對全球10億生活在貧困中的兒童和青少年來說，貧窮剝奪的不僅僅是基本的物質(zhì)需求,。從創(chuàng)作交響樂到解微分方程,，人類的智慧都源自大腦這個“三磅重的奇跡”,。然而,，科學(xué)研究發(fā)現(xiàn),，貧窮很可能會妨礙大腦的正常發(fā)育,。

撰文 |?金伯莉·諾布爾（Kimberly Noble）

翻譯|王軼楠李子逸甘霖

審校|劉嘉

在智商,、閱讀和其他測試中,，來自貧窮家庭的孩子整體表現(xiàn)均不及同齡人。對他們來說,，從高中畢業(yè),、被大學(xué)錄取、獲得學(xué)位的難度更大,，而且成年后拿到的薪水更低,，也更容易失業(yè)。這些關(guān)聯(lián)并不令人感到驚奇,，大腦發(fā)育水平也僅僅是導(dǎo)致這些后果的眾多因素之一,。那么，貧窮究竟會對大腦發(fā)育產(chǎn)生怎樣的影響,？直到最近十年,，我們對此的看法仍然很模糊。

我的實驗室同其他幾個實驗室一起,，開始探討家庭的社會經(jīng)濟地位（socioeconomic status,，SES）——一種涵蓋收入、受教育程度和職業(yè)聲望的衡量指標(biāo)——和兒童大腦健康之間的關(guān)系,。我們發(fā)現(xiàn),，兒童大腦在大小、形狀以及實際功能上的差異與SES有關(guān),。

認(rèn)識到貧窮對大腦發(fā)育的潛在危害之后,，我們想要找出一種簡易可行的方法來減輕貧窮帶來的傷害。為此，我們計劃研究通過發(fā)放補貼來緩解家庭經(jīng)濟壓力對兒童大腦健康的影響,。這是第一例探究適度提高收入是否有助于大腦發(fā)育的研究,。如果得到肯定的結(jié)論，它將為我們清晰地指出一條從基礎(chǔ)腦科學(xué)通往公共政策的道路,。

SES與大腦

當(dāng)我于15年前開始這項研究時,，我還只是一名賓夕法尼亞大學(xué)的研究生。當(dāng)時,，我的導(dǎo)師瑪莎·法拉（Martha Farah）想要了解貧窮是如何影響大腦早期發(fā)育的,。幸運的是，我成為了第一位挑戰(zhàn)這個問題的學(xué)生,。

我們的項目需要慎重選擇研究方法,。當(dāng)時最吸引人的技術(shù)是腦成像——通過功能強大的機器給大腦拍攝照片，進而揭示大腦的結(jié)構(gòu)和功能,。腦成像技術(shù)的效果令人振奮,，但它也是極其昂貴的：單次掃描通常需要花費數(shù)百美元，這還不包括支付給受試者和分析數(shù)據(jù)的研究助理的報酬,。

考慮到這是一個從未被研究過的問題,，我們決定尋找更加簡易、廉價的方法,，這樣我們就可以招募盡可能多的受試者,。最終，我們決定選擇一種直截了當(dāng)?shù)慕鉀Q方案：使用標(biāo)準(zhǔn)化的手段測定認(rèn)知能力,。與之前的研究不同,，我們不再依賴廣義的成就指標(biāo)，如高中畢業(yè)率,，因為大腦中沒有哪個區(qū)域是負(fù)責(zé)高中畢業(yè)的,。很多截然不同的大腦回路負(fù)責(zé)著各式各樣的認(rèn)知技能，其中有許多技能對于學(xué)業(yè)和生活成就來說都是十分重要的,。例如,，如果有人大腦左半球的韋尼克區(qū)（Wernicke‘s area）出現(xiàn)損傷，他們在理解語言時就會出現(xiàn)障礙,。同時,，神經(jīng)影像學(xué)的研究也指出，健康的人在傾聽他人說話時使用的也是該腦區(qū),?？茖W(xué)家由此推斷，當(dāng)健康個體進行一項需要傾聽和理解語言的任務(wù)時,，都會使用韋尼克區(qū),。這樣,，無需對所有人的腦部結(jié)構(gòu)進行掃描，我們同樣可以得出這條結(jié)論,。

因此,，我們決定用成熟的心理測試方法評估兒童的語言能力，不進行腦部掃描,。我們要研究的問題是：SES差距與大腦功能的關(guān)系是怎樣的,？

我們招募了幾組家庭社會經(jīng)濟背景不同的孩子作為受試者，他們的年齡從學(xué)齡前到青春期不等,。在試驗中,，他們接受了一系列認(rèn)知測試，以此檢測各部分大腦回路結(jié)構(gòu)的完整性,。我們從多次試驗中得出高度一致的結(jié)論。總體來說,，家庭背景較貧窮的孩子往往在語言,、記憶力、自控力和專注力的測試中表現(xiàn)更差,。

