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复旦大学程炜团队国际合作研究揭示家庭环境与儿童行为问题关系的脑结构基础
2021-06-21 09:57
复旦大学
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  儿童心理健康问题一直是社会关注的焦点。2021年3月1日,中国科学院心理研究所发布《中国国民心理健康发展报告(2019-2020)》显示,2020年,小学阶段抑郁检出率近10%,而青少年抑郁检出率更高达24.6%。家庭是孩子的第一学校,是儿童健康发展的起点与基础,在儿童心身健康发展中扮演着重要的角色。家庭环境与儿童心理健康有怎样的关系?其背后的神经机制是什么?探索这些问题的答案对于全社会培植良好的家庭教育土壤,促进儿童身心健康发展和人格健全具有重要的意义。

  近日,复旦大学类脑智能科学与技术研究院青年研究员程炜和来自英国牛津大学、华威大学等研究人员组成的国际合作团队,首次在大规模人群中揭开了家庭环境(家庭冲突与父母关怀)与儿童脑结构、认知能力和心理健康的相互作用关系。该研究发现,家庭环境与儿童外向行为问题(如冲动行为)显著关联,同时,与大脑眶额叶皮层、颞中回、扣带回以及前额叶等脑区的脑结构指标也密切相关。

  ISTBI

  6月18日,相关研究成果以《家庭环境与儿童行为问题关系的脑结构基础》(“Brain structure is linked to the association between family environment and behavioral problems in children in the ABCD study”)为题发表于《自然-通讯》(Nature Communications),该研究首次揭示了家庭环境与儿童脑结构和心理健康的内在联系,为营造良好家庭环境促进儿童身心健康发展提供科学依据。

  研究组基于美国青少年大脑认知发展研究(Adolescent Brain Cognitive Development Study)的公开数据库和前期儿童脑发育的工作基础,利用数学统计方法,对近万名儿童脑影像及行为随访数据(10至11岁)进行统计建模分析。首先,在行为学层面,研究发现家庭冲突与儿童心理健康如冲动行为、外向行为问题等呈显著正相关,而父母关怀与儿童心理健康呈显著负相关;这表明积极的家庭环境能够促进儿童身心健康发展,而消极的家庭环境下的孩子更容易出现心理健康问题。

图1:家庭环境与儿童行为之间的关联性

a)家庭冲突与儿童行为之间的关联性;b)父母关怀与儿童行为之间的关联性;

c)家庭环境与儿童认知能力与心理健康之间的关联性。

  在脑结构基础方面,研究发现家庭环境与眶额叶皮层、扣带回、颞中回以及前额叶等脑区的皮层面积显著关联。更重要的是,研究团队发现“奖励”相关神经环路上前扣带皮层面积(pregenual anterior cingulate cortex)与父母关怀呈正相关,而“惩罚”相关神经环路胼胝体上前扣带回皮层面积(supracallosal anterior cingulate cortex)与家庭冲突呈负相关,这表明家庭环境与儿童“奖惩”神经环路密切关联,且不同的家庭环境因素对儿童脑结构发育有着不一样的作用关系。

图2:家庭环境与儿童脑结构特征之间的关联性

a)家庭冲突关联的儿童脑结构;b)父母关怀关联的儿童脑结构;

c)与家庭冲突和父母关怀相关联脑区的异同比较。

  研究组进一步基于纵向随访数据,交叉滞后模型分析表明家庭环境与儿童心理健康呈互为因果的作用关系,而儿童心理健康与一年后的家庭环境有更强的关系,这表明除了家庭环境能够对儿童有显著影响之外,儿童的心理健康反过来对家庭环境也有很强的影响。而中介分析进一步表明儿童心理健康中介了家庭环境与儿童脑结构发育之间的关系,揭示了家庭环境与儿童心理健康关系的脑结构基础。

图三:家庭环境与儿童心理健康及脑结构的相互作用关系

a,b)家庭冲突与父母关怀与儿童心理问题的纵向关联性;

c,d)家庭环境、儿童心理问题与脑结构的中介效应模型。

  “现代社会压力大,竞争激烈,家庭教育亦日趋功利化,我们的研究再次表明,良好的亲子关系和积极的家庭教育是孩子身心健康发展的基础,更重要的是,我们还发现家庭环境与儿童的脑结构发育也密切关联。下一步,我们还会继续围绕儿童心理健康的风险因素及其背后脑神经环路机制展开研究。”类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰教授表示。

  复旦大学类脑智能科学与技术研究院青年研究员程炜为该论文的通讯作者,牛津大学公维康博士、复旦大学类脑智能科学与技术研究院特聘教授Edmund T. Rolls以及杜景南博士为共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金委、上海市脑与类脑智能基础转化应用研究市级重大专项以及上海市科委科技创新计划等的经费支持。

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