《自然》子刊：怀孕对大脑的影响，实在是太大了!科学家首次全程记录孕期大脑变化，发现大脑皮层变薄、灰质/海马萎缩

来源：网络 2024-09-20 10:14

这项研究成果，填补了孕期对女性大脑影响的研究空白，促进了我们对人类大脑的认知。

2016年底，科学家通过分析孕前和产后的影像学数据，首次发现怀孕会导致大脑结构发生重大变化，尤其是与心智有关的灰质区域体积显著减少[1]。

然而，以上的研究只能让科学家了解到孕前和孕后大脑的差异，至于大脑的结构在整个孕期是如何变化的，目前仍无人知晓。

近日，由加州大学圣巴巴拉分校Laura Pritschet和Emily G. Jacobs，以及加州大学尔湾分校Elizabeth R. Chrastil领衔的研究团队，在著名期刊《自然 神经科学》上发表一项重磅研究成果[2]，一举填补了上述空白。

她们对一名健康初产妇进行了全面的孕期成像研究，结果发现，随着孕周的增加，大脑皮层灰质体积缩小、皮层厚度下降，海马体多个区域的体积也缩小；不过，白质微结构完整性却增强。

值得注意的是，她们也注意到层灰质体积缩小、皮层厚度下降，在产后2年仍会持续；而白质微结构完整性的增强，会在产后迅速恢复到基线状态（这也是之前的研究难以发现的变化）。

据了解，这也是迄今为止科学家首次揭示女性大脑在整个孕期的变化。

▲论文首页截图

这个研究能顺利完成，得感谢一位38岁的妈妈。

她从怀孕前3周开始接受磁共振成像（MRI）扫描，孕期为36周，在生产前累计接受19次MRI扫描；产后随访2年，接受7次MRI扫描。在整个研究期间，研究人员还进行了近20次静脉采血。

从血液检测结果来看，血清激素（17 -雌二醇和孕酮）浓度在妊娠期间显著增加，产后急剧下降。

▲研究流程图及血液检查结果

总的来看，在整个研究期间，大脑皮层灰质体积（GMV）、皮层厚度（CT）和脑容量在妊娠期间呈线性下降，产后似乎部分反弹。正如文章开头提及的那样，大脑皮层灰质与社会认知和心智密切相关。然而，在孕期，灰质体积确实缩小了。

与此相反，白质的整体微结构完整性在整个孕期的前6个月都在增加，然后在产后恢复到基线水平。白质位于大脑深部，通常负责促进大脑区域之间交流。

此外，她们还观察到侧脑室扩张和脑脊液在孕期的后6个月以非线性模式上升，然后在产后急剧下降。

▲孕期大脑的主要变化

随后，Pritschet团队将研究范围聚焦到孕前和孕期的19次MRI扫描上。

她们发现，大脑总体积、灰质体积（GMV）和皮层厚度（CT）之间呈正相关，而侧脑室、脑脊液等与灰质体积（GMV）呈负相关。

她们还注意到，在整个大脑皮层中，灰质体积（GMV）的变化几乎无处不在。在她们感兴趣的400个大脑区域中，80%区域的灰质体积（GMV）与孕周呈负相关。

这说明，在整个孕期大脑皮层体积几乎都在减少。

▲全脑灰质体积（GMV）在孕期的变化

值得注意的是，灰质体积（GMV）的减少与受试者的雌二醇和孕酮浓度显著相关。在研究与妊娠相关的皮层厚度（CT）变化时，也观察到了高度相似的结果。

此外，与广泛的皮层灰质体积（GMV）减少相一致的是，几个皮层下区域的体积在整个妊娠期也显著减少。例如，双侧腹侧间脑（包括下丘脑、黑质、乳头体、外侧膝状体核和红核等）、尾状核、海马、丘脑和脑干等。

具体到海马体而言，CA1、CA2和CA3的体积在整个妊娠期呈非线性下降，海马旁皮质（PHC）在整个妊娠期的体积呈线性下降。

▲皮层下区域的体积变化

除了上面介绍大脑萎缩之外，Pritschet团队注意到，白质纤维束成像结果显示，在妊娠期间，整个大脑的微观结构完整性在增加，而且与17 -雌二醇和孕酮的增加同步。

白质的这种变化意味着大脑不同区域的交流增加，与母性行为有关。

▲白质的变化

在研究的最后，Pritschet团队将这名女性的数据，与另外8名受试者的大脑成像数据做了比较。

她们发现，在整个妊娠期内灰质体积（GMV）的变化远远超过了正常大脑的变异性。平均而言，皮层灰质体积（GMV）的变化比在类似时间段内扫描的对照组高出近三倍。

总的来说，Laura Pritschet、Emily G. Jacobs和Elizabeth R. Chrastil团队的这项研究成果，填补了孕期对女性大脑影响的研究空白，促进了我们对人类大脑的认知。不过，这个研究是基于一名受试者开展的，还需要更多的人体数据验证这些发现。

此外，Pritschet和她的同事们只观察到了孕期大脑的变化，至于这种变化与行为之间究竟有何关系，这个研究没办法回答。未来，研究人员需要到模式动物身上寻找答案。

参考文献：

[1].Hoekzema E, Barba-M ller E, Pozzobon C, et al. Pregnancy leads to long-lasting changes in human brain structure. Nat Neurosci. 2017;20(2):287-296. doi:10.1038/nn.4458

[2].Pritschet L, Taylor CM, Cossio D, et al. Neuroanatomical changes observed over the course of a human pregnancy. Nat Neurosci. Published online September 16, 2024. doi:10.1038/s41593-024-01741-0

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