她拿自己做实验,发现怀孕会让女性大脑萎缩
不少女性在怀孕期间仍会坚持工作,而美国的神经科学家ElizabethChrastil则将这一行为发挥到极致——她把自己整个怀孕的过程做成了科研项目。
在进行了数十次检查后,ElizabethChrastil发现在怀孕前后,她大脑的某些部位发生了萎缩,并且在分娩后两年内仍没有复原迹象。研究团队还进一步对其他几名怀孕女性重复了研究,都观察到了相似的结果。
对女性怀孕期间的脑部进行扫描显示,脑部某些区域会收缩
这项研究在9月16日发表于《自然·神经科学》,孕妇并没有特别明显的临床症状,但大脑却表现出巨大变化。这也很难不让人联想到“妈妈脑”(mommybrain),也就是中国人常说的“一孕傻三年”。
对此,研究人员计划启动一个更大型的研究项目——扫描数百名女性的大脑。随着对女性孕期大脑研究的逐渐深入,研究人员表示,将有望为产后抑郁症等疾病提供更多诊疗线索。
400个脑区发现相关萎缩
ElizabethChrastil是加州大学尔湾分校神经生物学与行为学系的助理教授,她的研究方向是通过fMRI大脑成像技术,研究人类空间记忆的神经相关性,并擅长探究在不同行为中,人脑不同神经间是如何产生细微连接的。
4年前,当38岁的ElizabethChrastil决定通过体外受精当上母亲时,出于职业敏感,她意识到怀孕本身会让自己的身体成为一个“完美的数据库”。
很长一段时间来,学界对孕妇和准妈妈巨大的生理改变,包括内分泌、免疫调节机制等陆续开展研究,希望为妊娠相关疾病提供治疗思路,但对整个孕期大脑的变化却知之甚少。
在研究团队的帮助下,4年里,Chrastil一共进行了26次脑部核磁共振成像检查,其中4次在怀孕前三周开始的,怀孕期间做了15次,2020年孩子出生后的两年内又做了7次。她还进行了近20次静脉采血。
“能够成为一名神经科学家,并以此了解人类以前不知道的事情,真是太酷了。”Chrastil非常兴奋。
当数据整理分析完成后,研究人员发现,Chrastil在妊娠第九周时,她大脑中400个区域的灰质体积和皮层厚度出现了下降,尤其是与社会认知功能相关的默认模式网络区域,平均萎缩约4%,这种情况持续了整个妊娠期,在产后两年仍然存在。
脑灰质是大脑的信息处理中心,与感知、思考、记忆、情绪等密切相关。通过血液检测,研究人员发现灰质体积和皮层厚度的萎缩,和Chrastil体内雌二醇和孕酮浓度的变化显著相关。
“大部分脑体积减小的情况持续到产后两年,这表明妊娠激素会导致‘脑部永久性刻蚀’。”Chrastil表示。
研究人员无法完全阐明这种变化具体会如何影响行为,但多数对此呈乐观态度。加州大学圣巴巴拉分校的研究人员Jacobs认为,这可能反映了所谓的“大脑修剪”现象,“人类在婴幼儿期和青春期也会经历这种变化,‘修剪’让大脑更加高效,一些神经系统疾病就是因为‘修剪’不足引起的。”
除了皮质,几个皮层下区域的体积,海马、丘脑和脑干等的体积也显著减少。事实上,孕妇在妊娠晚期出现记忆力下降的情况较为普遍,这通常被解释为和海马体积减小相关。但多数时候症状是轻微的,并不会对日常生活造成实质危害。
值得注意的是,与灰质的萎缩相反,研究人员发现在妊娠中、晚期,脑脊液和白质微结构有所增加。这也是学界第一次发现这样的现象,脑脊液有助于为大脑提供营养,清除废物,白质则负责大脑各区域间的信息传递交流,可能会使得孕妇更加敏感,学习适应新事物,产生与孩子间独特的情感连接,与母性行为有关。
为了进行比较,研究人员还评估了8名未怀孕人员的大脑,其中包括两名男性。他们并没有出现此类变化。
“一孕傻三年”,事实真的如此吗?
