人类大脑结构、功能与各类行为指标之间的关联通常偏弱，而造成个体大脑差异的主要影响因素，目前仍未被完全探明。在6月12日《科学》期刊第1147页，马雷克等人基于大样本青少年群体开展研究，分析了大量表型指标与大脑结构、功能之间的关联。该研究发现，成长环境（尤其是社会经济因素）与大脑各项指标的关联最为显著，其影响程度超过认知能力、心理健康相关因素。

以往已有研究证实，社会经济状况会作用于大脑结构与功能，而马雷克团队的这项研究，以更大的研究规模和更稳定的结果进一步印证了这一结论。研究表明，青少年所处的社会经济环境，是造成个体大脑发育差异的关键原因。

全脑关联分析主要探究不同人群的大脑结构、功能差异，与行为表现、心理健康状况、环境暴露因素之间的联系。研究人员会逐一分析数百项指标与不同脑区的对应关系，据此判断哪些变量与特定脑区关联最紧密，并计算各项关联的效应量。这类研究有助于厘清影响人群大脑差异的各类因素。

在人类神经科学领域，学界普遍采用磁共振成像（MRI）技术，无创检测大脑结构与功能。大脑皮层厚度是一项核心结构指标，通过解剖成像获取（该成像方式也应用于临床检查），用于衡量大脑皮层的厚度。功能连接则反映大脑神经活动随时间的动态变化，体现不同脑区作为神经网络的协作模式。这两项指标都会随着人体发育不断改变，且在不同个体间存在明显差异。

马雷克团队选取了一批人口背景多元、年龄集中在9至10岁的青少年作为大样本研究对象，从649项表型指标中，筛选出与大脑功能连接、皮层厚度关联最强的因素。

结果显示，综合反映社区社会经济发展水平的指标（涵盖贫困率、家庭收入中位数等），与大脑功能连接的关联度排名第一，同时也是影响大脑皮层厚度的主要因素之一。事实上，家庭收入、学校免费午餐申领学生占比等社会经济类指标，在所有全脑关联结果中占据绝对主导地位：在功能连接相关的前40项最强关联里，社会经济指标占37项；在皮层厚度相关的前40项最强关联里，社会经济指标占35项。

社会经济地位是一个综合性概念，包含家庭收入、父母受教育程度、收支比、居住环境质量等多个维度。长期以来，学界已知它与躯体健康、精神心理疾病、学业水平及认知能力息息相关，部分影响正是通过改变大脑结构与功能实现的。

值得关注的是，马雷克团队在另一组以英国白人、爱尔兰裔为主的成年人大样本数据中，同样观察到社会经济地位与大脑功能连接在相同脑区存在关联。结合针对原青少年样本开展的血统分层分析可以判断：社会经济因素引发的大脑差异，与基因血统无关，根源在于个体童年时期所处的社会经济环境。

研究还发现，由社会经济地位带来的大脑功能连接差异，主要集中在感觉运动皮层（负责感知与运动处理），而非负责高级认知功能的联合皮层。

屏幕使用时长增加、睡眠时间缩短（这两种情况在社会经济地位偏低的群体中更为常见），同样会在上述感觉运动脑区引发明显的功能连接改变。这些受影响的脑区，与大脑唤醒状态对应的脑图谱高度重合。唤醒状态指人体整体的清醒程度与生理激活水平，它会全局性、动态地调节大脑活动、生理机能与行为表现。

据此推测，长期受社会经济相关压力影响，会逐步改变人体的唤醒模式，并最终造成大脑功能的持续性差异。研究团队认为，社会经济地位相关脑区与唤醒相关脑区高度重叠，反映出长期环境压力在大脑中留下的印记。

另有大量研究证明，高级联合脑区在发育阶段同样会对社会经济环境十分敏感。二者之间的内在联系，仍有待后续纵向追踪研究进一步解答。

社会经济地位对大脑的潜在影响，也会干扰大脑结构、功能与认知能力之间的关联性分析。马雷克团队最初发现，大脑与认知能力的关联主要集中在感觉运动脑区，这一空间分布特征，恰好和社会经济地位影响最强的脑区重合。

而在统计层面剔除个体社会经济地位的差异后，大脑与认知能力的关联强度有所下降，但关联脑区转而集中在真正负责复杂认知的区域。此外，若仅基于高社会经济地位群体的数据训练统计模型，该模型无法将大脑与认知能力的关联规律推广至其他人群。

这也暴露出当前脑成像研究的一大普遍短板：多数研究的受试者以高社会经济地位人群为主。未来开展相关研究时，应同步采集社会经济、大脑及认知相关数据，并尽量招募社会经济背景多元化的受试者，才能更深入地探究大脑支撑认知活动的内在机制。同时，该结果也说明，想要找到大脑与个体认知差异之间稳定、可靠的关联，仍是学界目前面临的一大难题。

