Zeszłej nocy było gorąco i nie dało się dobrze spać. Czujesz się dziś półprzytomnie, co oznacza, że zachowujesz się w określony sposób, ponieważ czujesz się tak, a nie inaczej. (…) Potrzeba dwóch kaw, żeby znów zyskać poczucie kontroli. Jeden łyk, drugi. W porządku. Stajesz się sobą. Co się stało? Otóż świat coś ci zrobił”. Te słowa otwierają książkę Ciężar natury. Jak zmiany klimatu wpływają na umysł, mózg i ciało. Autor tej publikacji, Clayton Page Aldern, jest neuronaukowcem i dziennikarzem zajmującym się ochroną środowiska. W swoim tekście przytacza on m.in. historie delfinów wyrzuconych na brzeg i ludzi ginących w zamieszkach, nietoperzy zatrutych toksynami i uczniów tracących punkty na testach. A wszystkie te pozornie niezwiązane ze sobą opowieści łączy jeden, szczególnie niepokojący wątek. Upał. Gorąc spowodowany pogłębiającą się destabilizacją klimatu.

Młode mózgi w gorących klasach

„Ciepło działa jako dodatkowe obciążenie poznawcze. Podczas żonglowania uwagą fala upałów stanowi kolejną piłeczkę i łatwiej jest którąś wypuścić”– pisze Aldern. I rzeczywiście, potwierdzają to dane naukowe. W lipcu 2025 r. na łamach „PLOS Climate” ukazała się jedna z najbardziej obszernych i skrupulatnie zaprojektowanych prac przeglądowych dotyczących wpływu wysokich temperatur na zdolności uczenia się. Jej autorzy zgromadzili pierwotnie 5,6 tys. artykułów naukowych na ten temat, ale odrzucili wszystkie, które miały niedostatki metodologiczne, były robione na zbyt małych (a więc i niekonkluzywnych) grupach lub dotyczyły trudno mierzalnych zmiennych, takich jak subiektywna ocena własnych zdolności poznawczych.

Ostatecznie uczeni postanowili się skupić na związku pomiędzy falami upałów a wynikami w nauce uczniów różnych szczebli edukacji. Wyszli bowiem z założenia, że są to parametry, które łatwo w wiarygodny sposób zmierzyć – łatwiej niż np. wyniki zawodowe osiągane przez dorosłych pracowników. Dodatkowo zanotowali, że szkolne klasy są rzadziej klimatyzowane niż pomieszczenia pracownicze (co samo w sobie jest nieco frapujące), więc łatwiej w nich wykryć związek między temperaturą a zdolnościami poznawczymi.

Analiza przeprowadzona przez badaczy objęła swoim zasięgiem łącznie 14,5 mln uczniów z 61 krajów. I wykazała, że każdy dzień z temperaturą powietrza powyżej 26,7°C skutkuje mierzalnym spadkiem wyników w testach – dotyczy to szczególnie takich dyscyplin, które wymagają długotrwałego skupienia, np. matematyki. Naukowcy wykazali, że uczniowie wykonujący zadania w temperaturze 20°C osiągają nawet o 20% lepsze wyniki od tych, którzy pracowali w 30°C. Obliczyli też, że jeśli przeciętna temperatura środowiska wzrośnie o 1,5–2,7°C, to do 2050 r. globalne wyniki uczniów pogorszą się o 0,1 odchylenia standardowego.

Mówiąc prościej: jeśli świat utrzyma aktualny kurs, to za 25 lat dzieci będą wykazywały w szkole mniejsze umiejętności – tak, jakby miały za sobą o 6–12 miesięcy edukacji mniej.

Czyli sam wzrost temperatury niejako obniży poziom ich wykształcenia. Oczywiście te obliczenia bazują na modelach i założeniach, są więc podatne na błędy. Dają natomiast pewne pojęcie o skali problemu i pokazują, jak blisko nas jest zmiana klimatu.

