多系统环境因素阐明了青少年大脑与行为之间的共性和差异性关联

《Journal of the American Academy of Child & Adolescent Psychiatry》：Multisystem Environmental Factors Elucidate Shared and Distinct Associations With Brain and Behavior in Adolescents

青少年心理问题与多系统环境及脑结构关联性研究。通过贝叶斯潜在剖面分析法，识别出九种环境模式，发现家庭冲突与低学校参与直接增加外化心理问题，而家庭与社区富裕环境则降低问题。同时，富裕环境通过提升亚皮质灰质体积间接减少内外化问题，逆境环境则相反。研究证实多系统环境整合对青少年心理病理的重要影响。

　　

Jivesh Ramduny | Samuel Paskewitz | Inti A. Brazil | Arielle Baskin-Sommers

耶鲁大学，康涅狄格州纽黑文

摘要

目的

长期以来，人们已经认识到环境因素会影响大脑结构和青少年的心理病理学。然而，几乎没有研究将从微观到宏观系统的环境因素、大脑结构以及心理病理学纳入一个综合框架中进行探讨。在这里，我们评估了儿童晚期多种系统环境因素与青少年早期大脑皮下体积及心理病理学之间的关联方式及程度。

方法

我们使用了“青少年大脑认知发展”（Adolescent Brain Cognitive Development^SM）研究中的基线数据、两年随访数据和三年随访数据（n = 2,766）。采用贝叶斯潜在剖面分析（Bayesian latent profile analysis）方法来识别儿童晚期的多种系统环境特征，并通过路径分析（path analysis）来确定这些特征对青少年早期大脑皮下体积和心理病理学的直接和间接影响。

结果

贝叶斯潜在剖面分析共识别出九种环境特征。其中两种特征与青少年外化心理病理学的增加直接相关：(i) 家庭、学校和社区系统中的逆境；(ii) 家庭冲突和低学校参与度。相反，家庭和社区的富裕程度与较低的外化心理病理学相关。此外，家庭/社区的富裕程度与较高的大脑皮下体积相关，而较高的大脑皮下体积又与较低的外化和内化心理病理学相关；相反，家庭经济困难和社区逆境则与较低的大脑皮下体积相关，进而导致较高的外化和内化心理病理学。

结论

我们发现了与环境及大脑相关的、与外化和内化心理病理学相关的路径。这项工作强调了在概念化和治疗青少年心理病理学时考虑多个系统和因素的重要性。

章节摘录

引言

大量研究表明，青少年心理病理学与环境经历及大脑发育变化有关。然而，这些研究大多局限于探讨与青少年心理病理学相关的特定环境或神经生物学因素。

数十年的研究证实，环境系统确实会影响心理病理学（包括外化和内化心理病理学）的发展。

元分析也证实了这一点。

参与者

ABCD研究是一项为期十年的纵向研究，追踪了美国21个研究地点的儿童和青少年的发展情况

该研究获得了加州大学圣地亚哥分校设立的中央机构审查委员会（IRB）的批准，同时各影像采集站点也获得了当地IRB的许可。所有参与者均提供了书面同意书，其父母或监护人也签署了书面知情同意书。

环境数据

环境数据来源于ABCD研究的“文化与环境”（Culture and Environment⁴¹）、“链接外部数据”（Linked External Data⁴²）和“青少年神经城市组”（Adolescent Neural Urbanome⁴³）研究。我们重点选取了先前文献中显示与大脑皮下灰质体积及青少年心理病理学相关的环境因素

贝叶斯潜在剖面分析方法能够处理相关因素（见图1B）。

家庭冲突

使用“家庭环境量表”（Family Environment Scale, FES）中的“家庭冲突”子量表来衡量青少年家庭氛围，该量表通过评估家庭成员之间的冲突和愤怒程度来进行评估。该子量表包含九个项目，青少年需要判断每个陈述对于大多数家庭成员来说是否属实（例如：“我们家经常吵架”）。在ABCD研究中，该子量表的内部一致性为0.66，重测信度为0.46。

学校参与度

使用“学校风险与保护因素问卷”（School Risk and Protective Factors, SRPF）中的“学校参与度”子量表来衡量青少年对学校参与程度的认知。该子量表包含四个项目，用于评估积极的学校参与行为（例如：“我喜欢学校，因为我在课堂上表现良好”）。在ABCD研究中，该子量表的内部一致性为0.65，重测信度为0.48。这四个项目的得分被汇总后用于分析。

心理病理学数据

“儿童行为检查表”（Child Behavior Checklist, CBCL）是一种由家长报告的评估工具，用于测量外化和内化心理病理学

由于三年随访时缺乏青少年自身的外化和内化心理病理学报告，因此我们使用了家长的评估结果。外化心理病理学表现为攻击性和违规行为，而内化心理病理学则表现为焦虑和抑郁症状。

多系统环境特征的描述

贝叶斯潜在剖面分析产生了9种不同的环境特征，其信息熵显著降低（降低量为0.89，见图2）。无论使用不同的α值（1、2、4、8），特征数量均保持不变。我们还使用四种比较指标描述了传统潜在剖面分析的结果（见在线附件S2）。在为这些特征命名时，我们尽量使用中性的语言，避免将其简单地归类为正面或负面因素。

综合方法

将这九种多系统环境特征进行虚拟编码（dummy coding），并将第1种特征作为参考特征，因为与其他8种特征相比，大多数青少年在这一特征上的评分处于平均水平。首先，我们观察了这些多系统环境特征对大脑皮下灰质体积的直接影响。例如，儿童晚期家庭和社区富裕程度的特征（第2种特征）与青少年早期较高的大脑皮下灰质体积相关

讨论

本研究的目的是捕捉多个环境系统之间的复杂相互作用，并探讨这些系统对青少年从儿童期向青春期过渡期间的大脑和行为的影响。为此，我们首先应用了一种新的贝叶斯潜在剖面分析方法，识别出在家庭、学校、社区和政策系统中具有相似经历的儿童亚群。随后，我们评估了这些多系统环境特征的影响方式及程度