瑞典地理学家奥托Nordenskjöld不喜欢南极的冬天。当然,它们又冷又暗,但更重要的是,它们单调乏味。他们很孤独。

当然,风景很美。Nordenskjöld遇到了“不寻常的有趣的”冰雪,有时甚至是“壮丽的宏伟的”,他和他的探险伙伴在1905年的书中写道,南极洲,或在南极冰中生活两年.但是风景有点相似——都差不多。除了空旷的白茫茫一片,点缀着零星的蓝色和浑浊的棕色之外,什么也看不见。他写道:“从长远来看,它对我们产生了一种令人疲惫和沮丧的影响。”工作人员试图用令人振奋的纸牌游戏,或“尽可能热情和彻底地”庆祝生日,来打发沉闷。然而,“尽管如此,一个人总是感到孤独,”他继续说,他“渴望来自外部世界的消息,并与他人见面。”写在新英格兰医学杂志近115年后,研究人员量化了Nordenskjöld在南极洲最寒冷、最黑暗的几个月里所经历的“隐士生活”的一些影响。作者发现,南极洲臭名昭著的不适宜居住的环境似乎使人类大脑缩小。

第一作者亚历山大·斯坦是宾夕法尼亚大学的医学助理教授,他与来自Charité-Universitätsmedizin Berlin、阿尔弗雷德·魏格纳研究所、柏林马克斯·普朗克人类发展研究所的合作者一起,对9个人的大脑进行了更多的研究,这些人在孤立的Ekström冰架上的诺伊梅尔III站呆了14个月,Ekström冰架的面积相当于波多黎各,位于西非正南约5000英里。这个看起来很有未来感的车站由德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所运营它由16条腿支撑着,看起来像一个星球大战船。窗外的景色只有无尽的冰雪——一条平坦的白色毯子,向四面八方展开。

这个车站与世隔绝。
这个车站与世隔绝。blickwinkel/Alamy股票图片

斯坦主要研究极端环境(如太空)对人体的影响,他认为南极洲是一个有趣的类比,可以研究单调的环境和有限的社会互动可能会如何影响大脑。

在论文中,机组人员和任务都没有透露姓名,但斯坦说,该团队由两名工程师、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、一名厨师和一名医生组成。除非他们遇到了困难——没有人希望在那里遇到困难——他们的日常任务是相当一致的。“基本上每天都是一样的事情,”斯坦说。日子、星期、月都混在一起了。

在探险队出发之前,斯坦的团队将他们放入核磁共振成像仪中,观察灰质体积和海马体中被称为齿状回的区域。众所周知,齿状回对形成记忆和生成新神经元至关重要。一名机组成员无法接受核磁共振成像,但斯坦的团队还测量了一种名为脑源性神经营养因子(BDNF)的蛋白质,这种蛋白质是形成新神经元的关键。为了进行比较,他们还扫描了9个不会去地球尽头的对照组的大脑。

在诺伊梅尔三号,企鹅是最近的邻居。
在诺伊梅尔三号,企鹅是最近的邻居。汉斯-克里斯蒂安·韦斯特/德新社图片联盟档案/阿拉米库存照片

就像许多在极端环境下工作的人在美国,纽梅尔III的研究人员生活在一个小世界里。整个设施——包括机械区、生活区、实验室、娱乐空间、储藏室等——占地约2万平方英尺,比当地连锁药店的面积略大。没有别的地方可去;外面飘着雪花,气温极低(最低可达零下58华氏度在这个车站附近),而且,在一年的大部分时间里,漆黑的夜幕中.确切地说,这和在太空中不太一样,但绝对是极端的。

就像宇航员一样,南极洲的工作人员必须在有限的空间和一成不变的生活环境中穿行,室友是他们无从选择的。斯坦说:“最大的问题是,这是一个很小的群体。“在某种程度上,他们彼此无话不谈。”

一些应对策略也与太空中相同。就像国际空间站的工作人员一样,他们会休息照料植物多看电视在美国,驻扎在南极洲的研究人员有自己的放松或发泄的方法。澳大利亚南极司建议大量的书籍,网络,饮料,或者玩斯诺克或飞镖。在阿蒙森-斯科特南极站,一些人脱到只穿内衣(或者什么都不穿)从地理上的南极冲刺到桑拿房——传统这被称为根据它们所经历的温差,分为“200梅花”或“300梅花”。有些中心,比如国家科学基金会罗斯岛的麦克默多站斯坦说,这些城市非常大,设施非常齐全,“它更像一个小城镇。”戴维斯站有图书馆吗排球、羽毛球、板球、足球和高尔夫球,附近的雪有时会有雪板或滑雪板留下的痕迹。在凯西站,选项包括室内攀岩墙和照片暗室。neumeayer III是在较小的一侧,但它包含一个台球桌和电视,外加一个小健身房。“但它不像一个好的健身房,”斯坦说。“它更像是在地下室,而且没有窗户。与去普通健身房相比,这算不上是感官刺激。”

像麦克默多站这样的大型研究中心更像小城镇。
像麦克默多站这样的大型研究中心更像小城镇。Mike Lucibella/南极图片库

斯坦的团队在任务期间和任务结束后收集了BDNF的测量数据,并在14个月的南极任务结束后将宇航员送回核磁共振成型机中。探险者海马的齿状回部分萎缩了大约4%到10%。BDNF的浓度甚至在探险队进行到四分之一的时候就下降了,甚至在队员们回家后一个半月,浓度仍在下降。这些减少与在注意力和空间处理测试中的较差表现有关。斯坦的团队认为,他们看到的是隔离和有限刺激对神经系统的影响。

“大脑有点像肌肉——如果你一直把它暴露在同样的刺激下,它就不会适应,”斯坦说。斯坦认为,驻扎在南极洲的人会从他们能做的任何改变中受益,因为练习一项新技能会加速海马体和相关区域的活动。学习一门新的语言或尝试攀岩——这需要脑力和体力的敏捷——都可能有帮助,斯坦说。拿起一件乐器也会有帮助(尽管其他船员可能会讨厌它)。斯坦的团队承认,他们的样本量很小,还需要更多的研究——但如果他们有所发现,也许未来的南极游客会记得做任何事,在这片看似一成不变、凶猛而孤独的风景中保持兴奋。