你学不动的理由,很可能是“热傻了”
终于入秋了。
2023的夏季是一个如此漫长的季节。
我们先是亲历了京津冀23·7流域性特大洪水,又遥望了夏威夷山火。美国宇航局9月14日证实,今年夏天是至少自1880年全球气温记录开始保存以来最热的一个夏天。这是全球变暖导致的结果。厄尔尼诺效应反复增强。
今年6月、7月和8月的气温比以往所有的夏天都要高0.23摄氏度。今年7月是全球有记录以来最热的7月,比过往的记录热0.24摄氏度。8月也是全球有记录以来最热的8月,比除2023年7月以外的其他月份都要热,比夏季平均温度高1.2摄氏度。NASA的科学家还预测,明年将会更热。
其实,在8月8日立秋之后国内大部分地区暑热仍未消。甚至直到国庆长假,身处华南的伙伴们竟还能感受到台风来临前闷热潮湿的难捱。我们似乎很难专注地做事、高效地反应、积极平和地生活、在户外愉快地亲近自然......对于学生和更多年轻人,我们更为焦虑的是,高温如何影响我们的学习能力和发展?
01
『“热傻了”,是真实存在的』
人体的应激调节系统能帮助我们迅速应对剧变的环境。人体在面对高温时,遵循两种调节原理:生理调节和行为调节。
生理调节是指由人体内部的生理机制来维持体内温度稳定。行为调节,就是在体外采取应对高温的措施。
人的体温调节中枢是下丘脑,具有产热和散热的功能,它帮助我们维持体温的相对稳定。
当环境温度变化或自身活动引起体温改变时,身体会受到刺激,给下丘脑发送反馈信息;下丘脑接收到信息,通过神经冲动或垂体激素调节身体状态,改变骨骼肌、汗腺、皮肤血管等器官的活动,从而维持体温的相对稳定(李媛,2018)。这构成了人的热平衡系统,帮助我们适应变温的环境。
人体的体温调控机制(61)
但在高温热浪天气中,环境温度超过了人体热平衡系统的调节范围,就会使人们产生中暑(heat illness)、热射病(heat stroke)、热衰竭(heat exhaustion)、热痉挛(heat cramp)等多种疾病,并导致基础疾病加重,严重的甚至导致死亡。
比如,如果身体水分得不到充分补充,过量汗液会导致脱水,从而减少血液量,最终将可能加重心血管疾病,更严重的还伴有急性肾损伤和肾衰竭。
热适应,即人体在温度变化下维持安全舒适的过程,通过在体内分配血液,和产生汗液来传递热量,可以有效限制体温的升高,保护我们的器官。在人体所有的器官中,心血管在高温中承担了主要压力。
若人体核心温度达到39-40℃,加上缺血以及热适应过程中氧化应激反应的增加,细胞、组织、器官就会受到损伤( Custer RP,1946)。哪怕在身体冷却到正常体温后,危险也没有消除,人体内的认知器官功能障碍甚至会在受伤后持续数年( Wallace RF,Kriebel D,Punnett L, et al. 2007)。
高温造成的器官损伤如何影响人的认知能力呢?
学习、记忆和认知行为是大脑的重要功能。海马作为大脑边缘系统的一部分,是掌管学习、记忆、认知的重要脑区。研究显示,热应激会损害海马神经元的可塑性,从而破坏学习记忆和认知行为(Gaoua N, et al. 2012)。高温对海马的影响包括海马神经元过度兴奋、海马神经炎症反应、诱导细胞兴奋性中毒损伤、神经凋亡等,最终造成脑损伤(Tabassum R,Jeong NY. 2019)。
研究显示,学生在更热的时候考试成绩更差。这项研究追踪了2001年至2014年间参加PSAT考试(一项用于确定大学奖学金学生的标准化考试)的1000万名中学生。研究发现,“长期暴露在高温下会降低教学效率,如果没有学校的空调,一学年的温度每升高1度,那一年的学习成绩就会下降1%。”其他研究表明,认知功能在过热时下降,导致在评估中反应时间变慢。在课堂上,炎热也会导致学生难以集中注意力、缺乏学习动力。
高温也通过负面情绪体验来降低人们的学习意愿、能力和效果。
人体在高温下极易产生压力和疲惫感,降低生理上的舒适愉悦,进而降低积极情绪体验,还伴随有睡眠障碍,给包括学习认知在内的多种日常活动带来困扰。
2018年,美国斯坦福大学研究人员发现,月平均气温越高,社交网站上使用压抑词汇的频率就越高。同时,暴露于高温环境也会增加人际冲突与攻击行为,降低生活满意度。专家称这可以导导致校园霸凌的比例上升。美国一项基于2008—2013年间190万人的追踪调查显示,与平均温度(10℃—16℃)相比,高于21℃会降低积极情绪和幸福感,增加压力、愤怒、焦虑等情绪,使人体验到疲劳感和无力感。
对气候危机本身的感受,正在成为精神压力的来源。英国救助儿童会去年的研究发现,70%的英国儿童对他们将要面对的未来感到担忧,56%的儿童认为气候变化和不平等正在导致全球儿童心理健康状况恶化。
除了抑制积极情绪体验,极端高温使本就受到情感障碍困扰的人们雪上加霜。
首先,短期暴露在高温环境下可能会诱发抑郁症状。澳大利亚的研究发现,与舒适温度(23℃)相比,气温每升高1摄氏度可以预测心理压力增高0.2%。
其次,持续高温会导致情感障碍发病率与就诊人数增加。以济南市的热浪为例——热浪是持续高温的一种重要表现形式。在对济南市四次热浪的研究中,心理疾病的日就诊人次在热浪期间显著上升。
最后,长期暴露于高温环境是诱发重度抑郁的危险因素(Nai-Tzu,2013)。长期居住在平均气温高于23℃的地区,重度抑郁的出现风险增大。气温每升高1摄氏度,重度抑郁症的患病率将增加7%。但是气温与重度抑郁症的发展之间存在非线性的关系,目前尚未发现明显机制。
02
『热到学不下,该怎么办?』
学校可以配备通风和空调系统。我国多个省市的高考考点已经陆续配备空调设施。在经费、行政和施工条件受限的情况下,增加树木和植被,也能够帮助降低外部空间的温度,提供遮荫,同时附赠改善空气质量等效果。
