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研究發現,新冠疫情或影響兒童大腦發育

關注兒童發育的研究人員想知道疫情會不會影響大腦和行為。

和其他兒科醫生一樣,當Dani Dumitriu第一次看到新冠病毒出現在她的病房時,她打起了十二分精神。令她欣慰的是,她們醫院大部分發生新冠病毒暴露的新生兒都沒什麼大礙。已經對寨卡等會導緻出生缺陷的病毒有了一定認識的醫生對各種異常情況格外警惕。

但是,後來看到的趨勢卻非常微弱和隐匿。自2017年末以來,Dumitriu和她在紐約-長老會摩根斯坦利兒童醫院的團隊陸續收集了兩年的嬰幼兒發育資料,他們一直在分析6個月及以下嬰兒的交流和運動能力。Dumitriu認為對比一下疫情前出生和疫情中出生的嬰兒會很有意思。于是,她請她的同僚、紐約哥倫比亞大學的博士後研究員Morgan Firestein看看兩組嬰兒是否存在神經發育上的差異。

幾天後,Firestein慌慌張張地給Dumitriu打電話。Dumitriu回憶道,“她說,‘出事了,我不知道怎麼辦,疫情不僅有影響,而且是很大的影響。’”那夜她幾乎一宿沒睡,翻來覆去看資料。與疫情前出生的嬰兒相比,疫情期間出生的嬰兒在大動作、精細動作和溝通技巧上的平均得分更低(兩組嬰兒的家長使用現成問卷打分)[1]。這個結果和親生父母是否感染過新冠無關,看起來更像和疫情的大環境有關。

Dumitriu驚呆了。她說,“我們當時的反應是,天呐,這裡說的可是數以億計的寶寶。”

研究發現,新冠疫情或影響兒童大腦發育

一名身着防護服的老師在哥倫比亞卡利市的家中給一名小女孩上課。

圖 | Luis Robayo/AFP/Getty

雖然兒童感染新冠病毒後的情況一般良好,但初步研究顯示,孕期的疫情相關壓力可能對一些兒童的胎腦發育有不良影響。不僅如此,精疲力竭的家長和看護人會改變或減少與孩子的互動,這也許會影響兒童的身心發展。

封城,這一至為關鍵的抗疫舉措,讓許多剛生寶寶的家庭被迫進入隔離,剝奪了他們的玩耍時間和互動機會。壓力過大和分身乏術也讓許多看護人無法提供嬰幼兒非常需要的一對一陪伴。

“每個人都想知道這對兒童發育、親子關系、同伴關系有沒有影響,”馬裡蘭州尤尼斯·肯尼迪·施萊佛國家兒童健康與人類發育研究所兒童發育與行為分部主管James Griffin說,“大家都在擔心。”

全球關注這些課題的一些團隊正在發表各自的研究結果,新的研究項目也在啟動中。現在還很難看到絕對的答案,尤其是因為許多研究兒童發育的實驗室都在疫情期間關閉了。

過去兩年出生的一些寶寶可能出現了發育遲緩的迹象;其他寶寶可能安然無恙——如果照顧他們的人能在家裡提供更長時間的陪伴,他們與哥哥姐姐能有更多交流的話。和疫情期間出現的各種健康問題一樣,社會經濟差距顯然決定了哪些群體受到的沖擊最大。早期資料顯示,使用口罩對兒童的情感發育沒有不利影響,但産前壓力可能會使他們的腦連接配接發生一些變化。不過,具體情況還不明朗,許多研究都有待同行評審。

一些研究人員認為,許多發育遲緩的兒童會迎頭趕上,而且不會産生長期影響。“我認為并不存在被新冠傷害的一代。”紐約大學格羅斯曼醫學院兒童及青少年心理學家Moriah Thomason說。

陪玩時間驟減

新冠疫情中一直沒關閉的一個實驗室是羅德島布朗大學的進階嬰兒成像實驗室(Advanced Baby Imaging Lab)。醫學生物實體學家Sean Deoni和同僚在這裡使用磁共振成像(MRI)等技術研究環境因素會如何影響嬰兒腦部發育。

雖然疫情改變了他們的研究方式——訪客變少了,清潔工作變多了——但他們依然會請很多寶寶來實驗室,記錄這些寶寶的運動、視覺和語言能力,他們的研究屬于美國國立衛生研究院(NIH)開展的一個7年項目,這個項目主要關注童年早期發育及其對日後健康的影響。

然而,随着疫情的持續,Deoni聽到同僚發出了擔憂。他說,“我們的同僚在私底下告訴我,‘這些孩子通過評估的時間怎麼長了這麼多。’”

