大脑在怀孕期间的变化或有助于在孩子出生后建立亲子联结。图源：https://pexels.com/
导读：这个人生的重要转折一直受到神经科学的忽视。但这种情况正在转变。
2008年11月，神经科学家Susana Carmona（后来成为一名研究注意缺陷多动障碍（ADHD）的博士后）当时正好开车送两名同事去参加聚会，其中一人说想要个孩子。于是三个人开始滔滔不绝地谈论怀孕会如何改变她的大脑。她们放弃了聚会，而是回到实验室开始搜索文献。
Carmona说，她们找到了大量啮齿动物研究，但关于人类的研究几乎为零。
出于对这一研究空白的震惊，来自西班牙巴塞罗那自治大学的Carmona和她的同事Oscar Vilarroya说服了她们的导师，允许她们开展一项研究，用核磁共振成像（MRI）测量女性怀孕前和生产后的神经解剖数据。
由于只能利用主要项目的空余时间，这个研究进行了8年，招募了几十名受试者。研究结果于2016年发表，揭示了很多信息[1]。分娩后的2-3个月，大脑皮质的多个区域比受孕前平均缩小2%。而且这种缩小会一直持续到两年后。虽然缩小可能让人联想到缺陷，但团队发现，皮质减少程度能预测母子的依恋强度，并且怀孕会让大脑做好为人母的准备。
Carmona如今就职于西班牙马德里的Gregorio Marañón健康研究所，包括她在内的多位科学家都在研究怀孕和为人父母会如何改变大脑。其中包括Elseline Hoekzema，2008年那晚她也在Carmona的车上。现今在荷兰阿姆斯特丹大学医学中心就职的Hoekzema，在2022年的时候证实，怀孕期间收缩的皮质区域在分娩后至少一年里发挥功能的方式也不一样[2]。
科研人员认为，这些研究和其他研究让人们开始关注神经科学一直忽视的一个生命转折——每年约有1.4亿女性会经历这种转折。
“人们当然关注怀孕，但主要都是对身体的关注，是为了确保妊娠顺利。”加拿大多伦多大学神经科学家Liisa Galea说。只有0.5%的已发表人类神经成像研究关注过特定于女性的健康因素。
许多社会都有对“怀孕脑”的刻板印象。调查显示，50-80%的经历过怀孕和分娩的女性报告记忆下降、“脑雾”或其他认知问题。耶鲁大学神经科学家Winnie Orchard说：“人们都想知道她们的大脑和思维发生了什么。”
目前有好几个纵向脑成像研究正在进行，但整个领域仍处于婴儿期。“我们才刚开始，”Hoekzema说，“我们见过很强烈的大脑变化，但现在才开始了解，这对一个母亲意味着什么。”
生命的转折
怀孕和孕期激素波动会极大地改变生理机能。Galea说：“基本上身体的所有系统都被劫持用于孕育胎儿。”对动物来说，这些激素已被证明会改变大脑和行为。比如，未发生性行为的雌性大鼠一般会无视大鼠幼崽或杀死它们[3]。但将诱导怀孕的激素注射到这些大鼠体内后，它们就会表现出母性行为，给幼崽理毛并保护它们。
研究人类怀孕的生物学效应更为复杂。人类的这种行为学变化没有这么鲜明，怀孕的生理剧变与社会心理和环境变化同步发生。Orchard说：“要把这些碎片一件件拆解开是个大工程。”她说，与怀孕无关的生物学变化可以参考刚为人父的男性，他们也经历了与在母亲中看到的差不多的激素波动和大脑改变[4]。他们提供的照护越多，这些改变就越厉害。
为此，必须找到一个合适的对照组——无论是父亲、非生母，或是非女性的生父母。Hoekzema和Carmona的第一个研究对比了妊娠的母亲和新手父亲，Carmona在今年早些时候比较了女同性恋配偶的妊娠和非妊娠母亲[5]。虽然，非妊娠母亲的大脑也有细微变化，但这些变化远不如在怀孕人群中看到的剧烈。
变化的大脑
这里的规律似乎是：孕期会发生大小变化的任何脑区都会收缩。受影响的大脑结构有很多，包括参与奖赏处理的腹侧纹状体以及对控制本能行为很重要的下丘脑。而对记忆很关键的海马也会在妊娠中短暂性收缩。
不过，Hoekzema说，受影响最大的是大脑皮质，尤其是能整合其他区域信息的脑区，“也就是我们和动物最不一样的地方”。
在孕晚期，皮质（蓝色）部分区域的厚度会减少。来源：M.Paternina-Die et al./Nature Neurosci.