Kiedy Aldern pisał książkę, nie miał jeszcze dostępu do tych wyników, ponieważ ukazały się one już po wydaniu jego publikacji. Posiadał jednak całe naręcza podobnych danych. Przytaczając wyniki niektórych badań, zacytował również podsumowanie zamieszczone przez ich autorów. Brzmiało ono: „Uczniowie nie są w żadnym stopniu mniej inteligentni w upalne dni, oni po prostu mają trudności z dostępem do tej inteligencji”. I to jest chyba najbardziej niepokojące. Te dzieci miały potencjał, by osiągnąć lepsze wyniki, lecz nie potrafiły go wykorzystać, bo ich mózgom było po prostu za gorąco. Szkoła i edukacja to oczywiście tylko jeden z aspektów życia, niekoniecznie najważniejszy. Problem polega jednak na tym, że młodzi, rozwijający się ludzie, szukający dopiero swojej tożsamości i swojego miejsca w społeczności, potrzebują sprawnych mózgów, by wykonywać zadania znacznie bardziej złożone niż równania matematyczne. Na przykład powiązane z regulacją własnych emocji, z budowaniem relacji, z higieną psychiczną itp. Te umiejętności znacznie trudniej zmierzyć, ale niestety łatwiej odczuć ich niedobór. O tym, jak będzie się kształtowało zdrowie psychiczne przyszłych pokoleń, zadecyduje w dużej mierze organiczne zdrowie ich mózgów. Nie tylko „miękkie” umiejętności radzenia sobie ze stresem czy stosowanie technik mindfulness, lecz także zdrowe neurony „oddychające” czystym powietrzem, „karmione” zdrową żywnością, „odpoczywające” w ciszy i przy odpowiedniej ilości snu.

Dorosłe umysły w upalnym środowisku

Nie tylko młodzi ludzie są narażeni na kognitywne konsekwencje zmiany klimatu. W styczniu 2025 r. w „Environmental Research” ukazała się obszerna praca eksperymentalna: objęła swoim zasięgiem niemal 15 tys. osób powyżej 45. roku życia, które poddano testom mierzącym umiejętności poznawcze przy różnych temperaturach otoczenia. Łącznie uzyskano prawie 48 tys. indywidualnych wyników. Okazało się, że wzrost średniej temperatury otoczenia o każdy 1°C w ciągu ostatnich kilkunastu miesięcy wiązał się z pogorszeniem działania pamięci epizodycznej i spadkiem zdolności poznawczych mierzonych standardowymi testami. Czyli im więcej fali upałów było w miejscu zamieszkania danej osoby, tym gorzej wypadała ona w testach na sprawność intelektualną.

Trzeba tu podkreślić, że wykrycie tego typu korelacji nie oznacza jeszcze, że znaleziono związek przyczynowo-skutkowy. A nawet jeśli on istnieje, nie ma pewności, że bada się prawidłową zmienną. Nie można np. wykluczyć, że wysokie temperatury zwiększają ryzyko odwodnienia i to właśnie ono jest bezpośrednią przyczyną tego, że ktoś wypada gorzej w teście. Możliwe, że samo uzupełnienie płynów zminimalizowałoby negatywny wpływ upału na funkcje poznawcze.

Rzecz w tym, że tego typu wyników jest coraz więcej i nawet jeśli nie traktujemy ich jak prawdy objawionej, powinniśmy przynajmniej dostrzec, że coś jest na rzeczy i warto temu poświęcić uwagę.

Dokładnie do takich wniosków doszedł międzynarodowy zespół naukowców (m.in. z University College London, Cornell University, University of Toronto), który w 2024 r. wydał w „The Lancet” dwie prace zawierające najważniejsze refleksje na temat wpływu zmiany klimatu na układ nerwowy. Badacze zwrócili uwagę na to, że dotychczasowe wyniki są często rozproszone tematycznie i mało spójne, ale, po pierwsze, już te dane sugerują istnienie ścisłego związku między ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi a zdrowiem neurologicznym. Po drugie – uznali uczeni – to tylko pokazuje, jak ważne jest prowadzenie dalszych badań w tym temacie. Szczególnie ze względu na niepokojące wstępne dowody na istnienie związku pomiędzy falami upałów a udarami mózgu i nasileniem objawów chorób psychicznych.

Jednocześnie badacze podkreślili, że zmiana klimatu to nie tylko wzrost średniej globalnej temperatury. To również spadek jakości oraz dostępności pożywienia, a także wzrost częstotliwości występowania chorób zakaźnych i klęsk żywiołowych. Te ostatnie wiążą się chociażby z pogorszeniem jakości powietrza (np. pyły i dym po pożarach), a także z zaburzeniem podstawowego bezpieczeństwa bytowego (katastrofy naturalne odbierają ludziom domy, niszczą ich miasta itp.), co również przekłada się na zdrowie psychiczne.

