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贫穷会使大脑发育不良吗？

2017-05-04 13:00:54

贫穷会使大脑发育不良吗？

　　【环球科技】

　　出身贫困的儿童在学校里的很多测验中，表现都比同龄人差，尔后他们在学业和社会上的整体成绩也不及同龄人。

　　社会学与神经科学的研究表明，贫困的成长环境会对儿童大脑的大小、形态和功能产生不利影响，使他们在往后的教育和工作上处于不利地位。

　　贫困对大脑发育的潜伏影响让人们开始思考，是不是可以通过1种简易的干预措施改变这类损伤。当前，1项尚在准备中的研究希望探索适度的经济补贴是不是可让贫困儿童的大脑更健康。

　　1.贫困的伤害

　　贫困可能对儿童大脑的大小、形态和功能产生不利影响。虽然贫困影响大脑发育的具体机制尚有待发掘，但研究人员已在尝试通过1种直接的手段——向贫困家庭发放补贴来减小这类影响。对全球10亿生活在贫困中的儿童和青少年来讲，贫困剥夺的不单单是基本的物资需求。从创作交响乐到解微积分方程，人类的智慧都源自大脑这个“3磅重的奇迹”。但是，科学研究发现，贫困有很大的可能会妨碍大脑的正常发育。在智商、浏览和其他测试中，来自贫困家庭的孩子整体表现均不及同龄人。对他们来讲，从高中毕业、被大学录取、取得学位的难度更大，而且成年后拿到的薪水更低，也更容易失业。这些关联其实不使人感到惊奇，大脑发育水平也仅仅是致使这些后果的众多因素之1。那末，贫困究竟会对大脑发育产生怎样的影响？直到最近10年，我们对此的看法依然很模糊。

　　我的实验室同其他几个实验室1起，开始探讨家庭的社会经济地位（socioeconomic status，SES）——1种涵盖收入、受教育程度和职业名誉的衡量指标——和儿童大脑健康之间的关系。我们发现，儿童大脑在大小、形状和实际功能上的差异与SES有关。

　　认识到贫困对大脑发育的潜伏危害以后，我们想要找出1种简易可行的方法来减轻贫困带来的伤害。为此，我们计划研究通过发放补贴来减缓家庭经济压力对儿童大脑健康的影响。这是第1例探究适度提高收入是不是有助于大脑发育的研究。如果得到肯定的结论，它将为我们清晰地指出1条从基础脑科学通往公共政策的道路。

　　当我于15年前开始这项研究时，我还只是1名宾夕法尼亚大学的研究生。当时，我的导师玛莎·法拉（Martha Farah）想要了解贫困是如何影响大脑初期发育的。荣幸的是，我成了第1位挑战这个问题的学生。

　　我们的项目需要慎重选择研究方法。当时最吸引人的技术是脑成像，通过功能强大的机器给大脑拍摄照片，进而揭露大脑的结构和功能。脑成像技术的效果使人振奋，但它也是极为昂贵的：单次扫描通常需要花费数百美元，这还不包括支付给受试者和分析数据的研究助理的报酬。

　　2.家庭收入的相干性

　　我们决定寻觅更加简易、便宜的方法以便招募尽量多的受试者。终究，我们决定使用标准化的手段测定认知能力。与之前的研究不同，我们不再依赖广义的成绩指标，如高中毕业率，由于大脑中没有哪一个区域是负责高中毕业的。很多截然不同的大脑回路负责着各式各样的认知技能，其中有许多技能对学业和生活成绩来讲都是10分重要的。例如，如果有人大脑左半球的韦尼克区出现损伤，他们在理解语言时就会出现障碍。同时，神经影象学的研究也指出，健康的人在聆听他人说话时使用的是也是该脑区。科学家由此推断，当健康个体进行1项需要聆听和理解语言的任务时，都会使用韦尼克区。

　　我们决定用成熟的心理测试方法评估儿童的语言能力，不进行脑部扫描。我们要研究的问题是：SES差距与大脑功能的关系是怎样的？

　　我们招募了几组家庭社会经济背景不同的孩子作为受试者，他们的年龄从学龄前到青春期不等。在实验中，他们接受了1系列认知测试，以此检测各部份大脑回路结构的完全性。我们从屡次实验中得出高度1致的结论。整体来讲，家庭背景较贫困的孩子常常在语言、记忆力、自控力和专注力的测试中表现更差。

