福克斯140328 - vimeo 480

2014年,Nathan Fox博士的《大脑意识之夜:儿童早期政策的科学框架》

Nathan Fox博士,博士
杰出大学教授马里兰大学
国家儿童发展科学委员会成员

“基于科学的幼儿政策框架”

2014年3月21日星期四

成绩单

内森福克斯博士:谢谢。晚上好。让我告诉你我要在一段时间内尝试做什么。作为对您提到的比尔,我被培训为一个发展心理学家,后来是一个神经科学家,这是一种神经科学家,即我开发了对婴儿和儿童的脑成像的方法。大约15年前,我很幸运能成为一名工作组的成员,由麦克阿瑟基金会组成的神经科学家,这位真正的神经科学家,如账单在那里,他们在实验室工作或与啮齿​​动物,大鼠或小鼠一起工作其他动物,并与发育心理学家详细研究大脑。这个想法是 - 对不起,每个人都可以听到我吗?我不需要麦克风。这个想法是想出一种共同的语言,也试图试图了解我们对大脑早期经验的影响。

麦克阿瑟网络的大多数人之一是我是国家科学委员会,我是一名会员,我已经成立以来,这是一个集团,再次,科学家,神经科学家和发育心理学家,他们都感兴趣在与社区组织交谈和喜欢自己的人们,并试图和希望传播关于我们对大脑,大脑发展及其对政策影响的了解的信息。我自己不是一个政策人,但我住在华盛顿州附近。所以我猜这有资格。

好的,所以通过说明三个核心发展的核心概念开始。首先是大脑建筑在生活中建立,并支持终身学习,行为和健康,我将在一些细节中经历所有这些。第二个是稳定,关怀的关系以及我们所谓的“服务和返回”互动形状脑结构。第三是在生命的早期有毒压力可以脱轨健康的发展。那些是三个我要在短时间内尝试,这三个核心概念,并在大脑方面向你们展示了我们对这些概念的了解,为什么这些概念是如此重要。

好的,让我们从第一个开始,经验建立大脑结构。从研究大脑及其发展的人的角度来看,大脑结构支持终生学习、行为和健康。事实上,我们知道在婴儿和幼儿的成长过程中,他们是伴随着行为的发展而发展的,这进一步证明了行为的发展就是大脑的发展。我们也知道婴儿和儿童不是小大人。他们的技能是随着时间的推移而发展的,就像这样,他们的大脑在早期就开始随着时间的推移而形成。

思考大脑发育的一种方法是思考我们对技能发展的看法,即简单的技能放在首位。在你学会骑自行车之前,你可能先学会骑三轮车,然后你先学会用辅助轮。然后这些简单的技能会融合或转变成更复杂的技能。非常相似的是,大脑也是以类似的方式建立的认知能力,情感能力和社交能力在整个过程中相互交织。

它曾经是这种情况,作为一个心理学家,我可以证明在我的毕业生中,这是心理学家接近情感和认知的方式完全分开。研究思考的人并没有认为他们需要了解情感和学习情感的人真的离婚它的影响方式如何。这真的不再是这种情况。我们现在在心理学领域了解,既认知发展,社会发展,这些都是鸿沟间交织的,为了了解你需要理解的另一个。您需要了解情绪影响认知发展的方式,并且需要了解认知的发展,以了解情绪。这里的最后一点是,早年的强大基金会提高了积极结果的赔率,弱大基础增加了后期困难的几率。

让我们看一些数据来说明大脑发育的问题。改变大脑的能力随着时间的推移而减弱。这是什么意思呢?随着我越来越接近这张幻灯片的这一部分,我可以说,我们对大脑可塑性的了解是,大脑在生命的早期阶段最有可塑性。这是什么意思?这意味着在学习,学习新技能,学习新语言方面,我们有最好的能力,我们的大脑有最好的可塑性来完成这些。随着年龄的增长,这并不是说我们不能继续学习,成人学习,我认为自己在这边的图,我希望我继续学习,学习新的东西,但是我的学习能力复杂的技能要困难得多,这是学习复杂技能的能力随着年龄的增长会更加困难。这是因为我们大脑中学习能力的可塑性降低了。

Now, at the same time the effort in order to make those neural connections in order for us to learn increases, so it’s easier, sort of the converse of what I said, it’s easier and the brain is more plastic in the early years of life. It’s more difficult and it takes more effort in order to learn as we get older. All right, so that’s one principle.

