贫困会影响大脑发育吗？

想象一下你又变回了孩子。在这个童年版本中，你饥肠辘辘、疲惫不堪且焦虑地来到学校。你的母亲这个月付不起房租。橱柜空空如也。昨晚深夜汽车警报器响了，你要负责安抚哭闹的弟弟入睡。你一大早就起床乘坐公交车穿过城镇，当上课铃响起时，你脑子里想的事情太多了，以至于难以集中注意力。

对于在贫困中长大的孩子来说，无数的压力源累积叠加。虽然他们的故事各不相同，但我们知道他们面临的许多挑战可能会产生持久的影响。在美国，每四个婴儿和幼儿中就有一个生活在联邦贫困线以下。

尽管我们的社会渴望将教育视为一种均衡器，可以将人们从困境中提升出来，但社会科学家早就知道，事实并非如此简单。你出生的家庭收入对教育成果具有强大的影响，进而影响未来的就业前景和经济保障。教育研究员肖恩·里尔顿及其在斯坦福大学的同事最近完成了一项分析，表明在贫困程度较高的学区，儿童的阅读和数学测试成绩平均比最富裕学区的同龄人低四个年级水平。而且，低收入家庭的孩子获得大学学位的机会远低于高收入家庭的孩子，这反过来又限制了经济和职业机会。

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尽管这些不平等现象令人不安，但这种所谓的收入-成就差距并非新鲜事物。教育工作者和社会科学家已经追踪学校成功与贫困之间的关系大约半个世纪了。尽管现在有一些证据表明，在经历了三十年的扩张之后，这种差距可能开始缩小，但变革的速度太慢，无法帮助这一代人甚至下一代人。事实上，根据里尔顿在 2016 年的计算，以目前的变化速度，可能需要 60 到 110 年才能弥合差距。

与此同时，关于家庭收入如何影响儿童大脑发育的有力证据开始出现。本质上，科学家们正在发现与贫困相关的解剖学差异——其中一些差异对教育具有影响。毕竟，所有学到的东西都取决于大脑的可塑性，即其生长和变化的能力。反过来，新的发现不仅可以作为进一步行动的号召，还可以激发关于如何最好地进行干预的想法。

构建大脑

出生时，我们拥有丰富的灰质和白质，灰质主要由细胞体组成，白质包含从一个神经元向另一个神经元传递信号的电缆状轴突束。我们最初拥有的神经物质比我们严格需要的更多。当我们学习和成长时，大脑被雕刻成一个更有效的器官，加强一些网络，消除另一些网络。

从童年晚期到成年早期，大脑的一部分，称为新皮质灰质，稳步变薄。这个区域包含覆盖大脑的六层皮层，支持感知、语言、思想和行动。研究人员认为，这种变薄反映了细胞及其之间连接的大量修剪。同样在这个生命阶段，白质以改善大脑中大规模网络的连接性的方式发展。

科学家们最近才开始研究社会经济地位 (SES) 如何影响大脑的正常发育过程。SES 是一个复杂的概念，通过结合教育程度、收入和职业来衡量。每个社会经济水平的个人和家庭之间都存在很大的差异，因此很难概括个人的经历。此外，不利条件（如果存在）往往会同时发生或相互关联，因此很难将具体情况与特定结果联系起来。例如，非常低的 SES 或贫困与不良健康、家庭不稳定和高压力有关。它还可能导致营养不良、医疗保健有限、家庭语言和智力刺激不足、学校条件差以及社会期望降低。这些条件反过来都可能影响神经和认知发育。

20 世纪 60 年代在加州大学伯克利分校进行的一系列经典实验证明，早期的不利环境会损害啮齿动物的大脑。神经科学家玛丽安·戴蒙德表明，在贫困环境中（缺乏玩具和社交机会）饲养的大鼠会阻碍它们的大脑发育和学习能力。

