Nature Communications：为成为母亲做准备，女性在怀孕和生产后大脑会发生一系列显著改变

怀孕（妊娠），可以说是一个非常极端的生物过程。当一个女性在向母亲角色转变的过程中，生理、心理和行为上都会经历了大量前所未有的变化。在妊娠期间，为了确保胎儿的顺利生长和分娩，雌激素和孕激素等循环激素水平会明显提升；心脏、血液和呼吸系统会发生明显改变，以及为胎儿发生的免疫适应改变。过去的研究发现，这些变化可能会导致女性大脑结构和功能发生改变，以启动母性行为，如母胎依恋、对婴儿信号的生理响应以及母婴依恋等。广泛的动物研究表明，这些令人印象深刻的神经可塑性变化在分娩后仍会持续很长一段时间。然而，妊娠对人脑神经结构和功能的影响科学家们仍知之甚少。

2022年11月22日，荷兰莱顿大学的 Elseline Hoekzema 博士等人在 Nature 子刊 Nature Communications 上发表了题为：Mapping the effects of pregnancy on resting state brain activity， white matter microstructure， neural metabolite concentrations and grey matter architecture 的研究论文。

该研究全面描绘了女性大脑在过渡为母亲角色时期所表现出的一系列变化，表明怀孕会导致神经结构和神经网络组织发生选择性和显着的变化，特别是影响人脑的默认模式网络，这可能是成为母亲后自我神经表征转变的基础。

向母亲身份过渡的标志是成年雌性动物大脑中神经可塑性的一系列显著变化，通常涉及脑容量、神经发生和神经胶质细胞密度的减少，这可能与优化其产后行为有关。然而，关于人类女性健康和生物学的研究普遍较少，妊娠这种独特过程对大脑的影响长期以来一直是个几乎未开发的领域。

早在2016年12月，Elseline Hoekzema 博士等人就在 Nature Neuroscience 上发表了题为：Pregnancy leads to long-lasting changes in human brain structure 的研究论文，该研究表明，初为人母的女性大脑结构发生了实质性改变，涉及社会认知区域的灰质（GM）体积减少，当然，这种灰质减少并不等于功能丧失。

在这项发表于 Nature Communications 期刊的新研究中，该团队进一步调查了怀孕是否与静息状态下的大脑活动、白质微结构、神经代谢物水平和灰质结构的变化有关。他们使用了一项全面的前瞻性队列研究，其中40名女性参与者在孕前、孕晚期、产后和产后后期四个阶段分别参加了四次纵向实验。

为了检查成为母亲对大脑灰质结构的影响，研究人员对初为人母的女性灰质体积变化图与未生育女性的灰质体积变化图进行了分析。结果显示，基线时两组的灰质体积没有差异；但当研究不同阶段的灰质体积变化时，两组出现了显著的组间差异对称模式，每一个经历过四个阶段的女性灰质体积均发生减少。这与该团队此前的研究结果一致，但他们没有观察到白质结构的变化。

为了研究观察到的大脑结构和功能在整个产后期间的持久性影响，研究人员随后检查了其中28名女性在产后1年随访期的神经成像数据。

当检查产后1年期与孕前基线之间灰质结构的变化时，他们观察到灰质体积减少的模式与产后早期和孕前基线比较时观察到的模式高度相似，表明怀孕相关的大脑变化在产后1年时仍然很明显。

然而，当比较产后早期和产后后期时，他们观察到几组灰质体积的变化，表明在整个产后期间灰质体积增加，并部分逆转到孕前水平。与该团队此前的研究结果一致，在海马复合体中观察到最体积明显增加。

研究团队还发现，怀孕导致神经结构和神经网络组织的选择性强烈变化，这在默认模式网络（Default Mode Network，DMN）中最为明显。DMN 是母亲在静息状态下最为活跃的一组相连的大脑区域。解剖学和静息状态的 MRI 数据表明，怀孕与 DMN 的结构和功能可塑性有关，这表明成为母亲会改变大脑的基线状态。

此前有研究表明，DMN 在区分自我和他人方面起着关键作用，其连贯性变化与孕妇区分胎儿与自己的程度有关。研究团队推测，在 DMN 中观察到的与妊娠相关的结构和功能改变了自我的神经基础，从而帮助了女性向母亲角色和注意力的转变。此外，研究团队发现妊娠期间的 DMN 功能活性与产后后期母婴依恋的测量数据相关。

最后，研究团队检查了驱动怀孕相关大脑变化机制的关键生物学和其他因素。他们发现，妊娠激素是触发和调节妊娠相关神经可塑性的主要因素，其中孕晚期时雌二醇发挥了最显著的作用；而与压力和睡眠等其他因素没有关联。不过，研究团队表示，内分泌可能并不代表调节生殖相关大脑变化的唯一因素，像运动、营养、遗传和环境因素也可能在起作用。

总之，这些数据提供了女性成为母亲对大脑影响的关键见解，并指出了大脑结构和功能的显著变化，这些变化促进了怀孕和产后成为母亲的过程。这对于建立新的母婴关系至关重要。

原始出处：

Hoekzema， E.， van Steenbergen， H.， Straathof， M. et al. Mapping the effects of pregnancy on resting state brain activity， white matter microstructure， neural metabolite concentrations and grey matter architecture. Nat Commun 13， 6931 (2022). https：//doi.org/10.1038/s41467-022-33884-8.