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新冠病毒下一代:病毒大流行如何影響兒童的大腦?

和許多兒科醫生一樣,達尼·杜米特裡烏(Dani Dumitriu)在SARS-CoV-2冠狀病毒首次在她的病房流行時做好了應對SARS-CoV-2冠狀病毒影響的準備。當她在醫院2019冠狀病毒疾病的新生兒剛出生時,她感到很輕松。了解寨卡病毒和其他可能導緻出生缺陷的病毒的影響意味着醫生們正在尋找問題。

但更微妙和陰險趨勢的暗示緊随其後。Dumitriu和她在紐約市的紐約長老會摩根士丹利兒童醫院的團隊擁有兩年多的嬰兒發育資料——自2017年末以來,他們一直在分析6個月大嬰兒的溝通和運動技能。Dumitriu認為比較流感大流行之前和期間出生的嬰兒的結果會很有趣。她請她的同僚摩根·菲爾斯坦(Morgan Firestein)評估這兩類人之間是否存在神經發育差異。摩根·菲爾斯坦是紐約哥倫比亞大學的博士後研究員。

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幾天後,費爾斯坦驚慌失措地打電話給杜米特裡烏。杜米特裡烏回憶道:“她說,‘我們正處于危機之中,我不知道該怎麼辦,因為我們不僅會受到大流行的影響,而且會産生重大影響。’”。那天晚上她大部分時間都沒睡,仔細研究着資料。流感大流行期間出生的嬰兒在粗大運動、精細運動和溝通技能測試中的平均得分低于流感大流行之前出生的嬰兒(兩組嬰兒均由其父母使用既定問卷進行評估)。他們的親生父母是否感染了病毒并不重要;大流行本身的環境似乎有些問題。

杜米特裡烏愣住了。“我們就像,哦,我的上帝,”她回憶道。“我們談論的是數億嬰兒。”

盡管感染SARS-CoV-2的兒童通常表現良好,但初步研究表明,妊娠期間與大流行相關的壓力可能會對一些兒童的胎兒大腦發育産生負面影響。此外,疲憊的父母和看護者可能會以不同或更少的方式與年幼的孩子互動,進而影響孩子的身心能力。

對控制冠狀病毒傳播至關重要的封鎖隔離了許多年輕家庭,剝奪了他們的遊戲時間和社交活動。由于壓力大、身體瘦弱,許多看護者也無法提供嬰兒和學步兒童所需要的一對一的時間。

馬裡蘭州貝塞斯達Eunice Kennedy Shriver國家兒童健康與人類發展研究所兒童發展與行為處處長詹姆斯·格裡芬(James Griffin)說:“每個人都想記錄這是如何影響兒童發展、親子關系和同伴關系的。”。“每個人都有顧慮。”

新冠病毒下一代:病毒大流行如何影響兒童的大腦?

世界各地研究這些問題的一些團隊正在開始公布他們的發現。新的研究已經開始。很難找到确切的答案,尤其是因為許多兒童發展研究實驗室在流感大流行期間關閉了。

過去兩年出生的一些嬰兒可能會經曆發育遲緩,而如果看護者在家呆的時間更長,兄弟姐妹有更多的機會互動,其他嬰兒可能會茁壯成長。正如大流行期間衛生的許多方面一樣,社會和經濟差距在世衛組織受影響最嚴重方面具有明顯的作用。早期資料表明,面具的使用并未對兒童的情緒發展産生負面影響。但是産前壓力可能會導緻大腦連接配接的一些變化。情況正在演變,許多研究尚未經過同行審查。

一些研究人員提出,許多發育落後的兒童将能夠迎頭趕上,而不會産生持久的影響。紐約大學格羅斯曼醫學院兒童和青少年心理學家莫裡亞·托馬森(Moriah Thomason)說:“我不認為我們會發現有一代人受到這種流行病的傷害。”

一個實驗室在2019冠狀病毒疾病期間保持開放,布朗大學的先進的嬰兒成像實驗室在羅得島普羅維登斯。在這篇文章中,醫學生物實體學家肖恩·迪奧尼(Sean Deoni)和他的同僚們利用磁共振成像(MRI)和其他技術來研究環境因素如何影響嬰兒的大腦發育。

