为什么二氧化碳和高温叠加可能比单独出现更糟?
一个可能的原因是,这两种因素都会给身体带来压力,而这些压力可能叠加或相互放大。室内二氧化碳浓度高通常意味着通风不良,已有研究将其与办公室环境中工作记忆、心理负荷和视觉专注任务表现下降联系起来[3]。另一方面,高温会造成热应激,并影响认知表现[4]。两者叠加时,生理负担可能超出身体的代偿能力,尤其是在需要持续注意或复杂加工的任务中。
在那项口罩研究中,在较高温度(28°C)下戴外科口罩会导致血氧饱和度下降、鼓膜温度升高,而且算术任务的准确率相比 26°C 显著下降[2]。这提示,口罩造成的重复呼吸(使二氧化碳升高)与高温叠加,可能损害身体维持正常血氧和体温调节的能力,进而影响认知表现。研究作者得出结论:当室外空气供应量不足时,降低环境温度可以减少戴外科口罩对认知表现的负面影响[2]。
什么情况下二氧化碳和温度更像是在各自起作用?
这种相互作用并不总是存在。在同一项口罩研究中,参与者在 28°C 下不戴口罩时,随着生物effluent浓度(二氧化碳)升高,高负荷记忆任务的准确率下降;但在 26°C 下,二氧化碳浓度较高的主要效果是让受试者报告喉咙干燥等非临床症状增加,而不是认知准确率明显下降[2]。这说明温度可能改变二氧化碳主要影响哪些认知领域,甚至决定二氧化碳的影响是否出现。
其他研究则只关注二氧化碳。一项关于短期暴露于室内二氧化碳的系统综述和荟萃分析发现,二氧化碳对认知任务表现有负面影响,尤其是复杂任务,但没有把温度作为调节因素来考察[5]。类似地,一项办公室研究发现,把二氧化碳从 500 ppm 提高到 2500 ppm 会损害工作记忆、心理负荷和视觉专注,但研究没有改变温度[3]。这些发现表明,二氧化碳本身就能损害认知,但它们无法告诉我们温度是否会改变这种关系。
这对真实室内环境意味着什么?
从实际角度看,现有证据提示,在炎热条件下,尤其是通风不良(表现为二氧化碳浓度高)且人们戴口罩时,保持较低温度可能有助于保护认知表现[2]。那项口罩研究明确建议,当室外空气供应量不足时,应降低环境温度[2]。对于教室、办公室以及其他需要戴口罩或通风难以改善的室内环境,这是一条具体且可操作的提示。
不过,这种相互作用可能取决于具体任务和人群。那项口罩研究在气候舱中纳入 16 名男性和 16 名女性久坐受试者,因此结果未必能推广到所有环境或活动水平[2]。发现二氧化碳影响的办公室研究使用了 30 名参与者,且没有改变温度[3]。一项针对炎热气候下女学生的研究考察了温度和二氧化碳的联合影响,但其摘要没有提供详细的交互结果[1]。另一项在 32°C 环境中研究正面热辐射的研究提到了二氧化碳,但没有明确检验交互作用[4]。因此,虽然已有证据显示存在相互作用,但确切条件和影响幅度仍不确定。
本文引用的文献
炎热气候下通风率与室内温度对女性高等教育学生认知表现的联合影响
该研究考察炎热气候下室内温度和二氧化碳水平对女学生认知表现的联合影响,但摘要没有报告具体的交互结果。
在两种不同温度和室外空气供应率下戴外科口罩对认知表现的影响
在气候舱实验中,生物effluent浓度(二氧化碳)和戴外科口罩对认知表现有交互影响;在 28°C 对比 26°C 时,戴口罩者的乘法和加法任务准确率显著更低;不戴口罩时,28°C 下二氧化碳浓度较高会降低高负荷记忆准确率。
综合评估室内二氧化碳浓度对办公环境中人类认知表现和神经反应的影响
在办公室环境中,把室内二氧化碳从 500 ppm 提高到 2500 ppm 会对工作记忆、心理负荷和视觉专注产生不利影响,但研究没有改变温度。
32°C 炎热环境中低活动条件下正面热辐射对身体部位的热效应和认知影响
该研究考察 32°C 炎热环境中的热效应和认知影响,并提到了二氧化碳,但没有明确探讨二氧化碳与温度作用是交互还是独立。
短期暴露于室内二氧化碳与认知任务表现:系统综述和荟萃分析
一项系统综述和荟萃分析发现,短期暴露于高浓度室内二氧化碳会对认知任务表现产生负面影响,尤其是复杂任务,但没有考察温度交互作用。