第二个原则是,神经回路是按照自下而上的顺序连接起来的。这幅图很好地说明了大脑在生命最初几年的变化。你可以看到这些线代表了大脑突触的增加,也就是大脑中发生的连接。你可以看到在视觉和听觉的基础区域,感官区域有了显著的增长,甚至在出生前和出生后的头几个月。然后你可以看到,可以减少在第二,第三和第四年的生命,我将解释这减少意味着在第二个,但是我想告诉你的是另一种曲线显示了事实上的增加突触和你连接发生在大脑的语言多一点转向右边。那是因为它发生得比较晚。

大脑的变化,在大脑中发生不同技能的布线发生在不同的时间。Here you see the wiring for skills for higher cognitive function, particularly in the prefrontal cortex and what you can see here is that that’s a more protracted and longer period of time during which that wiring can take place and in which the changes in the brain in that wiring are occurring. There you can see what’s happening in the first year of life. I just highlighted that there for you.

为什么这些曲线先上升后下降呢?我来解释一下。这是人类出生时大脑前额叶皮层的一部分。这些是大脑中的神经元,那些长东西是轴突,那些末端的刺状物,那些是连接神经元的突触,你可以看到它是什么样子的。这是六岁时大脑中相同的区域。你看到了什么?你可以看到这些神经元的增殖,这些突触的增殖这些连接在六年后发生在大脑的同一区域。

现在让我们看看14岁的时候,大脑的相同区域是什么样子的,你在这里看到的是什么?在6到14年的时间里这些突触已经减少了。这种减少在神经科学文献中被称为很多东西,但你可以用园艺的比喻来思考它。事实上,神经科学文献中常用的一个词就是修剪。你修剪的时候会怎么做?嗯,你剪掉你不再需要的分支,这就是大脑正在做的。你们可以想想这个,想想我刚才用自行车做的比喻。这是你六岁时看到的辅助轮。这是大脑在孩子学习新技能时提供的支架和支持。但当你学习新技能时,会发生什么呢? So if you’re playing tennis, if you’re riding a bike, what happens? Your skill becomes more automatized. It becomes more automatic and so you don’t need the support, the scaffolding that you needed when you first started learning. That’s what’s happening between 6 and 14 years and that’s what pruning is about. Those different bumps that you saw in the earlier slide are about this blossoming and this pruning of the synapses in the brain that is occurring over time.

好的,现在有两个大脑发展的原则我想告诉你们。这是一个叫威廉·格里诺的神经科学家,他在1984年,在《儿童发展杂志》上发表了一篇论文,这是一篇写给发展心理学家的论文他在论文中谈到了两种类型的体验。他把一种体验称为期待体验。大脑期望在特定的时间内接收特定类型的信息。我们通常把这些敏感时期称为大脑发育时期。

他谈到的另一种类型是经验依赖型也就是当大脑学习新的信息时这些信息是基于孩子的环境,他们的文化,他们生活的社区。他们从周围的世界学习。现在,经验-期望型结构,这些结构涉及到视觉,知觉,听觉,语言,在某种程度上,也涉及到社会关系的发展,所有这些在生命的最初几年都非常重要。依赖经验的学习显然也发生在以后,而且贯穿于一生。

好的,交互形状脑电路。我们创造了这种称为服务和返回的隐喻。我不知道你们中的任何一个是网球运动员,我一直试着我的手,我不好,但我想看看它。在网球中,你有两个球员,你可以有四个,但是你有两个球员,一个人把球撞到另一个球员。有服务,然后有回报。他们互相来回击球。当我们谈论我们希望幼儿经历的社交技能和社会互动的类型时,我们将其讨论为服务并返回。

我们的意思是,幼儿自然地通过潺潺的,面部表情,手势和成年人互动。这些服务和回归相互作用来回进行,妈妈和婴儿互相交互对于健康脑电路的发展至关重要;因此,支持早期护理环境,社区和家庭的质量关系的系统,也支持大脑建筑的发展。也就是说,我们能够提供妈妈和爸爸的能力与服务和返回的机会为重要的,允许典型和健康的大脑建筑发展。

那么,在很小的时候出现的教育成就的障碍是什么呢?这是Hart & Risley在1995年做的一项研究他们记录了父母之间的对话。很不幸,他们给他们贴上了这样的标签,但这就是他们所做的,受过大学教育的工人阶级,他们称之为福利父母。你们在这里看到的,我真正想给你们看的是在16个月大的时候孩子们的词汇量并没有什么不同,但是从16个月左右开始你就会看到这个巨大的鸿沟,而且这个鸿沟还在继续。这是因为语言环境和儿童的语言输入,至少在Hart & Risley看来,在工人阶级和福利院中比在受过大学教育的家庭中更加贫困。

