对全球10亿生活在贫困中的儿童和青少年来说，贫穷剥夺的不仅仅是基本的物质需求。从创作交响乐到解微分方程，人类的智慧都源自大脑这个“三磅重的奇迹”。然而，科学研究发现，贫穷很可能会妨碍大脑的正常发育。
在智商、阅读和其他测试中，来自贫穷家庭的孩子整体表现均不及同龄人。对他们来说，从高中毕业、被大学录取、获得学位的难度更大，而且成年后拿到的薪水更低，也更容易失业。这些关联并不令人感到惊奇，大脑发育水平也仅仅是导致这些后果的众多因素之一。那么，贫穷究竟会对大脑发育产生怎样的影响？直到最近十年，我们对此的看法仍然很模糊。
我的实验室同其他几个实验室一起，开始探讨家庭的社会经济地位（socioeconomic status，SES）——一种涵盖收入、受教育程度和职业声望的衡量指标——和儿童大脑健康之间的关系。我们发现，儿童大脑在大小、形状以及实际功能上的差异与SES有关。
认识到贫穷对大脑发育的潜在危害之后，我们想要找出一种简易可行的方法来减轻贫穷带来的伤害。为此，我们计划研究通过发放补贴来缓解家庭经济压力对儿童大脑健康的影响。这是第一例探究适度提高收入是否有助于大脑发育的研究。如果得到肯定的结论，它将为我们清晰地指出一条从基础脑科学通往公共政策的道路。
SES与大脑
当我于15年前开始这项研究时，我还只是一名宾夕法尼亚大学的研究生。当时，我的导师玛莎·法拉（Martha Farah）想要了解贫穷是如何影响大脑早期发育的。幸运的是，我成为了第一位挑战这个问题的学生。
我们的项目需要慎重选择研究方法。当时最吸引人的技术是脑成像——通过功能强大的机器给大脑拍摄照片，进而揭示大脑的结构和功能。脑成像技术的效果令人振奋，但它也是极其昂贵的：单次扫描通常需要花费数百美元，这还不包括支付给受试者和分析数据的研究助理的报酬。
考虑到这是一个从未被研究过的问题，我们决定寻找更加简易、廉价的方法，这样我们就可以招募尽可能多的受试者。最终，我们决定选择一种直截了当的解决方案：使用标准化的手段测定认知能力。与之前的研究不同，我们不再依赖广义的成就指标，如高中毕业率，因为大脑中没有哪个区域是负责高中毕业的。很多截然不同的大脑回路负责着各式各样的认知技能，其中有许多技能对于学业和生活成就来说都是十分重要的。
我们招募了几组家庭社会经济背景不同的孩子作为受试者，他们的年龄从学龄前到青春期不等。在试验中，他们接受了一系列认知测试，以此检测各部分大脑回路结构的完整性。我们从多次试验中得出高度一致的结论。总体来说，家庭背景较贫穷的孩子往往在语言、记忆力、自控力和专注力的测试中表现更差。
另一方面，对于我们以及其他从事类似研究的团队来说，确实需要更加先进的脑成像技术，从而验证家庭SES是否影响到儿童参与高级认知过程的核心脑区的形态和大小。4个彼此独立的研究团队最近报告称，那些父母收入较高的孩子往往也有着更大的海马体（一个位于大脑深处，负责记忆编码的结构）。而其他的一些研究则在关注贫穷对大脑皮层（由负责认知加工过程的脑细胞组成的外侧褶皱层）形态、大小的影响。
最近，我们使用一套测量软件，检验了SES的差距是否会同时影响大脑皮层的表面积与厚度。这是迄今为止关于该问题规模最大的一项研究，成果发表在2015年的《自然· 神经科学》（Nature Neuroscience）期刊上。我们分析了来自全美10个地区的、拥有不同SES的1099名儿童和青少年的大脑结构。我们发现，父母的受教育程度和家庭收入均与儿童大脑皮层的表面积相关。
家庭年收入低于2.5万美元的儿童的皮层表面积比超过15万美元的儿童小6％。这种相关性广泛存在于大脑的众多区域，并尤为明显地体现在一些负责语言加工、冲动抑制及其他自我调节的脑区中，而此前的研究已经反复证实，这些能力受SES影响。
在近期发表的另一项研究中，我们探讨了SES差异和皮层厚度之间的关系。一般而言，皮层厚度会随着年龄增长而减小。但是我们的研究表明，家庭的SES会对变化趋势造成影响。当家庭SES较低时，儿童的大脑皮层厚度在早期往往急剧减小，进入青春期后下降趋势变缓；而当SES较高时，一直到青春期后期，皮层厚度随年龄增长而减小的趋势都更加平缓。
此类研究取得了引人注目的成果，但它们仍处于起步阶段，我们还需要继续寻找究竟是什么导致了SES和大脑发育的关联。是营养、邻居、学校质量、父母教养方式、家庭压力，还是这些因素的综合作用？我们是否可以确定，所有的这些差异都可以用后天的经历加以解释，还是遗传也在其中起到了作用？
尽管已经有大量研究为家庭收入与大脑发育之间的关系提供证据，然而一个关键问题仍未得到解决。人们常说“相关性并不等于因果性”，说明了这一挥之不去的不确定因素：较低的大脑发育水平是由贫穷的家庭环境导致的，还是不同的成长过程使得一些孩子在课业或未来的工作中步履维艰？
神经科学研究在因果关系问题上始终保持沉默。为了研究因果关系，我们需要运用科学实验的黄金法则：随机对照试验。其中，随机分配的“治疗”组会接受某种干预，而同样随机分配的另一组则接受“对照”措施，这让我们能够判断这种干预对大脑发育的影响。
我们的计划是向家庭发放现金补贴，并研究该举措是否会影响儿童大脑发育。现金补贴与提供咨询、儿童护理等其他服务不同，它让父母有可能为自己和子女作出他们心目中的最佳财务决策。在美国和发展中国家开展的研究均表明，直接的收入补贴或许是一种可行的方案。提供基本收入保障的想法正在逐步受到认可，一些慈善机构及政府已开展试点。
我们提出的假说是，家庭收入的增加会给贫穷家庭带来一连串的积极效应。当孩子们度过早期童年阶段时，他们在视觉、听觉和其他关键的认知技能上会有更好的发展，和高收入家庭的孩子旗鼓相当。如果我们的假说成立，那么，我们的试验有可能会影响到社会政策的制定，这些政策会影响上百万有孩子的贫穷家庭的生活。