盡管疫情改變了他們進行研究的方式——更少的訪客和更多的清潔——但他們繼續邀請嬰兒到他們的實驗室,跟蹤運動、視覺和語言技能,這是美國國立衛生研究院(National Institutes of Health)一項為期七年的關于幼兒發展及其對後期健康影響的研究的一部分。

然而,随着疫情的發展,迪奧尼開始聽到同僚們令人擔憂的評論。迪奧尼回憶道:“我們的員工開始告訴我,‘夥計,這些孩子要花很長時間才能通過這些評估。’”。

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他感到困惑,于是要求他的研究人員繪制并比較嬰兒神經發育得分的年平均值和方差。就在那時,他們發現流感大流行期間的得分比前幾年差得多。他在2021年末說:“去年年底和今年年初,一切都開始從岩石上滑落。”當他們對參與者的結果進行比較時,大流行出生的嬰兒在一系列測試中的得分比之前出生的嬰兒低近兩個标準差,這些測試以與IQ測試類似的方式測量發育。他們還發現,來自低收入家庭的嬰兒降幅最大,男孩比女孩受影響更大,粗大運動機能受影響最大。

起初,迪奧尼認為選擇偏見在起作用:也許在流感大流行期間努力前來接受檢測的家庭是那些其子女有發展問題風險或已經表現出這些問題的家庭。但是,随着時間的推移,他越來越相信選擇偏見并不能解釋研究結果,因為與之前的參與者相比,前來的孩子沒有不同的背景、出生結果或社會經濟狀況。

這些影響似乎很嚴重,但一些研究人員認為,它們不一定能預測長期問題。荷蘭蒂爾堡大學的發展神經心理學家馬裡恩·範·登·赫維爾說:“嬰兒時期的智商預測不了多少。”。“很難說這對他們的未來意味着什麼。”她指出,一項研究3表明,羅馬尼亞女孩在孤兒院開始生活,但在2.5歲之前被寄養家庭收養,在4.5歲時患精神病的可能性比留在機構看護的女孩要小。這種情況不同于大流行,但表明一旦取消限制,嬰兒可以彌補困難。

然而,令人擔憂的是,迪奧尼發現,疫情持續的時間越長,兒童積累的缺陷就越多。德奧尼在談到這些發現時說:“這一發現的規模是巨大的,令人震驚。”該發現目前正被《美國醫學會兒科雜志》修訂。

當Deoni第一次在預印本伺服器2上釋出他的研究結果時,出現了一系列令人擔憂的媒體報道——以及研究界的強烈反對。格裡芬說:“人們真正擔心的是,這些結果是在沒有經過适當的同行審查的情況下公布的。”。

但是,假設2019冠狀病毒疾病的嬰兒出生時,其結果确實有優點,為什麼嬰兒會經曆顯著的認知障礙,尤其是運動障礙?迪奧尼懷疑這些問題源于缺乏人與人之間的互動。在尚未發表的後續研究中,他和他的團隊記錄了家中親子互動的情況,發現過去兩年中父母對孩子說的話(反之亦然)比前幾年要少。他還懷疑嬰兒和蹒跚學步的孩子沒有像往常一樣進行大量的粗大運動訓練,因為他們沒有經常和其他孩子一起玩耍或去操場。“不幸的是,這些技能為所有其他技能奠定了基礎,”他說。

最近的其他研究也支援這種觀點,即缺乏同伴互動可能會讓一些孩子望而卻步。在今年早些時候發表的一項研究中,英國研究人員調查了189名8歲兒童的父母 一月零三日 年,詢問他們的孩子在流感大流行期間是否接受日托或上過幼稚園,并評估語言和執行能力。作者發現,如果兒童在流感大流行期間接受團體護理,他們的技能會更強,這些好處在低收入背景的兒童中更為明顯。

風險最大的似乎是有色人種或低收入家庭的兒童。例如,越來越多的研究表明,在學齡兒童中,遠端學習可能正在擴大富裕和低收入兒童之間以及白人兒童和有色人種兒童之間已經存在的巨大學習和發展差距。在荷蘭,研究人員發現,與前三年相比,2020年的國家評估中,孩子們表現更差,教育程度較低家庭的孩子的學習損失高達60%。

