新冠一代：疫情会如何影响儿童的大脑发育？｜《自然》长文

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新冠一代：疫情会如何影响儿童的大脑发育？｜《自然》长文

原创 Nature Portfolio Nature Portfolio 2022-01-24 12:40

原文作者：Melinda Wenner Moyer

关注儿童发育的研究人员想知道疫情会不会影响大脑和行为。

和其他儿科医生一样，当Dani Dumitriu第一次看到新冠病毒出现在她的病房时，她打起了十二分精神。令她欣慰的是，她们医院大部分发生新冠病毒暴露的新生儿都没什么大碍。已经对寨卡等会导致出生缺陷的病毒有了一定认识的医生对各种异常情况格外警惕。

但是，后来看到的趋势却非常微弱和隐匿。自2017年末以来，Dumitriu和她在纽约-长老会摩根斯坦利儿童医院的团队陆续收集了两年的婴幼儿发育数据，他们一直在分析6个月及以下婴儿的交流和运动能力。Dumitriu认为对比一下疫情前出生和疫情中出生的婴儿会很有意思。于是，她请她的同事、纽约哥伦比亚大学的博士后研究员Morgan Firestein看看两组婴儿是否存在神经发育上的差异。

几天后，Firestein慌慌张张地给Dumitriu打电话。Dumitriu回忆道，“她说，‘出事了，我不知道怎么办，疫情不仅有影响，而且是很大的影响。’”那夜她几乎一宿没睡，翻来覆去看数据。与疫情前出生的婴儿相比，疫情期间出生的婴儿在大动作、精细动作和沟通技巧上的平均得分更低（两组婴儿的家长使用现成问卷打分）[1]。这个结果和亲生父母是否感染过新冠无关，看起来更像和疫情的大环境有关。

Dumitriu惊呆了。她说，“我们当时的反应是，天呐，这里说的可是数以亿计的宝宝。”

一名身着防护服的老师在哥伦比亚卡利市的家中给一名小女孩上课。来源：Luis Robayo/AFP/Getty

虽然儿童感染新冠病毒后的情况一般良好，但初步研究显示，孕期的疫情相关压力可能对一些儿童的胎脑发育有不良影响。不仅如此，精疲力竭的家长和看护人会改变或减少与孩子的互动，这也许会影响儿童的身心发展。

封城，这一至为关键的抗疫举措，让许多刚生宝宝的家庭被迫进入隔离，剥夺了他们的玩耍时间和互动机会。压力过大和分身乏术也让许多看护人无法提供婴幼儿非常需要的一对一陪伴。

“每个人都想知道这对儿童发育、亲子关系、同伴关系有没有影响，”马里兰州尤尼斯·肯尼迪·施莱佛国家儿童健康与人类发育研究所儿童发育与行为分部主管James Griffin说，“大家都在担心。”

全球关注这些课题的一些团队正在发表各自的研究结果，新的研究项目也在启动中。现在还很难看到绝对的答案，尤其是因为许多研究儿童发育的实验室都在疫情期间关闭了。

过去两年出生的一些宝宝可能出现了发育迟缓的迹象；其他宝宝可能安然无恙——如果照顾他们的人能在家里提供更长时间的陪伴，他们与哥哥姐姐能有更多交流的话。和疫情期间出现的各种健康问题一样，社会经济差距显然决定了哪些群体受到的冲击最大。早期数据显示，使用口罩对儿童的情感发育没有不利影响，但产前压力可能会使他们的脑连接发生一些变化。不过，具体情况还不明朗，许多研究都有待同行评审。

一些研究人员认为，许多发育迟缓的儿童会迎头赶上，而且不会产生长期影响。“我认为并不存在被新冠伤害的一代。”纽约大学格罗斯曼医学院儿童及青少年心理学家Moriah Thomason说。

陪玩时间骤减

新冠疫情中一直没关闭的一个实验室是罗德岛布朗大学的高级婴儿成像实验室（Advanced Baby Imaging Lab）。医学生物物理学家Sean Deoni和同事在这里使用磁共振成像（MRI）等技术研究环境因素会如何影响婴儿脑部发育。