比尔提到的执行职能,我将只是对此说几句话,因为布莱尔博士[SP]将在谈论这一点,但我们对执行功能的隐喻是空中交通管制系统。我们都知道空中交通管制员是谁以及他们所做的事情,因此您可以将执行功能作为一组技能,以帮助我们专注于多个信息流,设定目标,制定计划,制定可用信息的决策,修改那些计划和抵制仓促行动。

We would hope that our air traffic controllers are going to be good at executive function skills because they’re dealing - - I don’t know if you’ve ever seen what it looks like when an air traffic controller is sitting up there with the screen and all of these planes coming in and so forth and so on. They’ve got to be able to coordinate lots of information. They’ve got to resist making hasty actions. They’ve got to set goals and make plans. That’s what it means to have good executive function skills.

执行功能技能是学校准备的主要生物学基础,以及健康与就业的结果。那么这些行政功能技能是什么,非常简单地是什么?抑制控制,工作记忆,能够在短时间内保持和操纵我们的头部信息,并认知灵活性,能够调整需求,优先事项和观点。

现在,我们对执行功能的了解是什么?这是从新西兰的一个城市的长期研究,称为达尼丁以及研究人员发现的是自我控制的儿童,他们具有更好的健康成果和比具有较差自我控制的儿童更少的物质使用小孩子。如果您希望看到自我控制如何预测更大的财富,您可以看到更大的自我控制与成年人的收入更大。如果您浏览社会经济地位,社会经济地位与在非常幼儿中测量的自我控制有关。最后,这些提交人报告的是自我控制实际上预测犯罪和违法。因此,与自我控制中低于那些低于较低的人相比,对自我控制较低的个人更有可能拥有刑事定罪。

第三点,有毒胁迫脱轨健康发展。在我们的小组中,我们的团队 - - 我不知道你们中有多少人听到了毒性的压力,现在。多少?好的,很多你。我不知道我是否应该承认这一点,但它是国家科学委员会那个集团,其中包括这个词。它是由于我们试图弄清楚如何对个人进行分类的方式进行分类,这是我们提出的。我们提出了这三个压力。

第一个是说,实际上有些时候压力可能是积极的。它可以激励你。这种短暂的应激激素的升高实际上是有益的,因为它激励人们能够表现得更好。所以如果你要参加一个考试,或者你要做一些需要大量注意力的事情,少量的压力实际上是很好的。

第二个是可容忍的压力,以及我们的意思是实际严重,临时应力响应,但这些可以通过支持关系来处理这些原因,这是我们称之为可容忍的原因。因此,事实上,我们都在我们的生活中经历了一些压力事件,而是我们处理这些压力事件的方式是通过从我们的妻子,来自我们的孩子的妻子的重要其他人的重大缓解,来自我们的家庭,从我们的社区,如果他们可以提供这种支持,那么这种压力就可以容忍。在你听说过的决赛中被称为可容忍的压力,并且在没有这些保护关系的情况下,应力系统的长时间激活。

那么我们如何了解压力的影响?We know that relationships buffer stress, I told you that, that’s the tolerable stress, and learning how to cope with moderate short-lived stress actually can build a healthy stress system, but toxic stress is when the body’s stress response system is activated excessively, and that actually can weaken brain architecture. The message here is that without caring adults, children who are exposed to tolerable stress for any of the reasons that I have up here, poverty, neglect, abuse, severe maternal depression, this can have long-term consequences on the child and on their developing brain.

给你们看一些数据关于危险因素的大小以及它与消极发展结果的关系,你们可以看到在发展迟缓方面危险因素实际上有一个累积效应。我们也知道,持续的压力实际上可以改变大脑结构。你可以看到一个神经元周围有很多树突,这些是我之前给你们看的那些带刺的东西,这是一个健康的典型神经元,这是相同的神经元,或者是相同类型的神经元,但是在长期压力下。

Now these studies are done in nonhuman primates and in rodents, but they tell the same story because ultimately we can learn from the neuroscientists about the effects of stress on brain architecture by looking carefully at the neurons and the brain, things that really can’t do in our studies of infants, children and adult humans, so it’s important to know that. There you can see the two different types of neurons and here you can actually see it perhaps a little bit better. You can see the neuron that’s damaged by toxic stress, fewer connections, and there’s the neuron on top there that is healthy with many different connections.

