网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

江桂斌院士团队:耳机、手机磁场把空气中的磁性颗粒“吸进”大脑!认知功能或损伤

0
分享至

手机、耳机里的磁铁,很多人都没当回事。毕竟它不像电磁辐射那样引发争论,普遍认为静磁场对人体无害。但中国科学院江桂斌院士团队发表的一项最新研究发现,空气中的PM2.5里含有大量磁性纳米颗粒,而耳机和手机发出的静磁场,恰恰能把这类颗粒吸进大脑。在小鼠实验中,这个效应让大脑中的外源性磁性颗粒浓度增加了5倍以上,同时伴随明显的认知功能损伤。研究发表在环境科学领域期刊ACS Nano上。


研究背景与目的

磁性是纳米材料的重要特性。天然、偶然和人工合成的磁性纳米颗粒在自然界和人类活动中普遍存在。作为一种空气污染物,磁铁矿纳米颗粒(MNPs)可以进入人体甚至大脑,造成严重的健康隐患。然而,与其他理化性质(如尺寸、形状或表面化学性质)不同,磁性对纳米颗粒生物分布和毒性的影响尚不明确。


本研究使用6至8周龄的C57BL/6J小鼠,同时暴露于空气中的MNPs和耳机/智能手机内置的磁场(EEM),以探究纳米材料磁性对吸入纳米颗粒体内归趋和神经毒性的影响。研究结果揭示了纳米材料磁性和毒性之间的联系,发现外源纳米颗粒可以作为体内磁场暴露对健康影响的直接介质,并为磁场暴露和空气污染对健康的影响提供了新的见解。

实验设计

研究人员从燃煤飞灰中提取了PM2.5来源的磁性纳米颗粒(主要成分为四氧化三铁),通过气管滴注的方式让小鼠吸入。同时,将模拟耳机的磁铁装置放置在老鼠耳朵两侧,模拟日常使用耳机时的磁场暴露。对照组包括:仅暴露颗粒无磁场、仅暴露磁场无颗粒、暴露去除了磁性成分的PM2.5、以及暴露非磁性氧化铁颗粒(三氧化二铁)。通过检测大脑中的颗粒浓度、行为学测试、海马体转录组测序、血浆金属组学和反应组学等多维度指标,评估磁场与颗粒共暴露的神经效应。


磁场改变颗粒在体内的行为

体外实验发现,耳机中的磁铁可以吸附大量PM2.5颗粒。在模拟血浆环境中,磁场明显改变了磁性纳米颗粒的聚集状态:从分散状态转变为纤维状的链式结构。这意味着,当人戴着耳机时,吸入的磁性颗粒可能会在靠近磁场的区域(如耳部、脑部)发生局部富集。

共暴露导致认知功能受损

在行为学测试中,同时暴露于磁性颗粒和磁场的小鼠,在Morris水迷宫实验中的目标象限进入次数显著减少(p<0.01),平台穿越次数也明显下降,潜伏期延长。这说明空间学习和记忆能力受到了损害。单独暴露于PM2.5或磁性颗粒的小鼠,虽然也出现了一定程度的异常,但程度远不及共暴露组。值得注意的是,去除了磁性成分的PM2.5,其神经毒性明显减轻,表现为海马齿状回区域的神经母细胞数量增加,细胞存活和增殖指标也呈现恢复趋势。这直接说明,PM2.5中的磁性成分是其神经毒性的关键贡献者。


大脑中的磁性颗粒浓度增加了5倍以上

这是整项研究最核心的发现。通过电子顺磁共振定量检测,研究人员发现:同时暴露于磁性颗粒和磁场的小鼠,大脑中外源性磁性颗粒的浓度比单纯暴露颗粒的小鼠高出5倍以上。电镜观察确认,这些颗粒粒径多在100纳米以下,表面具有典型的高温熔融结晶结构,并伴生铝、硅等元素,明确来自外源性PM2.5,而非内源性铁蛋白。而且,大脑中磁性颗粒的积累量与行为学测试指标呈显著负相关(r<-0.6),颗粒越多,认知表现越差。

磁性强弱决定神经毒性大小

为了进一步确认是“磁性”而非颗粒本身在起作用,研究人员对比了四氧化三铁(强磁性)和三氧化二铁(无磁性)两种颗粒。两种颗粒形态和化学成分相似,唯独磁性不同。结果发现:只有磁性颗粒在磁场共暴露下产生了神经毒性,非磁性颗粒则没有。这组对照实验排除了颗粒化学组成本身的干扰,将因果关系锁定在“磁性”这个物理属性上。


