兒科醫師吳淑娟:美國兒科找到幼兒腦部殺手的證據

2021/10/15
  • 吳淑娟醫師
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    https://www.pohai.org.tw/health_detail.php?PKey=1299

3-5歲的幼兒若每天使用3C產品超過美國兒科醫學會建議的一個小時,且沒有父母參與一起用3C的話,幼兒大腦白質的發育完整性較低,導致語言,讀寫能力和認知能力的測驗分數較低。


美國兒科醫學教授,Dr Hutton從2015年開始陸續發表親子共讀與幼兒腦部發展的研究論文,他的團隊直接以先進的腦部造影儀器掃描幼兒腦部,來證實閱讀對幼兒腦部發展的重要性。他們一系列的研究發現,早期親子共讀除了已知對幼兒認知功能,語言能力和讀寫能力的好處之外,還對幼兒的情緒發展,執行功能,自律能力等都有好處。

不過在過去的十年中,嬰兒,學步兒和學齡前幼兒使用3C產品的時間激增,引起許多專家的關注,擔憂電視,平板電腦和智能手機對孩童腦部快速發展的關鍵期,到底會帶來甚麼樣的影響。Dr Hutton團隊也同樣關注此議題,在今年10月份發表一篇最新的研究,發現3-5歲的幼兒若每天使用3C產品超過美國兒科醫學會建議的一個小時,且沒有父母參與一起用3C的話,幼兒大腦白質的發育完整性較低,導致語言,讀寫能力和認知能力的測驗分數較低。這是第一篇證實在學齡前幼童使用3C產品的時間會直接影響大腦結構與功能發展的研究論文。

這篇震撼學界的研究是如何進行的?研究結果的意義為何呢?


實證經驗指出 3C保母讓幼兒腦部長不好

Dr Hutton研究設計內容分成三部分

1. 研究人員根據美國兒科醫學會提出給家長關於幼兒使用3C產品的建議,設計一份問卷SceenQ 請家長填寫。此問卷有15個題項,調查幼兒在環境中接觸3C的機會,使用3C的頻率,3C媒體內容,以及家長是否有一起看等,問卷分數越高表示幼兒使用3C的時間越多。

2. 參加研究的47位3-5歲發展正常的幼兒都接受認知功能測驗(包括語言表達測驗,理解能力測驗(例如指物念名等測驗,代表執行功能的能力)以及讀寫技巧測驗。

3. 研究者以核磁共振掃描儀掃描幼兒的腦部結構,主要觀察語言能力,執行功能,讀寫技巧這幾個重要區域的腦部發展與使用3C時間的關聯性。

結果發現,在排除年齡,性別和家庭收入等影響因子後,發現

1. ScreenQ問卷分數越高 (代表使用3C產品時間越多),孩童認知功能測驗分數越低,包括語言表達,快速指物念名的能力(執行功能)以及早期閱讀技能都有顯著的降低。

2. 與腦部掃描結果一起分析,發現ScreenQ分數越高,腦部白質內許多區域的髓鞘束完整性較低,左腦受影響比右腦多,而受影響最大的髓鞘束是弓形束(arcuate fasciculus )。

這兩個結論如何解讀? 大腦白質和弓形束完整性發育較差有甚麼問題嗎?


發展不順利 功能無法發揮

圖1. 大腦示意圖。 外圍銅圈–>灰質,內部糾纏線圈–>白質 來源: 科學人雜誌,2008

先來簡單說明白質的功能。人類中樞神經系統的構造與組成可分為灰質與白質。大腦與小腦中灰質位於外層,稱為皮質;而白質位於內部深層稱為隨質 (圖1)。腦部主要功能的神經元細胞是分布在灰質,而每個神經元都會伸出神經軸突來和其他的神經元細胞交換訊息。每一條神經軸突外面包覆一層白色的髓磷脂,外觀就好像一條「白色纜線」,而數百萬神經元伸出的白色纜線深入腦部內交錯纏繞,形成了白質。這些「白色纜線」的功能就是負責溝通連繫不同腦區(灰質)的神經元、在神經元間傳遞神經訊號,協調腦區之間的正常運作,大腦才得以發揮許多精密的功能 (圖2、圖3)。

       