教育单位还可以选择调整教学时间和场所。
NPR一篇报道称,费城今年费城学区选择在劳动节(九月的第一个周一)之后开学。这与往年不同。目的是减少“减少极端温度影响他们教学的可能性”。学校还可以把体育活动安排在一天中较凉爽的时段。我国自2003年起,把高考日期从7月调整到6月7、8日,也是考虑到6月相比7月平均气温低,昼夜温差小,极端天气事件发生频率较低。
更重要的是,提高学生对高温及相关风险的防范意识,训练自我保护的技能。
与热有关的疾病包括肌肉痉挛、中暑——可能伴随着恶心、呕吐、疲劳和发烧——以及中暑,在极端情况下,中暑会导致癫痫发作甚至死亡。高温还会加剧慢性疾病的恶化。
相比成年人,儿童在高温面前是更脆弱的,他们需要更多时间排汗以适应高温,幼儿尤其容易脱水。在高温天气下,儿童患哮喘、过敏、心血管疾病和呼吸系统疾病的风险更高。
而且,成年人与儿童对温度的感受是不同的。家长及其他看护人有可能难以及时识别在儿童身上出现的与热有关的疾病症状。儿童很可能忽略自身不适,或者不知道怎么描述,像成人一样及时说出来。因此,提高孩子对极端高温天气的认知,有助于预防风险-比如要多喝水、不要在炎热的午后去室外玩耍,在察觉健康风险时能及时自救和求助。
最后,可以将气候变化内容纳入课程,从切身感受出发去了解气候变化的趋势。
毕竟,这一代人已经躲不开参与适应与减缓气候变化的使命。哥伦比亚大学儿童环境健康中心的创始人弗雷德里卡·佩雷拉(Frederica Perera)在《儿童健康与气候变化的危险》一书中称,如果再不采取行动,2020年出生的儿童一生中平均经历的极端热浪将是1960年出生的人的2至7倍。
(图片均源自网络)
参考文献:
[1]Christogianni, A., Bibb, R., Davis, S. L., Jay, O., Barnett, M., Evangelou, N., & Filingeri, D. (2018). Temperature sensitivity in multiple sclerosis: An overview of its impact on sensory and cognitive symptoms. Temperature (Austin, Tex.), 5(3), 208–223. https://doi.org/10.1080/23328940.2018.1475831.
[2]Custer RP. Heat Stroke; a Clinico-pathologic Study of 125 Fatal Cases.[J]. Mil Surg, 1946.
[3]Gaoua N, Grantham J, Racinais S, et al. Sensory displeasure reduces complex cognitive performance in the heat[J]. Journal of Environmental Psychology,2012,32(2).
[4]Goodman, Joshua, Michael Hurwitz, Jisung Park, and Jonathan Smith. "Heat and Learning." HKS Faculty Research Working Paper Series RWP18-014, May 2018.
[5]刘津秀,环境高温影响脑认知功能研究进展,中国医学人文,2021
[6]李媛. 基于单通道热流原理的人体核心温度无创监测技术的研究[D]. 浙江大学, 2018.
[7] Nori-Sarma A, Sun S, Sun Y, et al. Association Between Ambient Heat and Risk of Emergency Department Visits for Mental Health Among US Adults, 2010 to 2019. JAMA Psychiatry. 2022;79(4):341–349. doi:10.1001/jamapsychiatry.2021.4369
[8]Wallace RF,Kriebel D,Punnett L, et al. Prior Heat Illness Hospitalization and Risk of Early Death[J]. Environmental Research, 2007, 104(2): 290-295.
[9]Wang X, Wang H, Li H. Inhibition of iNOS ameliorates traumatic stress-induced deficits in synaptic plasticity and memory[J]. Psychiatry Res,2018,268:413-418.
[10]张筱晗.(2023).高温热浪下户外活动人体热反应实验研究(硕士学位论文,华侨大学).https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=XvFfKg0MvvUIKS3GqDl_YeRE1uVE-ZpJBTp0Q4jajBIJu1APbWr75d6saJf_ozgmHNVGNX71lhcvM56fvQOvCKWoginCPVosLmxR0ZTywFMSh4ZOjKoX7-Rvh-4eCJZ_JVbU89eCt30=&uniplatform=NZKPT&language=CHS
『支持方』
工作团队
作者 李继娜 袁漪琳
编辑 袁漪琳
图片 俎兴照
排版 喻陶