Как экономические факторы влияют на развивающийся мозг? Недавнее исследование проливает свет на этот вопрос, предоставляя доказательства того, что низкий доход семьи связан с изменениями в связях мозга у детей в возрасте от 9 до 11 лет. В частности, у детей из семей с низким доходом наблюдается снижение связей в некоторых областях мозга, связанных с блужданием ума, памятью и самореферентным мышлением. Эти результаты проливают свет на связь между социально-экономическим статусом и когнитивным развитием, предполагая, что экономическое неблагополучие может влиять на функциональную архитектуру мозга.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Molecular Psychiatry.
В 2020 году бедность затронула жизни 37 миллионов американцев, непропорционально влияя на неполные семьи, людей с ограниченными возможностями и детей. Учитывая, что предыдущие исследования показали, что бедность может снижать когнитивные способности и успеваемость в школе, отчасти из-за таких факторов, как недоедание и менее благоприятная домашняя обстановка, возникла острая необходимость более глубоко понять, как экономические ограничения влияют на развитие и функционирование мозга.
"Мы хотим понять, как доход семьи влияет на структуру связей мозга и когнитивные способности, потому что это может помочь нам решить проблему неравенства в когнитивном развитии детей из разных социально-экономических слоев", - говорит автор исследования Дардо Томаси, старший научный сотрудник и физик МРТ в Национальном институте злоупотребления алкоголем и алкоголизма.
"Изучая, как такие факторы, как доход семьи, влияют на работу мозга и на то, насколько хорошо дети могут учиться и думать, мы можем определить способы поддержки детей, которые могут оказаться в неблагоприятном положении из-за своих экономических обстоятельств. Эти знания могут послужить основой для разработки политики и мер, направленных на обеспечение равных возможностей для всех детей, чтобы они могли полностью раскрыть свой потенциал, независимо от материального положения их семей".
В исследовании были проанализированы данные 8 739 детей, участвовавших в исследовании Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD)- одном из наиболее полных исследований детского развития в США. Основное внимание уделялось детям, свободно владеющим английским языком и не имеющим медицинских, неврологических или когнитивных проблем, которые могли бы исказить результаты.
Исследователи использовали данные функциональной магнитно-резонансной томографии в состоянии покоя (фМРТ) для анализа связей мозга детей. Анализ был сосредоточен на измерении глобальной плотности функциональной связи (gFCD), метрики, которая количественно определяет степень связи или коммуникации между различными областями мозга.
Дети из семей с низким уровнем дохода демонстрировали понижение связей в областях мозга, известных как сеть режима по умолчанию (DMN), а также в нижней и верхней теменной коре и задней части мозжечка. DMN особенно важна, поскольку она участвует во внутреннем мышлении, памяти и самореферентном мышлении - важнейших компонентах когнитивной функции.
С другой стороны, эти дети демонстрировали повышение связей в областях, связанных с сенсорной и моторной обработкой, а также в некоторых подкорковых областях. Такой сдвиг в структуре связей свидетельствует о реорганизации нейронных приоритетов, возможно, в качестве адаптации к социально-экономической среде детей.
Исследователи также проанализировали данные когнитивных тестов, которые оценивали целый ряд способностей, включая скорость обработки информации, рабочую память, память на последовательности, внимание и языковые навыки. Они обнаружили, что дети из семей с высоким уровнем дохода в среднем показали более высокие результаты по этим когнитивным тестам, чем их сверстники с низким уровнем дохода.
Важно, что исследователи обнаружили, что когнитивные показатели частично опосредуют влияние семейного дохода на структуру мозговых связей. В частности, более низкие когнитивные показатели, которые ассоциируются с более низким доходом семьи, способствуют снижению связей в DMN. Это позволяет предположить, что негативное влияние более низкого социально-экономического статуса на когнитивные показатели может быть связано с изменениями функциональных связей мозга, особенно в областях, важных для высокоуровневой когнитивной обработки и интеграции информации.
"Мы были удивлены влиянием дохода семьи на функциональную связанность областей мозга, участвующих в мультимодальной интеграции (режим по умолчанию и дорсальные сети внимания), которые важны для когнитивной деятельности", - сказал Томази в интервью PsyPost. "Семьи с более высоким уровнем дохода часто имеют более широкий доступ к обогащающим образовательным ресурсам, культурным мероприятиям и стимулирующей среде. Такой опыт может способствовать когнитивному развитию и развитию сетевых связей благодаря более широкому воздействию разнообразных стимулов и возможностей для обучения".
"Из этого исследования можно сделать вывод, что доход семьи может оказывать значительное влияние на развитие мозга ребенка и его успехи в познавательной сфере. Понимание этой связи подчеркивает важность предоставления поддержки и ресурсов детям из семей с низким уровнем дохода, чтобы обеспечить им те же возможности для здорового развития мозга и академических успехов, что и их сверстникам из семей с более высоким уровнем дохода. Кроме того, это подчеркивает необходимость усилий общества по устранению социально-экономического неравенства и созданию среды, в которой могут процветать все дети, независимо от материального положения их семей".
Исследование дает важные сведения о взаимосвязи между доходом семьи, связей мозга и когнитивными способностями детей. Однако перекрестный характер исследования, опирающегося на исходные данные исследования ABCD, означает, что причинно-следственная связь не может быть установлена, а направленность наблюдаемых эффектов остается неопределенной.
"Корреляционный характер исследования не позволил учесть другие факторы (например, генетику, стиль воспитания, окружение), которые могут способствовать ассоциации между доходом семьи и структурой мозга", - отметил Томази. "В нашем исследовании основное внимание уделялось доходу семьи как показателю социально-экономического статуса, однако другие аспекты социально-экономического неблагополучия (например, бедность района, доступ к медицинскому обслуживанию) также могут влиять на развитие мозга и познание".
В перспективе одной из долгосрочных целей этого направления исследований является использование лонгитюдных данных исследования ABCD для отслеживания эволюции моделей связи мозга в процессе развития. Эта долгосрочная цель решает некоторые из ограничений текущего исследования, позволяя изучить направление эффектов с течением времени.
"Мы намерены использовать продольный аспект исследования ABCD, чтобы изучить влияние семейного дохода на структуру связей мозга с детства до ранней взрослости", - сказал Томази.
Авторами исследования "Влияние семейного дохода на функциональную связанность мозга у детей США: ассоциации с познанием" являются Дардо Томаси и Нора Д. Волков.