時間:2020年04月21日 分類:醫學論文 次數:
作為機體一項十分重要的功能,神經行為受神經系統控制,參與協調機體的正常活動,但同時又受到其他系統的影響,是機體最復雜、最敏感的功能系統。因而神經行為能力的變化情況常常作為外界有害因素對機體作用的首要評價指標[1]。軍人作為一種特殊的職業,除了工作勞動強度大、時間長、復雜程度高、危險因素多,還可能受到諸如有害氣體、噪聲、振動、電磁輻射、高溫和低溫等職業有害因素的影響。這些有害因素在沒有對官兵造成不可逆性損傷之前,可能已經對其情感情緒、感知、學習與記憶能力以及心理運動等神經行為能力造成了一定的影響,降低了官兵的軍事作業能力。本文結合筆者的研究方向,就軍人可能接觸到的職業有害因素對其神經行為能力的影響進行綜述。
環境論文投稿刊物:《環境與發展》(雙月刊)曾用刊名:內蒙古環境科學;內蒙古環境保護;北方環境;1989年創刊,是按照可持續發展戰略思想,《環境與發展》主要描述了當今具有現實意義的可持續性概念(等于造就未來的能力),也"呼喚著"尺度。這個概念的意思是:只有對于一個把未來后代的福祉視作義務的人,才能看管好人類生存的自然基礎,以至永葆人類再生的潛力。
1職業有害氣體對神經行為能力的影響
1.1有害氣體的來源及特點
軍人接觸到的有害氣體主要來自于武器裝備內部裝飾有機材料或潤滑油揮發、發動機尾氣倒灌、人員活動及代謝產生等,多見于相對密閉艙室如坦克、裝甲車、戰機駕駛艙、艦船內部艙室和坑道等軍事作業環境。我軍某新型坦克射擊時艙室內的最主要無機污染物為CO、CO2、SO2、NH3、NO2和HCN等,以苯系物為主要污染的有機氣體達到了278種[2];訓練時艙室內的無機氣體污染較輕,而有機氣體苯系物和烷烴成為艙室內主要的污染氣體[3]。海軍潛艇艙室內的主要有害氣體為CO、CO2、SO2和二甲苯等[4]。
1.2有害氣體對神經行為能力的影響
有研究表明,CO和噪聲的聯合暴露,可以影響大鼠的心血管系統、呼吸系統和神經系統的正常功能,其學習記憶能力受到明顯的損害[5]。較高濃度的CO2能夠對人員的思考能力、感知能力和執行能力產生不利影響,且隨著CO2濃度的增加,影響也越嚴重[6]。接觸SO2可以使神經元的興奮性受到抑制,引起學習記憶能力明顯下降(P<0.01)[7]。NO2的長期暴露能夠對兒童的神經發育造成不利影響,降低其計量、工作記憶和運動方面的能力[8]。
甲醛和甲苯的聯合作用能延長小鼠找平臺的時間,降低其學習記憶能力,對神經行為造成不利影響[9]。混苯(苯、甲苯、二甲苯)暴露也能夠使人員心情趨于抑郁、缺乏活動性,降低短時記憶力、理解力、運動速度和協調性,導致神經衰弱綜合征的發生[10-11]。如果長期接觸各種無機和有機污染氣體,則其聯合效應可能加重對人體的危害[12]。
2噪聲對神經行為能力的影響
2.1噪聲的來源及特點
噪聲是坦克、裝甲車、艦船等各種飛行器運行和武器射擊時產生的主要危害因素之一。坦克在待機時發動機噪聲強度為92dB(A),行進時達到了105dB(A),而裝甲車行進時的噪聲達到了108.1~120.4dB(A)[13]。空軍場站的噪聲強度常常可達110~140dB(A)[14]。海軍艦船在航行時機艙內噪聲強度均在100dB以上,某型航母甲板上的噪聲強度最高可達到150dB[15]。這些典型的軍事作業環境的噪聲強度遠遠超過了GB3096-2008《聲環境質量標準》規定的標準限值。
2.2噪聲對神經行為能力的影響
曹婉娟[16]研究表明,接觸91dB(A)左右高強度噪聲致使暴露組消極情感狀態如憂郁、緊張、憤怒、疲勞、困惑等指標得分明顯高于對照組(P<0.01),接觸組簡單反應時測試的最快、最慢和平均反應時間均明顯長于對照組(P<0.01),接觸組測試的二次打點數總和、視覺保留與提轉捷度試驗得分均明顯低于對照組(P<0.05),而接觸組的錯誤打點數得分也明顯高于對照組(P<0.05)[16]。