另一方面,，對于我們以及其他從事類似研究的團隊來說，確實需要更加先進的腦成像技術(shù),，從而驗證家庭SES是否影響到兒童參與高級認(rèn)知過程的核心腦區(qū)的形態(tài)和大小,。4個彼此獨立的研究團隊最近報告稱，那些父母收入較高的孩子往往也有著更大的海馬體（一個位于大腦深處,，負(fù)責(zé)記憶編碼的結(jié)構(gòu)）,。而其他的一些研究則在關(guān)注貧窮對大腦皮層（由負(fù)責(zé)認(rèn)知加工過程的腦細(xì)胞組成的外側(cè)褶皺層）形態(tài)、大小的影響,。其中,，一些早期研究已經(jīng)檢驗了SES與大腦皮層的體積之間是否存在關(guān)聯(lián)。

為了理解何謂大腦皮層體積,，大家可以想象眼前有一瓶湯罐頭,，我們通過測量罐頭的高度和底面積，將兩者相乘算出內(nèi)容物湯的體積,。在腦科學(xué)中,，大腦皮層的厚度相當(dāng)于罐頭的高度，而大腦皮層的表面積就相當(dāng)于罐頭的底面積,。兩者相乘,，就得到了大腦中的“湯”——大腦皮層的體積。

在測量皮層體積時必須格外小心,。因為一個大的皮層表面積乘以一個小的皮層厚度,，或者是大的皮層厚度乘以小的皮層表面積，都有可能得到相同的皮層體積，所以研究者很容易被誤導(dǎo),。皮層厚度隨著年齡增加而減小,，就好比是我們假想的湯罐頭被壓縮成金槍魚罐頭那么矮；與此同時,，皮層表面積卻隨著年齡增加而增大,，就好比我們開始有一小罐番茄醬，然后它的底面積慢慢增加,，最終變得像湯罐頭一樣大,。

最近，我們使用一套測量軟件,，檢驗了SES的差距是否會同時影響大腦皮層的表面積與厚度,。這是迄今為止關(guān)于該問題規(guī)模最大的一項研究，成果發(fā)表在2015年的《自然· 神經(jīng)科學(xué)》（Nature Neuroscience）期刊上,。我們分析了來自全美10個地區(qū)的,、擁有不同SES的1099名兒童和青少年的大腦結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn),，父母的受教育程度和家庭收入均與兒童大腦皮層的表面積相關(guān),。家庭年收入低于2.5萬美元的兒童的皮層表面積比超過15萬美元的兒童小6%。這種相關(guān)性廣泛存在于大腦的眾多區(qū)域,，并尤為明顯地體現(xiàn)在一些負(fù)責(zé)語言加工,、沖動抑制及其他自我調(diào)節(jié)的腦區(qū)中，而此前的研究已經(jīng)反復(fù)證實,，這些能力受SES影響,。

在這項研究中，我們考慮了幾個關(guān)鍵變量,。首先,，我們將每位受試者的遺傳背景，即基因來自6個主要人群（非洲,、中亞,、東亞、歐洲,、美洲原住民和大洋洲）的比例作為種族因素加以控制,。數(shù)據(jù)分析顯示，我們發(fā)現(xiàn)的SES差異對大腦結(jié)構(gòu)的影響與種族因素?zé)o關(guān),。

此外,，我們還發(fā)現(xiàn)了巨大的個體差異。例如,，一些來自貧窮家庭的兒童和青少年擁有更大的皮層表面積,，而一些家庭條件優(yōu)越的孩子的皮層表面積卻更小,。這種情況類似于性別和身高的關(guān)系：我們知道，童年時,，男孩一般比女孩長得高,，但在每一間小學(xué)教室里，都有一些女孩比一些男孩長得高,。同理,，雖然來自較高收入家庭的兒童往往擁有更大的皮層表面積，但是我們的研究團隊并不能根據(jù)家庭收入情況直接預(yù)測出某一個兒童的大腦皮層表面積,。

家庭收入和大腦皮層表面積的相關(guān)性在收入最底層的人群中表現(xiàn)得最為明顯,，而在家庭收入較高的群體中卻趨于減弱。換句話說,，在最貧窮的家庭中,，家庭收入差異對大腦結(jié)構(gòu)的影響更大。