虽然疫情改变了他们的研究方式——访客变少了，清洁工作变多了——但他们依然会请很多宝宝来实验室，记录这些宝宝的运动、视觉和语言能力，他们的研究属于美国国立卫生研究院（NIH）开展的一个7年项目，这个项目主要关注童年早期发育及其对日后健康的影响。

然而，随着疫情的持续，Deoni听到同事发出了担忧。他说，“我们的同事在私底下告诉我，‘这些孩子通过评估的时间怎么长了这么多。’”

大惑不解的他请实验室研究人员计算并对比了这些宝宝在神经发育上的年平均分和方差。他们发现疫情期间出生婴儿的分数比疫情前出生婴儿的分数要差不少（见“发育低潮”）。他在2021年底说，“去年底到今年初的情况似乎急转直下。”他们在对比不同组的结果时发现，相比疫情前出生的婴儿，疫情期间出生的婴儿在类似IQ测试的一系列发育测试中低了近两个标准差。他们的发现还包括：低收入家庭婴儿的降幅最大；男孩受到的影响大于女孩[2]；大运动技能受影响最严重。

来源：参考文献2

起初，Deoni以为这是选择性偏误的问题：疫情期间排除万难来实验室做评估的家庭，他们的孩子可能本身就存在一些发育问题，或是已经出现了相应的征兆。但逐渐地，他发现选择性偏误无法解释最终结果，因为前来评估的孩子与之前的孩子在背景、分娩结局或社会经济地位上都没有不同。

这些影响看起来很大，但一些研究人员认为这不一定会导致长期问题。“对婴儿来说，IQ预示不了什么，”荷兰蒂尔堡大学的发育神经心理学家Marion van den Heuvel说，“现在很难说这对他们的未来会有哪些影响。”她指出有项研究[3]发现，出生在孤儿院但在2.5岁前被收养的罗马尼亚女孩，在4.5岁时出现精神问题的概率比一直在孤儿院生活的女孩要低。虽然这和疫情不是一回事，但却说明了婴幼儿在限制条件消失后，会对之前的困难做出补偿。

但令人担心的是，Deoni发现疫情持续的时间越长，儿童身上出现的各种问题也越多。“其程度令人咋舌。”Deoni对研究结果评论道。该研究目前正在《美国医学会杂志-儿科学》（JAMA Pediatrics）进行修回。

当Deoni第一次在预印本服务器上发表他的研究结果[2]时，媒体掀起了一阵恐慌，研究界的同行也提出了质疑。Griffin说，当时大家都很担心，这些结果还没有经过适当的同行评审就被公诸于众了。

假设研究结果站得住脚，疫情期间出生的宝宝为何会出现明显的认知障碍——尤其是运动障碍呢？Deoni认为这是缺乏人际交流导致的。在尚未发表的随访研究中，Deoni和团队记录了各个家庭的亲子互动时间，发现过去两年家长对孩子说的话，以及孩子对家长说的话，都比疫情前减少了。他还推测婴幼儿的大运动能力没有得到充分锻炼，因为他们没办法经常与其他小孩玩耍，也去不了室外操场。他说：“不幸的是，这些技能都是其他技能的基础。”

近期发表的其他研究支持这种观点，即缺乏与同龄人的互动会耽误部分孩子的发育。在今年早些时候发表的一项研究中，英国研究人员通过问卷调查了189位8个月到3岁儿童的家长，询问他们的孩子在疫情期间是否上过托儿所或幼儿园，并评估了他们的语言和执行能力。作者发现，疫情期间接受集体照顾的儿童能力更强一些，而且这种获益在低收入背景的儿童中尤其明显[4]。

发育最容易被耽误的儿童似乎来自有色人种，或是来自低收入家庭的儿童。比如，越来越多的研究表明，在学龄儿童中，远程学习或许会加剧富裕家庭和低收入家庭之间以及白人儿童和有色人种儿童之间已经很大的教育和发育差距。在荷兰，研究人员发现2020年的全国儿童评估比之前三年的表现更不理想，其中，来自受教育程度更低家庭的儿童要差了60%[5]。

