守护初生的大脑 - 再活一甲子

儿童长大后的学习和生活表现，可以追溯到早期生活环境对大脑发育的影响。低收入家庭尤其需要政策的支持，以保证他们的孩子也能健康成长。

　　儿童关怀与认知发育最近的一项研究比较了带薪产假和无薪产假的效果。到孩子两岁时，不论所在家庭的社会经济地位如何，如果母亲有带薪产假，孩子会表现出更好的语言技能。而对于母亲受教育水平较低的家庭来说，如果母亲有带薪产假，孩子在社交场合情绪反应方面表现更佳。

　　比起同类国家，美国的低龄儿童在一些能够预测未来学习成绩和生活成就的重要指标上，表现得更差。这一令人沮丧的消息来源于经济合作与发展组织（即经合组织，OECD）对5岁儿童的研究。多年来，OECD一直在研究世界各地15岁学生的学业成绩，最近这项工作的研究对象扩展到了更年轻的群体。平均而言，相比于参与研究的其他国家，如英国和爱沙尼亚，美国的儿童识字和算术得分更低，自我调节能力更差，合作、表达善意等亲社会行为也更少。美国儿童唯一和国际同龄人大致相当的，是某些（但不是全部的）社会情感能力。

　　然而这些发现没有得到应有的关注，因为研究结果发布于2020年3月，正好在世界卫生组织宣布新冠大流行的几天后。但这些结果并不令人惊讶。近期其他的研究表明，大约一半的美国儿童在至少一个关键的学前准备领域跟不上进度。由于经合组织的报告关注的是刚刚入学的孩子，这有力地提醒我们，我们忽略掉了一些基础性问题：学习，是从生命的第一天开始的，而不是从上学的第一天开始的。孩子生命中最早的几年是机会无限的几年。在这个关键时期，孩子大脑接受经验的能力和大脑的可塑性都是最强的。近85%的大脑发育都发生在孩子出生到3岁之间。在这一时期，每秒钟会生成一百万个神经连接。

　　20多年的儿童发育研究告诉我们，幼儿需要两样东西来保障一个尽可能好的生命开端：一是与看护者的哺育互动，二是受到保护而免遭恶性压力。在过去的5年里，新一轮的神经科学研究强调了幼儿早期经验在神经生物学上的影响，有力地指出了实现这两点的方法。这些研究使我们得以瞥见早期儿童的大脑中正在发生什么。研究表明，对于大脑中支撑语言和认知发育的脑区而言，那些我们所知的有利于儿童发育的环境条件和人际关系，也与这部分脑区更高水平的连接和激活相关。

　　萨斯坎德（本文作者之一）是儿科医生和早期教育研究人员。她一直在追踪大脑发育的新兴科学，希望了解它们如何指导父母的行为，以及影响社会规范。例如，带薪产假可以给父母时间发展与孩子的哺育关系，儿童津贴和税收抵免可以减少已知的不利于儿童发育的贫困问题。当父母外出工作时，高质量的儿童托管服务能为幼儿提供积极回应、全身心投入的看护者。

　　然而，在科学告诉我们的儿童需求和社会为儿童所做的事情之间，还存在脱节的问题。美国是世界上唯一没有规定父母在孩子出生后享有带薪假期的发达国家。2020年，美国每10个孩子中就有4个的家庭难以负担基本的生活用品。美国国会不久前宣布了之前扩大的儿童税收抵免计划到期，这项计划曾帮助数百万家庭度过了新冠大流行，并大幅减少了贫困儿童的数量。此外，大约一半的美国人生活在儿童托管服务荒漠中，缺乏足够的护理设施和护理人员，而现有的儿童托管项目中只有不到10%是高质量的。新冠大流行进一步凸显了这些问题。这些事实就像一场余震不断的强烈地震，揭示出美国对父母和孩子的支持到底有多不牢靠。

