《Nature子刊新发现:怀孕引发大脑“缩小”,产后仍未恢复!首次全程跟踪大脑变化图发布》

2024-09-25
在大约40周的妊娠期内,为了迎接新生命的到来,准妈妈的身体会经历许多深刻的生理变化,比如血浆容量增加、新陈代谢提高、耗氧量上升和免疫系统的调整。这些变化主要由雌激素和孕酮等激素水平的大幅波动引起。

短时间内,雌激素和孕酮飙升至怀孕前的100到1000倍,这一变化启动了母体的快速适应过程。此外,这些激素还具有神经调节作用,能够驱动中枢神经系统的重塑。

早在1971年,通过动物模型的研究就表明,怀孕是神经可塑性的“黄金时期”。妊娠期间,类固醇激素的合成显著增加,推动了神经发生、树突棘生长、小胶质细胞增殖、髓鞘化和星形胶质细胞重塑,这些变化在促进母性行为的大脑回路中尤为显著,使准妈妈们提前适应母亲的角色。

在2008年,神经科学家Susana Carmona与同事发现,尽管有大量针对啮齿动物的研究,但人类试验几乎为零。为了填补这一空白,Carmona及其团队进行了长达8年的研究。结果显示,分娩后2-3个月,大脑皮质的多个区域比受孕前平均减少了2%。

这一现象也引起了美国加州大学团队的兴趣,他们跟踪了一名38岁的健康初产妇,观察她从怀孕前3周到产后2年的神经解剖学变化。这名参与者共接受了26次MRI扫描和静脉穿刺,结果显示,孕妇的大脑灰质体积和皮质厚度明显减少,而白质的微结构完整性和脑脊液体积则有所增加。也就是说,成为母亲后,几乎所有的大脑区域都经历了变化。

从孕前到产后,血清中的雌二醇和孕酮水平显著波动。例如,孕前雌二醇的浓度为3.42pg/ml,孕酮为0.84ng/ml;而在产前3周,雌二醇和孕酮的水平分别飙升到12,400pg/ml和103ng/ml。然而在产后3个月,这两种激素的浓度分别降至11.50pg/ml和0.04ng/ml。

整个妊娠期间,孕妇的大脑总灰质体积和总皮质厚度呈线性下降,但产后出现了部分反弹。与此相反的是大脑白质的全局微观结构完整性,在孕早和孕中期显著上升,但在产后回落至基线水平。此外,研究者还观察到侧脑室扩张和脑脊液水平的变化。

妊娠期间,大脑皮质的体积和厚度减少与激素水平的变化紧密相关。神经变化主要出现在几个关键的感觉和注意力子网络中,包括控制网络、凸显/腹侧注意网络、背侧注意网络、默认模式网络和躯体运动网络。这些网络中的变化区域包括双侧下顶叶、后中央回、岛叶、前额叶皮层、后扣带回和躯体感觉皮层。

大脑白质的变化与整个妊娠期的激素水平波动密切相关。胼胝体、弓形束、下前枕束和下纵束等部位均与孕周有显著相关性。与正常对照组相比,准妈妈的大脑皮层灰质体积的变化远超正常大脑的变异性。

总结来说,怀孕期间女性的大脑变化主要表现为灰质体积减少、皮质变薄和白质微结构完整性增强。这些变化由怀孕期间的类固醇激素水平显著上升所驱动。而且,“初为人父”同样会改变男性的大脑神经系统,新晋奶爸的大脑皮质体积也会有所下降。

需要注意的是,灰质体积的减少并不意味着“变傻”,而是大脑为适应新角色进行的“微调”,为养育后代做好准备。这项研究也能帮助更早监测抑郁症或其他神经系统疾病,为临床干预提供重要依据。然而,由于只有一名受试者,这些结果还需要更多试验来验证。

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