在近期發(fā)表的另一項研究中,，我們探討了SES差異和皮層厚度之間的關(guān)系,。一般而言，皮層厚度會隨著年齡增長而減小,。但是我們的研究表明，家庭的SES會對變化趨勢造成影響,。當(dāng)家庭SES較低時,，兒童的大腦皮層厚度在早期往往急劇減小，進入青春期后下降趨勢變緩,；而當(dāng)SES較高時,，一直到青春期后期，皮層厚度隨年齡增長而減小的趨勢都更加平緩,。

這項發(fā)現(xiàn)與其他實驗室的研究結(jié)果一致,，這表明，在一些情況下,，逆境可以加速腦的成熟,，使幼兒的大腦更快速地成長。窮人家孩子的大腦皮層厚度快速減小,，這表明他們的大腦缺乏“可塑性”,，這種能力可以改變大腦結(jié)構(gòu)，從而與童年和青春期的學(xué)習(xí)相適應(yīng),。

當(dāng)然,，我們需要回答的最重要的問題之一是，大腦結(jié)構(gòu)的差異是否會影響兒童的認(rèn)知能力,。我們的研究在一定程度上驗證了此前的觀點,，即家庭收入較高的兒童更能集中注意力,、抑制不恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的塞思·波拉克（Seth Pollak）與麻省理工學(xué)院的約翰·加布里埃利（John Gabrieli）各自的研究也都表明,，大腦結(jié)構(gòu)（皮層體積或厚度）的差異或許可以解釋,，低收入家庭背景的青少年學(xué)業(yè)成績?yōu)槭裁幢绕渌说?5%~44%。

此類研究取得了引人注目的成果,，但它們?nèi)蕴幱谄鸩诫A段,，我們還需要繼續(xù)尋找究竟是什么導(dǎo)致了SES和大腦發(fā)育的關(guān)聯(lián)。是營養(yǎng),、鄰居,、學(xué)校質(zhì)量、父母教養(yǎng)方式,、家庭壓力,，還是這些因素的綜合作用？我們是否可以確定,，所有的這些差異都可以用后天的經(jīng)歷加以解釋,，還是遺傳也在其中起到了作用？

目前的研究很難直接回答這些問題,。不過,，圣路易斯華盛頓大學(xué)的瓊·盧比（Joan Luby）團隊的最新研究表明，收入差距帶來的生活壓力和父母教養(yǎng)方式的不同,，可以導(dǎo)致兒童大腦結(jié)構(gòu)出現(xiàn)差異,。在低收入家庭中，父母給孩子的支持較少,，孩子也更容易產(chǎn)生敵對心理,，這會導(dǎo)致負(fù)面結(jié)果——在該項研究中，就是使得海馬體更小,。而我們實驗室則在考察,，長期的壓力、親子間語言交流的不足能否在一定程度上解釋這些發(fā)現(xiàn),。

另一個由來已久的問題是：貧窮的孩子在人生早期所經(jīng)歷的困難是可以追根溯源到胚胎時期,，還是受到出生后家庭收入的影響,？我們團隊在近期發(fā)現(xiàn),，嬰兒在出生后4天內(nèi)的腦功能與其父母的收入和受教育程度無關(guān),，這也就證實了，SES通過后天經(jīng)歷來影響腦結(jié)構(gòu)的發(fā)育,。但是這項結(jié)果仍有待更多研究的佐證,，因為我們研究中的樣本僅包含了66個家庭。值得一提的是,，一些研究團隊已經(jīng)發(fā)現(xiàn),，兒童在出生一年后才會出現(xiàn)顯著的大腦結(jié)構(gòu)和功能差異,。

總而言之，目前我們?nèi)詻]有足夠的證據(jù)來解釋家庭,、社會地位和經(jīng)濟條件與兒童大腦發(fā)育之間的關(guān)系,。在今后的研究中，理清SES,、童年的早期經(jīng)歷與大腦發(fā)育之間的關(guān)系依然會是優(yōu)先考慮的方向,。

相關(guān)不等于因果

盡管已經(jīng)有大量研究為家庭收入與大腦發(fā)育之間的關(guān)系提供證據(jù)，然而一個關(guān)鍵問題仍未得到解決,。人們常說“相關(guān)性并不等于因果性”,，說明了這一揮之不去的不確定因素：較低的大腦發(fā)育水平是由貧窮的家庭環(huán)境導(dǎo)致的，還是不同的成長過程使得一些孩子在課業(yè)或未來的工作中步履維艱,？

神經(jīng)科學(xué)研究在因果關(guān)系問題上始終保持沉默,。為了研究因果關(guān)系，我們需要運用科學(xué)實驗的黃金法則：隨機對照試驗,。其中,，隨機分配的“治療”組會接受某種干預(yù)，而同樣隨機分配的另一組則接受“對照”措施,，這讓我們能夠判斷這種干預(yù)對大腦發(fā)育的影響,。

