改变儿童大脑发育的驱动因素

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2022年12月24日,北京,奥林匹克公园的冰面吸引市民前来玩耍,小朋友与家长在滑冰运动中度过周末时光。

不同的家庭所拥有的社会经济资源是有差异的,根据家庭收入、父母受教育情况以及社会关系等方面的情况,就形成了一个家庭的社会经济地位。这些家庭背景的因素会影响儿童的长期发展,大量社会科学研究已经从不同方面广泛地揭示了这一代际现象。

仅从学习成绩和升学方面的结果而言,有长期的教育研究发现,家庭背景可以影响儿童的学习成绩,将家庭背景的优势转化为学习成绩的优势,具体表现为家庭背景处于优势地位的儿童,学习成绩倾向于更好,而家庭背景较劣势的儿童,学习成绩总体上也相对更差,而且这种趋势在过去几十年里具有一定普遍性,在一些国家,不同家庭背景学生之间的学业成绩差距甚至增大了。英国约克大学教育心理学教授苏菲·冯·斯图姆(Sophie von Stumm)告诉南方周末记者,家庭背景之所以能影响儿童学习成绩,方式有很多,但有两个机制很关键,一个是家庭所营造的语言环境,再一个是不同家庭所提供的课外教育。

语言环境是指儿童从小在家庭内部经历语言社会化的过程中,父母等家庭成员与他们说话时所营造的语言学习环境,受教育程度较高的父母一般会以儿童为导向,支持孩子发展出良好的语言技能。而课外教育则是指社会经济资源较多的家庭一般既有意识也有能力在课堂之外给孩子提供形式多样的其他课程和体验。受这些差异化的认知刺激的影响,不同家庭背景的儿童可能随后在学业成绩甚至升学结果等方面表现出差距。

最近,美国一项关于儿童认知神经发育的研究为社会科学观察到的这种家庭背景的差距提供了生理层面的科学证据。研究人员分析了超过五千名儿童大脑的内在功能性结构,发现儿童所生活的环境中,社会经济资源的情况与儿童大脑发育情况存在关联,在包括家庭收入在内的多种家庭背景因素中,父母的受教育程度是儿童大脑神经连接改变的最强驱动因素。

相关研究2022年12月发表在《发展认知神经科学》(Developmental Cognitive Neuroscience)。在这项最新研究中,利用青少年大脑认知发育研究这项迄今为止最大的发育神经成像研究项目,研究人员从全脑、神经网络、连接等多个层面探究了儿童所拥有的社会经济资源与其大脑发育之间的关系。

“这项研究提供了新的证据,表明社会经济资源对大脑连接的发育非常重要。”最新研究的主要参与者、密歇根大学安娜堡分校精神病学系教授钱德拉·斯里帕达(Chandra Sripada)告诉南方周末记者,“从社会经济方面来看,美国是一个非常不平等的社会,而这项研究告诉人们,这种不平等可能会对大脑发育产生影响,如果你想提高孩子的大脑发育,你可能需要去增加自己的社会经济资源,对社会经济资源较少的父母来说,特别是要提高自己的教育水平。”

钱德拉·斯里帕达教授解释,对于社会经济为什么可以影响儿童的大脑发育,认知刺激可能是其中一种方式,因为在研究中他们发现,受过高等教育的父母会对他们的孩子进行更多的认知刺激,“他们会跟自己的孩子更多地说话,他们会给孩子读更多的书,他们还会带自己的孩子去博物馆,等等。其他一些研究表明,还有另一种涉及学业期望的方式可能在其中起作用。受过高等教育的父母通常会给孩子设定更高的学业目标,并且会通过建立一些行为规范来支持自己的孩子获得理想的学业成就。”

不仅是家庭环境,邻里环境可能也会影响儿童大脑发育。2020年,同样是利用青少年大脑认知发育研究的数据,圣路易斯华盛顿大学心理与脑科学系研究人员专门研究了居住环境和儿童大脑认知功能发育之间的关系,结果发现如果一个地方贫穷的家庭更多,失业率更高,受过教育的人的比例偏低的话,那么居住在这些更贫穷的区域的儿童在多个大脑部位的脑容量都更小,认知能力得分更低,相关研究发表在《美国医学会开放获取杂志》(JAMA Netw Open),证明贫穷对认知能力的影响可能不局限在个体家庭的环境,而且还包括邻里环境。家庭环境中父母的受教育水平可能影响着儿童在家庭教育中接受认知刺激的情况,相比这种来自家庭环境的影响,邻里环境处于劣势有可能是受到所居住地区学校的教育质量等外部因素的影响。

伴随着儿童静息状态大脑连接模式的差异,最新研究通过对部分样本的进一步分析还发现,受教育程度更高的父母不仅参与更丰富的家庭活动,而且他们孩子认知功能测试的得分以及学业成绩的得分都更高,说明父母的受教育程度与孩子接受的认知刺激、认知能力结果、学业成绩表现等之间有着丰富的关系。这些儿童大脑影像数据收集时,研究中的儿童年龄都在九岁或十岁,他们大脑功能性结构的改变从长远来看意味着什么,目前还不是很清楚。

“当下这个时候,我们还不知道这些大脑连接性方面的改变从长期来看意味着什么。但是从理想来看,青少年大脑认知发育研究项目是要解决这个问题的,这是有史以来最大的神经发育研究,我们现在正在检查这个研究中基线时的大脑影像数据。未来十年,我们还会继续跟踪项目中的这1.1万名儿童,那样我们将能够继续评估这些大脑连接性方面的差异是否在整个青春期和青年期都是稳定的,它们是否与学业、行为或心理健康等方面的结果有关,以及诸如家庭条件、学校质量等,哪些因素会放大或缩小这些大脑连接性方面的差异。”钱德拉·斯里帕达向南方周末记者解释,最新研究处在神经发育科学出现可复制性危机的背景下,优势是样本量大,有接近六千个高质量的数据,还用多种方式对全脑进行了一次性的扫视,这些有助于提供高质量的结论,以很高的统计稳定性在社会经济资源和大脑发育之间建立起了一个关键的联系,但是很显然,目前还有很多东西是不知道的。

人类的大脑具有很强的可塑性,可以不断学习和调整,幼时的大脑发育虽然很重要,但从青春期晚期一直到青年期都仍然会有大量神经变化和重组,因此,最新研究建议在变化和适应的视角下去看待对大脑发育的理解。包括研究样本代表性仍不够充分等方面的局限,未来仍有待更多研究去更深入揭示社会经济资源与大脑发育之间的关系。就目前来说,最新研究从自然科学方面为理解家庭背景的影响提供了新的证据,也提醒父母应该重视家庭教育中一言一行对孩子发育的影响。

南方周末记者 王江涛

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