧环境下人脑认知功能适应的潜在机制
本研究中国家自然科学基金面上项目(32071075、3237111)资助完成，论文第一作者为苏彦捷实验室博士生苏瑞（西藏大学教育学院讲师），通讯作者为苏彦捷教授，西藏大学教育学院硕士研究生贾淑荣为共同第一作者。西藏大学马海林教授，李昊博士，华南师范大学张得龙教授参与了本文相关工作。
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2024-11-26