守護初生的大腦-光明日報-光明網

　【環球視野】

　兒童長大後的學習和生活表現，可以追溯到早期生活環境對大腦發育的影響。低收入家庭尤其需要政策的支持，以保證他們的孩子也能健康成長。

　兒童關懷與認知發育最近的一項研究比較了帶薪產假和無薪產假的效果。到孩子兩歲時，不論所在家庭的社會經濟地位如何，如果母親有帶薪產假，孩子會表現出更好的語言技能。而對於母親受教育水平較低的家庭來説，如果母親有帶薪產假，孩子在社交場合情緒反應方面表現更佳。

關愛兒童

　比起同類國家，美國的低齡兒童在一些能夠預測未來學習成績和生活成就的重要指標上，表現得更差。這一令人沮喪的消息來源於經濟合作與發展組織（即經合組織，OECD）對5歲兒童的研究。多年來，OECD一直在研究世界各地15歲學生的學業成績，最近這項工作的研究對象擴展到了更年輕的羣體。平均而言，相比於參與研究的其他國家，如英國和愛沙尼亞，美國的兒童識字和算術得分更低，自我調節能力更差，合作、表達善意等親社會行為也更少。美國兒童唯一和國際同齡人大致相當的，是某些（但不是全部的）社會情感能力。

　然而這些發現沒有得到應有的關注，因為研究結果發佈於2020年3月，正好在世界衞生組織宣佈新冠大流行的幾天後。但這些結果並不令人驚訝。近期其他的研究表明，大約一半的美國兒童在至少一個關鍵的學前準備領域跟不上進度。由於經合組織的報告關注的是剛剛入學的孩子，這有力地提醒我們，我們忽略掉了一些基礎性問題：學習，是從生命的第一天開始的，而不是從上學的第一天開始的。孩子生命中最早的幾年是機會無限的幾年。在這個關鍵時期，孩子大腦接受經驗的能力和大腦的可塑性都是最強的。近85%的大腦發育都發生在孩子出生到3歲之間。在這一時期，每秒鐘會生成一百萬個神經連接。

　20多年的兒童發育研究告訴我們，幼兒需要兩樣東西來保障一個儘可能好的生命開端：一是與看護者的哺育互動，二是受到保護而免遭惡性壓力。在過去的5年裏，新一輪的神經科學研究強調了幼兒早期經驗在神經生物學上的影響，有力地指出了實現這兩點的方法。這些研究使我們得以瞥見早期兒童的大腦中正在發生什麼。研究表明，對於大腦中支撐語言和認知發育的腦區而言，那些我們所知的有利於兒童發育的環境條件和人際關係，也與這部分腦區更高水平的連接和激活相關。

　薩斯坎德（本文作者之一）是兒科醫生和早期教育研究人員。她一直在追蹤大腦發育的新興科學，希望瞭解它們如何指導父母的行為，以及影響社會規範。例如，帶薪產假可以給父母時間發展與孩子的哺育關係，兒童津貼和税收抵免可以減少已知的不利於兒童發育的貧困問題。當父母外出工作時，高質量的兒童託管服務能為幼兒提供積極回應、全身心投入的看護者。

　然而，在科學告訴我們的兒童需求和社會為兒童所做的事情之間，還存在脱節的問題。美國是世界上唯一沒有規定父母在孩子出生後享有帶薪假期的發達國家。2020年，美國每10個孩子中就有4個的家庭難以負擔基本的生活用品。美國國會不久前宣佈了之前擴大的兒童税收抵免計劃到期，這項計劃曾幫助數百萬家庭度過了新冠大流行，並大幅減少了貧困兒童的數量。此外，大約一半的美國人生活在兒童託管服務荒漠中，缺乏足夠的護理設施和護理人員，而現有的兒童託管項目中只有不到10%是高質量的。新冠大流行進一步凸顯了這些問題。這些事實就像一場餘震不斷的強烈地震，揭示出美國對父母和孩子的支持到底有多不牢靠。

　公眾在討論如何補齊這些短板時，很少涉及大腦發育科學。但是，這門科學應該成為討論的中心，因為它為改進國家和地方的政策提供了可供參考的路線圖，這些政策可以讓兒童的生活變得更好。