那么在成长过程中，社会经济因素对大脑的影响在哪一阶段最为显著？现有研究表明，其影响最早可追溯至胎儿期。例如，孕期母亲的社会经济状况，会改变婴儿的大脑功能连接，并进一步影响儿童脑网络发育与语言能力。

马雷克团队的研究证实，早在10岁时，社会经济地位与大脑特征的关联就已十分明显，且该规律在成年人群中依然成立，说明这类大脑特征在生命早期就已逐步形成。但由于个体的社会经济环境在成长过程中通常相对稳定，目前还难以界定：社会经济相关的大脑差异究竟始于哪个时间点、早期经历与后期经历分别起到多大作用，以及这类大脑改变是否具备可逆性。

大脑在发育过程中会经历多个可塑性关键期。在这些阶段，外界环境会对大脑结构塑造产生极强的作用。环境敏感度的提升，既会让大脑更容易受到不良环境的伤害，也为提升心理韧性、实现良性发展创造了可能。

多项研究共同证实，大脑发育遵循层级规律：核心的感知、运动系统发育较早，而负责复杂认知与情绪处理的联合系统，则会从青春期一直持续发育至成年早期。大脑可塑性关键期也遵循同样的层级特点：感觉运动神经回路的可塑性窗口出现更早，联合神经回路则相对滞后。

马雷克团队的研究结果，可部分解释为：在感觉运动系统发育的关键期，长期环境压力对大脑造成了持续性影响。不过，关键期形成的大脑特征并非永久不变。贯穿整个成长阶段直至成年的经验依赖性神经可塑性，会让神经回路持续适应外界环境变化。因此，社会经济差异带来的大脑改变，反映的是动态的发育历程，而非一成不变的生理特征。

从群体层面来看，社会资源匮乏往往伴随着躯体健康、心理健康、学业表现与认知能力变差的更高风险。本研究并未直接分析社会经济相关的大脑特征，与健康、行为等最终结局之间的联系，因此目前尚不清楚该研究发现的大脑差异模式，是否会带来长期的健康与行为影响。

此外，群体层面的关联规律，并不能用来预判单个儿童的发展潜力与最终结局。尽管在该研究领域内，社会经济地位对应的效应量已属于较高水平，但大脑指标中仍有84%及以上的变异无法用社会经济地位解释。许多低社会经济背景的青少年，其大脑特征与高社会经济背景的同龄人并无二致，反之亦然。

处于发育阶段的大脑具备极强的适应能力与韧性，成长于资源相对匮乏环境中的个体，也能培养出独有的、适配自身环境的优势。一项随机对照试验证明，当成长环境得到改善，儿童的综合发展状况会出现明显改观，这也意味着早年所处的环境，并不能决定人的一生。

与此同时，该研究发现社会经济相关的大脑差异在青春期到来之前就已存在，这也提醒社会各界：需要出台相关公共政策，为弱势家庭提供早期帮扶。

青少年社会经济环境对大脑结构功能的影响

众所周知，大脑的功能与结构会受到环境因素影响。马雷克等人利用多源影像数据，针对全脑关联分析（BWAS）展开研究，共分析了649项人体表型与环境暴露因素，探究其与大脑功能、结构之间的关联（详见西斯克与萨特思韦特的观点评述）。研究针对青少年群体发现，社区社会经济状况与全脑特征的关联最为显著，这一单一环境暴露特征，可解释全脑关联分析中34%的整体变异。研究数据显示，在充分校正社会经济地位的影响后，传统认知中大脑与智商的关联基本消失。上述研究成果，为理解环境对大脑发育的影响提供了重要参考。——马蒂亚·马罗索

 结构化摘要

 研究背景

全脑关联分析（BWAS）旨在探究行为特征（如智商）、生活环境（如社会经济地位）等个体差异，与大脑功能、结构变异之间的联系。目前主流的全脑关联分析手段，包括基于磁共振成像（MRI）检测的静息态功能连接（依托大脑自发性神经活动绘制脑网络）以及大脑皮层厚度检测。

以往的全脑关联分析，大多仅针对单一指标开展脑影像关联研究，其中又以智商、精神病理相关研究最为常见，研究重心偏向关联强度，而非空间分布特征。虽然扩大样本量能够提升全脑关联分析结果的可重复性，但不同环境、行为变量的相对重要性、变量间的相互关系，以及各类脑影像特征背后的生物学解读，至今仍未有明确结论。

