编辑推荐:
为探究邻里机遇对青少年神经认知的影响,研究人员借助青少年大脑认知发展(ABCD)研究数据,以童年机遇指数(COI 2.0)衡量邻里机遇。结果发现,高 COI 与更好认知功能、更大脑结构相关,这为促进青少年健康公平提供依据。
在青少年成长的过程中,周围的邻里环境就像一个神秘的 “大礼包”,里面装着各种各样的 “宝贝”,比如优质的教育资源、健康的食物、清新的空气等。这些 “宝贝” 看似平常,却对青少年的成长有着至关重要的影响。然而,长期以来,科学家们虽然知道邻里环境很重要,但对于它究竟如何影响青少年的大脑发育和认知功能,却知之甚少。
以往的研究大多只关注邻里社会经济劣势对神经认知的影响,而且使用的衡量指标比较单一,像地区贫困指数(ADI),它只能反映邻里的部分情况,忽略了很多重要因素,比如健康的物质环境、教育资源的可获取性等。同时,也很少有研究从 “资产视角” 出发,去探究邻里的优质资源对青少年神经认知发展的促进作用。这就好比我们只看到了黑暗的一面,却忽略了光明的那一边。在这样的背景下,开展一项全面、深入研究邻里机遇与青少年神经认知关系的课题就显得尤为重要。
为了揭开这个神秘的面纱,来自多个研究机构的研究人员携手合作,借助青少年大脑认知发展(ABCD)研究的数据,开启了一场探索之旅。他们以童年机遇指数(COI 2.0)为工具,来衡量邻里机遇。这个指数可不简单,它综合了 29 个指标,涵盖教育、健康与环境、社会经济等多个领域,能更全面地反映邻里为青少年提供的发展机遇。
研究人员通过一系列严谨的研究,得出了许多令人瞩目的结论。首先,他们发现居住在高机遇邻里环境的青少年,在认知功能的各个方面都表现得更好,比如在语言能力、注意力控制、工作记忆等方面都更出色。而且,这些青少年的大脑结构也存在差异,他们的全脑灰质体积更大,大脑皮层表面积更大,皮层厚度也更厚,一些与认知功能密切相关的特定脑区,如背外侧前额叶皮层(DLPFC)、前扣带回皮层(ACC)等,也呈现出更有利于认知发展的结构特征。
进一步研究发现,在 COI 的三个领域中,社会经济领域对认知功能和大脑结构的影响最为显著,但教育领域和健康 / 环境领域同样有着不可忽视的贡献。例如,在阅读能力方面,教育领域和社会经济领域的贡献相当;而在处理速度上,三个领域都发挥了重要作用。
从纵向研究来看,研究人员利用结构方程模型发现,大脑结构在邻里机遇与认知功能之间起到了中介作用。基线时的邻里机遇通过影响大脑结构,进而对两年后的认知功能产生影响。不过,研究也发现,在执行功能方面,这种纵向中介效应并不明显,这可能与研究方法的局限性有关,比如新冠疫情导致执行功能测量覆盖范围减少等。
这项研究发表在《Biological Psychiatry Global Open Science》上,具有重要的意义。它首次全面地揭示了邻里机遇与青少年认知功能和大脑结构之间的关系,让我们对青少年神经认知发展的影响因素有了更深入的认识。而且,研究强调了从 “资产视角” 看待邻里环境的重要性,为后续制定促进青少年健康发展的社会政策提供了科学依据。比如,在城市规划中,可以根据这些研究结果,合理配置资源,打造更有利于青少年成长的邻里环境,从而减少发展差距,促进健康公平。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是利用 ABCD 研究的基线(B0)和 2 年随访(T2)数据,该数据涵盖了 11868 名 9 - 10 岁青少年;二是采用线性混合效应模型(LMMs),分析邻里机遇与大脑结构、认知功能之间的关系;三是运用相对权重分析,探究 COI 各领域对大脑结构和认知功能的贡献;四是借助结构方程模型(SEM),研究邻里机遇、大脑结构和认知功能之间的纵向关系。
下面我们详细来看研究结果:
- 邻里机遇与认知功能和大脑结构的关联:通过对数据的分析,发现 COI 越高,青少年在所有 NIH - CB 认知领域的表现越好,这种关联在控制家庭层面因素后依然显著。同时,高 COI 还与全脑结构以及关键脑区的测量指标显著相关,虽然控制家庭因素后,部分脑区的表面积和皮层厚度关联有所减弱,但整体关系依然存在。
- COI 三个领域对认知功能和大脑结构的贡献:相对权重分析表明,除皮层厚度外,COI 的三个领域对认知和大脑结构模型均有显著贡献。社会经济领域在大多数结果中贡献最大,教育和健康 / 环境领域也有重要作用,不过各领域对不同认知功能的贡献存在差异。
- 大脑结构在邻里机遇与认知功能之间的中介效应:结构方程模型显示,全脑层面上,皮层灰质体积和表面积在基线 COI 与两年后认知功能之间起显著中介作用,皮层厚度在基线 COI 与两年后一般能力之间起中介作用。在特定脑区层面,部分脑区的体积和表面积在基线 COI 与两年后一般能力之间起中介作用,但对执行功能未发现中介效应。
研究结论和讨论部分再次强调了邻里机遇在青少年神经认知发展中的关键作用。尽管研究存在一些局限性,比如受新冠疫情影响部分认知测量缺失、缺乏随访时的地理编码数据等,但它依然为该领域的研究开辟了新的方向。研究结果表明,邻里环境不再是一个模糊的概念,而是实实在在影响青少年大脑和认知健康的重要因素。未来的研究可以在此基础上,进一步完善研究方法,深入探究邻里机遇影响神经认知发展的具体机制,为促进青少年的健康成长提供更有力的支持。