Mózg na drodze do równowagi

Ale w zasadzie dlaczego to właśnie wysoka temperatura miałaby działać tak destrukcyjnie na funkcje mózgu? Dlaczego podobnego wpływu nie mają chłód ani wilgotność czy stan zachmurzenia? Odpowiedź jest dość zniuansowana. Z jednej strony wszystkie te czynniki środowiskowe oddziałują na to, jak funkcjonuje układ nerwowy. Z drugiej strony narastający materiał dowodowy wskazuje, że gorąc wybija się na tle innych zmiennych i wywołuje szczególnie szkodliwe efekty. Aby zrozumieć, dlaczego tak jest, najpierw trzeba sobie uświadomić, w jak wielkim stopniu ciało ludzkie tworzy system naczyń połączonych ze swoim otoczeniem.

Skóra człowieka jest półprzepuszczalna (np. dla promieniowania cieplnego), oczy, usta, nos to wrota wejścia dla związków chemicznych, które znajdują się w pożywieniu, powietrzu czy wodzie.

Możemy sobie tego na co dzień nie uświadamiać, lecz ciało doskonale „zdaje sobie sprawę”, że jego przetrwanie zależy od ciągłego utrzymywania precyzyjnej równowagi – tzw. homeostazy.

Jeśli ma prawidłowo funkcjonować, musi cały czas czuwać, by to, co w środku, nie zostało zaburzone przez to, co na zewnątrz: by stężenia życiodajnych związków chemicznych były prawidłowe, by ciśnienie osmotyczne się zgadzało, by odpowiednia temperatura umożliwiała enzymom przeprowadzanie procesów utrzymujących organizm przy życiu.

Aby uświadomić sobie, w jak dużym stopniu ciało zwraca uwagę na bodźce środowiskowe, warto wykonać mały eksperyment myślowy i spróbować sobie przypomnieć kilka ważnych wydarzeń z życia. Egzaminy maturalne, dzień ślubu, wakacyjną podróż, pogrzeb bliskiej osoby. Teraz trzeba zadać sobie pytanie: czy pamiętam, jaka tego dnia była pogoda? Czy było upalnie czy mroźnie? Deszczowo i wietrznie czy słonecznie i zielono? Prawie na pewno odpowiedzi na te pytania nie nastręczają żadnych trudności, a informacje dotyczące temperatury, wilgotności czy nasłonecznienia utrwaliły się w głowie znacznie bardziej niż wspomnienia dotyczące dokładnej daty, lokalizacji na mapie oraz pozostałych okoliczności.

Te dane zapisują się w mózgu tym lepiej, jeśli towarzyszyło im poczucie dyskomfortu. Czyli np. dzień był bardzo deszczowy, więc przemokło się do suchej nitki, albo tak upalny, że nie dało się zwiedzać starówki podczas wakacyjnej podróży. Jak wyjaśnia Aldern, dzieje się tak dlatego, że: „Dyskomfort to donośny dźwięk psychologicznego, ewolucyjnie dostrojonego alarmu przeciwpożarowego. Nazywa się to efektem aliestetycznym: każdy bodziec środowiskowy, który oddala ciało od jego równowagi, jest postrzegany jako nieprzyjemny”.

Za każdym razem, gdy czujemy się źle w swoim środowisku, „słyszymy”, jak ciało sygnalizuje nam, że powinniśmy coś zmienić w otoczeniu lub własnym położeniu – tak by ustrój wrócił do równowagi.

Dlatego też każda cecha środowiska, od hałasu po zbyt jaskrawe oświetlenie, może wywoływać w mózgu stres. Jednak wysoka temperatura zdaje się to robić na wielu poziomach. Obecnie uczeni szukają dokładnych szlaków prowadzących od gorąca do neuropatologii. Nie znaleziono tu jeszcze niczego pewnego czy rozstrzygająco wyjaśniającego wszystkie mechanizmy. Lecz pojawiły się pewne tropy.