在撒哈拉以南非洲的部分地區,包括埃塞俄比亞、肯亞、賴比瑞亞、坦尚尼亞和烏幹達,研究表明一些兒童失去了長達一整年的學習。在美國,在第一次封鎖之後,咨詢公司麥肯錫的一份報告顯示,有色人種的學生在秋季入學時學習落後三到五個月,而白人學生隻落後一到三個月。

掩蔽效應

在流感大流行期間上學或參加其他團體活動的兒童通常與戴口罩的其他人互動。一個重要的問題是,戴口罩是否也會影響孩子的情緒和語言發展,因為口罩遮掩了面部對表達情緒和語言很重要的部分。

麻州大學波士頓分校的心理學家Edward Tronick被父母和兒科醫生的電子郵件轟炸,他們擔心口罩的潛在發展影響。Tronick以其1975年的“靜物臉”實驗而聞名,該實驗表明,當親生父母在與嬰兒互動時突然保持直面時,他們的孩子起初試圖引起他們的注意,然後慢慢退出,變得越來越沮喪和謹慎。

特尼克決定看看面具是否有類似的效果。他與同僚、心理學家南希·斯尼德曼(Nancy Snidman)一起進行了一項實驗(尚未經過同行評審),在該實驗中,父母使用智能手機記錄戴口罩前後與嬰兒的互動。雖然嬰兒在父母戴上面具時會注意到——他們會短暫改變面部表情,移開視線或指着面具——但他們會像以前一樣繼續與父母互動。特尼克說,面具隻阻斷了一條通訊通道。“戴着面具的家長仍然在說,‘我在和你交流,我還在這裡等你,我還在和你聯系。’”

面具似乎也不會對情緒或語言感覺造成太多幹擾。五月份發表的一項研究報告稱,兩歲的孩子仍然能夠了解成年人戴着不透明面具說的話。新加坡國立大學的心理學家Leher Singh說,孩子們“比我們想象的更容易彌補資訊赤字”。美國的研究人員發現,盡管面具使學齡兒童更難感覺成人的情緒——大約和成人戴太陽鏡時一樣困難——但在大多數情況下,孩子們仍然能夠做出準确的推斷。

威斯康辛大學的博士後研究員麥迪遜說:“孩子們可以用很多其他線索來區分其他人的感受,比如聲音表達、身體表情、背景等。”

懷孕和壓力

其他研究人員渴望知道這種流行病是否會影響兒童出生前的發育。Catherine Lebel是加拿大卡爾加裡大學發展神經影像實驗室的心理學家,她的同僚們在大流行期間對8000多名孕婦進行了調查。近一半的人報告有焦慮症狀,而三分之一的人有抑郁症狀——這一比例比大流行前幾年高得多。這種壓力是如何影響子宮内的嬰兒的?

為了找到答案,研究人員利用核磁共振成像掃描了75名嬰兒的大腦 出生數月後。在10月份釋出的一份預印本中,他們發現,那些報告了更多産前痛苦(更多焦慮或抑郁症狀)的人所生的嬰兒在杏仁核(一個參與情緒處理的大腦區域)和前額葉皮層(一個負責執行功能技能的區域)之間表現出不同的結構聯系

在之前的一項小型研究中,Lebel和她的團隊研究了産前抑郁症與這些區域的大腦連通性差異之間的聯系,并提出在男孩中,這些大腦變化與12歲之前的攻擊性和過度活躍行為相關。其他研究小組發現,成年人這些區域之間的連通性變化是抑郁和焦慮的危險因素13。勒貝爾說:“這些都是情緒處理的相關領域,以及許多不同的行為。”。

其他研究發現産前大流行壓力與兒童發育之間存在類似的聯系。意大利帕維亞IrcCS Mundio基金會的心理學家Livio Provenzi和他的同僚們觀察到,三個月大的嬰兒在懷孕期間經曆了更多的壓力和焦慮,他們在調節情緒和注意力方面存在更多的問題-他們無法保持他們對社會刺激的關注,例如,與懷孕期間壓力和焦慮較低的人的嬰兒相比,嬰兒更不容易被撫慰14。