大惑不解的他請實驗室研究人員計算并對比了這些寶寶在神經發育上的年平均分和方差。他們發現疫情期間出生嬰兒的分數比疫情前出生嬰兒的分數要差不少(見“發育低潮”)。他在2021年底說,“去年底到今年初的情況似乎急轉直下。”他們在對比不同組的結果時發現,相比疫情前出生的嬰兒,疫情期間出生的嬰兒在類似IQ測試的一系列發育測試中低了近兩個标準差。他們的發現還包括:低收入家庭嬰兒的降幅最大;男孩受到的影響大于女孩[2];大運動技能受影響最嚴重。

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圖 | 參考文獻2

起初,Deoni以為這是選擇性偏誤的問題:疫情期間排除萬難來實驗室做評估的家庭,他們的孩子可能本身就存在一些發育問題,或是已經出現了相應的征兆。但逐漸地,他發現選擇性偏誤無法解釋最終結果,因為前來評估的孩子與之前的孩子在背景、分娩結局或社會經濟地位上都沒有不同。

這些影響看起來很大,但一些研究人員認為這不一定會導緻長期問題。“對嬰兒來說,IQ預示不了什麼,”荷蘭蒂爾堡大學的發育神經心理學家Marion van den Heuvel說,“現在很難說這對他們的未來會有哪些影響。”她指出有項研究[3]發現,出生在孤兒院但在2.5歲前被收養的羅馬尼亞女孩,在4.5歲時出現精神問題的機率比一直在孤兒院生活的女孩要低。雖然這和疫情不是一回事,但卻說明了嬰幼兒在限制條件消失後,會對之前的困難做出補償。

但令人擔心的是,Deoni發現疫情持續的時間越長,兒童身上出現的各種問題也越多。“其程度令人咋舌。”Deoni對研究結果評論道。該研究目前正在《美國醫學會雜志-兒科學》(JAMA Pediatrics)進行修回。

當Deoni第一次在預印本伺服器上發表他的研究結果[2]時,媒體掀起了一陣恐慌,研究界的同行也提出了質疑。Griffin說,當時大家都很擔心,這些結果還沒有經過适當的同行評審就被公諸于衆了。

假設研究結果站得住腳,疫情期間出生的寶寶為何會出現明顯的認知障礙——尤其是運動障礙呢?Deoni認為這是缺乏人際交流導緻的。在尚未發表的随訪研究中,Deoni和團隊記錄了各個家庭的親子互動時間,發現過去兩年家長對孩子說的話,以及孩子對家長說的話,都比疫情前減少了。他還推測嬰幼兒的大運動能力沒有得到充分鍛煉,因為他們沒辦法經常與其他小孩玩耍,也去不了室外操場。他說:“不幸的是,這些技能都是其他技能的基礎。”

近期發表的其他研究支援這種觀點,即缺乏與同齡人的互動會耽誤部分孩子的發育。在今年早些時候發表的一項研究中,英國研究人員通過問卷調查了189位8個月到3歲兒童的家長,詢問他們的孩子在疫情期間是否上過事先串通的人所或幼稚園,并評估了他們的語言和執行能力。作者發現,疫情期間接受集體照顧的兒童能力更強一些,而且這種獲益在低收入背景的兒童中尤其明顯[4]。

發育最容易被耽誤的兒童似乎來自有色人種,或是來自低收入家庭的兒童。比如,越來越多的研究表明,在學齡兒童中,遠端學習或許會加劇富裕家庭和低收入家庭之間以及白人兒童和有色人種兒童之間已經很大的教育和發育差距。在荷蘭,研究人員發現2020年的全國兒童評估比之前三年的表現更不理想,其中,來自受教育程度更低家庭的兒童要差了60%[5]。

口罩效應

疫情期間上學或參與其他團體的孩子,他們的互動對象一般都戴着口罩。這就有一個問題:我們臉部的部分區域對表達情感和說話非常重要,用口罩擋住我們的臉,可能也會影響孩子的情感和語言發育。

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得克薩斯州休斯敦市一名戴着口罩的母親在等待核酸檢測結果時與女兒互動。

圖 | Brandon Bell/Getty

馬薩諸塞大學波士頓分校心理學家Edward Tronick收到了擔心口罩對發育潛在影響的家長和兒科醫生發來的大量郵件。讓Tronick家喻戶曉的是他在1975年開展的“面無表情”(Still Face)實驗,這個實驗顯示,如果親生父母在與嬰兒互動時突然闆起臉,他們的孩子一開始會争取他們的注意力,但久而久之會變得疏遠,更容易生氣,戒備心也更重[7]。