Here’s a figure from a study that we actually did with children who were exposed to significant psychosocial deprivation, and you can see there that on the left that you have heightened brain activity, that’s the red, for children who are raised in typical families and there you see on the right, the brain imaging of children who are raised in extreme neglect. You can see the picture tells a thousand words. It tells you that the brain of these children who have undergone extreme neglect, that the power, that the energy that the brain is emitting is actually turned down, dampened, as a result of exposure to extreme neglect. There, you can see that.

好的,我们能做什么?以下是政策含义。首先,有效的服务可以改善关系和环境。评估研究项目与我告诉过你们的关于儿童如何发展的科学理解相结合,可以帮助我们更好地决定我们要使用哪些项目或政策,并进行明智的投资。在我看来,影响不大的低成本服务基本上是在浪费钱。

负责任的投资重点介绍适当的人员的有效计划,持续实施并不断改进。Look, if you’re going to do anything, if you’re going to renovate your house, you wouldn’t want to do it on the cheap, so you wouldn’t want to do an intervention program for the lives of young children and their developing brains on the cheap. That’s basically what the message is there.

如果您进行了成本效益分析,您可以看到所做的许多程序的积极回报,以查看早期干预的影响。有教徒项目,护士家庭合作和佩里学前班。对投资的重大回报,这应该是商业界的信息关于投资幼儿的重要性。

好的,最后的评论。没有魔法子弹。我们都知道。积极的关系和质量学习经验可以在家和一系列基于循证的父教育,家庭支持,早期护理和教育以及干预服务中促进。我们知道。我们还知道,均衡的情绪化,社会和认知发展的方法将在学校和后来在工作场所的成功做好准备。人们,我可以告诉你之前 - - 这是国家科学委员会的肮脏秘密。肮脏的秘密是发展心理学家,儿童心理学家和教育工作者多年来,贫困的影响,压力,有毒的压力,滥用,滥用,疏忽,对儿童的行为。我们知道。

国家科学委员会和研究人员现在已经增加了哪些,这是他们提供了大脑机制,以了解其工作原理。现在,那个侧面和良好的部分是它的意思是,您可以使用该信息来设计和开发基于神经科学的干预,这是基于此证据。这些干预措施可以成功地促进幼儿的健康发展,甚至居住在贫困条件和忽视条件下的幼儿

儿童早期保健和教育课程的效果及其因素为五;合格且良好的补偿个人,小组尺寸和高成人儿童比率,语言丰富的环境,发育适当的课程,安全物理环境,温暖和响应的成年儿童互动。这些是幼儿需要的东西。这将以健康和积极的方式构建他们的大脑,他们的大脑建筑,并促进下一代的成功。

科学指出了一种减少差距的双重方法。在这里,我认为我提到卫生服务的重要性是很重要的。基本保健服务对家庭和幼儿至关重要,高质量的早期护理和教育可以促进健康发展,及早发现有问题的儿童。这些针对遭受可忍受毒性压力的儿童的针对性服务可以减少神经系统和免疫系统的这些破坏,这些破坏通常会导致以后的学习行为和问题。

好的,这是发展中国家国家科学委员会的网站。我们现在已经大约十年了。我们的目标是为您提供有关大脑发展的信息及其在早期育儿和早期发展中的作用。如果您访问本网站,有工作文件,有视频,有我推荐的教育材料。我希望我已经让你对幼儿健康和福利的重要性相信这一点。谢谢你。[掌声]

男观众成员:很好。

是的。

不过你也是。

有问题吗?保罗,你能处理好吗?我们有什么问题要问福克斯医生吗?

这里有一个。

嗨,你认为接下来的方向是什么就这些而言,他们已经采取了哪些不同的干预措施?我知道波士顿在他们的项目上做了一些很好的工作。似乎我们已经从政策的角度来处理这个问题,就像自上而下的,先实施干预,然后再看我们的方向。你认为这是会继续发生的事情还是现在我们可以开始研究神经科学在这些项目中什么是有效的?