在撒哈拉以南非洲的部分地区，包括埃塞俄比亚、肯尼亚、利比里亚、坦桑尼亚和乌干达，有研究显示一些儿童失去了相当于一整年的学习机会[6]。而在美国，麦肯锡咨询公司的一篇报告显示，首次封城后，秋季入学的有色人种学生的学习进度慢了3到5个月，而白人学生只慢了1到3个月（go.nature.com/3fauntp）。

口罩效应

疫情期间上学或参与其他团体的孩子，他们的互动对象一般都戴着口罩。这就有一个问题：我们脸部的部分区域对表达情感和说话非常重要，用口罩挡住我们的脸，可能也会影响孩子的情感和语言发育。

得克萨斯州休斯敦市一名戴着口罩的母亲在等待核酸检测结果时与女儿互动。来源：Brandon Bell/Getty

马萨诸塞大学波士顿分校心理学家Edward Tronick收到了担心口罩对发育潜在影响的家长和儿科医生发来的大量邮件。让Tronick家喻户晓的是他在1975年开展的“面无表情”（Still Face）实验，这个实验显示，如果亲生父母在与婴儿互动时突然板起脸，他们的孩子一开始会争取他们的注意力，但久而久之会变得疏远，更容易生气，戒备心也更重[7]。

Tronick决定研究一下戴口罩有没有类似的影响。他和同事、心理学家Nancy Snidman开展了一项实验（尚未经过同行评审），要求家长用手机记录他们戴口罩前、戴口罩时和戴口罩后的亲子互动。虽然婴儿能看出大人戴了口罩——这些宝宝的面部表情会发生细微变化、看向别处或指着口罩，但他们还是会像之前一样和大人互动[8]。口罩只关闭了交流的其中一个渠道，Tronick说，“戴口罩的家长还是会和婴儿说，‘我还在这里，陪着你，和你一起玩。’”

口罩对情感或语言认知的影响似乎也不大。去年5月发表的一项研究发现，2岁大的儿童能听懂戴着不透明口罩的大人在说什么[9]。该研究的通讯作者、新加坡国立大学心理学家Leher Singh说，儿童对缺失信息的补偿比我们认为的更容易。美国的研究人员发现，虽然口罩让学龄儿童更难察觉大人的情感变化——难度和面对戴墨镜的大人差不多——但这些孩子在大部分情况下还是能做出正确判断[10]。

研究作者、威斯康辛大学麦迪逊分校博士后研究员Ashley Ruba说，“儿童还能靠很多其他线索来解读别人的感受，比如声音表达、肢体语言、环境等。

怀孕与压力

其他研究人员还想搞清楚，疫情会不会在儿童出生前就影响他们的发育。加拿大卡尔加里大学发育神经成像实验室负责人、心理学家Catherine Lebel和她的同事在疫情期间调查了8000多名孕妇，近半数的孕妇报告出现了焦虑症状，1/3出现了抑郁症状——比疫情前的比例高了许多。那么，这种压力会影响她们子宫里的胎儿吗？

为了找出答案，研究团队使用磁共振成像扫描了75个刚出生3个月的婴儿。在去年10月发布的一篇预印本论文中，他们发现，产前压力更大的女性——焦虑或抑郁症状更多，她们孩子的杏仁核和额前皮质的结构网络与别人不同。杏仁核是处理情感的脑区，而额前皮质是负责执行功能的区域[11]。

上面的脑扫描图像显示了婴儿杏仁核与其他脑区的连接模式。怀孕期间经历的疫情相关压力会让一些宝宝的脑连接变弱。来源：Kathryn Manning

在之前开展的一项小规模研究中，Lebel和她的团队也在这些脑区发现了产前抑郁与脑连接差异的关联，并认为这些脑部变化与学龄前男孩的攻击性和多动症有关[12]。其他团队还发现，成年人这些脑区连接的变化是出现抑郁和焦虑的危险因素[13]。Lebel说：“这些区域是参与处理情感和许多不同行为的脑区。”

其他研究也在疫情相关的产前压力与儿童发育之间发现了类似关联。意大利IRCCS Mondino基金会的心理学家Livio Provenzi和同事发现，相比孕期压力和焦虑都更小的女性，孕期压力和焦虑更大的女性，她们3个月大的宝宝在调控情绪和注意力上的问题也更多——更难保持对社会刺激的注意力，安抚起来也更难[14]。