托馬森正在進行她自己的研究,以評估母親壓力對兒童大腦和行為的影響。她指出,盡管人們對産前壓力可能如何影響大流行嬰兒的問題非常關注,但早期的研究結果并不意味着兒童将在餘生中掙紮。她說:“孩子們适應能力很強,很有彈性。我們确實希望情況會有所改善,他們應該能夠适應所發生的許多事情。”

事實上,對曆史災難的研究表明,盡管子宮内的壓力可能對嬰兒有害,但并不總是有持久的影響。2011年澳洲昆士蘭洪災造成的巨大壓力下出生的孩子在六個月大時在解決問題和社交技能方面表現出不足,而壓力較小的孩子則表現出不足15。然而,到30個月時,這些結果不再與壓力相關,父母對嬰兒和學步兒童出生後的需求反應越積極,學步兒童的表現越好。

謹慎和行動

對大流行嬰兒的研究呈現出一幅喜憂參半的畫面,科學家們說現在做出有意義的解釋還為時過早。一方面,一些早期的、通常未發表的發現可能無法反映現實,凱瑟琳·蒙克(Catherine Monk)說,她是一位醫學心理學家,與紐約長老會的迪米特裡一起工作。

例如,選擇參加一些早期研究的父母可能不是一個具有代表性的樣本,蒙克說。也許他們已經因為看到的行為而擔心他們的孩子了。此外,她說,戴口罩可能會影響像Deoni's這樣的個人研究的結果——可能影響不大,但足以扭曲結果。

正如托馬森去年在《美國醫學會兒科雜志》的一篇評論17中所說,發表有趣發現的動機可能也影響了這些早期研究。她說:“科學家們很快就會去尋找一種有害的差異。它會引起媒體的注意;它會在一本影響很大的雜志上發表。”

研究人員和資助者正在開展大型研究和合作,以幫助建立一個更清晰的圖景。美國國家藥物濫用研究所通過其健康大腦和兒童發展研究資助了一些研究。這些研究将着眼于大流行期間母親的壓力和物質使用如何影響兒童的發育。此外,還成立了聯盟和會議,将研究人員聚集在一起,分享新出現的資料。2020年3月,托馬森發起了國際新冠病毒一代研究聯盟,該聯盟将來自14個國家的研究人員聚集在一起,研究疫情期間有幼兒的家庭。該聯盟在2021年11月舉行了一個研究峰會,包括美國北部和南部、歐洲、澳洲、亞洲、中東和非洲的研究人員。

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Dumitriu指出,即使孩子的大腦真的受到了流感大流行的影響,仍然有時間引導他們回到正軌。她說:“我們完全可以提前成為公共衛生緊急事件。”“六個月大的孩子的大腦是非常可塑的,我們可以進入其中,我們可以改變他們的軌迹。”

家長可以通過定期與幼兒玩耍和交談,并給他們在安全環境中與他人玩耍的機會來取得進步。旨在支援家庭和兒童的政策變化也可能産生影響。Lebel的研究11發現,懷孕期間有意義的社會支援,如來自伴侶或親密朋友的支援,會大大減少産前痛苦。“我們可以在産前護理生态系統中做更多的事情,”蒙克說。研究人員還主張在出生後立即支援家庭的幹預措施。普羅文齊的研究14發現,剛剛分娩并在家接受護士和新生兒學家探訪的人比沒有接受探訪的人感受到的壓力和焦慮更少。

總的來說,研究人員認為,大多數兒童可能會沒事,但目前可能比平時更為困難。如果我們想支援那些落後的人,我們最好盡快幹預。迪奧尼說:“孩子們當然很有彈性。”。“但與此同時,我們也認識到前1000名的重要性 兒童生命中的每一天都是至關重要的早期基礎。”到目前為止,2020年3月出生的第一批大流行嬰兒超過650名 好幾天了。

迪奧尼說,兒童“是環境的産物”。“我們越能激勵他們,與他們一起玩耍,為他們讀書,愛他們——這就是我們要做的。”

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