　　另外一方面，对我们和其他从事类似研究的团队来讲，确切需要更加先进的脑成像技术，从而验证家庭SES是不是影响到儿童参与高级认知进程的核心脑区的形态和大小。4个彼此独立的研究团队最近报告称，那些父母收入较高的孩子常常也有着更大的海马体（1个位于脑深处，负责记忆编码的结构）。而其他的1些研究则在关注贫困对大脑皮层（由负责认知加工进程的脑细胞组成的外侧褶皱层）形态、大小的影响。其中，1些初期研究已检验了SES与大脑皮层的体积之间是不是存在关联。

　　在丈量皮层体积时必须格外谨慎。由于1个大的皮层表面积乘以1个小的皮层厚度，或是大的皮层厚度乘以小的皮层表面积，都有可能得到相同的皮层体积，所以研究者很容易被误导。皮层厚度随着年龄增加而减小；与此同时，皮层表面积却随着年龄增加而增大，就好比我们开始有1小罐番茄酱，然后它的底面积渐渐增加，终究变得像汤罐头1样大。

　　最近，我们使用1套丈量软件，检验了SES的差距是不是会同时影响大脑皮层的表面积与厚度。这是迄今为止关于该问题范围最大的1项研究。我们分析了来自全美10个地区的、具有不同SES的1099名儿童和青少年的大脑结构。我们发现，父母的受教育程度和家庭收入均与儿童大脑皮层的表面积相干。家庭年收入低于2.5万美元的儿童的皮层表面积比超过15万美元的儿童小6％。这类相干性广泛存在于大脑的众多区域，并尤其明显地体现在1些负责语言加工、冲动抑制及其他自我调理的脑区中，而此前的研究已反复证实，这些能力受SES影响。

　　3.不能忽视的个体差异

　　我们斟酌了几个关键变量。首先，我们斟酌了每位受试者的遗传背景。数据分析显示，SES差异对大脑结构的影响与种族因素无关。另外，我们还发现了巨大的个体差异。例如，1些来自贫困家庭的儿童和青少年具有更大的皮层表面积，而1些家庭条件优越的孩子的皮层表面积却更小。虽然来自较高收入家庭的儿童常常具有更大的皮层表面积，但是我们的研究团队其实不能根据家庭收入情况直接预测出某1个儿童的大脑皮层表面积。

　　家庭收入和大脑皮层表面积的相干性在收入最底层中表现得最为明显，而在家庭收入较高的群体中却趋于减弱。换句话说，在最贫困的家庭中，家庭收入差异对脑结构的影响更大。

　　我们在另外一项研究中探讨了SES差异和皮层厚度之间的关系。1般而言，皮层厚度会随着年龄增长而减小。但是我们的研究表明，家庭的SES会对变化趋势造成影响。当家庭SES较低时，儿童的大脑皮层厚度在初期常常急剧减小，进入青春期后降落趋势变缓；而当SES较高时，1直到青春期后期，皮层厚度随年龄增长而减小的趋势都更加平缓。

　　这项发现表明，在1些情况下，逆境可以加速脑的成熟，使幼儿的大脑更快速地成长。穷人家孩子的大脑皮层厚度快速减小，这表明他们的大脑缺少“可塑性”，这类能力可以改变大脑结构，从而与童年和青春期的学习相适应。

　　固然，我们需要回答的最重要的问题之1是，大脑结构的差异是不是会影响儿童的认知能力。我们发现家庭收入较高的儿童更能集中注意力、抑制不恰当的反应。大脑结构（皮层体积或厚度）的差异也许可以解释，低收入家庭背景的青少年学业成绩为何比其他人低15%~44%。此类研究获得了引人注视的成果，但它们仍处于起步阶段，我们还需要继续寻觅究竟是甚么致使了SES和大脑发育的关联。是营养、邻居、学校质量、父母教养方式、家庭压力，还是这些因素的综合作用？这些差异是由后天的经历还是遗传酿成的？

　　目前的研究很难直接回答这些问题。不过，有研究表明，收入差距带来的生活压力和父母教养方式的不同，可以致使儿童大脑结构出现差异。在低收入家庭中，父母给孩子的支持较少，孩子也更容易产生敌对心理，这会致使负面结果——在该项研究中，就使得海马体更小。而我们实验室则在考察，长时间的压力、亲子间语言交换的不足能否在1定程度上解释这些发现。

