2023年3月，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室张锦涛教授课题组在国际著名期刊《Journal of the American Academy of Child and Adolescent Psychiatry》在线发表了题为“Youth Screen Media Activity Patterns and Associations With Behavioral Developmental Measures and Resting-state Brain Functional Connectivity”的研究论文。
在当前的数字信息化时代背景下，各式各样的电子屏幕设备（如，智能手机、平板电脑、便携式游戏主机等）已成为儿童青少年日常生活中不可或缺的部分，屏幕媒体活动（Screen Media Activity, SMA）这一概念也随之诞生。SMA泛指个体在电子屏幕设备上进行的各种行为，包括但不限于观看视频、玩电子游戏、访问社交网站等等。近年来，随着屏幕设备类型的不断丰富和其中多媒体内容的爆炸式增长，儿童青少年的SMA时长也在逐年增加[1]，而在新冠疫情期间，儿童青少年的SMA时长甚至达到了平均每天7.7小时[2]。儿童青少年时期正是个体心理发展和大脑发育的关键期，电子屏幕中新异且丰富的各类内容极易吸引孩子们沉浸其中，进而会干扰或促进他们的发育进程。因此儿童青少年个体越来越长的SMA时间引起了研究者们的关切。
然而，SMA时长与儿童青少年个体发育之间的关联目前仍有争议，虽然越来越多的研究表明，过多的SMA时长与更差的认知发育和更多的心理健康问题有关，但与之不一致的结果仍时有出现，这引起了学者们的激烈讨论。2019年发表于国际儿科学顶刊《JAMA Pediatrics》的一篇编辑评论指出，若想终结这场旷日持久的争论，研究者们应在SMA时长的基础上更进一步，考虑特定的屏幕使用行为类型（SMA Type）和整体性的电子屏幕使用模式（SMA Pattern）对儿童青少年的影响，以厘清SMA与个体发育之间的复杂关系[3]。
为填补该方面的研究空白，也为了给父母、教师和临床工作者提供经验证据以指导孩子们健康地使用电子屏幕设备，张锦涛教授课题组基于美国青少年大脑认知发育数据库（the ABCD Study）和人脑连接组计划-发育数据库（the HCP-D Study），综合探讨了9-10岁儿童青少年的SMA使用模式，首次基于独立样本验证的方法复现了所识别出的儿童青少年SMA使用模式，并结合横断与纵向数据，系统地探讨了SMA使用模式与认知能力、心理健康水平、人格特质以及静息态脑功能网络连接之间的关联。
该研究采用多种聚类分析方法（K-means、层次聚类、潜在剖面分析），在ABCD数据中一致地发现了两类SMA使用模式，分别表现为1）以视频娱乐（观看电视电影、浏览视频网站、玩视频电子游戏）为主的高SMA使用组；2）使用时长普遍较低的低SMA使用组（图1.A）。而且这两类SMA使用模式在HCP-D数据的9-13岁个体中得到了复现（图1.C）。对于13岁以上的个体，研究者们还发现了另一个以社交互动（访问社交网站、视频或文字聊天）为主SMA亚组，这表明儿童青少年的SMA使用模式可能存在着年龄依赖效应，且极有可能暗含了随年龄增长而转变的过程。
图1 儿童青少年的SMA使用模式
在ABCD的基线数据中（9-10岁儿童青少年），基于线性混合效应模型的分析显示，高SMA组相比于低SMA组表现出了统计学意义上显著更差的认知能力、更严重的行为问题(Child Behavior Check List)和更多的心理健康问题前兆表现（Prodromal Psychosis Symptom），并在冲动性和奖惩敏感性量表上的得分更高（图2.A & B）。此外，高SMA组在大脑的视听觉基础功能网络和涉及言语功能、内外部注意力切换、奖赏反应性、自我参照等高级认知功能网络上表现出更强的静息态功能连接，而在涉及执行控制、目标导向行为、工作记忆等高级认知功能网络上表现出更弱的静息态功能连接（图2. C & D）。
图2 横断数据的分析结果
在ABCD的追踪数据中（11~12岁），纵向混合效应模型的分析结果显示，基线时高、低SMA组之间在行为问题、心理健康问题前兆表现、冲动性和奖惩敏感性上的差异随年龄增长依旧存在，但SMA使用模式基本不变，而且更多的个体在1年后追踪时被归入高SMA组（人数占比上涨约5%）。此外，涉及奖赏加工、执行控制的高级认知功能网络的静息态功能连接依旧显示出了统计学意义上显著的组间差异。
系列敏感性分析表明，本研究所发现的SMA使用模式不受抽样震荡、聚类方法、最优聚类数判别标准等因素的影响，而且SMA使用模式与个体发育结局之间的关联不受社会人口学协变量校正的影响，所发现的差异在经过多重比较校正后依旧具有统计学意义上的显著性。
该研究表明，对于13岁以下的儿童青少年，父母、教师和临床工作者应该更加关注孩子们以视频娱乐活动为主的电子屏幕使用行为，在电子屏幕设备上进行过多的视频娱乐活动（看电视电影、浏览视频网站、玩电子游戏；每天2小时以上）不仅与相对更差的认知发育和心理健康水平存在关联，而且表现出了有差异的大脑静息态功能网络模式，这有可能与儿童青少年的神经认知发育有关，且有可能影响孩子们的健康成长。
该研究由北京师范大学张锦涛教授团队完成。论文第一作者为张锦涛教授课题组博士生宋坤儒，第二和第三作者分别为博士生张佳琳和澳门大学教育学系周楠教授，通讯作者为认知神经科学与学习国家重点实验室张锦涛教授。感谢北京师范大学方晓义教授、耶鲁大学Marc Potenza教授和哥伦比亚大学Yihong Zhao教授的指导和重要贡献，课题组多位博士生、硕士生也为本研究做出了重要贡献。该研究得到了国家自然科学基金、美国国立卫生研究院基金等项目的资助。
论文及链接:
Song K, Zhang JL, Zhou N, Fu Y, Zou B, Xu LX, Wang Z, Li X, Zhao Y, Potenza M, Fang X, Zhang JT. Youth Screen Media Activity Patterns and Associations With Behavioral Developmental Measures and Resting-state Brain Functional Connectivity. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 2023 Mar 20:S0890-8567(23)00132-6. doi: 10.1016/j.jaac.2023.02.014. Epub ahead of print. PMID: 36963562.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0890856723001326
参考文献：
1. Chen W, Adler JL. Assessment of Screen Exposure in Young Children, 1997 to 2014. JAMA Pediatr. 2019 Apr 1;173(4):391-393. doi: 10.1001/jamapediatrics.2018.5546. PMID: 30776061; PMCID: PMC6450267.
2. Nagata JM, Cortez CA, Cattle CJ, Ganson KT, Iyer P, Bibbins-Domingo K, Baker FC. Screen Time Use Among US Adolescents During the COVID-19 Pandemic: Findings From the Adolescent Brain Cognitive Development (ABCD) Study. JAMA Pediatr. 2022 Jan 1;176(1):94-96. doi: 10.1001/jamapediatrics.2021.4334. PMID: 34724543; PMCID: PMC8561427.
3. Whitlock J, Masur PK. Disentangling the Association of Screen Time With Developmental Outcomes and Well-being: Problems, Challenges, and Opportunities. JAMA Pediatr. 2019 Nov 1;173(11):1021-1022. doi: 10.1001/jamapediatrics.2019.3191. PMID: 31545355.
