长期以来，空气污染对于肺和心血管的伤害已经广为人知。现在科学家注意到了空气污染对于大脑和神经的毒性。
西雅图华盛顿大学神经毒理学家卢西奥·科斯塔正在调查被污染的空气（比如花园工具尾气）对大脑的伤害。 在他的实验大楼旁边有一台5500瓦的柴油发电机，装在一个金属盒子里。 通过管道将柴油尾气（与汽车和重型设备中柴油发动机排放的物质相同）输送到一个封闭设施中。装着实验老鼠的塑料笼子被高高堆放在其中。 科斯达解释说，管道通过笼子过滤柴油尾气，以模拟你在交通堵塞或生活在繁忙道路附近可能呼吸的受污染空气。
科斯塔在研究汞、杀虫剂和阻燃剂的大部分职业生涯中，很清楚环境中的许多毒素会伤害大脑。 但直到最近几年，他才意识到对于大脑健康，另一个有可能的凶手是空气污染。 越来越多的关于这个主题的文献启发他开始在这个柴油实验室进行研究。 科斯塔说:“很长一段时间以来，我认为空气污染主要影响的是肺部和心血管系统，而不是大脑。” “ 现在，越来越多的证据似乎将各种神经系统问题与污染空气联系在一起。 最近令人不安的发现包括生活在墨西哥城的儿童大脑中发现的阿尔茨海默氏症和美国污染严重地区老年女性患痴呆症的风险几乎增加了一倍的事实。“
尽管COVID-19传染病已经减少了化石燃料的使用，但由于城市拥堵加剧和气候驱动的野火增多，大多数国家面临着一种持续的空气污染。 室内空气污染也进一步困扰着世界上许多最贫穷的社区。 例如大约30亿人在室内做饭，他们在明火或由木材、生物质、煤油或煤炭燃烧的炉子上做饭。
，世界卫生组织将空气污染列为全球第二大非传染性疾病风险因素。 在全球范围内，超过90%的人呼吸的空气无法达到世卫组织的标准。 美国乔治亚州的一项研究发现，为减少柴油排放而改造校车的地区报告显示，学生的英语考试成绩显著增加，数学水平也有所改善。
空气污染是悬浮气体、固体和液体颗粒的混合物。 虽然这种混合物含有许多危险成分，如臭氧、二氧化硫和一氧化碳，但最令人担忧的成分是PM。 PM2.5，也被称为细颗粒物，通常来自烟雾、灰尘和汽车尾气。 因为PM2.5非常小（比人类平均毛发的宽度小30倍）可以在空气中停留很长一段时间，渗透建筑，渗透人体。 超细粒子的直径小于0.1微米，可能比PM2.5更严重。 然而，这些粒子的微小质量使它们难以监测。 他们仍然不受环保局的监管。 精细和超细的颗粒物往往会绕过人体进化的过滤机制。
“空气污染对健康的影响都与颗粒大小有关，”Cory-Slechta说。 研究表明，这些微小的颗粒甚至可以通过嗅觉神经直接带到大脑，从而绕过血脑屏障。 在它们的表面，这些颗粒携带污染物，从二恶英和其他化合物到铁和铅等金属。 加州大学欧文分校(University of California,Irvine)的分子神经病理学家北泽正西(Masashi Kitazawa)说，“PM只是作为一种载体。” “可能是一些化学物质进入大脑，以不同的方式造成伤害。”
Cory-Slechta的研究主要集中在铅和汞上，汞是空气污染丰富的神经有毒金属。 “超细粒子就像特洛伊木马，”她说。 “几乎所有人类已知的金属都在这些上面。 接触到大脑的金属粒子会直接损害神经元。 这些粒子本身和它们有毒的"搭便车者"也会通过破坏大脑中免疫细胞微胶质的激活而引起广泛的伤害。 小胶质细胞可能会把入侵者误认为病原体，释放出化学物质试图杀死它们。 这些化学物质会积聚并引发炎症。 大脑中的慢性炎症与神经退化有关。
研究表明，小颗粒可以穿过肺泡的质膜(肺泡中的小气囊)被毛细血管吸收。 然后这些颗粒在血液中分布在身体周围。 虽然其中一些粒子最终可能会突破血脑屏障，但污染物不需要进入大脑就会造成麻烦。 免疫系统也会对肺部或血液中的颗粒做出反应，从而引发广泛的炎症。