影響眾多

　蘭迪（Randy）戴着他那頂不離身的芝加哥公牛隊帽子，在客廳柔軟的地毯上坐下來，把兩歲的兒子朱利安（Julian）拉到他的腿上。

　“想玩嗎？”他問道。

　朱利安咧嘴一笑，開始堆放積木。父親和兒子一起數起數來“一……二……三……四……五……”，直到一座搖搖欲墜的高塔出現在他們面前。

　“把它弄倒，把它弄倒。”蘭迪碰了碰朱利安，鼓勵他把塔弄倒。朱利安注視着他的父親，看到蘭迪又加了幾塊積木時，他的眼睛裏閃爍着喜悦。

　當壘積木的父子倆數到16的時候，這座高塔轟然倒下。

　“嘣！”蘭迪喊道。

　“嘣！”朱利安回應道。

　蘭迪是一位出色的及時回應型家長，他還報名參加了芝加哥地區的一個家庭訪問研究項目，以學習更多關於兒童發育的知識。儘管朱利安現在還不能説很多話，但蘭迪會主動接收孩子發出的信息，再向孩子説話，讓他們的對話輪流進行。這種豐富的語言輸入是哺育關係的核心。多年來，研究人員將注意力集中在孩子聽到的單詞數量上——即所謂的三千萬單詞大跨越——以此作為預測語言發育的最佳指標。然而最新的研究顯示，孩子所處的語言環境的質量更為重要。僅僅多聽對話是不夠的，孩子必須參與到對話中來，就像蘭迪鼓勵朱利安所做的那樣。

　在2018年的一項研究中（這是同類研究中的第一個），哈佛大學和麻省理工學院的研究人員將36名4~6歲的兒童置於大腦掃描儀中，並給他們講關於玩捉迷藏和打開生日禮物的故事。當這些孩子聽故事的時候，科學家觀察了他們的大腦活動。在試驗之前，研究人員記錄了孩子們在兩天內聽到的所有內容，提前瞭解了他們的語言環境。

　研究發現，在日常生長環境中，能夠聽到更多語言，並且更多地參與輪流對話的孩子，在聽到故事時，大腦的關鍵語言區也會顯示出更多的激活。這些孩子負責語言感知的腦區和負責語言生成的腦區之間也有更強的連接。在美國馬里蘭大學任職的語言病理學家和神經科學家雷切爾·羅密歐（Rachel Romeo）領導了這項研究，她説：“語言對話越多，大腦發育越成熟，這一現象在各個社會經濟水平上都有體現。”

　其他研究表明，嬰幼兒和看護者之間的重要聯繫實際上發生在神經層面，他們的大腦活動是同步的。普林斯頓大學神經科學研究所的埃莉斯·皮亞扎（Elise Piazza）團隊曾在使用一種叫作功能性近紅外光譜（fNIRS）的研究方法時發現了這一點，這種技術可以反映神經元的活動。科學家在不同的情景下觀察了成人和9~15個月大的嬰幼兒，當嬰幼兒和成人在一起玩或共同關注同一物體時，他們的腦電波會同步。而當成人與房間裏的其他人説話時，嬰幼兒和成人的腦電波並不會同步，這表明無意中聽到談話對嬰幼兒並沒有作用。

　這種神經同步與社會學習、解決問題的能力和詞彙能力的發展有關。而且，當成人與嬰幼兒神經同步時，是成人跟隨着嬰幼兒做出舉動，期待着嬰幼兒的微笑和興趣點，而不是反過來。

　皮亞扎目前已在美國羅切斯特大學任職，她説：“我們已經知道，嬰幼兒導向的語言活動對他們的學習非常重要，並且各種各樣的交流線索對他們來説可能也很重要。甚至在嬰幼兒完全學會説話之前，就有很多方式可以讓他們的大腦接收環境中的這些不同信息。”

