贫穷或影响婴幼儿大脑发育
来源：生物探索 2022-04-29 18:34
英国有部从1964年开始拍摄的成长型纪录片《人生7年》，里面纪录了十四个来自英国不同阶层的七岁小孩，然后每7年回访一次。里面的核心台词“
英国有部从1964年开始拍摄的成长型纪录片《人生7年》，里面纪录了十四个来自英国不同阶层的七岁小孩，然后每7年回访一次。里面的核心台词“Give me a child until he is seven, and I will give you the man”揭示了“三岁看小，七岁看老”的哲理（图1），而这句哲理的依据更多是父母所处阶层和家庭条件对孩子造成的终身影响。看完整部纪录片，我们发现绝大部分人的人生状态很难有实质性改变，除去个别案例，富人的孩子仍是富人，穷人的孩子还是穷人。
图1 英国纪录片《人生7年》截图（图源：BBC纪录片）
关于贫困对大脑发育的影响，科学家从未停止过探索。从上世纪60年代末，在危地马拉农村，研究人员向儿童家庭发放营养品，试图以此厘清补充蛋白质是否能减少儿童发育迟缓现象的发生。在巴西、秘鲁、牙买加、菲律宾、肯尼亚和津巴布韦等地的研究表明，对于那些认知测试成绩和学习成绩较差的幼儿，家庭贫困这一重要因素难以忽视。2015年，尼尔森团队和孟加拉国科研人员共同将达卡诊所变成了最先进的实验室，通过使用功能性近红外光谱（fNIRS）传感器，测试生活在不同经济条件下儿童大脑活动（图2）。近年来，关于研究“贫穷对婴幼儿大脑发育的影响”仍然从未停止，下面请跟小编一探究竟。
图2 孟加拉国的儿童接受脑活动检查（图源：Nature Portfolio）
过去的观察性研究已多次表明，家庭收入与孩子发育呈现相关性，而在最近的一项研究中，研究人员首次通过实验发现贫穷影响孩子大脑发育的直接证据。2022年2月，美国的一项研究发现母亲手里有钱有助于婴儿的大脑发育。该项研究以题为“The impact of a poverty reduction intervention on infant brain activity”发表在Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America（PNAS）上（图3）[1]。
该项研究名为“宝宝的第一年”，试图评估减贫干预对于婴幼儿认知能力和情感发育的影响。研究人员在美国招募了1000名刚生育宝宝的低收入母亲。在宝宝出生后的前四年，研究人员给这些来自纽约市、新奥尔良市、奥马哈市或明尼阿波利斯/圣保罗市的妈妈随机每月拨款333美元（约合人民币2113元）或20美元（约合人民币127元），他们可以用这些钱买任何东西，并且无任何附加条件。
根据婴儿脑电图数据显示，那些收到高补助家庭的宝宝在 alpha、beta 和 gamma 波段比表现出更高的脑电图功率。简言之，获得更多现金拨款的母亲养育的宝宝比获得拨款少的母亲养育的宝宝大脑活动频率更高，而大脑活动频率会直接影响脑部认知发育水平。此前已有小型研究显示，高频率的大脑活动在高收入家庭的宝宝当中更常见，这种高频率大脑活动还与更高的语言水平、认知能力和人际情感得分相关，而关于改变大脑活动能否转化为认知发育改善还有待进一步研究。
实际上，贫穷不仅带来学习资源的匮乏，更有可能对孩子的大脑发育和认知水平造成深远影响。多数研究显示，生活贫困的儿童面临更大的风险，如健康、教育、营养状况以及大脑认知等，并对成年后社会行为、认知能力和健康产生深远的影响，同时社会经济劣势与认知缺陷和社会情感发展受损有关，其表现在晚年所患的疾病上。
2021年11月，发表在Molecular Psychiatry杂志上的一项研究发现，低家庭收入水平可能会给儿童大脑发育带来不利影响，尤其影响其认知水平。提高低收入家庭的父母支持和教育质量或可抵消贫困所带来的部分负面影响。该项研究成果题为“Associations of family income with cognition and brain structure in USA children: prevention implications”，发布在Nature子刊Molecular Psychiatry上（图4）[2]。
