《Nature Neuroscience》不止大脑变小，怀孕导致神经解剖学剧变

一项开创性的研究表明，怀孕会导致大脑发生重大变化，大脑皮层等区域萎缩，同时增强大脑的连通性。

在《Nature Neuroscience》最近的一项研究中，研究人员探索了怀孕期间人类大脑的神经解剖学变化。

怀孕期是神经可塑性非常强的时期，表明大脑在青春期后有可能经历适应性的、激素驱动的神经解剖学变化。在怀孕期间，母亲的身体会发生一些生理变化以帮助胎儿生长，如代谢率、血清量、氧气需求和免疫控制的增加。激素合成的显著升高，特别是孕激素和雌激素，迅速改变和重排中枢神经系统(CNS)组织。然而，母亲的大脑在怀孕期间的变化尚不清楚。

目前的精确成像研究绘制了怀孕期间母体大脑的神经变化。

一位38岁的初产女性在孕前三周至产后两年期间接受了26次磁共振成像(MRI)扫描和血液样本。她没有怀孕困难，阴道足月分娩，产后母乳喂养16个月。患者不吸烟，既往无头部外伤、内分泌异常或神经精神疾病。

研究人员进行了高分辨率扩散成像，并对内侧颞叶(MTL)进行了分割。他们分析了t1加权和弥散MRI扫描来研究全脑，T2加权扫描来评估MTL的变化。相关泪道造影分析白质结构与妊娠周的关系。定量各向异性(QA)评估母亲脑白质变化和束完整性。扫描时间为上午9点至下午2点。

MRI质量控制评价包括信噪比(SNR)、噪声对比比(CNR)和关节变异系数(CJV)。超高效液相色谱-质谱法(UPLC-MS)测定妊娠前、妊娠期间和妊娠后血清雌二醇和孕酮浓度。感知压力量表(PSS)、情绪状态量表(POMS)、匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)和状态-特质焦虑量表(STAI)监测生活方式测量和情绪。

研究人员将母亲大脑的神经变化与8个密集抽样的对照组进行了比较。一般的加性模型确定了大脑总体指标与妊娠周之间的关联。线性回归确定了内源性性激素与脑次区域体积之间的关系。

研究小组注意到，随着妊娠周的进展和性激素分泌的急剧增加，母体大脑的皮质灰质体积(GMV)和皮质厚度(CT)显著下降。然而，它们的水平在产后会部分恢复。80%的感兴趣区域(ROI) (n=400)在GMV和妊娠周之间呈负相关。感觉、注意和默认模式网络在怀孕期间显示出显著的GMV改变。

相反，随着妊娠周的进展，白质整体显微结构完整性、侧脑室容积和脑脊液(CSF)增加，但产后下降。与妊娠周密切相关的白质束包括弓状束、胼胝体、下纵束、额枕下束、上纵束和中纵束、扣带束、皮质脊髓、皮质孔庭和皮质纹状体。这些神经束提供情感和视觉处理中心之间的交流。

皮质下结构，包括双侧尾状核、腹侧间脑、丘脑、海马、左壳核和脑干，在妊娠期间体积显著减少。MTL分割显示海马旁皮质(PHC)和海马CA1、CA2和CA3体积减少。然而，海马体和海马旁回基本保持不变。

脑神经解剖改变与血清性激素水平显著相关。血清雌二醇和黄体酮水平在整个怀孕期间显著上升，出生后突然下降。雌二醇水平在受孕前为3.4 pg/mL，在出生前三周增加到12400 pg/mL，三个月后下降到11.5 pg/mL。相应的孕酮水平分别为0.8 ng/mL、103 ng/mL和0.04 ng/mL。

妊娠相关的神经解剖学改变大大超过了典型的日常大脑变异和测量误差。平均皮质GMV值比对照组高出近三倍。与基线变量相比，妊娠期间的平均GMV是6倍(皮质)和3倍(MT)。怀孕期间脑脊液容量增加可能是由于水潴留和皮质组织受压增加所致。产后CT、GMV和QA的变化和区域差异表明细胞变化与突触密度、胶质数量和髓鞘形成有关。

研究表明，怀孕导致GMV改变，皮质变薄，白质微结构完整性改善。这些变化与血清雌激素水平相对应。一些改变，如GMV和CT下降，在分娩后继续，但其他的，如白质完整性，只是暂时的。该数据集提供了妊娠期间的全面大脑图谱，为神经科学家提供了进一步研究的开放资源。

这项研究的发现可能有助于我们更好地理解父母行为的个体差异、对心理健康疾病的敏感性以及大脑衰老模式。未来针对人口统计学丰富人群的研究可以提高研究结果的普遍性。进一步的研究可以探索导致怀孕期间大脑变化的变量，并调查孕产妇健康的社会和环境决定因素。