 研究思路

依托上万名受试者的大样本数据集，本研究将649项非影像类指标同步与大脑特征进行关联分析，并将各项结果相互对比，同时结合已成熟的神经生物学参照图谱（非全脑关联分析数据）开展研究。该研究框架结合现有脑科学知识，基于特征图谱开展溯因推理。

举例而言，高级认知功能主要依赖大脑额叶与顶叶；而睡眠不足、压力带来的影响，则主要体现在初级运动区与感觉区。以这类神经生物学规律为参照，我们能够合理解读全脑关联分析得到的图谱特征，同时区分哪些全脑关联结果属于混杂因素干扰，或是仅在特定人群中成立。

 研究结果

本研究选取大量9~10岁儿童作为研究对象，分析649项非影像指标后发现：社会经济相关指标与大脑特征的全脑关联最强，且结果可重复性最高。其中，儿童所在邮编片区所代表的社会经济发展机遇，与大脑特征的关联度位列所有指标第一。

这一由社会经济状况主导的脑特征图谱影响广泛，众多其他全脑关联分析图谱均呈现出相似规律。社会经济相关联的脑区主要集中在初级运动区与感觉区，其空间分布特征和情绪唤醒、压力相关图谱高度吻合，包括去甲肾上腺素受体密度、睡眠时间、精神兴奋类药物作用对应的脑区特征；同时，该图谱与高级认知任务对应的功能性磁共振成像图谱呈负相关。

一个意外发现是：智商对应的全脑关联图谱，与社会经济状况图谱高度相似。在统计上校正社会经济地位的干扰后，大脑与智商之间的关联显著减弱，且关联脑区不再偏向运动、感觉区域，转而呈现出更贴近认知功能的特征，这也证实二者的关联受到了社会经济因素的混杂干扰。

若选取高社会经济地位群体（该群体内部社会经济水平与智商无明显相关性）作为训练样本，基于数据构建的大脑-智商多元模型完全失效。只有训练样本纳入了来自低社会经济地位社区的儿童，模型才能检测出大脑与智商的关联。但这类模型并不具备参考价值：经智商数据训练得到的模型，反而能更准确地预测社会经济水平，这属于典型的捷径学习现象。

 研究结论

相较于其他各类指标，社会经济状况与大脑功能、结构的关联更为紧密。由社会经济因素主导的脑特征图谱，和已知的睡眠不足、压力影响模式一致（主要作用于初级运动区与感觉区），而额叶、顶叶等负责高级认知功能的脑区则未受明显影响。

由此可见，社区社会经济地位所代表的一系列环境因素（包括睡眠质量、心理压力等），极大地塑造了儿童的大脑结构与功能。以往研究发现的大脑与智商的关联，实则受到混杂因素干扰，模型只是通过捷径学习捕捉到了社会经济差异，而非真正反映大脑本身与智商的内在联系。

在校正社会经济地位的影响后，全脑关联分析的结果解读会更加合理，研究结论的普适性也随之提升。综上，社区社会经济状况是塑造儿童乃至后续人生阶段大脑结构与功能的核心因素，其作用机制大概率与睡眠状态、心理压力相关。

 补充图文说明

社会经济状况是影响儿童大脑发育的核心因素

青少年脑认知发展研究（ABCD研究）中的全脑关联分析显示，社会经济地位与大脑结构、功能的关联最为突出。在群体层面，社会经济地位主要通过与睡眠、压力相关的情绪唤醒通路影响大脑，具体对应去甲肾上腺素分布、精神兴奋类药物作用相关脑图谱。基于社会经济地位构建的分析模型，在不同人群中均表现出良好的泛化能力，进一步说明它是儿童全脑关联分析中最核心的变量。（配图：露西·里丁-伊坎达绘制）

 摘要

以往的全脑关联分析（BWAS），已证实部分特定环境、行为变量与大脑特征变异存在关联。本研究将649项指标与儿童大脑特征进行关联分析，对比各组全脑关联图谱，并结合神经生物学参照图谱开展解读。

研究发现，社会经济地位（SES）与大脑的全脑关联最强。该关联主要集中在大脑运动区与感觉区，而非认知功能区；包括智商在内的多项指标，其对应的全脑关联图谱均呈现出这一特征。所有研究指标背后，存在一个共性的全脑特征图谱，而该图谱最能反映儿童的社会经济状况。

在校正社会经济地位的干扰后，大脑与智商的关联显著减弱，原本出现在运动区、感觉区的关联特征也随之消失。若仅采用高社会经济地位群体的数据训练模型，大脑与智商的关联规律无法推广至其他人群。

综上，儿童大脑特征的差异主要由社会经济地位决定，背后机制可能与不同社会经济水平下的睡眠不足、心理压力差异有关。

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