摘要：很明显，孩子的早期经历会对他们的大脑如何形成和功能留下持久的印记。现在，一项新的研究揭示了各种环境因素，包括财务困难和邻里安全，如何影响大脑白质（连接不同大脑区域的线路）的质量，进而影响孩子的认知能力。这项研究今天发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedi

一项新的研究表明，通过磁共振成像测量的白质会因儿童的环境而异。活的艺术企业/科学之源

很明显，孩子的早期经历会对他们的大脑如何形成和功能留下持久的印记。现在，一项新的研究揭示了各种环境因素，包括财务困难和邻里安全，如何影响大脑白质（连接不同大脑区域的线路）的质量，进而影响孩子的认知能力。这项研究今天发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上，还指出了可以提高年轻大脑适应能力的社会因素。

“这是一篇非常令人印象深刻、令人信服的论文，讲述了在支持不足的环境中长大的长期后果，”麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）的神经科学家约翰·加布里埃利（John Gabrieli）说，他没有参与这项研究。

白质由促进大脑区域之间交流的神经纤维组成。它们被一种称为髓鞘的绝缘材料包裹，这种材料赋予了白质颜色。迄今为止，关于大脑如何支持认知的大部分研究都集中在灰质上，灰质组织主要由处理信息的神经元细胞体组成，这些信息在脑部扫描中显示为灰色。但复杂的认知任务是由多个大脑区域形成的“网络交响乐”，Gabrieli 说。“而白质是介导这种交流的东西。”

以前的研究将贫困和童年创伤以及其他不利环境与儿童白质质量较低和认知测试分数较低联系起来。然而，这些研究包括少量或参与者，并且一次只关注一个或几个环境变量。

为了更全面地了解情况，布莱根妇女医院的发育神经科学家 Sofia Carozza 及其同事分析了青少年脑认知发展 （ABCD） 研究中 9000 多名参与者的数据。ABCD 由美国国立卫生研究院资助，成立于 2015 年，是美国儿童代表性群体中规模最大的大脑发育纵向研究。对参与者及其父母的调查提供了有关其家庭环境的数据，包括家庭收入和父母的教育水平。在 9 岁或 10 岁时，ABCD 参与者接受了一种磁共振成像，可以测量大脑中水的运动。从这种定向信号的强度，研究人员可以推断出白质纤维束的强度和组织性，以及它们是否有变质或损坏的迹象。

Carozza 说，该技术提供了对大脑“通信高速公路”健康状况的洞察。然后，研究人员分别在成像 2 年和 3 年后测试了孩子们的语言和数学技能。

Carozza 和她的团队分析了大脑中 73 个白质束的质量与与儿童早期经历相关的 ABCD 数据之间的关系。这包括 10 项逆境衡量标准，例如家庭经济困难和父母滥用药物;以及在某些情况下可能会对抗逆境的 7 个保护因素，例如父母教育和社区安全。

研究人员发现，他们检查的变量中，除了一个变量外，其他所有变量都在塑造大脑中白质的结构中发挥了一定作用。（出生体重是唯一的例外。）白质恶化的两个最大驱动因素是暴露于创伤和社会脆弱性的衡量标准，其中包括社会经济地位、住房质量、交通便利性和其他社区特征。换句话说，孩子经历的创伤越多，他们越容易受到社会影响，他们大脑中白质的质量就越低。而这种较低的白质质量反过来又与随访期间的语言和算术困难有关。

通过如此规模和范围的研究，“我们真的可以开始更仔细地解开这个谜题，”休斯顿大学（University of Houston）的发展心理学家约翰娜·比克（Johanna Bick）说，她没有参与这项新工作。比克说，研究结果表明，“我们不能忽视社会环境”，这显然是“解释这些学术成果的机制”。

Carozza 说，她对社会环境（包括孩子的社区）对白质建筑的影响程度感到惊讶。“这表明，在家庭之外，存在更广泛的关系和社会经历，这对孩子的发展至关重要。”

与更好的白质质量最密切相关的保护因素之一是生活在两个父母的家中并且家庭收入高。积极养育的衡量标准——向孩子展示爱、温暖和善良——也显示出相关性，以及生活在一个信任的社区中。

Bick 说，该研究不包括有关同龄人角色的数据，而同龄人是青少年发展的重要组成部分。“因此，在未来的工作中甚至可能考虑更多的社会保护因素。”

Bick 想知道美国以外的孩子是否会有类似的结果，以及文化差异（例如更集体主义社会中的社区网络）如何调解环境与白质发展之间的关系。

Carozza 说，这项研究指出了干预和改善儿童大脑发育的机会——例如，通过加强社区和为家庭提供个人支持。Gabrieli 指出，将这些发现转化为政策“并不容易”。但是，“思考......制定社会政策或做法，帮助低收入环境中的儿童不会被这些不利因素所淹没。

来源：人工智能学家