圖2. 神經細胞。來源: 腦的美麗境界         圖3. 神經元訊息傳遞圖。來源: 腦的美麗境界


再來說明人類語言能力如何運作順暢。語言能力是人類特有的功能,又分表達性語言(會說)和理解性語言(聽懂)。腦中掌管這兩個功能的中樞都分布在左半腦的白質內。理解性語言中樞(維尼克區,Wernicke area),又稱作「語言感覺區」,負責儲存及解釋所傳入的語言及文字,還有文法規則的使用;表達性語言中樞( 布羅卡區,Broca area),又稱作「語言運動區」, 負責管理語言產生 ;而這兩個區域中間有ㄧ條很重要的神經傳導通路–弓狀束(Arcuate fasciculus),連接著兩個語言中樞,讓彼此的訊息能順利傳遞發揮作用 (圖4)

我們聽到別人說話後能用回答的過程基本上是:耳朵聽到語言聲音後,耳朵內的聽覺神經將訊號傳至大腦聽覺區 ,產生聽覺;聽覺區再與語言感覺區聯繫,將聽到的字的音、形分析和綜合後,由弓狀束將訊息傳送到語言運動區,語言運動區再與頭部有關的腦區域聯繫,控制唇、舌、喉肌的運動形成語言,我們就可以順利的回答問題。

這個弓形束內有上萬條「白色纜線」,好比是一條很粗的電纜一樣,連結著語言感覺區和語言運動區這兩個重要語言中樞,讓兩端的神經訊息能順利傳遞,因此人能理解別人說的話、看懂文字的意思,並且回應對方。而這兩個區域又與其他和認知功能有關的區域如,視覺處理(心象功能) 執行功能區域以及讀寫技巧能力區域有交流。所以如果弓形束的發育或髓鞘包覆不好等,會造成傳導功能和效能不好(類似電纜線絕緣不好常漏電),這些與認知發展,語言發展,讀寫能力的重要功能就無法適當的發揮。


3C問題的解藥-陪伴親子共讀的家長

Dr. Hutton的團隊發現,當幼兒使用3C時間越多時,整個腦部的白質完整性較差,表示神經訊息傳遞效能可能不好,而其中又以弓狀束完整性受影響最大,可能也是因此而影響到語言中樞,執行功能中樞以及讀寫能力中樞的發展,因而孩子的認知測驗分數也跟著降低。

也就是說,對於學齡前兒童而言,使用3C產品並不會促進腦部發展,相反的,反而使腦部與未來讀寫能力相關的區域發育較慢。原因可能肇因於幼兒花時間在使用3C,會減少和家人的互動沒有互動,一個新生的腦袋如何累積適當的網絡連結,如何能發展出該有的功能呢?

Dr. Hutton表示「這篇研究結果很重要,因為大腦在頭五年中發展最快,這時候大腦具有很大的可塑性,腦部吸收的東西,可能會在大腦裡形成持久存在的穩固連結。」 美國兒科醫師憂心,3C電子產品已普遍存在於家庭,托兒所以及學校,現今的幼兒比過往更早開始接觸這類產品,也因此更需要有這類研究,以了解在兒童早期大腦快速發展階段,3C產品的使用對還在發育中的腦部會產生何種影響,以便提供國家政策制定者和父母適當的育兒見意。

Dr. Hutton過往的研究已闡明,促進幼兒大腦功能最簡單的方式就是,提供孩童豐富的家庭閱讀環境(經常共讀,家中常有童書,廣泛閱讀),及以對話式共讀方式陪伴孩子愉快的看書,這個發現提供政府一個最好的嬰幼兒政策!

兒童使用3C還會製造出甚麼問題?

其他學者相關的研究已經指出,過度使用3C產品與兒童注意力不足和無法有清晰思考能力有關,同時又增加睡眠不足,兒童肥胖和行為問題等問題,更重要的是減少親子互動時間

但是3C真的一定有問題哪? 也有不少研究指出兒童使用3C可以得到學習認知的好處,但前提是這些3C產品內容有經過設計,且是在家長或老師陪伴下一起使用。學齡前兒童的3C使用研究仍多半以"壞處大於好處"收場。要改變這個事實,以最新的這研究來看,如果家長能將學齡前幼兒(2-5歲)使用3C的時間控制在每天一小時內,且陪伴孩子ㄧ起使用,就不會讓孩子的腦部發展在大人眼前變成發育遲緩。


 

參考文章來源:
Associations Between Screen-Based Media Use and Brain White Matter Integrity in Preschool-Aged Children.

文章出處:親子天下

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