　　公众在讨论如何补齐这些短板时，很少涉及大脑发育科学。但是，这门科学应该成为讨论的中心，因为它为改进国家和地方的政策提供了可供参考的路线图，这些政策可以让儿童的生活变得更好。

　　朱利安咧嘴一笑，开始堆放积木。父亲和儿子一起数起数来“一……二……三……四……五……”，直到一座摇摇欲坠的高塔出现在他们面前。

　　“把它弄倒，把它弄倒。”兰迪碰了碰朱利安，鼓励他把塔弄倒。朱利安注视着他的父亲，看到兰迪又加了几块积木时，他的眼睛里闪烁着喜悦。

　　兰迪是一位出色的及时回应型家长，他还报名参加了芝加哥地区的一个家庭访问研究项目，以学习更多关于儿童发育的知识。尽管朱利安现在还不能说很多话，但兰迪会主动接收孩子发出的信息，再向孩子说话，让他们的对话轮流进行。这种丰富的语言输入是哺育关系的核心。多年来，研究人员将注意力集中在孩子听到的单词数量上——即所谓的三千万单词大跨越——以此作为预测语言发育的最佳指标。然而最新的研究显示，孩子所处的语言环境的质量更为重要。仅仅多听对话是不够的，孩子必须参与到对话中来，就像兰迪鼓励朱利安所做的那样。

　　在2018年的一项研究中（这是同类研究中的第一个），哈佛大学和麻省理工学院的研究人员将36名4~6岁的儿童置于大脑扫描仪中，并给他们讲关于玩捉迷藏和打开生日礼物的故事。当这些孩子听故事的时候，科学家观察了他们的大脑活动。在试验之前，研究人员记录了孩子们在两天内听到的所有内容，提前了解了他们的语言环境。

　　研究发现，在日常生长环境中，能够听到更多语言，并且更多地参与轮流对话的孩子，在听到故事时，大脑的关键语言区也会显示出更多的激活。这些孩子负责语言感知的脑区和负责语言生成的脑区之间也有更强的连接。在美国马里兰大学任职的语言病理学家和神经科学家雷切尔·罗密欧（Rachel Romeo）领导了这项研究，她说：“语言对话越多，大脑发育越成熟，这一现象在各个社会经济水平上都有体现。”

　　其他研究表明，婴幼儿和看护者之间的重要联系实际上发生在神经层面，他们的大脑活动是同步的。普林斯顿大学神经科学研究所的埃莉斯·皮亚扎（Elise Piazza）团队曾在使用一种叫作功能性近红外光谱（fNIRS）的研究方法时发现了这一点，这种技术可以反映神经元的活动。科学家在不同的情景下观察了成人和9~15个月大的婴幼儿，当婴幼儿和成人在一起玩或共同关注同一物体时，他们的脑电波会同步。而当成人与房间里的其他人说话时，婴幼儿和成人的脑电波并不会同步，这表明无意中听到谈话对婴幼儿并没有作用。

　　这种神经同步与社会学习、解决问题的能力和词汇能力的发展有关。而且，当成人与婴幼儿神经同步时，是成人跟随着婴幼儿做出举动，期待着婴幼儿的微笑和兴趣点，而不是反过来。

　　皮亚扎目前已在美国罗切斯特大学任职，她说：“我们已经知道，婴幼儿导向的语言活动对他们的学习非常重要，并且各种各样的交流线索对他们来说可能也很重要。甚至在婴幼儿完全学会说话之前，就有很多方式可以让他们的大脑接收环境中的这些不同信息。”