点击或轻触以放大

此类研究在人类身上是不道德的，但对罗马尼亚儿童的长期跟踪调查发现，他们在令人震惊的国家孤儿院系统中被仓储式对待，结果也类似。从 2001 年开始，哈佛大学的发展心理学家查尔斯·A·纳尔逊三世、马里兰大学的内森·A·福克斯和杜兰大学的查尔斯·H·泽纳小弟比较了那些仍然深陷该系统中的孩子与那些逃脱到寄养或被收养的孩子，发现第一组孩子有可怕的情感和认知后遗症。他们证实，环境可以塑造认知和大脑生长，并表明支持性干预可以大大改善早期的匮乏。

看到差异

大多数在贫困中长大的孩子都面临一些逆境，但很少像罗马尼亚孤儿经历的那样缺乏人际互动和丰富。然而，即使是较轻的剥夺似乎也会改变大脑发育。在过去的几年里，几项使用 MRI 的大型高质量研究将儿童神经解剖学的变化与家庭收入联系起来。在皮质方面，差异最为显著。

我们中的一位（加布里埃利）在他在麻省理工学院的实验室中观察到了这一点。他和艾莉森·麦基及其同事比较了来自低收入家庭与高收入家庭的 58 名八年级学生的皮质厚度。2015 年发表的结果显示，低收入组的学生大脑广泛区域的皮质较薄。对于所有学生，无论收入如何，较厚的皮质都与州级阅读和数学测试的更好成绩相关。因此，这项研究直接将家庭收入、大脑解剖结构和教育成就联系起来。

同年，哥伦比亚大学的认知神经科学家金·诺布尔及其同事发表了一项对 1,099 名 3 至 20 岁儿童进行 MRI 检查的调查结果。他们发现，家庭收入较高的儿童皮质表面积更大。至关重要的是，他们发现，在年收入低于 50,000 美元的家庭中，收入的微小差异与表面积的相对较大差异有关。但这种模式在来自收入超过 50,000 美元的家庭的孩子中并不成立。这些发现表明了一个阈值模型，其中收入的微小差异可能对低收入人群非常重要，但在超过一定收入水平后，这些差异的影响较小。

同样在 2015 年，威斯康星大学麦迪逊分校的心理学家塞思·波拉克发表了一项针对 389 名 4 至 22 岁儿童和青少年的研究，该研究检查了家庭贫困、学业成绩和 MRI 数据之间的关系。他和他的同事发现，在认知和成就测试中得分较高的人在前额叶和颞叶中具有更大的皮质体积——并且，与其他研究一样，较贫困的儿童的皮质灰质较少（在所有三项研究中，这一发现都与种族或民族无关）。

所有这些工作都是相关的，因此重要的是要注意，它不能证明贫困环境导致了这些变化——或者，就此而言，这些结构差异是否一定转化为学业缺陷。例如，有一些非常出色的学生，尽管出身贫困，但在学校里表现非常出色，我们不知道他们的神经结构如何。它可能类似于较富裕儿童的神经结构——或者他们的脑可能能够补偿，从而在脑结构存在差异的情况下实现同等的学业表现。

然而，贫困与较小皮质相关的持续发现值得注意，因为我们将从童年到成年的大脑成熟与皮质变薄联系起来。事实上，一些研究报告称，在给定年龄的青少年中，更好的认知能力与更薄的皮质有关。（这些发现很可能涉及来自较高收入家庭的儿童，他们更有可能自愿参加研究。）

一方面，皮质减少可能仅仅反映了贫困环境的有害后果。另一方面，它可能反映了对这种环境的保护性适应。加速变薄或许可以减少负面经历对发育中大脑的影响。防止大脑在多年过程中受到恶劣环境的影响可能是一种进化适应性反应，有助于儿童更好地应对不利条件——但过早变薄也可能降低教育对发育中大脑的影响。

时间问题？

研究人员一直在试图确定与 SES 相关的大脑差异何时首次变得明显：它们是从子宫开始，还是从婴儿在出生后经历更多或更少的支持性环境开始？原则上，脑成像提供了一种回答这些问题的新方法，但迄今为止的发现尚不一致。