Chłód, regeneracja i serotonina

Mózg jest bardzo aktywny metabolicznie i zarazem wyjątkowo wrażliwy. Dla kontrastu: wątroba potrafi generować wyższą od niego temperaturę, ale hepatocyty (komórki, które budują ten narząd) są dość wytrzymałe na te wyzwania. Inny przykład: plemniki cechują się wysoką wrażliwością na ciepłotę i szybko tracą funkcje w przegrzanym środowisku, lecz narządy, w których są wytwarzane (jądra i najądrza), zostały tak zlokalizowane, że bardzo łatwo uruchomić w nich mechanizmy chłodzące. Układ nerwowy jest zbudowany z komórek, które reagują paniką na każdy niekorzystny bodziec (do tego stopnia, że organizm specjalnie dla nich wytworzył tzw. barierę krew-mózg, czyli ścisłą kontrolę graniczną, która strzeże do nich dostępu).

Jednocześnie mózg szybko i łatwo generuje ciepło. Zamknięty w sztywnej czaszce, schładzany jedynie „po wierzchu” przez płyn mózgowo-rdzeniowy, jest on jednym z najbardziej podatnych na przegrzanie narządów ciała.

Istnieje też inna, często przeoczana, kwestia związana z termoregulacją układu nerwowego. Żeby mózg mógł odpowiednio funkcjonować, potrzebuje prawidłowego, regenerującego snu. Nawet najmniejsze zakłócenia w jego przebiegu obniżają tymczasowo zdolności poznawcze, a długotrwałe zaburzenia nocnego odpoczynku zwiększają ryzyko poważnych zagrożeń zdrowotnych, takich jak udary – dowodzą obszerne prace publikowane w ostatnich latach w „Occupational and Environmental Medicine”, „Clinical and Experimental Medicine” czy „Sleep Medicine”. Tymczasem aby mózg zapadł w zdrowy sen, potrzebuje odpowiednio niskiej temperatury. Chyba każdy doświadczył tego, że w upalne noce śpi się znacznie gorzej, a to przekłada się na samopoczucie następnego dnia. Jeśli taki stan trwa dłużej, negatywne konsekwencje mogą się nawarstwiać.

Układ nerwowy potrzebuje chłodu do regeneracji m.in. dlatego, że aby odpoczywać, musi wyciszyć jak najwięcej systemów. Kiedy jest gorąco, organizm podejmuje tzw. wysiłek termoregulacyjny, czyli uruchamia szereg mechanizmów optymalizujących temperaturę ciała (poszerzenie naczyń krwionośnych, pocenie się itp.). Nad tymi wszystkimi procesami czuwa właśnie mózg, a gdy musi w nocy „stać za sterem”, trudno jest mu się wyciszyć.

I wreszcie część badań naukowych sugeruje, że gorąc może być szczególnie niebezpieczny dla jednego z najważniejszych systemów mózgowych, mianowicie dla układu serotoninowego. Serotonina kojarzona jest zwykle z poczuciem zadowolenia czy szczęścia, ale modulacja nastroju to tylko jedno z bardzo wielu zadań wypełnianych przez ten neuroprzekaźnik. Reguluje on również uwagę, reakcje na stres i mechanizmy snu oraz czuwania. Brzmi znajomo, prawda? Wszystkie te procesy kuleją, gdy mózg zostanie przegrzany. Stąd zresztą wziął się pomysł niektórych naukowców, by w kontekście upałów wziąć pod lupę właśnie serotoninę.

Clayton Aldern opisał kilka projektów badawczych, które podążyły tym tropem. Z badań przeprowadzonych w 2017 r. przez zespół Jariego Tiihonena z Karolinska Institutet wynikało, że wysokie temperatury obniżają aktywność układu serotoninowego. W analizie, która ukazała się cztery lata później w „Biological Psychiatry”, wykazano natomiast, że spadek stężenia tego neuroprzekaźnika lub trwale niski jego poziom koreluje z zachowaniami impulsywnymi. Autorzy tego badania wyjaśniali w ten sposób, dlaczego w czasie upałów wzrasta liczba zachowań agresywnych (takie obserwacje pojawiają się w literaturze naukowej już od kilku dekad).

