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大腦可以說是人體最神秘的器官之一了。長期以來,科學家們一直試圖揭開大腦發育的奧秘,為什么有的人認知更強?為什么心理健康程度會有差異?在過去十年中,全腦關聯研究(BWAS)試圖通過掃描成千上萬人的大腦,尋找功能連接或皮層厚度與智商(IQ)、性格或心理疾病之間的聯系。
盡管科學家已經發現了很多與智商相關的腦區特征,但這些關聯往往難以在不同人群中重復,且背后的核心驅動因素模糊不清。我們至今不清楚究竟是大腦天生的差異決定了表現,還是環境在幕后操縱了一切。
今日,《科學》雜志發表了來自華盛頓大學科研團隊的論文,研究者們分析了4579名9-10歲兒童的大腦影像學數據,發現社會經濟地位(SES)是塑造兒童大腦組織結構和功能的最主要因素,其關聯強度遠超智力或心理健康指標,且此前認為的“智力相關腦圖譜”在很大程度上其實是社會經濟環境的投影。
在600余個變量中,社會經濟地位(尤其是鄰里環境的機會指數)與大腦的關聯最為強勁且最易復現,這無疑顛覆了我們對大腦認知發展的認知。
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所謂社會經濟地位,指的是用收入、教育、職業等核心指標綜合衡量一個人或家庭在社會中的相對位置的指標。已經有不少研究發現,社會經濟地位是健康、心理健康、教育、消費行為、社會流動等研究領域的核心變量,在健康領域,低社會經濟地位群體與全因死亡率、心血管疾病風險、抑郁風險和壓力升高有關。
本研究數據來自青春期大腦認知發展(ABCD)研究,這是目前全球最大的兒童神經發育數據庫,本研究采用了其中4579名9-10歲兒童的腦影像數據。
研究者們設置了649個非影像學變量,涵蓋社會經濟學、屏幕時間、認知能力、心理健康等12個類別,與大腦的靜息態功能連接(RSFC)皮層厚度進行關聯分析。
令人驚訝的是,社會經濟地位、尤其是鄰里環境的機會指數與大腦的關聯最為強勁且最易復現。分析結果顯示,社會經濟地位對功能連接的影響強度比智商高出50%,比心理健康因子(p-factor)高出130%。
通過對數百個腦圖譜進行主成分分析(PCA),研究者提取出了一個代表全腦變異的 “暴露組圖譜”。這個圖譜解釋了所有關聯變異的34%,而它與社會經濟地位圖譜(SES BWAS map)的相關性竟然高達0.97。
如果在計算智商與大腦的關聯時,剔除社會經濟地位的影響,原本顯著的大腦-智商關聯特征有95%出現了削弱。例如,傳統的認知神經科學認為,高階認知功能(如邏輯和數學)應定位在額葉和頂葉皮層;但本研究卻發現,智商與大腦的關聯實際上高度集中在初級運動和感覺區域。
這也意味著,很多所謂的“智力相關大腦特征”,其實反應的是所處的社會環境。
這也被機器學習方法所驗證。研究者發現,如果在高社會經濟地位家庭的孩子中訓練預測智商的模型,該模型完全無法預測低社會經濟地位家庭孩子的智商;反過來,模型往往會通過捕捉大腦中的社會經濟地位信號來“偷懶”預測智商。
最后,研究者討論了社會經濟地位是如何改變大腦的。分析結果顯示,社會經濟地位相關的大腦結構模式與去甲腎上腺素受體密度顯著相關,大腦功能模式與睡眠剝奪與覺醒狀態模式高度吻合。可以理解為,長期生活在較低社會經濟地位環境中的孩子,往往面臨更多的睡眠問題和環境壓力,這些因素如同慢性生物印記,改變了大腦神經元的活動模式。
綜上所述,大腦的差異更多地反映了生理壓力和剝奪,而非天生的能力上限,改善睡眠質量和減輕慢性心理壓力可能是更具成本效益的腦健康干預手段。當然,本研究數據主要來自美國的未成年人,考慮到不同的社會環境,對其他國家和地區未必同樣適用。
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參考資料:
[1]Scott Marek et al.,Patterns of brain-wide associations reflect socioeconomics.Science392,eaee6213(2026).DOI:10.1126/science.aee6213
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本文作者丨代絲雨
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