噪音是常見的環境汙染之一,對機體的各個系統都會引起損害,包括特異性聽覺系統損傷和非特異性聽覺以外的損害。通常噪音損傷程度與噪音的強度大小、噪音暴露時間與暴露方式等因素有關。雖然低強度的噪音在一般情況下不會對健康造成影響,然而高強度噪音可引起頭痛、頭暈、記憶力減退,還可引起發育期體格異常、情緒與行為異常、睡眠障礙、聽力減退等問題。
1、噪音
1.1 噪音的定義
從物理性質講,噪音是發生體做無規則振動時發出的聲音。如街道上交通車輛的發動機、喇叭的聲音;大型機械化工廠、施工的工地上各種機器裝置發出的響聲;鞭炮聲、腳步聲等。從人的生理和心理上來講,凡是妨礙人們正常休息、學習和工作的聲音,以及對人們要聽的聲音產生干擾的的聲音,從這個意義上來說,噪音的來源很多,街道上的汽車聲、安靜的圖書館裡的說話聲、建築工地的機器聲、以及鄰居電視機過大的聲音,都是噪音。噪音是我們並不需要的聲音,噪音以強度,頻率,週期,持續時間等幾項物理引數表示,其強度用分貝(dB) 表示。
1.2 噪音的分級:
0 -2 0 db很靜、幾乎感覺不到;2 0 -4 0 db安靜、猶如輕聲絮語;4 0 -6 0 db一般,普通室內談話;6 0 -7 0 db吵鬧、有損神經;7 0 -9 0 db很吵、神經細胞受到破壞;9 0 -1 0 0 db 吵鬧加劇、聽力受損;1 0 0 -1 2 0 db難以忍受、呆一分鐘即暫時致聾;120db以上:極度聾或全聾。2009年世界衛生組織(WHO)對夜晚外部環境聲音的分貝對人體產生的影響統計如下:小於30db對人體不會產生明確的影響;30-40db時,對一部分敏感的人群會在睡眠的初始階段產生影響;40-55db時產生影響的人群會增加,敏感的人群會產生嚴重的影響;大於55db很容易對人們產生不良的影響,而且很高比例的人們會因此而憤怒。
2、環境噪音影響生長髮育與行為
2.1 噪音影響生長髮育
噪音在生長髮育中的影響主要是對聽覺系統的損傷。國外學者研究顯示,孕期處於聲強100db及以上噪音環境工作的紡織女工子女中有1/2的人高頻段聽力損失達20~55db[4]。另一項研究調查了母親孕期接觸噪音強度在85~95db的131名母親,結果顯示這些兒童的高頻段(4000Hz處)聽力下降10db以上的人數佔24.1%。這些研究表明,噪音對胎兒發育時期的聽覺系統有直接的作用。胎兒內耳的耳蝸從孕婦妊娠第20周起開始生長髮育,一直持續到嬰兒出生後30多天時間時仍在繼續進行。由於胎兒的內耳耳蝸正處於生長髮育階段,因此極易遭受高強度噪音的損害。
有學者對機場噪音對胎兒發育的影響進行了研究。日本學者的研究顯示,在大阪機場周圍地區,早產兒的出生率增高,噪音汙染區的足月新生兒體重多在2000g以下(正常足月新生兒體重為2500g以上),相當於早產兒體重,說明強烈噪音很可能影響了胎兒的正常的身體發育。
美國學者則對萬餘名嬰兒作了研究,結果證實,機場附近地區和正常環境相比,出生的嬰兒畸形率從0.8%增到1.2%,主要包括脊椎畸形、腹部畸形和腦畸形,表明強烈噪音可能直接影響於胎兒的遺傳基因的表達和調控,引起突變致畸。還有研究發現,在噪音環境中孕育娩出的嬰兒,機體抵抗力偏弱,3歲之前的每年平均患病次數,比普通環境出生的嬰兒多2~4次。
關於噪音對動物生長髮育的研究不是很多。噪音干擾可使動物食慾下降、大便性狀異常,說明噪音作為一種有害的物理刺激,影響到了小鼠的生長和發育,其消化系統和神經系統等的功能也已經受到影響。另外,噪音能導致唾液和胃液分泌減少、消化液酸度降低、胃腸蠕動頻率和幅度下降、消化過程減慢,從而影響到了動物的生長髮育。
2.2噪音影響學習記憶及機制
關於噪音的研究主要集中於其對神經系統的影響和機制,尤其是對學習和記憶的干擾作用。學習和記憶是高等動物和人類最具特色的生理特徵之一,它屬於高階神經活動或腦的高階功能。心理學研究認為,學習是人獲得新的行為模式或經驗的過程,主要通過神經系統結合外界環境的變化而獲得。記憶則是在環境條件基本不變的情況下,將獲得的行為或經驗貯存,加固的過程。學習和記憶總是緊密聯絡在一起的,學習過程需要記憶,否則就不能通過學習影響人們的行為。近年研究顯示,噪音暴露能抑制人和動物的學習、記憶功能,其過程和多種神經遞質有關。
如去甲腎上腺素(NE)神經元興奮性增高可改善學習記憶,其興奮性降低可減弱學習記憶功能。5-羥色胺(5-HT)在學習記憶過程中以興奮作用為主,可觸發學習記憶能力的易化。多巴胺(DA)則可通過調節精神活動、情緒、識別、思維和推理過程間接影響記憶能力。
國內學者曾對懷孕期間經常接觸強烈噪音(95分貝)的女工所生子女進行測試,並與其它條件相似的小兒作比較,結果發現經常接觸噪音環境的孕婦所產小兒的智商比後者低,且部分胎兒性格發育不正常,出生後性格乖僻,煩躁好哭。推測其原因可能是孕婦長期置身於強烈噪音環境中,容易引起子宮收縮,影響胎兒的血液供應,進而對胎兒神經系統的發育造成影響。