　　这些研究有力地支持了父母花时间与孩子在一起的必要性，还强调了为什么父母需要有途径获得高质量的、可负担的儿童托管服务。兰迪和数百万像他一样的人所面临的问题是，他们很少有足够的时间按希望的方式养育孩子。为了维持生计，兰迪身兼数职，他的妻子迈拉（Mayra）也有全职工作。大多数日子里，兰迪与孩子们见面的时间只有30分钟。兰迪唯一能负担得起的儿童托管服务是看护服务。然而在接孩子的时候，他经常发现朱利安待在轰鸣的电视机前。罗密欧说：“我们有大量研究表明，幼年时期儿童与成人的核心互动，对大脑发育和社会能力发展至关重要。我们的社会应该创造一个环境，让这些关系蓬勃发展，这是我们对儿童的未来能做出的最好的投资。”

　　语言只是儿童和看护者之间强有力的哺育互动的一方面。对婴儿来说，这种互动从生命的第一天就开始了。这就是为什么产后带薪休假符合以早期大脑发育为中心的政策。但很少美国人有这样的假期。兰迪和迈拉就没有，当他们的两个孩子出生时，迈拉在两周内就返回工作岗位了，美国有大约四分之一的母亲都面临同样的问题，而兰迪则只能为此休息一两天。

　　传统上，关于带薪产假的研究主要集中在经济方面——评估其对雇员或家庭收入的影响。然而，近期关于带薪产假对母亲和孩子健康影响的研究发现，带薪产假与产后抑郁水平的降低、婴儿依恋关系的改善、婴儿死亡率和再住院率的降低，以及儿科就诊、及时的疫苗接种和母乳喂养时间的增加都有关。父亲在孩子出生时带薪休假对父母双方的心理健康都有好处，可以降低双方的抑郁症状和压力。此外，已婚的父母如果都休产假，离婚的可能性就更小。

　　现有的证据已经很有说服力了，不过最新的研究又为带薪产假对婴儿认知发育的积极影响增加了新的证据。2021年，美国纽约大学的发展心理学家纳塔莉·布里托（Natalie Brito）团队发表了一项研究，研究对象是来自不同社会经济地位（socioeconomic status，SES）的328名母亲和婴儿，其中一些母亲在孩子出生时有带薪产假，另一些人则是休无薪产假。当孩子两岁时，研究人员要求母亲们报告她们孩子的语言能力，以及孩子在社交场合的情绪反应。对于所有社会经济地位的家庭来说，带薪产假与幼儿较好的语言能力相关；而对于母亲教育水平较低的家庭来说，带薪产假与儿童较好的情感能力相关。布里托说：“看起来带薪产假对每个家庭都有好处，但它可能对社会经济地位较低的家庭影响尤其显著。”

　　带薪产假实际上改变了孩子大脑活动的模式。《儿童发育》（Child Development）杂志在今年4月发表了一项研究，对象是80名母亲和婴儿。研究中，布里托团队使用脑电图（EEG）测量了婴儿出生3个月后的脑波，这些脑波由神经元之间的相互作用产生。每个人都有高频率和低频率的脑波，两种类型都很重要。但是随着儿童年龄的增长，高频脑波的相对数量趋于增加。先前的研究表明，大脑中高频波更多的幼儿，在年纪更大一点时往往在学习和思考所需的技能上得分更高。

　　布里托团队的工作表明，与休无薪产假的母亲相比，可以休带薪产假的母亲的婴儿有更多的高频脑波和更少的低频脑波。虽然样本量相对较小，且对婴儿的选择不是完全随机的，但研究人员确实控制了一系列潜在的混杂变量：如出生时的胎龄，家中的孩子数量，母亲的感情状况、受教育程度和职业声望等。带薪产假和脑波模式之间的联系持续存在，这可以解释婴儿大脑活动12%到30%的差异。

　　造成这些差异的原因很难弄清，但母亲的压力水平可能是影响因素之一。这项研究测量了母亲头发中与压力有关的荷尔蒙——皮质醇的水平。皮质醇水平往往会随着心理和身体压力的累积而上升。研究发现，休带薪产假的母亲皮质醇水平比休无薪产假的母亲低，在对母亲敏感度的测试中，她们的亲子互动得分也更高。布里托认为，由于带薪产假提供了资源支持和财务稳定性，“这些母亲的压力可能会降低，并可能间接影响到她们做母亲的方式或与孩子的互动”。布里托团队的研究是此类研究中最早的，并且这些研究没能证明任何因果关联。但是，正如布里托所说，“我们已经为其中一些关键点找到了联系”。