在这项研究中，研究人员通过量化社会经济因素、家庭环境和人口因素等因素，探索其对儿童认知和大脑结构（皮层体积CV和皮层厚度CT）的影响，并在两个独立亚组中进行考察。具体因素包括如下：
1）社会经济因素：家庭收入、铅暴露风险、父母受教育程度、区域剥夺指数；
2）家庭环境：是否独生, 花在屏幕媒体活动上的时间；
注：区域剥夺指数是衡量社会资源缺失的指标，可理解为对贫困的更全面反映。
该研究的分析数据来自于大名鼎鼎的青少年大脑和认知发展研究（Adolescent Brain Cognitive Development Study，ABCD Study），研究为期10年，涉及全美21个数据收集点，追踪分析和描绘个体发展与脑发育动态关系的纵向研究。最终纳入了7784名儿童的数据，并随机平均分为研究组和验证组2组，两组基线水平相当（图5）。
家庭收入与认知评分中的Fluid Composite和Crystallized Composite有着很强的线性关联，这与之前的研究一致。这表明语言能力可能特别容易受家庭贫困程度的影响，这可能是因为无法获得高质量的教育以及在日常生活中很少接触更复杂的口头和书面语言。此外，家庭收入低的儿童，其解决问题、思考和抽象推理能力可能会受到损害，这可能是由于很少接触到促进此类技能发展的机会。
家庭收入与总皮质体积（CV）相关性较强的部位为额上回、颞中回、眶前回和前扣带回。而家庭收入与平均皮层厚度（CT）的关联在感觉、默认模式网络和语言区域最为显著，这种模式与自主脑网络非常接近（图6）。
▼在社会经济地位因素中，家庭收入与认知和大脑发育具有最强的关联性。
▼家庭收入对认知测试分数的个体间差异和总CV具有重复性影响，家庭收入与平均CT的关联在感觉、默认模式网络和语言区域最为显著。
▼其他社会经济因素，如父母受教育程度、铅暴露风险、区域剥夺指数等都会对认知和大脑发育有一定影响，但他们的影响远小于家庭收入。
综上，该研究强调了贫穷不仅导致学习资源的匮乏，更有可能对孩子的大脑发育和认知水平造成深远的影响。该研究对全球公共卫生具有重大意义，为大众敲响警钟的同时，又强调了采取预防措施的重要性。采访预防策略不仅对目标儿童有益，而且具有跨代效应。因为当这部分儿童成为父母后，他们下一代的认知和心理健康也会有所改善。
大量的研究指出，家庭贫穷的孩子在大脑结构上与其他部位存在差别，而且其大脑发育轨迹也会不同。其实早在2013年11月，一项发表在PLOS ONE上题为“Family Poverty Affects the Rate of Human Infant Brain Growth”的研究就证实了这一点，研究发现贫穷确实会影响婴儿的大脑发育速度。
研究人员对77位来自不同经济背景，年龄界于5个月至4岁的幼儿进行1-7次不等的MRI纵向扫描，使用幼儿大脑新型图像处理算法分别检查受试者的总灰质、白质和大脑体积（总灰质和白质的总和）以及额叶、顶叶、颞叶和枕叶的体积（图7）。
图7 生活贫困的孩子的大脑与普通人在海马体（蓝色）以及大脑前额叶（红黄）的差别（图源：[3]）
注：灰质位于脑部中央，从横断面看呈左右对称的蝴蝶形，由各种神经细胞组成，主要负责处理信息和执行行动。白质位于灰质四周，由纵行的传导神经纤维组成，起传递神经冲动的作用。
通过观察和分析所得到的大脑测量数据，评估贫困影响大脑发育的具体变化。结果如下：
▼来自低收入家庭的婴儿灰质含量较低，额叶、顶叶也发现类似差异。在白质、颞叶体积或枕叶体积中尚未检测到显著差异；
▼大脑发育的差异随着社会经济地位的不同而不同，来自低收入家庭的孩子在婴儿期和幼儿期的成长轨迹较慢。脑组织中较小的体积与学龄前问题行为密切相关。
▼随着年龄的增长，家庭的社会经济状况与大脑灰质的容量成正相关。
以上数据表明，低社会经济地位会影响人类婴儿大脑发育的速度。来自低收入家庭的婴儿、蹒跚学步的幼儿和学龄前儿童的大脑灰质体积相似，但与中等和高收入家庭的婴幼儿相比，他们的总灰质体积较低。随着年龄的增长，这种差异会逐步扩大。
孩子无法选择自己的父母，其出生的家庭状况也很难在短时间内得到改善，但通过减贫干预或政策扶持是否真的能改变其大脑发育轨迹，提高其认知能力？我想这是科学界未来需要着重深入探索的领域。
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