空气污染对大脑潜在着危害，在过去10年左右的时间里，无论是动物还是人类，科学家发现空气污染对大脑组织产生一定的影响，会导致人们焦虑、注意力不集中，记忆力下降，儿童特别容易遭受影响。
大气细颗粒物质，即直径小于或者等于2.5微米的空气污染物，可能是危害人类健康的罪魁祸首。美国马里兰大学环境健康研究员德文·佩恩·斯特格斯(Devon Payne-Sturges)说：“大气细颗粒物质一旦吸入体内，就能到达肺部深处，进入血液，甚至进入大脑，它们非常小，可以自由穿过阻挡更大毒素的血脑屏障，此外，如果通过鼻子吸入，微粒可以从鼻腔进入大脑。”
当细颗粒物质进入啮齿类动物大脑，一种叫做小胶质细胞的神经免疫细胞就会吞噬并摧毁这些颗粒，类似的过程也会发生在人类身体，然而，小胶质细胞可能不会清除所有的颗粒，反而让它们在大脑中堆积，这些颗粒可能引发炎症，从而导致更严重的大脑紊乱和认知错觉。
目前，科学家越来越担心儿童的健康问题，因为儿童血脑屏障更容易被渗透，部分研究人员开始使用核磁共振扫描观察大气污染物对神经发育的影响，并在试验中发现大脑出现了实际变化。
近期，辛辛那提大学凯利·布伦斯特(Kelly Brunst)和她的研究团队研究了与交通相关的空气污染物质可能影响儿童大脑和心理健康，她说：“我们研究交通污染与大脑功能变化具有怎样的联系，而大脑功能变化也与焦虑有关，此前科学家曾记录过焦虑与空气污染之间的关系。”
凯利和同事分析了145名12岁儿童的核磁共振成像扫描结果，并基于儿童的住址信息评估他们近期接触的大气污染情况，其中包括：细颗粒物质。研究人员还将人口统计信息纳入分析，从而分析社会经济地位和种族因素是否会造成什么影响。
研究小组对比分析儿童近期的交通相关空气污染暴露指数、报告的焦虑症和脑成像数据之后，发现生活在空气污染暴露指数较高区域的儿童出现广泛性焦虑症，症状较重儿童大脑处理情绪的前扣带皮层中肌醇含量也较高，通常肌醇存在大脑中，其异常水平与大脑功能紊乱密切相关。
焦虑症是一种复杂的疾病，肌醇紊乱异常仅占交通污染和焦虑症之间关联性的12%，焦虑症主要是由其他因素引起的。凯利说：“从更广泛的人口层面来看，空气污染从整体上可能增大焦虑症风险。”
哥伦比亚大学环境健康研究员弗雷德里卡·佩雷拉(Frederica Perera)称，这是一篇非常有趣的研究论文，他曾进行了几项研究，分析空气污染暴露产生的不良影响。
2015年，他研究了婴儿出生前接触多环芳烃(PAH)会出现怎样的情况，多环芳烃是通过燃烧化石燃料、垃圾、烟草和木材排放到空气中的颗粒物组成部分，多环芳烃很容易进入胎盘。研究人员让孕妇在妊娠晚期连续两天佩戴监测仪，从而评估他们长期暴露多环芳烃的情况，当孩子成长至7-9岁时，让孩子们到哥伦比亚大学进行专业检测、问卷和核磁共振扫描。
出生前接触多环芳烃较多的儿童，其左脑白质体积较少，白质是一种白色脂肪物质，它能使神经元绝缘，帮助神经元通过电化学信号有效地交流，而白质体积越小，则与更多的多动症、处理速度减缓有关。
佩雷拉通过对351名儿童抽样调查，发现那些多环芳烃暴露水平较高的儿童，生活中也缺乏营养食物，相应的住房条件和享用的公共设施较差，通常他们更容易表现出多动症，这些研究结果支持一种观点，即空气污染与社会压力因素一起影响神经发育。
目前，科学家有充分理由相信空气污染会直接影响大脑，未来几年进一步研究可能会揭晓这些细微颗粒对人类精神和身体健康的影响。