海马体基因表达被显著改变

转录组分析显示,共暴露组海马体中出现了5264个差异表达基因,而单独暴露于磁性颗粒的组只有851个。共暴露诱导的差异基因显著富集在与认知、学习、记忆、神经元死亡相关的功能通路上。KEGG通路分析显示,阿尔茨海默病通路、MAPK信号通路(应激与凋亡相关)、神经退行性疾病通路中的前10个基因,大部分呈下调表达。这些变化与GTPase信号通路功能紊乱相关,而GTPase功能障碍已被证实与多种神经退行性疾病有关。

磁场贡献大于颗粒本身

通过分解共暴露效应,研究人员发现:由磁场诱导的差异基因(2343个)多于由颗粒浓度增加诱导的差异基因(1691个)。磁场诱导的基因更显著地富集在突触组织、认知功能等神经毒性相关通路上。血浆反应组学分析也显示,磁场与颗粒共暴露组的代谢反应变化模式更接近单独磁场组,而非单独颗粒组。这说明在共暴露的神经毒性效应中,磁场的作用比颗粒本身更大:它不仅是“搬运工”,还在主动改变神经系统的分子状态。


总结

这项研究的核心结论很直接:耳机和手机的静磁场,会增强空气中磁性颗粒在大脑中的积累,进而损伤认知功能。小鼠实验中,共暴露让大脑中的外源性磁性颗粒浓度增加了5倍以上,同时伴随明确的学习记忆能力下降。从机制上看,磁场可能通过改变磁性颗粒在体内的聚集状态和分布路径,使其更易穿过血脑屏障进入大脑;进入大脑后,这些颗粒进一步干扰GTPase-MAPK信号通路,影响海马体的神经可塑性和基因表达。

需要强调的是,这是小鼠的急性暴露实验,不能直接推到人身上。人脑中本来就存在外源性磁性颗粒,日常使用耳机和手机的磁场强度也远低于实验设置。但这项研究提供了一个此前未被重视的生物学机制:纳米颗粒的磁性,可能是其与生物系统相互作用的一个关键物理参数。对于普通读者来说,一个务实的建议是:减少不必要的长时间佩戴耳机,尤其是在空气污染较重的环境下。

来源:Zhang W, Deng S, Guo H, Hao S, Ji N, Xu W, Yang X, Liu Q, Jiang G. Brain Accumulation of Airborne Magnetite Nanoparticles under Earphone/Smartphone-Embedded Magnetic Fields Triggers Neurotoxicity. ACS Nano. 2026 Mar 17;20(10):8789-8802. doi: 10.1021/acsnano.5c22066. Epub 2026 Mar 3. PMID: 41774862.

主编微信

注:添加微信请备注昵称+单位+研究

微信学科讨论群:病毒学群,神经科学群、临床医学、肿瘤学科群、硕博交流群和医药投资交流群(微信群审核要求较高,请各位添加主编后主动备注单位研究方向)

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
土耳其的女子确实漂亮,兼具典雅容貌与异域风情

土耳其的女子确实漂亮,兼具典雅容貌与异域风情

娱你同欢
2026-10-07 11:06:22
WTT冠军赛:林诗栋被逆转!苦战7局止步8强,最近28连胜后遭首败

WTT冠军赛:林诗栋被逆转!苦战7局止步8强,最近28连胜后遭首败

全言作品
2026-11-01 03:09:56
穆里尼奥警告皇马更衣室:不能因胜巴萨就松懈

穆里尼奥警告皇马更衣室:不能因胜巴萨就松懈

日常碎碎念啊
2026-11-01 03:34:20
没有毛主席,姆巴佩可能还在喀麦隆种可可

没有毛主席,姆巴佩可能还在喀麦隆种可可

芸婉笔谈
2026-10-29 12:44:37
76人双杀尼克斯!詹姆斯打服纽约媒体,他在湖人到底背了多少锅?

76人双杀尼克斯!詹姆斯打服纽约媒体,他在湖人到底背了多少锅?