Poszlaki, niedostatki i nadinterpretacje

Mniej więcej w tym samym czasie, w którym Aldern publikował książkę na oryginalnym, amerykańskim rynku wydawniczym, w „The Lancet Planetary Health” ukazała się metaanaliza, która dołożyła kilka elementów do tej układanki. Jej autorzy wskazali serotoninową hipotezę jako jedno z możliwych wyjaśnień związku pomiędzy wysoką temperaturą a zaburzeniami psychicznymi. Podkreślili przy tym, że fale upałów zwiększają nie tylko częstotliwość zachowań impulsywnych, lecz także epizodów depresyjnych czy psychotycznych, co pasuje do serotoninowego wzorca. Trzeba jednak zauważyć, że wszystkie powyższe zależności mają charakter poszlakowy. W tym kontekście nie schwytano jeszcze upału na gorącym uczynku i nie przyłapano go bezpośrednio na modyfikowaniu aktywności serotoniny. Aby się upewnić, czy wysokie temperatury rzeczywiście wpływają w istotny sposób na stężenia tego neuroprzekaźnika oraz na funkcje, które on pełni, potrzeba więcej skrupulatnych badań.

Te wszystkie doniesienia brzmią bardzo alarmująco. Wciąż jednak trzeba je traktować z pewnym dystansem. Nawet zakładając, że uchwycone w wymienionych badaniach zależności są prawdziwe, łatwo posunąć się za daleko we wnioskach. Dane naukowe są zniuansowane – jak w przypowieści o słoniu badanym przez dwoje niewidomych: analizując tylko trąbę, można odnieść wrażenie, że ma się do czynienia z wężem. Podobne ryzyko dotyczy badań szukających związków między temperaturą a zachowaniem.

Pod koniec lat 70. XX w. dwóch badaczy z University of Iowa, Merrill Carlsmith i Craig Anderson, wykazało liniową zależność pomiędzy temperaturą otoczenia a liczbą aktów przemocy. Choć uczeni ci mieli bardzo neutralne zamiary – chcieli po prostu ustalić, czy jest tu jakiś związek – ich badania zostały wykorzystane do tworzenia dyskryminującej narracji na temat rzekomego prymitywizmu i „naturalnej” impulsywności osób żyjących w gorących strefach klimatycznych. Mówiąc eufemistycznie – takie wnioski są nieuprawnione. Chociażby dlatego, że do tej pory nie ma pewności, czy o wpływie temperatury na ludzki mózg decyduje bezwzględna ciepłota czy raczej skok, jej odchylenie od normy.

Jeśli na danym terenie wysoka temperatura utrzymywała się od pokoleń, to należy się spodziewać, że mechanizmy adaptacyjne lokalnych społeczności są dostrojone w inny sposób niż te występujące u ludzi żyjących na chłodnych terenach.

Można to porównać do sytuacji, w której ktoś żyjący w Norwegii nagle zostałby przeniesiony na tereny pustynne. Jego gruczoły potowe pracowałyby na pełnych obrotach, naczynia krwionośne rozszerzałyby się, jak tylko mogą, by tracić nadmiar ciepła. Te same mechanizmy działają inaczej, są bardziej oszczędne, wyciszone u ludzi mieszkających na danych terenach od dłuższego czasu (niezależnie od pochodzenia etnicznego – mówimy tu o adaptacji fizjologicznej, a nie genetycznej).

Proof of concept

Widać więc, jak z jednej strony dane naukowe oraz modele prognostyczne wskazują, że osoby mieszkające w gorętszych rejonach dotkliwiej odczują skutki zmiany klimatu i niewykluczone, iż aby przetrwać, będą musiały je opuścić. Z drugiej – nie ma pewności, czy ich ciała zareagują na wzrastającą temperaturę tak samo, jak zareagowałyby ciała mieszkańców Arktyki i Alaski. Tego po prostu nie wiemy – to trzeba dokładniej zbadać.

To niejedyna pułapka kryjąca się w zbyt pochopnym wyciąganiu wniosków z badań dotyczących wpływu temperatury na zachowanie. W naukach empirycznych trzeba przyłapywać procesy fizjologiczne „na gorącym uczynku”, a nie tylko pokazywać ich skutki i możliwe powiązania.

Udowodnienie, że jakieś zjawisko mogłoby istnieć, to jedynie tzw. proof of concept.

