前沿速递 | 屏幕、步数与青春期的大脑：Nat Hum Behav、Dev Cogn Neurosci 等四篇新研究

● 认知神经科学前沿文献分享

本期介绍四篇与青少年有关的新研究，都来自大样本的纵向数据。前三篇都用美国青少年脑认知发展研究（ABCD）队列的磁共振数据：一篇看不同的屏幕活动，与工作记忆任务中的脑信号有什么关联，男孩和女孩是否一样；一篇比较年龄相同、有没有到达初潮或变声的孩子，脑结构两年里的变化有什么不同；一篇看每天走的步数，与脑结构、心理健康和学业的关系。最后一篇来自瑞典的双生子队列，用双生子对内比较，检验屏幕使用与抑郁、焦虑症状的关联扣除家庭和遗传因素之后还剩多少。

屏幕时间和工作记忆的脑信号，男孩和女孩一样吗？

● 关键词：屏幕媒体活动｜工作记忆｜神经特征｜EN-back｜功能磁共振成像｜性别差异

Longitudinal Associations Between Screen Time Activities and Working Memory Neural Signatures in Adolescents: Sex Differences and Contextual Moderation
DOI：https://doi.org/10.1016/j.dcn.2026.101836
作者：Sahithi Arekatla、Anthony Barrows、Leigh-Anne Cioffredi、Matthew Albaugh、Nicholas Allgaier、Mckay Allred、David AA Baranger、Alexandra Potter、Hugh P. Garavan、Bader Chaarani
通讯作者及单位：Sahithi Arekatla、Bader Chaarani（University of Vermont 精神病学系）
期刊：Developmental Cognitive Neuroscience

孩子一天里可能在电子游戏、电视、短信和社交媒体之间来回切换，不同的活动对注意和记忆的要求并不一样。屏幕时间和工作记忆相关脑活动的关系，会不会也随活动类型和成长环境而变？研究团队想弄清的正是这一点，并且把男孩和女孩分开来看。

研究团队用美国青少年脑认知发展研究（Adolescent Brain Cognitive Development，ABCD）四个时间点的数据，最终纳入9,931名有屏幕时间和情绪 n-back（emotional n-back，EN-back）准确率数据的参与者，基线年龄9—10岁，随访到约16岁。孩子们在 fMRI 里完成 EN-back 工作记忆任务，研究者用弹性网络分类器比较2-back 高负荷和0-back 低负荷条件的脑活动图，得到工作记忆神经特征（neural signature，NS）分数，分数越高，说明两种负荷下的脑活动图越容易区分。屏幕时间来自参与者对电子游戏、电视、短信和社交网络的自报；研究者还记录了任务准确率、家长报告的内化和外化行为，以及家庭冲突、睡眠紊乱和身体活动。

NS 越高，0-back 和2-back 的准确率越高。总体样本里，报告更多电子游戏、短信和电视时间的孩子，NS 更低，社交媒体与 NS 没有显著关联。按性别分层后，差异更明显：男孩中，电视、短信、电子游戏和社交媒体都与更低的 NS 相关；女孩中，没有观察到四类屏幕活动与 NS 的显著关联。屏幕活动与行为症状的关系还会随情境变化，男孩中，家庭冲突调节了 NS 与电子游戏、短信对外化行为的关系，睡眠紊乱也调节了 NS 与外化行为的关系。

屏幕时间是自报的，分布里有较多零值，第六年没有工作日屏幕时间，主要效应量也较小；NS 也不等同于普通一般线性模型里的2-back 减0-back 激活对比。

大脑结构重塑，是年龄到了才启动吗？

● 关键词：青春期｜初潮｜变声｜皮层表面积｜皮下结构｜结构MRI

Puberty, not age, marks the start of adolescent brain structural remodeling
DOI：https://doi.org/10.1016/j.dcn.2026.101835
作者：Jordan A. Chad、Olivia C. Klukas、Mohammad Ghasoub、Catherine Lebel
通讯作者及单位：Jordan A. Chad（Rotman Research Institute, Baycrest）
期刊：Developmental Cognitive Neuroscience

同样是12岁左右的孩子，有人已经来过初潮或开始变声，有人还没有，两组人的大脑结构，会不会已经走到了不同的阶段？研究者由此比较青春期里程碑与脑结构变化的时间关系。

研究者使用 ABCD 数据，选取9—14岁儿童在第1、3、5年的三次结构磁共振成像，记录每侧34个皮层分区的表面积，以及杏仁核、海马、腹侧间脑（作者称为下丘脑，下文沿用）和丘脑的体积。根据家长报告，女孩按是否达到初潮（menarche）、男孩按声音是否明确开始变深，也就是变声（fonarche）分组，再用统计匹配让各组的平均年龄和两次扫描的间隔尽量一致，比较两年里的结构变化。

皮层的结果很集中。年龄和评估间隔配平后，已经达到初潮或变声的孩子，两年里出现了广泛的皮层表面积收缩；同一时期一直没有达到里程碑的孩子，没有同样范围的收缩。初潮后女孩的收缩范围更广、幅度也更大，变声后男孩同样收缩，程度较弱。皮下结构则有性别差异：初潮前女孩的部分结构还在增长，初潮后海马开始收缩，左、右海马两年的平均变化约为-0.77%和-0.70%；变声前男孩的海马和下丘脑仍在增长，变声后没有立刻收缩，而是继续增长，只是速度低于变声前的男孩。

作者据此认为，青春期里程碑对应着年龄相关脑结构变化的新阶段，年龄本身不能单独标记这个阶段的起点。这项分析不能确定转折发生在初潮或变声之前、同时还是之后。变声由家长报告，识别可靠性低于初潮，研究也只覆盖青春期前后早期的时间窗。