宾夕法尼亚大学的认知神经科学家玛莎·法拉及其同事在 2015 年对 44 名婴儿进行的一项研究发现，在一个月大时，较高的 SES（由收入和母亲的教育程度定义）与女孩更大的皮质体积相关。这一发现表明，差异很早就出现了——尽管很难知道这种差异意味着什么。

然而，波拉克及其同事观察了五个月至四岁的婴儿，并在 2013 年发现，与 SES 相关的大脑差异在早期年龄段微乎其微，但随着时间的推移而增加。然而，这种差距不会无限期地扩大。对生命后期进行的调查没有发现儿童早期之后大脑差异扩大的证据。

考虑可能在这些年中塑造发展的具体影响也很重要。法拉的另一项研究将家庭环境与大脑发育联系起来。研究人员在儿童四岁时和八岁时分别走访了家庭，两次都测量了环境刺激，例如接触书籍、对话、旅行和音乐。

当同一组孩子进入青春期时，他们接受了 MRI 扫描。研究人员发现，四岁时（而不是八岁时）的刺激性家庭环境预示着额叶和颞叶皮质更厚。可能是家庭环境对幼儿时期的大脑发育有特别强大的影响——或者到了八岁，学校和同伴的影响力可能超过了家庭的影响力。

鉴于与社会经济地位相关的因素范围，大脑差异何时首次出现可能没有单一或简单的答案。此外，可能没有一个特殊的或“关键”的发育时期在预测长期结果方面具有独特的效力。早期预防性帮助比儿童落后后的补救性支持更有效似乎是合乎逻辑的，但教育贯穿儿童的整个发育过程，并且在所有年龄段都很重要。

寻找帮助方法

早期经历并不决定结果；它仅仅影响结果的可能性。鉴于个体对逆境的反应存在差异，我们不能也不应该根据孩子的背景来假设孩子的潜力。毕竟，大脑是可塑的，并且会随着一生中的经历而不断变化。

然而，我们开始行动的时间越晚，我们就可能需要付出越大的努力来抵消早期逆境的影响。例如，在儿童早期被安置到家庭寄养机构的孩子中，与罗马尼亚孤儿院相关的损害并不那么明显。因此，最好的解决方案是预防，次好的解决方案是补救。这意味着在社会层面上解决收入不平等——尤其是极端的儿童贫困——至关重要，我们希望神经科学证据可以成为推动政策朝这个方向转变的动力。与此同时，受到新发现的启发，我们可以采取一些有希望的措施来减轻贫困对儿童的负面影响。

人们正在尝试通过多种方式来改善弱势儿童的生活结果——包括针对睡眠和营养、认知和学业技能，甚至父母和看护人的财务、职业发展和育儿策略等因素的努力。例如，哥伦比亚大学的诺布尔及其同事已经开始了一个试点项目，他们正在测试向低收入母亲转移现金是否会改善她们孩子的生活环境和认知能力，并降低母亲的压力。如果阈值模型是正确的，即使是适度的经济援助也可能产生很大的影响。

应用神经科学技术可能会对特定干预措施的力量产生独特的见解。俄勒冈社会学习中心的心理学家菲利普·费舍尔及其同事开发的“儿童过渡到学校 (KITS)”计划就是一种部分通过大脑测量进行评估的方法的例子，该计划在幼儿园开学前两个月开始与寄养儿童和来自低收入家庭的儿童合作，并持续到入学后两个月。

KITS 旨在提高自我调节技能，以及早期读写能力和亲社会行为，包括为儿童提供的 24 次治疗性游戏课程，以及为看护人提供的 8 次研讨会。在课堂上，学生练习诸如静坐和举手等技能，以及与同龄人合作。在研讨会上，成人学习与孩子建立常规并鼓励良好行为的方法。