Tronick決定研究一下戴口罩有沒有類似的影響。他和同僚、心理學家Nancy Snidman開展了一項實驗(尚未經過同行評審),要求家長用手機記錄他們戴口罩前、戴口罩時和戴口罩後的親子互動。雖然嬰兒能看出大人戴了口罩——這些寶寶的面部表情會發生細微變化、看向别處或指着口罩,但他們還是會像之前一樣和大人互動[8]。口罩隻關閉了交流的其中一個管道,Tronick說,“戴口罩的家長還是會和嬰兒說,‘我還在這裡,陪着你,和你一起玩。’”

口罩對情感或語言認知的影響似乎也不大。去年5月發表的一項研究發現,2歲大的兒童能聽懂戴着不透明口罩的大人在說什麼[9]。該研究的通訊作者、新加坡國立大學心理學家Leher Singh說,兒童對缺失資訊的補償比我們認為的更容易。美國的研究人員發現,雖然口罩讓學齡兒童更難察覺大人的情感變化——難度和面對戴墨鏡的大人差不多——但這些孩子在大部分情況下還是能做出正确判斷[10]。

研究作者、威斯康辛大學麥迪遜分校博士後研究員Ashley Ruba說,“兒童還能靠很多其他線索來解讀别人的感受,比如聲音表達、肢體語言、環境等。

懷孕與壓力

其他研究人員還想搞清楚,疫情會不會在兒童出生前就影響他們的發育。加拿大卡爾加裡大學發育神經成像實驗室負責人、心理學家Catherine Lebel和她的同僚在疫情期間調查了8000多名孕婦,近半數的孕婦報告出現了焦慮症狀,1/3出現了抑郁症狀——比疫情前的比例高了許多。那麼,這種壓力會影響她們子宮裡的胎兒嗎?

為了找出答案,研究團隊使用磁共振成像掃描了75個剛出生3個月的嬰兒。在去年10月釋出的一篇預印本論文中,他們發現,産前壓力更大的女性——焦慮或抑郁症狀更多,她們孩子的杏仁核和額前皮質的結構網絡與别人不同。杏仁核是處理情感的腦區,而額前皮質是負責執行功能的區域[11]。

研究發現,新冠疫情或影響兒童大腦發育

上面的腦掃描圖像顯示了嬰兒杏仁核與其他腦區的連接配接模式。懷孕期間經曆的疫情相關壓力會讓一些寶寶的腦連接配接變弱。圖 | Kathryn Manning

在之前開展的一項小規模研究中,Lebel和她的團隊也在這些腦區發現了産前抑郁與腦連接配接差異的關聯,并認為這些腦部變化與學齡前男孩的攻擊性和多動症有關[12]。其他團隊還發現,成年人這些腦區連接配接的變化是出現抑郁和焦慮的危險因素[13]。Lebel說:“這些區域是參與處理情感和許多不同行為的腦區。”

其他研究也在疫情相關的産前壓力與兒童發育之間發現了類似關聯。意大利IRCCS Mondino基金會的心理學家Livio Provenzi和同僚發現,相比孕期壓力和焦慮都更小的女性,孕期壓力和焦慮更大的女性,她們3個月大的寶寶在調控情緒和注意力上的問題也更多——更難保持對社會刺激的注意力,安撫起來也更難[14]。

Thomason也在開展自己的研究,評估孕期壓力源對兒童大腦和行為的影響。她指出,雖然很多人都很擔心産前壓力對疫情寶寶的影響,但這類早期研究并不表示他們長大後也會有問題。她說:“兒童的适應力很強,很容易恢複。我們相信情況會好轉,這些孩子對已經發生的事具有很強的承受力。”

确實,既往研究顯示,雖然子宮中的壓力對寶寶可能是不利的,但這種影響有時候不會長期持續。在經曆過澳洲昆士蘭2011年特大洪水的人中,承受了巨大壓力的女性生下的孩子比壓力更小的女性生下的孩子在6個月大時更容易出現解決問題和社交技能上的障礙[15]。不過,等他們長到30個月大時,這些發育水準便不再與壓力相關,家長對寶寶出生後的需求回應更及時,寶寶長大後的發育情況也更好[16]。

警惕與行動

對疫情寶寶的研究結果有好有壞,科學家認為現在還無法得出任何有意義的結論。這些很多還未發表的早期研究結果可能不能代表實際情況,在紐約-長老會與Dimitriu共事的醫學心理學家Catherine Monk說。

比如,選擇參與一些早期研究的家長或許不具有代表性,Monk說。也許他們在看到自己孩子的行為後已經在擔憂了。此外,像是Deoni開展的這類研究的結果也許會受到戴口罩的影響——影響不一定很大,但足以讓結果産生偏差。