　　我们知道，当年幼的孩子受到保护而免遭恶性压力，并且生活稳定可预测时，他们的发育表现最好。全新的研究发现，在新冠大流行期间出生的婴儿发育迟缓的风险更高，一些专家怀疑这可能与他们母亲的压力水平较高有关。几十年来，我们已经知道，在低收入家庭长大的儿童更有可能面临这些不可预知和令人痛苦的情况。

　　最近，神经科学家开始探索贫困对儿童大脑的影响。在2015年对1000多名3至20岁的儿童和成人的研究中，美国哥伦比亚大学教育学院的神经科学家金伯莉·G.诺布尔（Kimberly G. Noble）团队发现，大脑皮质表面积（与认知能力有关）与社会经济因素之间存在一致的相关性。包括这项研究在内的几项研究都发现，与贫困最为相关的大脑区域是处理语言、执行功能和存储记忆的区域。

　　例如，在2019年，诺布尔团队也使用头发的皮质醇水平作为慢性压力的标记，研究显示较高的压力水平与较小的海马区相关，这一区域对于执行大脑的记忆功能至关重要。这些大脑变化可能是一种适应性反应。如果一个孩子在充满恶性压力的环境中长大，孩子的大脑就会组织成对压力作出高度反应的模式。但是这样的大脑变化会让孩子在以后的教育和就业环境中付出代价。

　　根据美国国家科学院2019年的一份报告，对有年幼子女的家庭实行税收抵免最有可能降低儿童贫困率。税收抵免的好处在新冠大流行期间变得很明显，历史性地扩大税收抵免的举措立即降低了儿童贫困率。这是有史以来第一次，美国政府将税收抵免的条件独立于收入水平。这项规定使那些正在工作的人和希望留在家里照顾孩子的人都能受益。超过90%的美国儿童符合税收抵免的条件。

　　但在2021年年底，美国参议院在巨大的分歧下拒绝延长这项抵免计划。当信贷额度用完后，在2021年12月到2022年1月之间，儿童贫困率从12%飙升至比新冠大流行之前更高的17%。这使得又有370万儿童陷入贫困。根据美国国家科学院的报告，儿童贫困对成人就业、犯罪率和人口健康造成的长期影响，使美国每年损失8000亿至1.1万亿美元。而一套以税收抵免为中心的政策，加上营养补充剂和其他一些项目，将减少50%的儿童贫困，这最终会减少国家的支出。

　　我们也知道很多儿童托管的有效方法。广泛可获得的高质量儿童托管是欧洲国家的目标之一。例如，经合组织针对五岁儿童的研究中涉及的其他国家，例如英国和爱沙尼亚，都有带薪产假和几乎普及的学前教育计划。

　　由于没有带薪产假和儿童托管服务，并且儿童税收抵免信贷有限，显而易见，在科学告诉我们儿童需要的东西，和美国政策对他们的实际作用之间存在着巨大的鸿沟。现在，是时候使用丰富的科学证据来指导我们的政策和实践了。儿童健康的大脑发育是国家发展的基础，因为儿童代表着我们的未来。这意味着，作为一个社会，我们能做的最重要的事情莫过于促进和保护孩子们的大脑发育。

　　（撰文达娜·萨斯坎德（Dana Suskind）莉迪娅·丹沃斯（Lydia Denworth）翻译李安迪，作者达娜·萨斯坎德是美国芝加哥大学医学中心的早期教育研究员和小儿人工耳蜗外科医生。莉迪娅·丹沃斯是一名科学作家，也是《科学美国人》的特约编辑）