双代际方法之所以有效，有很多原因，其中包括当父母参与时，孩子可以在课堂外获得帮助，并且他们可能不会感到在同龄人中被孤立。在 2013 年发表的一篇论文中，俄勒冈大学的认知神经科学家海伦·内维尔及其同事比较了基于 KITS 的亲子干预与仅关注儿童的干预。他们发现，综合方法在提高非语言智力和语言技能方面做得更好。脑电图 (EEG) 结果支持了这一结果，表明孩子们在专注于任务时，大脑过滤掉分散注意力的信息的能力有了更大的提高。

我们两人都直接参与测试其他针对贫困儿童的干预措施，这些措施涉及他们的父母和看护人。作为波士顿特许学校研究合作组织的一部分，加布里埃利与六个特许学校管理组织的教师合作，为大都市区近 7,000 名城市贫困学生提供服务。教师们描述了他们面临的挑战，哈佛大学和麻省理工学院的研究人员提供了循证解决方案；他们共同实施和评估这些项目。一些参与的学生在干预前后进行脑成像，以便可以看到有益的大脑可塑性。

神经影像学还可以精确定位干预的认知目标。例如，执行功能是一套技能，可以帮助人们专注于任务、调节情绪和行为，并在做出决定之前考虑可能的后果。它们不仅增加了留在学校的可能性，而且似乎极易受到贫困的影响。事实上，执行功能与前额叶皮层有关，前额叶皮层是在比较富裕儿童和贫困儿童的影像学研究中显示出明显差异的区域。

邦格参与了哈佛大学儿童发展中心建立的创新前沿 (FOI) 网络。这个由美国各地多个地点的研究人员和从业人员组成的团体，旨在识别和开发有希望的方法，以帮助生活在逆境中的幼儿的父母和其他看护人。通过 FOI，邦格在加州大学伯克利分校的团队一直在与西雅图的 Childhaven 合作，该机构为遭受家庭忽视或虐待的六岁以下儿童提供治疗服务。这项工作的初步数据表明，简单的课堂活动，例如要求儿童遵守明确规则并与同学轮流进行的结构化小组游戏，可以在 10 周内开始提高执行功能。

其他几种方法也已成功地加强了这些功能。一个例子是“思维工具”课程，这是丹佛都市州立大学的心理学家埃琳娜·博德罗娃和黛博拉·梁开发的传统幼儿园的替代方案。该课程侧重于通过“支架式”游戏来培养执行功能，其中包括与同龄人和教师的有针对性的互动。2014 年，纽约大学的心理学家克兰西·布莱尔和西贝尔·雷弗发现该课程在高贫困幼儿学校中尤其有益。

下一步是什么？

尽管直到过去十年才为人所知大脑差异的性质，但与儿童时期贫困或富裕相关的教育、职业和健康结果的巨大差异必然会反映在大脑的发育中。在许多方面，这些发现补充了对收入-成就差距的长期研究。

然而，这项工作也暗示了神经科学的特殊作用，超越了描述性成像。例如，使用 EEG 监测特定方法的进展，以及行为测量，可以快速而清晰地指示其优势或不足。此外，与 SES 相关的神经差异的性质具有启发意义。如果纵向证据支持在贫困中长大的儿童中皮质变薄更快的观点，那么开发减缓这种变薄的策略可能会有所帮助。

最终，个体儿童会对任何给定的干预措施做出不同的反应。挑战在于开发个性化的解决方案，这些解决方案对于教育工作者来说不会过于昂贵或耗时。从广义上讲，最有利的项目将是密集的（涉及多次、定期的课程或跨越数年）、以多样化的方式调动一系列技能，并且不仅包括儿童和教育工作者，还包括看护人和家庭环境。最好的是旨在解决儿童贫困和收入不平等的公共政策和社会变革。

来自弱势背景的儿童面临许多挑战，但在一定程度上由于神经可塑性的非凡力量，没有人的人生故事是预先注定的。我们希望新的基于大脑的发现可以启发和指导解决方案，以帮助这些孩子茁壮成长。