Thomason去年在JAMA Pediatrics上撰寫的評論[17]提到,研究人員都有發表有趣研究結果的本能,這種本能或許左右了這些早期研究。她說:“科學家尋找有害影響的動作是很快的。這些事情比較容易博取關注,也比較容易發表在高分期刊上。”

研究人員和資助者正在開展一些大型研究和合作,幫助獲得更清晰的認識。美國國家藥物濫用研究所在它的“健康大腦與兒童發育研究”(Healthy Brain and Child Development Study)項目中資助開展了多項研究。這些研究将看一看孕期壓力與藥物濫用會如何影響兒童發育。此外,各種組織和會議也能将讓研究人員聚在一起,分享最新資料。2020年3月,Thomason成立了國際“COVID時代研究聯盟”(COVID Generation Research Alliance),該聯盟彙集了14個國家的研究人員,一起研究疫情期間家有寶寶的家庭。這個聯盟在2021年11月舉辦了一場科研峰會,吸引了來自北美、南美、歐洲、澳洲、亞洲、中東和非洲的研究人員。

即使兒童大腦确實受到了疫情的影響,我們仍然有時間進行糾正,Dumitriu說,“6個月的嬰兒大腦可塑性很強,我們可以改變他們的發展方向。”

為此,家長可以經常與寶寶玩,同他們說話,讓他們有機會在安全的環境中與他人互動。支援家庭和兒童的政策變化或許也有幫助。Lebel的研究[11]發現,孕期有意義的社交支援,比如來自伴侶或好友的支援,會讓産前壓力大大減小。Monk說:“我們在産前護理的生态系統中可以做的還很多。”研究人員還提倡在女性生産後立即引入家庭支援措施。Provenzi的研究[14]發現,生産完有護士和新生兒專家上門随訪的人比沒有這些随訪的人的壓力和焦慮都更少。

總體來看,研究人員依然認為,大部分兒童不會有事,但當下可能有不少寶寶遇到了困難。如果我們希望幫助那些發育落後的兒童,最好的方式是盡快幹預。“兒童的恢複能力很強,”Deoni說,“但與此同時,我們也深知,出生後的1000天是兒童早期發育的關鍵。截至目前,2020年3月出生的第一批疫情寶寶已經有650天大了。

兒童是周圍環境的産物,Deoni說,“我們要做的,是給他們各種刺激,與他們一起玩一起讀書,呵護他們。”

參考文獻:

1. Shuffrey, L. C.et al. JAMA Pediatr.https://doi.org/10.1001/jamapediatrics.2021.5563 (2022).

2. Deoni, S. C. L., Beauchemin, J., Volpe, A., D’Sa, V. & the RESONANCE Consortium. Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2021.08.10.21261846 (2021).

3. Zeanah, C. H.et al. Am. J. Psychiatry166, 777–785 (2009).

4. Davies, C.et al. Infant Child Dev.30, e2241 (2021).

5. Engzell, P., Frey, A. & Verhagen, M. D.Proc. Natl Acad. Sci. USA118, e2022376118 (2021).

6. Angrist, N.et al. Int. J. Edu. Dev.84, 102397 (2021).

7. Tronick, E., Als, H., Adamson, L., Wise, S., Brazleton, T. B.J. Am. Acad. Child Psychiatry17, 1–13 (1978).

8. Tronick, E. & Snidman, N. Preprint at SSRN https://doi.org/10.2139/ssrn.3899140 (2021).

9. Singh, L., Tan, A. & Quinn, P. C.Dev. Sci.24, e13117 (2021).

10. Ruba, A. L. & Pollak, S. D.PLoS ONE15, e0243708 (2020).

11. Manning, K. Y.et al.Preprint at medRxiv https://doi.org/10.1101/2021.10.04.21264536 (2021).

12. Hay, R. E.et al. J. Neurosci.40, 6969–6977 (2020).

13. Holmes, A. J.et al. J. Neurosci.32, 18087–18100 (2012).

14. Provenzi, L.et al. Dev. Psychopathol.https://doi.org/10.1017/S0954579421000766 (2021).

15. Simcock, G.et al. Infancy22, 282–302 (2017).

16. Austin, M.-P.et al. Infant Behav. Dev.49, 296–309 (2017).

17. Thomason, M. E.JAMA Pediatr.https://doi.org/10.1001/jamapediatrics.2021.5168 (2021).

原文以The COVID generation: how is the pandemic affecting kids’ brains?為标題發表在2022年1月12日《自然》的新聞特寫版塊上

原文作者:Melinda Wenner Moyer

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