贫穷影响大脑发育

2018-07-06 作者:采集侠   |   浏览(74)

 在美国,家庭年收入低于2.5万美元的儿童的大脑皮层表面积比超过15万美元的儿童小6%。(环球科学供图/图)

(本文首发于2017年3月30日《南方周末》)

出身贫穷的儿童在学校里的很多测验中,表现都比同龄人差,此后他们在学业和社会上的总体成就也不及同龄人。

社会学与神经科学的研究表明,贫穷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,使他们在日后的教育和工作上处于不利地位。

贫穷对大脑发育的潜在影响让人们开始思考,是否可以通过一种简易的干预措施扭转这种损伤。当前,一项尚在筹备中的研究希望探索适度的经济补贴是否可以让贫穷儿童的大脑更健康。

对全球10亿生活在贫困中的儿童和青少年来说,贫穷剥夺的不仅仅是基本的物质需求。从创作交响乐到解微分方程,人类的智慧都源自大脑这个“三磅重的奇迹”。然而,科学研究发现,贫穷有很大的可能会妨碍大脑的正常发育。

在智商、阅读和其他测试中,来自贫穷家庭的孩子整体表现均不及同龄人。对他们来说,从高中毕业、被大学录取、获得学位的难度更大,而且成年后拿到的薪水更低,也更容易失业。这些关联并不令人感到惊奇,大脑发育水平也仅仅是导致这些后果的众多因素之一。那么,贫穷究竟会对大脑发育产生怎样的影响?直到最近十年,我们对此的看法仍然很模糊。

我的实验室同其他几个实验室一起,开始探讨家庭的社会经济地位(socioeconomic status,SES)——一种涵盖收入、受教育程度和职业声望的衡量指标——和儿童大脑健康之间的关系。我们发现,儿童大脑在大小、形状以及实际功能上的差异与SES有关。

认识到贫穷对大脑发育的潜在危害之后,我们想要找出一种简易可行的方法来减轻贫穷带来的伤害。为此,我们计划研究通过发放补贴来缓解家庭经济压力对儿童大脑健康的影响。这是第一例探究适度提高收入是否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一条从基础脑科学通往公共政策的道路。

SES与大脑

当我于15年前开始这项研究时,我还只是一名宾夕法尼亚大学的研究生。当时,我的导师玛莎·法拉(Martha Farah)想要了解贫穷是如何影响大脑早期发育的。幸运的是,我成为了第一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,进而揭示大脑的结构和功能。脑成像技术的效果令人振奋,但它也是极其昂贵的: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。

考虑到这是一个从未被研究过的问题,我们决定寻找更加简易、廉价的方法,这样我们就可以招募尽可能多的受试者。最终,我们决定选择一种直截了当的解决方案: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就指标,如高中毕业率,因为大脑中没有哪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,其中有许多技能对于学业和生活成就来说都是十分重要的。例如,如果有人大脑左半球的韦尼克区(Wernicke’s area)出现损伤,他们在理解语言时就会出现障碍。同时,神经影像学的研究也指出,健康的人在倾听他人说话时使用的也是该脑区。科学家由此推断,当健康个体进行一项需要倾听和理解语言的任务时,都会使用韦尼克区。无需对大量受试者的脑部结构进行扫描,我们同样可以得出这条结论。

因此,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。在试验中,他们接受了一系列认知测试,以此检测各部分大脑回路结构的完整性。我们从多次试验中得出高度一致的结论。总体来说,家庭背景较贫穷的孩子往往在语言、记忆力、自控力和专注力的测试中表现更差。

另一方面,对于我们以及其他从事类似研究的团队来说,确实需要更加先进的脑成像技术,从而验证家庭SES是否影响到儿童参与高级认知过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往往也有着更大的海马体(一个位于脑深处,负责记忆编码的结构)。而其他的一些研究则在关注贫穷对大脑皮层(由负责认知加工过程的脑细胞组成的外侧褶皱层)形态、大小的影响。其中,一些早期研究已经检验了SES与大脑皮层的体积之间是否存在关联。