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2015-07-01為增進孩子大腦發育，多賺錢或多讀書？
547 期
Author 作者
韓德生／臺大醫院北護分院醫療部主任，除擔任復健科主治醫師外，亦享受「得天下英才而教之」的臺大醫學系臨床助理教授之教學工作。
記得讀建中時，班上有對同卵雙生的同學——長相動作相仿、聯考成績也差不多。眾家長們羨慕不已，主張這是遺傳好！但有人認為這代表父母栽培得好。到底是先天或後天造成孩子的差異？若先天重要，每個人都要注意擇偶，同時鼓勵孩子適性發展。若後天環境重要，「人定勝天」的座右銘頗能激勵人心，但現今充斥的才藝班、補習班，別讓孩子輸在起跑點的想法將更形氾濫。究竟是先天體質重要，還是後天努力有影響力？
科學方法解決大哉問
該如何設計實驗回答問題呢？最有名的是雙胞胎研究與領養研究。兩類均利用同卵雙生基因組成相同的特色，前者比較同卵雙生和異卵雙生某項表現型（如智商得分）的差異；後者比較同卵雙生分別在原生及領養家庭中成長所造成的表現差異。研究顯示，遺傳可解釋約一半以上的青少年智商變異數，但對於低社會經濟階層的族群，遺傳的影響力較低。
2015年5月，Nature Neuroscience期刊刊登一篇由25位作者合著、橫跨32個研究機構的文章，其探討後天環境與兒童青少年的大腦結構相關性。研究者涵蓋小兒神經科醫師、精神科醫師、心理學家、放射科醫師及統計學家，可說相當完整。該研究招募1099位3至20歲無特殊疾病的兒童青少年，以橫斷性（cross-sectional）觀察研究，收集變因包括先天遺傳、後天環境、影像學（核磁共振測量大腦皮質厚度、面積）及心理量表參數，利用迴歸分析探討社會經濟因子與影像學／認知功能間之相關性。研究結果發現：家庭年收入、父母教育程度與大腦表面積呈現正相關，在低收入家庭，年收入增加對於腦表面積的增幅較大；高收入家庭的年收入增加對於腦表面積增幅較小。增加的腦表面積，主要負責語言、閱讀、執行功能與空間感，亦代表皮質發育程度與髓鞘化的增加。
這個橫跨美國東西岸的研究告訴讀者：社會經濟因子對兒童青少年大腦發育具有一定影響。所以，為了讓孩子的發展更好，父母應該努力賺錢，或是提昇自己的教育程度呢？我們嘗試提出一些論點供讀者思考。
多種研究設計回答問題
我們常看到如下的新聞報導：「最新臨床研究顯示：每天攝取⋯⋯」、「根據最新前瞻性雙盲臨床試驗證明⋯⋯」，甚至「安眠藥增腦癌風險新研究稱高出98%」之類的聳動標題。究竟這類研究成果該如何解讀？
臨床醫學研究依照病人數多寡、醫學倫理考量、研究者資源，而有不同強度的設計。證據力最強的研究稱為隨機分派控制試驗（randomized control trial, RCT），這類研究將病患隨機分為兩組，分別是接受處置的實驗組與不接受處置的控制組。這種研究能回答因果關係，其結論常成為臨床治療指引。
第二類研究稱為觀察性研究，這篇研究即屬之。基於研究倫理或實務理由，不給予任何介入（以此研究為例，研究者不可能將兒童隨機分配給不同收入的家庭領養），而只是觀察某項結果變項（如疾病發生率、智商、或大腦皮質厚度等）的變化，目的在於找出各種危險因子和結果變項間的相關性，所以稱為相關性研究。此種研究證據力稍弱，但仍有助於形成假說，找出真正的影響因子，以便確立新的研究方向，其結果通常更接近真實世界。相關性研究依追蹤時間分為只觀察單次的橫斷性及觀察多次的縱貫性研究，通常後者針對受試者進行多次測量，統計效力較佳。
如何減少研究推論錯誤
觀察性研究有許多偏差可能發生，為了減少錯誤，臨床研究者提出〈強化流行病學觀察性研究報告〉（strengthening the reporting of observational studies in epidemiology, STRO)以減少偏差。針對此篇研究，以下有兩項值得討論。
干擾因素的影響
當探討A、B因子之相關性時，若C因子同時與A、B兩因子相關，便可能成為干擾因子，造成假的相關性，而忽略真正的影響因子。例如某研究發現冰淇淋銷售量與溺水發生率呈現高度相關，故提出減少冰淇淋的消費量，可能減少溺水發生率的荒謬結論。實際上，其中有個干擾因子「氣溫」被忽略，冰淇淋消費與溺水發生率增加皆與氣溫相關，氣溫才是真正的影響因子。
此篇研究的干擾因子可能很多，包括與孩子的親職時間、教育資源（私立、公立）、神經系統相關的營養攝取（低社會階層的影響成因可能是營養不良）、父母大腦皮質厚 度、孩子與父母IQ等。此處希望讀者採取批判性思考，不要過度解讀研究結論。
不同年齡不同效應
該研究並未收集家庭成員總數以及親子互動時間，無法得知每個成員得到的家庭資源。過去文獻指出：大腦皮質厚度的增加多發生於兒童；而大腦表面積的增加則主要在青少年階段。由此推論，社會經濟因素對較大兒童及青少年有明顯影響，中學生似乎更需要外在環境培育。整體而言，此研究雖發現家庭社會經濟變因能影響大腦發展，但包括年齡、性別、遺傳、及社會經濟因子加總對大腦發育的決定係數R2尚不到四成，變異量所佔比率不高。是故，強調親職對子女大腦發展的重要性，應是此研究對於為人父母者最重要的啟發吧！
此外，研究認為社會經濟因素對低社會經濟階層青少年具較大影響力，似乎就「腦力」培育而言，與其「錦上添花」，不如「雪中送炭」！對於貧富差異日漸加劇的臺灣來說，政府資源著重在低社經家庭青少年的培力（empower），善用每一分錢在國家未來主人翁身上，應能帶來最大效益。
1. Bouchard, T. J. Jr., McGue, M., Genetic and Environmental Influences on Human Psychological Differences, J Neurobiol, Vol. 54: 4-45, 2003.
2. Noble, K. G. et al., Family income, parental education and brain structure in children and adolescents, Nature Neuroscience, Vol. 18: 773-778, 2015.
3. von Elm E et al., Strengthening the Reporting of Observational Studies in Epidemiology (STROBE) statement: guidelines for reporting observational studies, J Clin Epidemiol, Vol. 61(4): 344-9, 2008.