探寻大脑中的贫困印记

孟加拉国首都达卡，一名儿童正在做脑电图。

资料来源:斯密塔·夏尔马自然保护协会

20世纪60年代末，一组研究人员开始向危地马拉农村有孩子的家庭分发营养补充剂。他们正在测试一个假设，即在生命的最初几年获得足够的蛋白质可以降低发育迟缓的发生率。

事实确实如此。接受补充剂的儿童平均比对照组高1 ~ 2厘米。然而，好处不止于此。青少年时期接受补充营养的儿童在阅读和知识测试中得分较高。当研究人员在本世纪初回到该地区时，在前三年接受补充的女性完成了更多年的学校教育，而男性获得了更高的收入。

"没有这些随访，这项研究可能会被遗忘."美国佐治亚州埃默里大学的妇幼营养专家雷纳尔多·马托瑞尔领导了后续研究，他说。相反，这项研究让世界银行等金融机构将早期营养干预视为对人类健康的长期投资。

自危地马拉研究以来，包括巴西、秘鲁、牙买加、菲律宾、肯尼亚和津巴布韦在内的世界各地的研究已经开始将婴儿的缓慢生长或发育迟缓与较低的认知测试分数和较差的学校表现联系起来。

一幅图片逐渐显示，儿童时期太短是不良条件的标志，如不良饮食和频繁腹泻，并且是智力迟钝和过早死亡的预测因子。据估计，发育迟缓影响着全球1.6亿儿童。然而，并不是所有的特技都与这些糟糕的结果有关。现在，研究人员正试图解开生长和神经发育之间的关系。营养不良是唯一的原因吗？情感忽视、传染病或其他挑战也有影响吗？

Shahria Hafiz Kakon是尝试在孟加拉国首都达卡的贫民窟回答这些问题的先驱。在那里，大约40%的儿童在两岁时发育迟缓。作为孟加拉国国际腹泻疾病研究中心的一名卫生官员，卡肯正在领导一项史无前例的发育迟缓儿童脑部成像研究。"在孟加拉国，发展脑成像研究是一个非常新的想法."卡昆说。

贫困儿童脑成像研究

按照西方的标准，1.63米高的卡昆个子不高，但她比她在达卡一家诊所的大多数女同事都要高，这家诊所是由一个小住宅楼改造而成的。最近的一个早上，卡肯和一位母亲住在一起，她在半夜给她打电话:这位妇女的儿子发烧了。在检查这个男孩之前，卡肯问他的母亲关于她的家庭以及他在学校的表现。许多父母称卡卡为“阿爸”，意思是孟加拉语中的“大姐”。

大约五年前，盖茨基金会开始对跟踪生活在逆境中的婴儿和幼儿的大脑发育感兴趣，尤其是患有发育不全和营养不良的婴儿和幼儿。该基金会在卡肯诊所研究了儿童对疫苗的反应。发育迟缓的高比率和团队与参与者的密切联系促成了最新的研究。

为了顺利开展这项研究，基金会让达卡团队联系了查尔斯·纳尔逊，他是波士顿儿童医院和美国哈佛医学院的儿科神经科学家。尼尔森在大脑成像和童年逆境研究方面有丰富的经验。2000年，他开始了一项跟踪儿童大脑发育的研究。这些孩子在困难的罗马尼亚孤儿院长大。尽管他们不担心食物和衣服，但这些孩子没有什么动力或社会或精神支持。许多人经历了长期的认知问题。

纳尔逊的研究表明，这些孤儿的大脑有被忽视的痕迹。核磁共振成像显示，8岁时，由父母抚养的孩子有较小的灰质和白质区域，这与注意力和语言有关。那些从孤儿院搬到寄养家庭的孩子在他们几乎不能走路的时候避免了一些缺陷。

参与达卡研究的孩子们经历了完全不同的成长环境。他们被通常住在小空间的大家庭所包围。尼尔森说，他们“与住在小房间里整天盯着白色天花板的孩子截然相反”。

然而，孟加拉国的儿童确实面临营养和卫生设施不足的问题。研究人员以前没有分析过这种情况对大脑发育的影响。目前，有一些关于贫困儿童的脑成像研究。然而，他们中的大多数集中在高收入地区，如美国、欧洲和澳大利亚。尼尔森说，不管孩子们有多穷，他们中的大多数都能得到一些营养食品、干净的水和卫生设施。住在达卡贫民窟的孩子们在被污水淹没的明沟边生活和玩耍。"世界上仍然有许多像达卡这样的孩子。"尼尔森说，“但是我们在大脑层面对此一无所知。”

逆境的标志

2015年初，纳尔逊的团队和孟加拉研究人员将达卡简陋的诊所改造成了一个先进的实验室。为了使用脑电图设备，他们必须找到一个墙上没有电线、没有空调设备的房间，因为两者都会干扰设备检测大脑活动的能力。

与此同时，研究人员为功能性近红外光谱(fNIR)建立了一个房间。当应用fNIR时，儿童需要佩戴传感器发带来测量脑血流量。尽管这项技术提供的大脑活动信息与功能磁共振成像的结果相似，但它不需要大型机器，儿童也不需要保持静止。自20世纪90年代以来，FNIR一直用于婴儿。目前，这项技术在低收入国家越来越有吸引力。

研究人员还在诊所附近的医院进行了核磁共振成像。到目前为止，他们已经扫描了12名2到3个月大但发育不良的婴儿。类似于罗马尼亚的孤儿和发展中国家的贫困儿童，这些儿童的灰质面积比20个发育良好的婴儿少。对于这样一个年幼的孩子，很难区分哪个区域受到影响，但是在6个月大的时候，灰质越少，语言和视觉记忆测试的分数就越低。

在达卡的研究中，约有130名儿童在36个月大时接受了fNIR测试，同时研究人员发现发育不良儿童和在其他逆境下成长的儿童大脑活动模式不同。这些孩子越矮，他们对非社交图像和声音(如卡车)的反应就越活跃。高个子儿童对社会刺激，如女性面孔，反应更强烈。

脑电图在发育不全的儿童中检测到强烈的脑电图活动和一系列反映问题解决和大脑区域之间交流的脑电波。这让研究人员感到惊讶，因为对孤儿和贫困儿童的研究通常发现脑电图活动受到抑制。这种差异可能与达卡儿童面临的不同类型的逆境有关，包括粮食不安全、感染和母亲的高抑郁率。

定义儿童大脑发育的标准轨迹

这类研究的一个挑战是，研究人员仍在试图找出正常大脑发育的样子。达卡研究开始的几年前，一个由英国和冈比亚研究人员组成的小组对冈比亚农村2岁的儿童进行了脑电图和纤维神经红外测试。这项研究也是由盖茨基金会资助的。

类似于达卡的研究，科学家们正在探索大脑发育和一系列指标之间的关系，包括营养和亲子互动。然而，他们也试图定义儿童大脑发育的标准轨迹。

俄勒冈健康与科学大学的儿科神经科学家兼盖茨基金会的顾问丹尼尔·马克斯说，基金会和美国国家卫生研究院对阐明正常大脑发育的轨迹有很大的推动作用。"这仅仅反映了问题的紧迫性。"

盖茨基金会发现和转化医学部副主任杰夫·默里说，资助达卡研究的动机是，它将揭示婴儿大脑的不同模式，这些模式预测他们成年后不会有好的结果，并可用于探索哪些干预措施有效。(宗华编译)

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