Очевидно, что ранний негативный опыт ребенка может оставить неизгладимый след в том, как формируется и функционирует его мозг. Теперь новое исследование показывает, как различные факторы окружающей среды, включая финансовые трудности, влияют на качество белого вещества мозга — проводки, которые соединяют различные области мозга — и, в свою очередь, на когнитивные способности ребенка.
Эта работа, также указывает на социальные факторы, которые могут повысить устойчивость молодого мозга.
Белое вещество состоит из нервных волокон, облегчающих связь между областями мозга. Они покрыты изолирующим материалом, называемым миелином, который придает белому веществу его цвет.
Большая часть исследований на сегодняшний день о том, как мозг поддерживает познание, была сосредоточена на сером веществе, ткани, в основном состоящей из клеточных тел нейронов, которые обрабатывают информацию, которая отображается как серый цвет на сканировании мозга. Но сложные когнитивные задачи — это отлаженная сеть, образованная несколькими областями мозга. "И белое вещество — это то, что выступает посредником этих коммуникаций".
Предыдущие исследования связывали бедность и детские травмы — среди других неблагоприятных условий — с более низким качеством белого вещества у детей и более низкими баллами на когнитивных тестах. Однако эти исследования включали небольшое количество участников и рассматривали только одну или несколько переменных окружающей среды за раз.
Для более полной картины нейробиолог София Кароцца из больницы Brigham and Women's Hospital и ее коллеги проанализировали данные более 9000 участников исследования когнитивного развития мозга подростков.
Опросы участников и их родителей предоставляют данные об их домашней обстановке, включая доход семьи и уровень образования родителей. В возрасте 9 или 10 лет участники прошли магнитно-резонансную томографию, которая измеряет движение воды в мозге. По силе этого направленного сигнала исследователи могут сделать вывод о том, насколько прочны и организованы пучки волокон белого вещества, и есть ли у них признаки ухудшения или повреждения.
Метод дает представление о здоровье "коммуникационных магистралей" мозга, говорит доктор Кароцца. Затем исследователи проверили языковые и математические навыки детей через 2 и 3 года после томографии соответственно.
Кароцца и ее команда проанализировали связь между качеством 73 путей белого вещества по всему мозгу и данными диагностических центров, связанными с ранним негативным опытом ребенка. Сюда вошли 10 показателей неблагоприятной ситуации, таких как финансовые трудности в семье и злоупотребление наркотиками родителями; и семь защитных факторов, которые в некоторых случаях могут противостоять невзгодам, например, родительское образование.
Исследователи обнаружили, что все, кроме одной из изученных ими переменных, играли определенную роль в формировании структуры белого вещества в мозге. (Единственным исключением был вес при рождении.) Двумя основными факторами ухудшения белого вещества были воздействие травмы и мера социальной уязвимости, которая включает социально-экономический статус, качество жилья, доступность транспорта и другие бытовые характеристики. Другими словами, чем больше травм пережил ребенок и чем более социально уязвимым он был, тем ниже было качество белого вещества в его мозге. И это более низкое качество белого вещества, в свою очередь, было связано с трудностями в языке и арифметике в период наблюдения.
С исследованием такого размера и охвата "мы действительно можем начать распаковывать головоломку немного более тщательно", — говорит Джоанна Бик, психолог по развитию из Университета Хьюстона, которая не участвовала в новой работе. Результаты показывают, что "мы не можем игнорировать социальную среду", которая, очевидно, является "механизмом, объясняющим эти академические результаты", — говорит Бик.
Кароцца говорит, что была удивлена тем, насколько сильно социальная среда, повлияла на архитектуру белого вещества. "Это указывает на более широкий набор отношений и социального опыта, которые существуют за пределами дома и могут иметь решающее значение для развития ребенка".
Среди защитных факторов, наиболее тесно связанных с лучшим качеством белого вещества, были проживание в доме с двумя родителями и высокий доход семьи.
Показатели позитивного воспитания — проявление любви, тепла и доброты к детям — также показали корреляцию, как и проживание в доверительном сообществе.
Исследование не включало данные о роли сверстников, важной части развития подростков, говорит Бик. "Так что может быть даже больше социзащитные факторы, которые можно было бы рассмотреть в будущей работе".
Бик задается вопросом, будут ли результаты похожими у детей за пределами Соединенных Штатов, и как культурные различия, такие как общественные сети в более коллективистских обществах, могут опосредовать связь между окружающей средой и развитием белого вещества.
Исследование указывает на возможности вмешательства и улучшения развития мозга ребенка, говорит Кароцца, например, путем укрепления сообществ и предоставления индивидуальной поддержки семьям. Транслировать эти результаты в политику "нелегко", отмечает Габриэли. Но "мотивирует думать о… разработке социальной политики или практик, которые помогли бы детям в условиях низкого дохода не быть подавленными этими недостатками".