内森福克斯博士:对。好吧,我想认为我们可以做后者。也就是说,我们可以使用神经科学通知这些干预措施。我可以说有两个问题,实际上他们今天下午在我们的会议上讨论过。我认为大规模的干预措施是可能的,但也可以拥有更多的本地微型研究,您可以在其中进行更小的基于证据的审判,以了解它是否在本地领域工作,因为干预措施非常困难扩大。现在可能是我们现在应该在哪里做这些微观研究并看到他们的可行性和看到它们的疗效。然后一旦我们有他们的语料库,他们被神经科学通知,那么我们就可以从中到达缩放。

女听众:I was wondering about with the neuroscience research that’s been happening, is there any critical amount of time that if children are, say, in a childcare setting that’s high quality or if they are in preschool programs that are high quality, is there a certain number of hours per day that if the time spent there is lower in stress can actually reverse some of the damage that might be occurring due to a stressful home life?

内森福克斯博士:这是一个很大的问题,我希望我对你有一个很好的答案。我可以告诉你直觉是什么。I think, obviously, it’s great if young children have a safe haven and a calm environment in their childcare setting, but they only spend five, six hours a day in that setting and they’re spending more of their time with their families, and their families ultimately are the ones who have the greater influence, not only on their physiology, but on their psychology and their behavior. So yes, I think it’s great to provide that calm and safe and environment for children, but we’ve got to also address the issue of what’s going on in the home.

我的问题也在这个方向上。我在想一个现实的项目应该是什么样的如果你有一个孩子在一个受虐待的家庭,生活在一个高犯罪率的社区,难道不是你必须做的或可以做的唯一的事情,让孩子完全脱离那个环境?你列出的所有观点,以及你对这个问题的回答,都表明这似乎是唯一能够真正产生持久影响的事情。

Dr. Nathan Fox: I think what communities have to do is they have to get together to provide the supports for families that are in distress like that because, again, I’m not a policy person, but I don’t think that ultimately the solution is taking kids away from their families. I think we’ve got to work to enlarge if you will, the social network of those families and to provide them with the supports and the ability to reduce the stress that they are experiencing in their homes. If we can do that, we can make the environments in which the children are growing up more tolerable.

男性观众成员:所以实际上这就像一代长的过程,因为你必须减轻整个社区的压力。

内森·福克斯医生:有很多方法可以做到。例如,我最近在巴尔的摩参加了一个会议,他们有一个走向成功的项目,在住房和城市发展部项目下的家庭可以搬到其他社区,如果他们愿意,所以这可能是一个解决方案。有多种解决方案,但这可能是一个解决方案,让生活在高犯罪率社区的家庭体验到减轻和压力。

男性观众成员:与生成基于证据的方法有关,它似乎是这种事情的一个大挑战是有效性的度量。您是否对缩短了评估给定方法的时间或有任何不断变化的思想,您是否有任何想法?什么样的方法可能允许人们提前检测有益的事情?

内森·福克斯医生:好的,我想说几件事。第一,实验发展心理学,在过去的十年里,开发了新的任务和新的方法来评估我提到过的很多能力。让我们以执行功能为例,有很多人,包括布莱尔博士,他们开发了新的方法和新的任务组合来评估儿童的执行功能。我们有办法在更早的年龄就能探索某些干预措施的有效性。例如,我们不需要等到他们上小学,才能看到效果。

Now, it’s always great to be able to see the long-term outcomes and, obviously, we want to know that there’s continued efficacy, but I think we have the skills and abilities now to do that in a shorter time period than we have in the past.

女听众:在一些所谓的野孩子的典型例子中,比如珍妮和维克多,他们主动没有互动,也很少接触语言发展,很明显,对他们的干预是在这些关键时期之后才开始的,但是我们是否知道在什么时候需要采取干预措施如果这些干预措施可以在这些重要的预期经验之窗之后发生或者如果它们需要在内部发生这样我们就可以挽救这些并让孩子们在同龄人中达到他们应该达到的水平?

Nathan Fox博士:对,所以这是一个很大的问题,需要一个非常复杂的答案,所以让我简短。学习某些技能有敏感的时期。让我们采取语言。Janie是一个很好的例子,因为她只被发现是一个青少年,我们从研究中知道,语言学习很长一段时间。There’s a great deal of plasticity for language learning and also for second language learning, but it does significantly decrease in the adolescent years, and so the ability to learn even a first language, in the cases that you mention, is significantly impaired and difficult to rescue post a particular period of time.

现在,说,这就是在感知地区在感知地区重新进入或统治敏感时期的神经科学,这是新的和令人兴奋的工作,这是关于重新进入或统治敏感时期。事实上,对于某些类型的学习来说,可能会有一种方法可以提高可塑性,但通常塑性是在年轻的年龄而不是老年人。