通過對噪聲接觸與神經行為能力關系進行meta分析顯示:生產性噪聲能夠使暴露者產生不良情緒,其憤怒-敵對、緊張-焦慮、疲憊-惰性和抑郁-沮喪的測試成績均明顯高于非暴露人員(P<0.05);接觸噪聲人員比正常人更易緊張和疲勞;核心功能指標中,簡單反應時和目標追蹤的效應值最大,其次是數字跨度,表明早期的噪聲接觸可以引起反應速度、注意力和持久能力的明顯下降,其次是引起記憶力的改變[17]。其他關于噪聲對人體神經行為的影響研究也得出類似結果,進一步說明噪聲可以對接觸者的神經行為能力產生不利影響[18-21]。
3振動對神經行為能力的影響
3.1振動的來源及特點
作為常見的軍事職業有害因素,官兵接觸到的振動主要來自武器裝備發動機運轉、各零部件之間的摩擦、履帶或輪胎與路面的碰撞、車體的顛簸以及武器射擊時的空氣擾動等。訓練或野戰條件下武器裝備的不規則或高強度振動會對官兵肌肉、神經和內分泌等系統產生不同程度的影響,進而影響其作業和戰斗效能。
3.2振動對神經行為能力的影響
軍人接觸到的振動多為全身振動。中樞神經系統(CNS)能夠受到全身振動的直接作用,引起人員空間定向與平衡障礙,而對神經行為的影響主要表現為振動接觸人員的短時記憶能力降低、精細操作困難、視覺-運動反應時延長及視讀錯誤率增大等;如果頭部和工作界面振動,可以導致分辨能力降低,影響對儀表的判讀;而手腳的振動則可使振動接觸者動作不協調,導致其操作誤差增加甚至出現錯誤操作[22]。
不同的振動頻率對人體不同部位的影響程度也不完全相同,由于人體頭部固有的振動頻率在20Hz左右,故操作人員接觸振動頻率為10~25Hz時,就可以引起CNS產生共振,導致短時記憶減退、注意力難以集中和思維能力下降等心理學特性改變,從而降低計算能力;當接觸<10Hz的低頻振動時,人員頭面部軟組織產生共振,導致眼球發生震顫、視覺敏感度下降、視力模糊和視野縮小,而識讀數字受限,動作不協調,精細操作困難,操作誤差明顯增加[23]。
研究表明,振動長期接觸者明顯存在疲勞-惰性、憂郁-沮喪、困惑-迷茫等不良情緒,而其視聽反應時間、數字記憶和數字追蹤測試等神經行為能力也明顯低于對照組(P<0.01)。噪聲與振動的聯合作用,可以導致接觸人員多項神經行為能力指標均明顯低于對照組(P<0.01)。提示,噪聲與振動這兩種有害因素可能具有協同作用,進而加大了對暴露人員神經行為能力產生的不利影響,這應引起高度重視[24]。
4電磁輻射對神經行為能力的影響
4.1電磁輻射的來源及特點
電磁輻射主要來源于武器裝備的高功率無線電通訊以及雷達等電子設備,多見于艦船、飛機、通訊、電子對抗和雷達等部隊。為了滿足軍用技術要求,這些設備的輻射強度往往大于衛生標準。屈明玥等[25]對某電子對抗部隊進行電磁輻射強度檢測結果顯示,所測的165個位點的電磁輻射強度均高于本底值,平均功率密度為0.01~12.8mW/cm2,超過衛生標準限量值的位點有102個。
4.2電磁輻射對神經行為能力的影響
電磁輻射能夠對神經系統造成多種損害,人的植物神經功能也容易受到影響,主要表現為神經衰弱、易疲勞、睡眠質量差、性欲減退、易激惹和抑郁傾向等[26]。還能改變長期暴露人的情感狀況、神經行為和心理活動[27-28]。通過對某電子對抗部隊調查顯示,長期接觸超過健康標準的高強度電磁輻射人員的疲憊-惰性、緊張-焦慮、困惑-迷茫的情感狀態得分明顯高于對照組(P<0.01),而數字跨度、目標追蹤和數字譯碼等動作行為測試得分均明顯低于對照組(P<0.01),暴露組的神經衰弱自覺癥狀的發生率也明顯高于對照組[25]。
另有研究表明,高周波電磁輻射的長期作用對人體神經行為有影響且存在性別差異,主要影響女性的智力、感知覺和心理運動,而對男性則主要影響其學習與記憶能力[29]。值得注意的是,有研究表明較低劑量(平均功率為2.61mW/m2)電磁輻射能夠提高某通信部隊系列加減、視覺保留、數字檢索和聽數字廣度等項目測試成績,這可能是由于極低劑量的高頻電磁輻射對人體產生了興奮效應,提升了其相關神經行為能力[30]。也有研究顯示,暴露于低水平的非電離輻射電磁場,暴露者的神經行為功能沒有受到影響,研究者認為可能由于調查存在局限而得到與別人不一樣的結果[31]。
5高溫對神經行為能力的影響
5.1軍人面臨的高溫環境及特點