Można je porównać do następującej sytuacji: widzimy rozbitą szybę w oknie, piłkę leżącą na ziemi i chłopca stojącego tuż obok. Zgodnie z brzytwą Ockhama (zasadą, która mówi, że należy wyjaśniać świat za pomocą możliwie najprostszych, najlogiczniejszych tez) zakładamy, że to dziecko stłukło szkło za pomocą swojej zabawki. Przeprowadzamy proof of concept – wykazujemy, że istotnie, da się dorzucić piłkę do okna, że chłopiec był w stanie to zrobić. Na tym właśnie etapie jesteśmy obecnie z dociekaniami na temat temperatury i mózgu. Trzeba jednak pamiętać, że w krzakach może się ukrywać winny kolega, który stłukł szybę kamieniem – nadal leżącym w środku mieszkania, tuż przy rozbitym oknie.

Dlaczego warto bardzo uważać z pochopnymi wnioskami? Zmiana klimatu to fakt. I jest on poparty rekordową liczbą dowodów naukowych. Mimo to wciąż istnieje niemała grupa ludzi (niestety, również tych dzierżących polityczną władzę), która podważa dane dotyczące globalnego ocieplenia. Dlatego tym bardziej każda kolejna konkluzja dotycząca tego tematu musi być pewna. Jeżeli pojawi się tu jakieś niedopowiedzenie czy błąd, może zostać skrupulatnie wykorzystane przez denialistów klimatycznych do zanegowania całej koncepcji, mimo że na gruncie naukowym jest ona już właściwie niemożliwa do podważenia.

Jak rozwiązywać „stare” problemy?

Istnieje jeszcze jedna przyczyna, dla której warto na moment odwrócić wzrok od związku pomiędzy temperaturą a zachowaniem. Taka, że obecnie mamy znacznie więcej naglących problemów, o których nie należy zapominać. Jak już wspomniano, zmiana klimatu to nie tylko wzrost temperatury, lecz także coraz częstsze niedobory żywności, coraz powszechniejsze choroby zakaźne i coraz bardziej zanieczyszczone powietrze. Podłoże tych problemów jest już dobrze zbadane, a pomysły na ich rozwiązanie – przyzwoicie rozwinięte.

Zanim więc zaczniemy rozdawać uczniom chłodzące czepki na głowę (jak zaproponowali autorzy przytoczonej wcześniej pracy dotyczącej pogarszających się wyników w szkole), skupmy się na starych, „nudnych” metodach: redukcji śladu węglowego, zatrzymaniu degradacji dzikich siedlisk, upowszechnieniu szczepień, zrównoważonym zarządzaniu żywnością.

Clayton Aldern zwrócił uwagę na to, że niedoskonałość i niedostateczność obecnych działań na rzecz klimatu wynikają m.in. z tego, że nasze mózgi pracują, jak mogą, nad tzw. redukcją zaskoczenia. Czyli – dla własnego spokoju i zdrowia – starają się przekonywać nas, że to, czego obecnie doświadczamy, jest w pewien sposób normalne, ponieważ stanowi naszą codzienność. Gdybyśmy nie posiadali tych mechanizmów, żylibyśmy w ciągłym stanie walki lub ucieczki. Aldern jest zdania, że obecnie spora dawka paniki dobrze by nam wszystkim zrobiła. Problem w tym, że skłonność do reakcji lękowych jest nierównomiernie rozłożona w populacji. Ci, którzy są najbardziej wrażliwi, nie zawsze (rzadko?) mają najwięcej do powiedzenia w kwestiach decyzji politycznych. Do tego strach rujnuje zdrowie szybciej niż zmiana klimatu. Dlatego nie może być on jedyną strategią w przeciwdziałaniu skutkom globalnego ocieplenia. Wprawdzie wiele dowodów wskazuje, że emocjonalne zaangażowanie zwiększa skuteczność prac edukacyjnych, ale podstawą tych praktyk muszą być jednak wiedza, fakty, obliczenia. Naukowe dane nie zawsze mówią wszystko wprost i często nie mają dla nas łatwych odpowiedzi. Lecz to właśnie one mogą nam pomóc poskładać ten świat na nowo. A wraz z nim poskładać nas samych.

Książka Ciężar natury. Jak zmiany klimatu wpływają na umysł, mózg i ciało Claytona Page’a Alderna
w tłum. Magdaleny Rabsztyn-Anioł ukazała się nakładem Wydawnictwa Uniwersytetu Jagiellońskiego