小路看球
2026-10-31 10:47:25
一个家庭最大的灾难,是夫妻都过了60,还处于以下4种状态

一个家庭最大的灾难,是夫妻都过了60,还处于以下4种状态

热心市民小黄
2026-10-31 00:46:00
加拿大多数省份不再调表,北美时区要乱套了

加拿大多数省份不再调表,北美时区要乱套了

队友祭天法力无边
2026-10-30 23:24:02
挪用 9700 万公款却当上人大代表,央视发声正名,其内情让人红眼

挪用 9700 万公款却当上人大代表,央视发声正名,其内情让人红眼

今墨缘
2026-10-26 14:00:16
美媒最新预测:民主党拿下众议院概率69%、拿下参议院概率57%

美媒最新预测:民主党拿下众议院概率69%、拿下参议院概率57%

忧郁天空
2026-10-30 16:34:46
豆包评出中国最值得去的10个景区,九寨沟第2,漓江第6,西湖垫底

豆包评出中国最值得去的10个景区,九寨沟第2,漓江第6,西湖垫底

赏玩夜忘归
2026-10-20 13:31:19
领先15分被逆转!广东洋帅翻车,媒体人炮轰:这根本不是欧洲篮球

领先15分被逆转!广东洋帅翻车,媒体人炮轰:这根本不是欧洲篮球

萌兰聊个球
2026-10-31 21:36:15
3次做客安菲尔德进5球,利物浦盯上31岁世界杯冠军

3次做客安菲尔德进5球,利物浦盯上31岁世界杯冠军

坠入温柔晚风
2026-11-01 04:23:14
从29万到1000万,新疆的汉族人口,是怎么一步步到全疆第二的?

从29万到1000万,新疆的汉族人口,是怎么一步步到全疆第二的?

鸢飞九天
2026-10-31 11:34:48
俄方寸步不让:天然气管道非得取道蒙古进入中国

俄方寸步不让:天然气管道非得取道蒙古进入中国

果妈聊娱乐
2026-10-01 16:13:46
特斯拉中国再调购车政策:Model 3“尾款立减”升至1万元,Model Y优惠缩水3000元

特斯拉中国再调购车政策:Model 3“尾款立减”升至1万元,Model Y优惠缩水3000元

每日经济新闻
2026-10-30 10:24:08
比佛利娇妻Dorit离婚案开庭,法官急了:每次开庭都离解决更远

比佛利娇妻Dorit离婚案开庭,法官急了:每次开庭都离解决更远

赴一场山海啊
2026-10-31 02:36:12
19岁女孩被亲生父亲一周强奸4次,报警后母亲竟让她去撤案

19岁女孩被亲生父亲一周强奸4次,报警后母亲竟让她去撤案

胖胖侃咖
2025-05-28 08:00:16
一车主称开门时被车内门把手割伤手指,已接种破伤风疫苗,车商客服:需结合实际状况判断;当地4S店已跟进

一车主称开门时被车内门把手割伤手指,已接种破伤风疫苗,车商客服:需结合实际状况判断;当地4S店已跟进

封面新闻
2026-10-31 18:50:10
又是2-0领先被逆转!21岁的陈熠,为何总在关键时刻“差点意思”

又是2-0领先被逆转!21岁的陈熠,为何总在关键时刻“差点意思”

好球去哪了
2026-08-06 20:09:39
“超级牛散”章建平家族最新大调仓:减仓光通信赛道,22亿押注云南锗业,新进重仓股浮现

“超级牛散”章建平家族最新大调仓:减仓光通信赛道,22亿押注云南锗业,新进重仓股浮现

时代周报
2026-10-31 19:18:59
2026-11-01 04:40:49
生命科学前沿 incentive-icons
生命科学前沿
生命科学前沿 主编
1096文章数 4524关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苦等两年!国行苹果AI下周开测,12月推出

头条要闻

媒体:美防长宣布启动"子午线计划" 马斯克"接管"军队

头条要闻

媒体:美防长宣布启动"子午线计划" 马斯克"接管"军队

体育要闻

决胜时刻三连击!勒布朗绝命补篮价值千金

娱乐要闻

41岁吾恩胃癌七年去世,伴侣也确诊癌

财经要闻

Meta、谷歌、英特尔增发认购者集体浮亏

汽车要闻

好开更好坐 马自达EZ-60激光版补齐最后短板

态度原创

健康
教育
数码
本地
军事航空

查不出猝死风险?可能是项目没做对

教育要闻

画完这张框架,你的传播学直接上考场。

数码要闻

NOTHING Headphone (1) Pro头戴式耳机开售:三单元主动降噪,到手价2999元

本地新闻

秋假去哪玩,4 站打卡京郊限定秋色

军事要闻

美国批准向乌克兰出售500枚爱国者导弹

无障碍浏览 进入关怀版