　這些研究有力地支持了父母花時間與孩子在一起的必要性，還強調了為什麼父母需要有途徑獲得高質量的、可負擔的兒童託管服務。蘭迪和數百萬像他一樣的人所面臨的問題是，他們很少有足夠的時間按希望的方式養育孩子。為了維持生計，蘭迪身兼數職，他的妻子邁拉（Mayra）也有全職工作。大多數日子裏，蘭迪與孩子們見面的時間只有30分鐘。蘭迪唯一能負擔得起的兒童託管服務是看護服務。然而在接孩子的時候，他經常發現朱利安待在轟鳴的電視機前。羅密歐説：“我們有大量研究表明，幼年時期兒童與成人的核心互動，對大腦發育和社會能力發展至關重要。我們的社會應該創造一個環境，讓這些關係蓬勃發展，這是我們對兒童的未來能做出的最好的投資。”

對父母的幫助

　語言只是兒童和看護者之間強有力的哺育互動的一方面。對嬰兒來説，這種互動從生命的第一天就開始了。這就是為什麼產後帶薪休假符合以早期大腦發育為中心的政策。但很少美國人有這樣的假期。蘭迪和邁拉就沒有，當他們的兩個孩子出生時，邁拉在兩週內就返回工作崗位了，美國有大約四分之一的母親都面臨同樣的問題，而蘭迪則只能為此休息一兩天。

　傳統上，關於帶薪產假的研究主要集中在經濟方面——評估其對僱員或家庭收入的影響。然而，近期關於帶薪產假對母親和孩子健康影響的研究發現，帶薪產假與產後抑鬱水平的降低、嬰兒依戀關係的改善、嬰兒死亡率和再住院率的降低，以及兒科就診、及時的疫苗接種和母乳餵養時間的增加都有關。父親在孩子出生時帶薪休假對父母雙方的心理健康都有好處，可以降低雙方的抑鬱症狀和壓力。此外，已婚的父母如果都休產假，離婚的可能性就更小。

　現有的證據已經很有説服力了，不過最新的研究又為帶薪產假對嬰兒認知發育的積極影響增加了新的證據。2021年，美國紐約大學的發展心理學家納塔莉·布里託（Natalie Brito）團隊發表了一項研究，研究對象是來自不同社會經濟地位（socioeconomic status，SES）的328名母親和嬰兒，其中一些母親在孩子出生時有帶薪產假，另一些人則是休無薪產假。當孩子兩歲時，研究人員要求母親們報告她們孩子的語言能力，以及孩子在社交場合的情緒反應。對於所有社會經濟地位的家庭來説，帶薪產假與幼兒較好的語言能力相關；而對於母親教育水平較低的家庭來説，帶薪產假與兒童較好的情感能力相關。布里託説：“看起來帶薪產假對每個家庭都有好處，但它可能對社會經濟地位較低的家庭影響尤其顯著。”

　帶薪產假實際上改變了孩子大腦活動的模式。《兒童發育》（Child Development）雜誌在今年4月發表了一項研究，對象是80名母親和嬰兒。研究中，布里託團隊使用腦電圖（EEG）測量了嬰兒出生3個月後的腦波，這些腦波由神經元之間的相互作用產生。每個人都有高頻率和低頻率的腦波，兩種類型都很重要。但是隨着兒童年齡的增長，高頻腦波的相對數量趨於增加。先前的研究表明，大腦中高頻波更多的幼兒，在年紀更大一點時往往在學習和思考所需的技能上得分更高。

　布里託團隊的工作表明，與休無薪產假的母親相比，可以休帶薪產假的母親的嬰兒有更多的高頻腦波和更少的低頻腦波。雖然樣本量相對較小，且對嬰兒的選擇不是完全隨機的，但研究人員確實控制了一系列潛在的混雜變量：如出生時的胎齡，家中的孩子數量，母親的感情狀況、受教育程度和職業聲望等。帶薪產假和腦波模式之間的聯繫持續存在，這可以解釋嬰兒大腦活動12%到30%的差異。