Thomason也在开展自己的研究，评估孕期压力源对儿童大脑和行为的影响。她指出，虽然很多人都很担心产前压力对疫情宝宝的影响，但这类早期研究并不表示他们长大后也会有问题。她说：“儿童的适应力很强，很容易恢复。我们相信情况会好转，这些孩子对已经发生的事具有很强的承受力。”

确实，既往研究显示，虽然子宫中的压力对宝宝可能是不利的，但这种影响有时候不会长期持续。在经历过澳大利亚昆士兰2011年特大洪水的人中，承受了巨大压力的女性生下的孩子比压力更小的女性生下的孩子在6个月大时更容易出现解决问题和社交技能上的障碍[15]。不过，等他们长到30个月大时，这些发育水平便不再与压力相关，家长对宝宝出生后的需求回应更及时，宝宝长大后的发育情况也更好[16]。

警惕与行动

对疫情宝宝的研究结果有好有坏，科学家认为现在还无法得出任何有意义的结论。这些很多还未发表的早期研究结果可能不能代表实际情况，在纽约-长老会与Dimitriu共事的医学心理学家Catherine Monk说。

比如，选择参与一些早期研究的家长或许不具有代表性，Monk说。也许他们在看到自己孩子的行为后已经在担忧了。此外，像是Deoni开展的这类研究的结果也许会受到戴口罩的影响——影响不一定很大，但足以让结果产生偏差。

Thomason去年在JAMA Pediatrics上撰写的评论[17]提到，研究人员都有发表有趣研究结果的本能，这种本能或许左右了这些早期研究。她说：“科学家寻找有害影响的动作是很快的。这些事情比较容易博取关注，也比较容易发表在高分期刊上。”

研究人员和资助者正在开展一些大型研究和合作，帮助获得更清晰的认识。美国国家药物滥用研究所在它的“健康大脑与儿童发育研究”（Healthy Brain and Child Development Study）项目中资助开展了多项研究。这些研究将看一看孕期压力与药物滥用会如何影响儿童发育。此外，各种组织和会议也能将让研究人员聚在一起，分享最新数据。2020年3月，Thomason成立了国际“COVID时代研究联盟”（COVID Generation Research Alliance），该联盟汇集了14个国家的研究人员，一起研究疫情期间家有宝宝的家庭。这个联盟在2021年11月举办了一场科研峰会，吸引了来自北美、南美、欧洲、澳大利亚、亚洲、中东和非洲的研究人员。

即使儿童大脑确实受到了疫情的影响，我们仍然有时间进行纠正，Dumitriu说，“6个月的婴儿大脑可塑性很强，我们可以改变他们的发展方向。”

为此，家长可以经常与宝宝玩，同他们说话，让他们有机会在安全的环境中与他人互动。支持家庭和儿童的政策变化或许也有帮助。Lebel的研究[11]发现，孕期有意义的社交支持，比如来自伴侣或好友的支持，会让产前压力大大减小。Monk说：“我们在产前护理的生态系统中可以做的还很多。”研究人员还提倡在女性生产后立即引入家庭支持措施。Provenzi的研究[14]发现，生产完有护士和新生儿专家上门随访的人比没有这些随访的人的压力和焦虑都更少。

总体来看，研究人员依然认为，大部分儿童不会有事，但当下可能有不少宝宝遇到了困难。如果我们希望帮助那些发育落后的儿童，最好的方式是尽快干预。“儿童的恢复能力很强，”Deoni说，“但与此同时，我们也深知，出生后的1000天是儿童早期发育的关键。截至目前，2020年3月出生的第一批疫情宝宝已经有650天大了。

儿童是周围环境的产物，Deoni说，“我们要做的，是给他们各种刺激，与他们一起玩一起读书，呵护他们。”

参考文献：

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. Psychiatry 166, 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. USA 118, 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 Psychiatry 17, 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 ONE 15, 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. Infancy 22, 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?为标题发表在2022年1月12日《自然》的新闻特写版块上