　　4.相干不等于因果

　　有1个由来已久的问题是：贫困的孩子在人生初期所经历的困难是可以追根溯源到胚胎时期，还是遭到诞生后家庭收入的影响？我们团队在近期发现，婴儿在诞生后4天内的脑功能与其父母的收入和受教育程度无关，这也就证实了，SES通过后天经历来影响脑结构的发育。但是这项结果仍有待更多研究的左证，由于我们研究中的样本仅包括了66个家庭。值得1提的是，1些研究团队已发现，儿童在诞生1年后才会出现显著的大脑结构和功能差异。

　　总而言之，目前我们仍没有足够的证据来解释家庭、社会地位和经济条件与儿童大脑发育之间的关系。在今后的研究中，理清SES、童年的初期经历与大脑发育之间的关系仍然会是优先斟酌的方向。虽然已有大量研究为家庭收入与大脑发育之间的关系提供证据，但是1个关键问题仍未得到解决。人们常说“相干性其实不等于因果性”，说明了这1挥之不去的不肯定因素：较低的大脑发育水平是由贫困的家庭环境致使的，还是不同的成长进程使得1些孩子在课业或未来的工作中步履维艰？

　　神经科学研究在因果关系问题上始终保持沉默。为了研究因果关系，我们需要应用科学实验的黄金法则：随机对比实验。其中，随机分配的“医治”组会接受某种干预，而一样随机分配的另外一组则接受“对比”措施，这让我们能够判断这类干预对大脑发育的影响。

　　在此类研究中，研究人员需要找出能有效缩小SES差异的干预措施。很多措施颇具成效，但是这些干预措施常常面临巨大的挑战：高质量的干预措施10分昂贵，而且很难在更大范围内实施。另外，它们常常会“渐隐消失”——当儿童不再享受这1计划的服务时，干预的积极影响便会随着时间的推移而减弱。

　　鉴于这些困难，我们决定斟酌1种更加简易的干预措施。我们的计划是向家庭发放现金补贴，并研究该举措是不是会影响儿童大脑发育。现金补贴与提供咨询、儿童护理等其他服务不同，它让父母有可能为自己和子女作出他们心目中的最好财务决策。提供基本收入保障的想法正在逐渐遭到认可，1些慈善机构及政府已展开试点。

　　但时至本日，没有1项研究真正测定了收入补贴对儿童大脑发育的影响。我们正在张罗资金，用以展开第1项旨在检验扶贫和大脑发育之间因果关系的随机对比实验。虽然这1研究的条件假定简单明了，但我们的目标却富有雄心。我们计划在1开始招募1000位正好有孩子诞生的低收入美国母亲，每月随机给她们333美元或20美元的补贴。如果在医院刚生完孩子的母亲同意参与这项研究，那末就会有1笔钱打到她们的借记卡上。随着研究的继续，她们的借记卡每月都会自动转入1笔钱。我们对如何使用这些钱并没有限制。在孩子诞生后的前3年，我们会对家庭进行跟踪，进而评估无条件的现金补贴是不是会对儿童的认知能力和大脑发育产生影响。

　　我们也会仔细分析家庭生活的各个方面，包括压力、家庭关系的质量和父母如何用这笔钱。最近，1项延续1年、包括30位低收入母亲的初步研究表明，我们的方法可行性很高，借记卡能够成为1种向母亲提供补贴的可靠手段。

　　我们提出的假说是，家庭收入的增加会给贫困家庭带来1连串的积极效应。当孩子们度过初期童年阶段时，他们在视觉、听觉和其他关键的认知技能上会有更好的发展，和高收入家庭的孩子旗鼓相当。如果我们的假说成立，那末，我们的实验有可能会影响到社会政策的制定，这些政策会影响上百万有孩子的贫困家庭的生活。在我们看来，这些政策也许可以通过1种其实不复杂的管理体制来落实。虽然收入可能其实不是决定1个孩子发展轨迹的唯1因素，但从政策实行角度来看它却是最容易改变的。最少，它可以成为增进孩子大脑健康发育的“首付”。

　　（作者：金伯莉·G·诺布尔（Kimberly G. Noble）系哥伦比亚大学教育学院神经科学和教育学副教授）

　　（翻译王轶楠李子逸甘霖）

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