　造成這些差異的原因很難弄清，但母親的壓力水平可能是影響因素之一。這項研究測量了母親頭髮中與壓力有關的荷爾蒙——皮質醇的水平。皮質醇水平往往會隨着心理和身體壓力的累積而上升。研究發現，休帶薪產假的母親皮質醇水平比休無薪產假的母親低，在對母親敏感度的測試中，她們的親子互動得分也更高。布里託認為，由於帶薪產假提供了資源支持和財務穩定性，“這些母親的壓力可能會降低，並可能間接影響到她們做母親的方式或與孩子的互動”。布里託團隊的研究是此類研究中最早的，並且這些研究沒能證明任何因果關聯。但是，正如布里託所説，“我們已經為其中一些關鍵點找到了聯繫”。

面向未來的解決方案

　我們知道，當年幼的孩子受到保護而免遭惡性壓力，並且生活穩定可預測時，他們的發育表現最好。全新的研究發現，在新冠大流行期間出生的嬰兒發育遲緩的風險更高，一些專家懷疑這可能與他們母親的壓力水平較高有關。幾十年來，我們已經知道，在低收入家庭長大的兒童更有可能面臨這些不可預知和令人痛苦的情況。

　最近，神經科學家開始探索貧困對兒童大腦的影響。在2015年對1000多名3至20歲的兒童和成人的研究中，美國哥倫比亞大學教育學院的神經科學家金伯莉·G.諾布爾（Kimberly G. Noble）團隊發現，大腦皮質表面積（與認知能力有關）與社會經濟因素之間存在一致的相關性。包括這項研究在內的幾項研究都發現，與貧困最為相關的大腦區域是處理語言、執行功能和存儲記憶的區域。

　例如，在2019年，諾布爾團隊也使用頭髮的皮質醇水平作為慢性壓力的標記，研究顯示較高的壓力水平與較小的海馬區相關，這一區域對於執行大腦的記憶功能至關重要。這些大腦變化可能是一種適應性反應。如果一個孩子在充滿惡性壓力的環境中長大，孩子的大腦就會組織成對壓力作出高度反應的模式。但是這樣的大腦變化會讓孩子在以後的教育和就業環境中付出代價。

　根據美國國家科學院2019年的一份報告，對有年幼子女的家庭實行税收抵免最有可能降低兒童貧困率。税收抵免的好處在新冠大流行期間變得很明顯，歷史性地擴大税收抵免的舉措立即降低了兒童貧困率。這是有史以來第一次，美國政府將税收抵免的條件獨立於收入水平。這項規定使那些正在工作的人和希望留在家裏照顧孩子的人都能受益。超過90%的美國兒童符合税收抵免的條件。

　但在2021年年底，美國參議院在巨大的分歧下拒絕延長這項抵免計劃。當信貸額度用完後，在2021年12月到2022年1月之間，兒童貧困率從12%飆升至比新冠大流行之前更高的17%。這使得又有370萬兒童陷入貧困。根據美國國家科學院的報告，兒童貧困對成人就業、犯罪率和人口健康造成的長期影響，使美國每年損失8000億至1.1萬億美元。而一套以税收抵免為中心的政策，加上營養補充劑和其他一些項目，將減少50%的兒童貧困，這最終會減少國家的支出。

　我們也知道很多兒童託管的有效方法。廣泛可獲得的高質量兒童託管是歐洲國家的目標之一。例如，經合組織針對五歲兒童的研究中涉及的其他國家，例如英國和愛沙尼亞，都有帶薪產假和幾乎普及的學前教育計劃。

　由於沒有帶薪產假和兒童託管服務，並且兒童税收抵免信貸有限，顯而易見，在科學告訴我們兒童需要的東西，和美國政策對他們的實際作用之間存在着巨大的鴻溝。現在，是時候使用豐富的科學證據來指導我們的政策和實踐了。兒童健康的大腦發育是國家發展的基礎，因為兒童代表着我們的未來。這意味着，作為一個社會，我們能做的最重要的事情莫過於促進和保護孩子們的大腦發育。

　（撰文 達娜·薩斯坎德（Dana Suskind） 莉迪婭·丹沃斯（Lydia Denworth） 翻譯?李安迪，作者達娜·薩斯坎德是美國芝加哥大學醫學中心的早期教育研究員和小兒人工耳蝸外科醫生。莉迪婭·丹沃斯是一名科學作家，也是《科學美國人》的特約編輯）