“这项研究非常有趣,它提供了极其详细的大脑映射,”阿姆斯特丹大学医学中心神经科学家ElselineHoekzema评价道。Hoekzema是全球少数几位研究怀孕和生育是如何改变大脑的科学家。
2016年,经过耗时8年的研究,Hoekzema主持参与的100多位女性怀孕前后脑部扫描研究同样发表在了《自然·神经科学》,虽然数据范围没有此次研究详细,但也得出了相似的结论,今年年初更新的数据显示,孕妇在整个妊娠期大脑皮层会萎缩近5%。
“mommybrain”“一孕傻三年”,关于孕妇的刻板印象在许多国家都普遍存在,不少女性在孕期确实会出现情绪、性格等的转变。有调查显示,50%-80%经历过怀孕和分娩的人报告有记忆缺陷、“脑雾”或其他认知问题,她们大脑的功能似乎变差了。
可另一方面,初为人母意味着将承担更多行为、认知功能上的负担,新妈妈却能够很好地完成这些被赋予的新任务。这似乎也暗示着,大脑的变化仅仅意味着“一种现象”,实际产生的结果有好有坏。
事实上,在人类进入青春期时,也会出现由激素驱动的大脑改变,以大脑皮层萎缩,且折叠表面变平为标志,“就像是在雕刻一件艺术品”,科学家认为这反映了神经功能的改善,进入青春期意味着独立。而孕妇可能也是相似的,开始有人依赖你。
有意思的是,2019年的一项研究发现,“新爸爸”也会经历大脑和激素的变化,同时他们提供的照顾越多,这种变化就越明显。
Chrastil则表示,自己在怀孕期间并没有经历过任何“mommybrain”,但在怀孕晚期确实感到更加疲惫和情绪化。“此前的动物实验表明,大脑变化可能会使‘准妈妈’对气味更加敏感,并且倾向于梳理毛发、筑巢或做‘家务’。但人类由于受到诸多社会环境、工作压力、观念等的影响,情况会更加复杂。”Chrastil说。
2023年年初,《美国医学会杂志·神经病学》发表了一篇评述,呼吁公众和学界停止使用“mommybrain”这一具有歧视意味的刻板标签,无论是初步发现的大脑部分功能减弱,抑或是大脑神经连接表现出显著适应和重塑,“有好有坏”,一切都是机体在为适应养育孩子这一艰巨任务做出的准备。
但比起成为母亲前后生活行为的改变,科学家致力于推动孕妇大脑的研究,更是希望能为妊娠相关疾病找到更完美的解决方案。其中,最令人关注的是产后抑郁症,有流行病学调查数据指出,全世界有17%的新妈妈患有产后抑郁症,有人还会出现强迫症等其他精神症状。我国的数据显示,每年大约有150万经历抑郁症的产后女性。
激素被认为是引起产后抑郁症的罪魁祸首,孕妇在分娩时孕酮含量会急剧下降。直到去年,全球第一款治疗产后抑郁症的口服药物获批,模拟孕酮发挥作用,但其价格高昂,在美国的费用约为14天疗程16000美元,同时存在嗜睡、头晕、腹泻等副作用。
更重要的是,早期预判产后抑郁症的风险仍是难题。在本次试验中,妊娠前观察到了白质微结构完整性的增加,但在孩子出生后又突然回到原先水平。而白质活性的降低往往意味着脑部神经活动效率下降,“精准的大脑成像研究,可以在症状出现前就提供有关产后抑郁症的一系列线索,帮助临床医生更好地确定何时以及如何进行干预。”研究人员指出。
此外,诸多妊娠期间同时发生、甚至恶化的神经系统疾病,如癫痫、多发性硬化症和颅内高压等,也仍缺乏早期诊断和更进一步的治疗手段。Jacobs表示,未来10年内,还会招募更多女性来建立这一系列脑部变化的数据库。
“在过去30年发表的约5万篇脑成像文章中,只有不到0.05%是关注女性特有的健康因素。
妊娠神经科学不应被视为一个小众研究课题,通过这一系列研究,未来我们还将加深对人类大脑全生命周期的整体理解。”Jacobs说。