贫穷剥夺的不仅仅是基本的物质需求，限制的也不仅仅是想象力。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。
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。
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。其中，一些早期研究已经检验了SES与大脑皮层的体积之间是否存在关联。
在测量皮层体积时必须格外小心。因为一个大的皮层表面积乘以一个小的皮层厚度，或者是大的皮层厚度乘以小的皮层表面积，都有可能得到相同的皮层体积，所以研究者很容易被误导。皮层厚度随着年龄增加而减小，就好比是我们假想的汤罐头被压缩成金枪鱼罐头那么矮；与此同时，皮层表面积却随着年龄增加而增大，就好比我们开始有一小罐番茄酱，然后它的底面积慢慢增加，最终变得像汤罐头一样大。
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。
我们发现的SES差异对大脑结构的影响与种族因素无关。此外，我们还发现了巨大的个体差异。例如，一些来自贫穷家庭的儿童和青少年拥有更大的皮层表面积，而一些家庭条件优越的孩子的皮层表面积却更小。
家庭收入和大脑皮层表面积的相关性在收入最底层的人群中表现得最为明显，而在家庭收入较高的群体中却趋于减弱。换句话说，在最贫穷的家庭中，家庭收入差异对大脑结构的影响更大。
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。
这项发现与其他实验室的研究结果一致，这表明，在一些情况下，逆境可以加速脑的成熟，使幼儿的大脑更快速地成长。穷人家孩子的大脑皮层厚度快速减小，这表明他们的大脑缺乏“可塑性”，这种能力可以改变大脑结构，从而与童年和青春期的学习相适应。
家庭收入较高的儿童更能集中注意力、抑制不恰当的反应。威斯康星大学麦迪逊分校的塞思·波拉克与麻省理工学院的约翰·加布里埃利各自的研究也都表明，大脑结构（皮层体积或厚度）的差异或许可以解释，低收入家庭背景的青少年学业成绩为什么比其他人低15%~44%。
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？
目前的研究很难直接回答这些问题。不过，圣路易斯华盛顿大学的琼·卢比团队的最新研究表明，收入差距带来的生活压力和父母教养方式的不同，可以导致儿童大脑结构出现差异。
在低收入家庭中，父母给孩子的支持较少，孩子也更容易产生敌对心理，这会导致负面结果——在该项研究中，就是使得海马体更小。而我们实验室则在考察，长期的压力、亲子间语言交流的不足能否在一定程度上解释这些发现。
另一个由来已久的问题是：贫穷的孩子在人生早期所经历的困难是可以追根溯源到胚胎时期，还是受到出生后家庭收入的影响？我们团队在近期发现，婴儿在出生后4天内的脑功能与其父母的收入和受教育程度无关，这也就证实了，SES通过后天经历来影响脑结构的发育。但是这项结果仍有待更多研究的佐证，因为我们研究中的样本仅包含了66个家庭。
总而言之，目前我们仍没有足够的证据来解释家庭、社会地位和经济条件与儿童大脑发育之间的关系。在今后的研究中，理清SES、童年的早期经历与大脑发育之间的关系依然会是优先考虑的方向。
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。在我们看来，这些政策或许可以通过一种并不复杂的管理体制来落实。尽管收入可能并不是决定一个孩子发展轨迹的唯一因素，但从政策实施角度来看它却是最容易改变的。至少，它可以成为促进孩子大脑健康发育的“首付”。