軍人最常面臨的高溫環境主要分為自然高溫環境和特定的微小氣候環境。微小氣候環境主要包括防護服以及諸如坦克、裝甲車、海軍艦艇、空軍戰斗機、坑道等軍用密閉艙室[32]。軍人所處的微小熱環境常常超過高溫作業環境標準,如某裝甲車夏季在我國南方戶外條件下進行訓練,艙室內最高溫度可達50℃,而相對濕度最高可達98%[33]。
5.2高溫對神經行為能力的影響
在高溫環境下長時間進行訓練,CNS處于抑制狀態,很容易發生疲勞和熱射病[34],高溫環境加上大強度的作業可降低人腦皮層功能,減弱其適應能力,降低人員動作的靈敏性和協調性,直接導致作業人員的神經行為能力下降[35]。有研究顯示:在環境溫度為32~38.9℃,相對濕度為50%~80%的高熱條件下駕駛裝甲車,駕駛員的興奮性和握力大幅度下降,疲勞程度也迅速增加;神經行為功能方面,情感情緒中的迷茫和抑郁等指標得分增加,代表智力的運算能力下降,視覺感知的操作錯誤數增加,反應靈敏性和速度下降,嚴重影響軍事作業效能[36]。高溫還可以導致人員智力相似性、記憶力和視能力得分下降[37]。動物實驗也顯示,高溫可以降低小鼠的學習記憶能力,影響其情緒喚醒水平[38]。
6低溫對神經行為能力的影響
6.1軍人面臨的低溫環境及特點
低溫環境是冬季我國大部分地區部隊進行訓練或戰斗時經常面臨的不利自然環境。如東北地區1月份平均氣溫可達零下32℃,冬季(10、11、12、1、2、3共6個月)平均氣溫為零下14℃~7℃[39]。
6.2低溫對神經行為能力的影響
低溫作業對人的CNS產生一定的影響,主要引起腦內高能磷酸化合物的代謝降低,使得神經興奮性降低,傳導能力減弱,造成人員的手眼協調、記憶力和反應速度等神經行為能力減弱。張仁忠等人運用中文版計算機神經行為功能評價系統(NES-C3)對長期接觸低溫人員的神經行為能力進行檢測顯示,低溫暴露人員在情感、感知以及心理運動功能等方面都與對照組有明顯差異(P<0.05)[40],進一步證實了低溫暴露能夠對相關人員的神經行為產生不利影響。
動物實驗也顯示,低溫可降低小鼠的學習記憶能力,主要表現為:小鼠總訓練次數和錯誤反應次數增加、正確反應率下降[41];低溫還可以導致小鼠肌力減弱、協調性下降以及情緒反應降低[42]。
7結語
各種新式武器裝備為我軍打贏未來信息化戰爭提供了強大的物質和技術支撐,大幅提升了部隊的打贏能力。但同時我們也要看到,使用這些武器裝備所產生的職業有害因素單獨或聯合作用[43-45],能夠對操作人員的神經行為能力產生不良影響,導致其控制精度、快速決策、記憶力、耐力、聽力、反應時間、動手靈巧性等方面的能力下降,直接引起戰斗能力的降低。因此,我們應積極尋求有效途徑,比如改進武器裝備生產工藝、設計更加符合人體功效學以及加強相應的防護裝備研究等措施,預防或減輕職業有害因素對作戰人員的影響,這對于維護官兵健康和提高我軍的戰斗力具有重大的現實意義。
參考文獻
[1]GeorgeA,TrollerR,BarkerT,etal.Aneurobehavioralmechanismlinkingbehaviorallyinhibitedtemperamentandlateradolescentsocialanxiety[J].JAmAcadChildAdolescPsychiatry,2017,56(12):1097-1105.
[2]李代波,孫磊,王濤,等.坦克射擊時艙室內有害氣體對乘員生理及神經行為能力的影響[J].第三軍醫大學學報,2013,35(3):201-204.
[3]趙曉龍,李代波,孫磊,等.坦克行駛訓練時艙室內主要有害因素的測量與分析[J].第三軍醫大學學報,2013,35(3):189-192.
[4]張世超,歐敏.潛艇艙室環境中有害氣體對肺組織的慢性損傷[J].環境與職業醫學,2013,30(11):886-888.
[5]趙曉龍.坦克艙室環境有害因素檢測分析及主要有害因素對大鼠學習記憶功能的影響[D].重慶:第三軍醫大學,2013.
[6]賈素素,康健,劉俊杰.機艙環境對人體的神經行為影響研究[J].環境工程,2017(35):320-324.