步数多的青少年，心理健康和大脑结构有什么不同？

● 关键词：身体活动｜每日步数｜青少年｜皮层厚度｜心理健康｜ABCD研究

Physical Activity and Adolescent Brain Structure, Mental Health, and Academic Outcomes
DOI：https://doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2026.36973
作者：Qingyang Li、Amanda Paluch、Divyangana Rakesh
通讯作者及单位：Divyangana Rakesh（King's College London 神经影像系）
期刊：JAMA Network Open，2026-10-01

每天走多少步，这个数字能告诉我们青少年的哪些方面？这项研究用美国青少年队列数据，把步数、脑结构、心理健康和学业放进同一组分析里比较。

研究者从 ABCD 里纳入5,515名有有效计步和脑影像数据的参与者，平均年龄11.93岁。孩子们在两年随访时佩戴 Fitbit Charge 2 手环连续3周，平均每日步数代表日常的身体活动，再用3T 磁共振成像测量脑结构。约一年后，研究团队用含19个条目的简式问题监测量表（Brief Problem Monitor，BPM）评估心理健康问题，并收集家长和青少年报告的学业成绩，用线性混合模型和结构方程模型分析步数、脑结构与这些结果之间的关系。

步数越高，之后报告的总体心理健康问题越少（回归系数-0.080，P<.001）。把步数分成五档后，心理健康问题评分从低步数组向高步数组逐档降低，每天至少12,000步的组，比每天少于5,000步的组平均低0.102分。但把步数作为连续变量分析时，它与一年后的学业成绩没有显著关联。脑影像结果集中在皮层厚度：每日步数越高，中央旁皮层和吻侧前扣带皮层越厚，标准化回归系数分别为0.057和0.052；全脑平均皮层厚度、总皮层表面积和总皮层体积与步数没有关联，其余所分析的皮层表面积和皮下结构体积也没有关联。中介分析显示，中央旁皮层厚度在较高的步数和一年后较少的心理健康问题之间起统计上的中介作用（间接效应 P=.02）。

计步器主要记录走动，覆盖不到运动强度和有组织的体育运动等；心理健康和学业成绩来自自我或家长报告。作者指出，有计步和影像数据的孩子，整体来自更有优势的家庭、心理健康问题更少，结果推广到其他人群时需要谨慎。

屏幕用得多，会和青少年的内化问题一起出现吗？

● 关键词：屏幕使用｜内化问题｜双生子比较｜抑郁｜焦虑｜纵向队列

Recreational screen use and internalizing problems from preadolescence to young adulthood in a longitudinal twin cohort with co-twin comparison
DOI：https://doi.org/10.1038/s41562-026-02607-0
作者：Tong Gong、Emma Frans、Anna Ohlis、Shuyang Yao、Ruyue Zhang、Anders Nilsson、Yasmina Molero、Miriam A. Mosing、Isabell Brikell、Henrik Larsson、Paul Lichtenstein、Lisa B. Thorell、Patrik KE Magnusson、Ralf Kuja-Halkola、Yi Lu
通讯作者及单位：Tong Gong、Yi Lu（Karolinska Institutet 医学流行病学与生物统计学系）
期刊：Nature Human Behaviour

观察研究常常发现，屏幕使用多的青少年，抑郁、焦虑症状也更多，但家庭环境、遗传差异和原本的心理状态，可能同时影响这两件事。Gong 等人想问的是，扣除这些共同因素之后，屏幕使用与内化问题（internalizing problems）还剩下多少关联。

他们使用瑞典儿童与青少年双生子研究（CATSS）的纵向数据，纳入21,797名双生子，49.9%为女性。研究在9、15、18岁收集屏幕使用和抑郁、焦虑量表，24岁再次测量内化症状；9岁由父母报告，15岁和18岁由双生子自报。研究把看电视、视频和 DVD 归为被动屏幕活动，把游戏、聊天和浏览互联网归为互动屏幕活动，并接入国家登记中的抑郁、焦虑诊断及抗抑郁药使用。除了比较全体样本，研究还在屏幕使用不同的双生子对内，比较同卵双生子（monozygotic，MZ）和异卵双生子（dizygotic，DZ）。

全体样本里，15岁和18岁每天屏幕使用超过6小时的青少年，抑郁或焦虑症状通常高于每天不超过2小时者，标准化系数约0.20—0.38。被动屏幕活动和互动屏幕活动都是如此，互动类的估计值略大，女孩的估计值普遍更高。15岁和18岁的高互动屏幕使用，与随后年龄的内化症状相关，15岁抑郁或焦虑症状每增加1个标准差，也与18岁更重的互动屏幕使用相联系（比值比1.04）。临床登记结果方向相同：15岁工作日互动屏幕使用超过6小时，与之后抑郁或焦虑障碍的风险升高相关，调整后风险比为3.37。

把比较放到双生子对内之后，关联明显变小。15岁时，同卵双生子内的横断面估计值比全体样本低32%—95%；18岁时，互动屏幕使用与抑郁症状的对应估计值低16%—45%。两者在多重检验校正后都不再显著。把同卵和异卵双生子合并后做对内分析，临床风险估计也从3.37降到1.65，同样没有通过校正。作者据此认为，共享的遗传和家庭环境因素解释了这类关联的一部分，双生子对内估计为明确的因果效应提供的证据有限。不过，能提供对内比较信息的双生子对数量有限，统计效力不足，不能完全排除较小的直接效应；双生子内的测量误差、未共享的生活环境和屏幕时间的粗分类，也可能影响估计。数据从2004年开始收集，早于智能手机和社交媒体的普及。

分享人：天天
审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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