在此類研究中，研究人員需要找出能有效縮小SES差異的干預(yù)措施,。已經(jīng)有一些基于學(xué)校和家庭的干預(yù)措施旨在減小兒童成績的差異,，例如開端計劃（Head Start）。事實證明,，很多措施頗具成效，然而這些干預(yù)措施常常面臨巨大的挑戰(zhàn)：高質(zhì)量的干預(yù)措施十分昂貴,，而且很難在更大范圍內(nèi)施行,。此外，它們常常會“漸隱消失”——當(dāng)兒童不再享受這一計劃的服務(wù)時,，干預(yù)的積極影響便會隨著時間的推移而減弱,。

鑒于這些困難，我們決定考慮一種更為簡易的干預(yù)措施,，它易于操作,，并且擁有近乎完美的社會接納度。我們的計劃是向家庭發(fā)放現(xiàn)金補貼,，并研究該舉措是否會影響兒童大腦發(fā)育,。現(xiàn)金補貼與提供咨詢、兒童護理等其他服務(wù)不同,，它讓父母有可能為自己和子女作出他們心目中的最佳財務(wù)決策,。在美國和發(fā)展中國家開展的研究均表明,，直接的收入補貼或許是一種可行的方案。提供基本收入保障的想法正在逐步受到認(rèn)可,，一些慈善機構(gòu)及政府已開展試點,。

但時至今日，沒有一項研究真正測定了收入補貼對于兒童大腦發(fā)育的影響,。近日,，我們集結(jié)了來自社會科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的多位專家共同探討這一問題，包括加利福尼亞大學(xué)歐文分校的經(jīng)濟學(xué)家格雷格·鄧肯（Greg Duncan）,、威斯康星大學(xué)麥迪遜分校的發(fā)育心理學(xué)家凱瑟琳·馬格努森（Katherine Magnuson）,、紐約大學(xué)的發(fā)育心理學(xué)家吉川裕和（Hirokazu Yoshikawa）和經(jīng)濟學(xué)家莉薩·熱納蒂安（Lisa Gennetian）。我們正在籌措資金,，用以開展第一項旨在檢驗扶貧和大腦發(fā)育之間因果關(guān)系的隨機對照試驗,。盡管這一研究的前提假設(shè)簡單明了，但我們的目標(biāo)卻富有雄心,。我們計劃在一開始招募1000位正好有孩子出生的美國低收入母親,，每個月隨機給她們333美元或20美元的補貼。

如果在醫(yī)院剛生完孩子的母親同意參與這項研究,，那么就會有一筆錢打到她們的借記卡上,。隨著研究的繼續(xù)，她們的借記卡每個月都會自動轉(zhuǎn)入一筆錢,。我們對于如何使用這些錢并沒有限制,。在孩子出生后的前3年，我們會對家庭進行跟蹤,，進而評估無條件的現(xiàn)金補貼是否會對兒童的認(rèn)知能力和大腦發(fā)育產(chǎn)生影響,。

我們也會仔細(xì)分析家庭生活的各個方面，包括壓力,、家庭關(guān)系的質(zhì)量以及父母如何用這筆錢,。最近，一項持續(xù)一年,、包含30位低收入母親的初步研究表明,，我們的方法可行性很高，借記卡能夠成為一種向母親提供補貼的可靠手段,。盡管很多受試者之前從未用過借記卡,，但幾乎沒人在借記卡激活、提現(xiàn)或POS機使用中遇到問題,。這給了我們足夠的信心,，我們相信這些手段可以擴展到一項完整的研究。

我們提出的假說是,，家庭收入的增加會給貧窮家庭帶來一連串的積極效應(yīng),。當(dāng)孩子們度過早期童年階段時,，他們在視覺、聽覺和其他關(guān)鍵的認(rèn)知技能上會有更好的發(fā)展,，和高收入家庭的孩子旗鼓相當(dāng),。

如果我們的假說成立，那么,，我們的試驗有可能會影響到社會政策的制定,，這些政策會影響上百萬有孩子的貧窮家庭的生活。在我們看來,，這些政策或許可以通過一種并不復(fù)雜的管理體制來落實,。盡管收入可能并不是決定一個孩子發(fā)展軌跡的唯一因素，但從政策實施角度來看它卻是最容易改變的,。至少,，它可以成為促進孩子大腦健康發(fā)育的“首付”。

作者簡介：

金伯莉·諾布爾是哥倫比亞大學(xué)教育學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)和教育學(xué)副教授,，主要研究社會經(jīng)濟差距對兒童認(rèn)知能力和大腦發(fā)育的影響,。