有研究表明,通過對機場附近兒童的調查,發現長期的航空器噪音暴露與兒童的閱讀能力損害、長時記憶能力下降和厭煩情緒的出現有關;Lercher等通過對大量8-11歲的小學生的調查發現,鐵路、公路、高速路等產生的環境噪音可以引起兒童精神衛生指數下降以及課堂表現不佳,且在早產兒和低體重兒中此種相關性表現更為明顯。有項關於不斷改變的中心頻率寬頻脈衝噪音可以明顯減弱受試物件的短時記憶能力的研究。Tsaneva的研究表明,掩蔽噪音對機體的效應主要表現為對記憶相關性心理生理學任務完成的影響。
最近,有研究提示,噪音對神經系統學習記憶的影響可能與催產素相關。研究表明噪音可以使婦女血漿中催產素的水平增高。催產素由室旁核和正中隆起外部區域的神經分泌細胞分泌到垂體門靜脈迴圈中而發揮作用,已經證實催產素可以削弱神經系統對記憶的整合及再現功能,因此,孕婦血漿中催產素的水平增高可能通過迴圈進入胎兒進而影響其神經系統功能。
關於噪音對動物學習和記憶影響的研究也有很多。Ravindran 等研究發現,大鼠暴露於白噪音後,大腦中樞神經遞質包括NE、腎上腺素、DA、5-HT等的水平都受到影響。Kim等研究發現噪音暴露可使孕期大鼠後代丘腦的背側核和腦幹的中縫核內5-羥色胺合成酶和色氨酸羥化酶表達升高。Mcdonald等研究發現5-HT2A受體參與了慢性應激效應的調節,採用5-HT2A受體拮抗劑可以拮抗噪音對認知功能的不利效應。Nishio等的研究表明,噪音(800Hz、77dB)和強迫游泳聯合應激妊娠期大鼠,可以引起新生雄性後代的情緒行為和學習能力的改變。Prior則認為噪音是先通過影響記憶的形成和重塑而後影響學習能力的。
除了神經遞質,噪音對學習和記憶的影響與神經元電活動密切相關。有研究報道,105分貝白噪音重複暴露對大鼠海馬cA3區神經元電活動的抑制作用顯著,並可以使突觸超微結構出現小泡不集中於突觸前膜和線粒體空泡化增多等不利於突觸功能的變化;歐陽偉等的研究表明噪音可以降低海馬去神經元的活性,減少一氧化氮合成酶(Nos)的合成,影響記憶的獲得與保持,延遲短時記憶向長時記憶的轉化。另外噪音還可阻抑大鼠海馬CA3區突觸效應習得性長時程增強。
綜合相關研究,噪音干擾導致學習能力下降,機制可能為以下兩種:第一,噪音暴露導致的暫時性腦缺血、缺氧變化抑制了動物神經細胞的正常活動,從而可能使短期記憶向長期記憶的轉化過程受阻,因此表現為學習能力的減退。第二,有學者發現,噪音影響學習記憶與動物大腦部分的海馬有關,眾所周知,海馬在學習記憶中有重要的作用,而噪音主要是抑制了海馬CA3區神經元的電活動。
3、應對不良噪音環境的策略
噪音的個體防護在傳統上以聽覺系統損傷的防護為主。其中佩戴護耳器是個體噪音防護既經濟又有效的措施。護耳器按其工作原理可分為主動型和被動型兩大類;按結構形式可分為耳塞、耳罩、頭盔和通訊耳機四大類,其中耳塞最為常用和方便,一般耳塞在250-8000 Hz頻率範圍的平均隔聲值為20-25分貝。進入噪音環境後的預防治療措施主要包括以下方式:
(1)改善微迴圈藥物,如卡波金、皮質類固醇、三磷酸腺苷、硝普鈉(SNP)、低分子右旋糖酐、銀杏葉製劑、川芎、丹蔘和葛根素等藥物;
(2)促進神經營養代謝藥物,包括神經營養因子、維生素B1、維生素B12等;
(3)清除氧自由基藥物,包括抗氧化劑SOD、維生素C、維生素E、R- PIA等;
(4)其他,例如一氧化氮合酶抑制劑、Glu受體拮抗劑(D-AP-5,MK-801)和脂質過氧化物抑制劑U74389F等。
最近一些研究表明採取一定的措施可以降低噪音對神經系統學習記憶功能的不利作用。顧正餘等發現,同時暴露於93分貝穩態白噪音和吸入(8-10)x106個/cm3空氣負離子的小鼠短時記憶與長時記憶減退不明顯,而未吸人空氣負離子的小鼠,短時性與長時性記憶均明顯減退。說明空氣負離子對噪音作用引起的神經系統學習記憶功能降低有一定的保護作用。
另外,安定類藥物可以阻斷網狀上行激動系統通路,從而避免了噪音作用於大腦皮層的廣泛區域引起的中樞神經系統效應,使噪音只能通過特異投射系統。劉岌虹等的研究結果也提示,鈣拮抗劑對噪音刺激誘發的心理應激有防護作用。另外,王斌[31]等採用抗自由基藥物預防次聲作用引起學習記憶能力下降,證明有一定效果,但尚需進一步研究。
小結:噪音對神經心理和生長髮育的影響一直備受關注,特別是噪音對學習和記憶功能的影響,造成了接觸人群工作和學習效率、健康水平及生活質量的下降。然而,此效應具體的神經生理學機制還不甚清晰,尤其是其對兒童生長髮育的影響需進一步研究,以便建立一套完整的能改善人群總體的健康和工效水平的綜合性防護措施。
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