Hoekzema和Carmona在他们2016年的论文中指出，分娩后立刻出现的变化主要影响名为默认模式网络的环路。Hoekzema说，这个网络参与了社交过程，如心智理论和同情心，参与了你对他人和你自己的思考和理解。
在今年发布的一篇预印本论文[5]中，Carmona的团队根据对怀孕前、中、后女性的MRI扫描，更新了这一结果。（之前，伦理评审委员会对于批准临床上非必要扫描一直持谨慎态度。）孕中期和孕晚期的数据显示，整个皮质在怀孕期间收缩了5%。
大部分改变会在分娩后快速和完全逆转——除了默认模式网络。Carmona说，这里的恢复稍显不同，它可能回不到怀孕前的水平。
这些改变可能是由激素引起的。Hoekzema[2]和Carmona[5]分别独立发现，神经解剖结构的变化程度与雌激素以及相关激素的水平相对应。
但这些改变会如何影响行为呢？越来越多的数据显示，默认模式网络的变化程度与母婴依恋的强度、母亲对婴儿照片的反应以及筑巢行为正相关；与联结过程出现问题呈负相关。Hoekzema认为，这些相关性符合逻辑，因为该网络会参与同情心和心智理论等社交过程。
有些人本能地认为缩小等于缺陷，Galea说，但这只能表示变化。Hoekzema说，对神经代谢物的研究表明，丢失神经元的可能性不大。而且大部分研究员更偏向缩小代表神经功能改善的观点。
这说明，妊娠和分娩的过程会导致神经发育转变，类似于青春期出现的激素诱导的大脑变化。确实，生命中的这两个阶段不仅会出现皮质收缩，皮质的褶皱表面也会变平。这些改变或让个体过渡到新的生命阶段——青春期过渡到自我独立，孕期过渡到被人依靠。
更大的影响
除了与照顾婴儿直接相关的适应之外，还有怀孕对认知普遍影响的问题。2023年，当Orchard在对该问题进行综述时，她看到了很多互为独立的研究[6]。她说：“不同的研究选择了不同的时间点、不同的认知任务和不同的对照组。”
不过，记忆下降确实是孕晚期观察到的普遍现象[7]。Orchard说，这或许与海马体积缩小有关，但这几乎不具有临床显著性，也不会影响日常生活。
MRI扫描能显示大脑在孕期和分娩后的变化。来源：UK Biobank/Dave Guttridge
产后数据则更难得出结论。Orchard说：“有些研究发现了缺陷。有些研究没发现差异。有些研究甚至发现了强化效应。”一个可能的能力提升是执行功能，这是一种高水平过程，对自我调节和管理互为竞争的认知需求非常重要。
这对“怀孕脑”的意义则无法一以概之。确认偏误可能会让有些人在健忘时认为自己的脑功能变差了。但新手母亲通常应对着巨大的认知负荷，能很好地完成许多新的脑力劳动。
Orchard发现，分娩一年后，主观报告有认知缺陷的母亲在实验室测试中的表现与不是母亲的女性没有差异[8]。但她表示，“只是因为我们还没发现，不代表它不存在。”
脆弱的阶段
孕期和初为父母确实会遇到一个问题：精神健康问题的风险会增加。
全世界，17%的新手妈妈会出现产后抑郁——中低收入国家的发病率最高。精神病和强迫症的发病率也会上升，但它们的绝对发病率很低。
这里，激素再次成为了可能元凶。众所周知，孕酮会在分娩时骤降，但首款产后抑郁口服药 zuranolone去年才在美国获批。zuranolone模拟一种孕酮类似物，能作用于脑内调节情绪的受体。
Galea表示，许多孕期相关生理性变化——从海马收缩到神经化学和免疫变化——呼应了抑郁症中看到的普遍变化。“就像一场完美风暴。”
Carmona认为，深度表征孕期及后期各方面的大型长期研究——使用脑成像、监测激素水平和免疫因子、社会心理学数据等——或能带来一些启示。其他研究可以招募更多研究不足的志愿者群体，寻找关键因素在不同人群中的差异。
这些样本中肯定会有抑郁症患者，或是有其他精神问题的人，也会有很难和新生儿建立亲密关系的人。这有望揭示出负面影响的相关因素。“这就像整个故事的尾章，”Carmona说，“把这个应用于临床实践。”
与此同时，研究人员发现，生孩子的一个好处是让人更愿意探索。长期来看，这可能会让大脑更年轻。2019年，瑞士洛桑大学医院的衰老研究员Marie de Lange 收集了英国生物银行（UK Biobank）项目中1.2万名中年妇女的脑扫描数据。她很高兴的是，这个数据集和其他数据集不同，包含了生育状态，de Lange可以了解女性大脑是否会根据她们生过几个孩子而变化。
利用能将神经解剖学数据换算成脑年龄的算法，de Lange发现母亲的大脑比没有孩子的女性大脑平均年轻7个月[9]。5月在预印本服务器上发布的另一项研究支持了该结果，显示中年父母的大脑——不管哪个性别——似乎在功能性上更年轻，孩子越多区域相连性越好[10]。
de Lange表示，这些结果表明，怀孕对神经的可塑性或能增强大脑。
这些研究传递了这个新兴领域的一个重要信息：生物医学研究应该常规考虑生育史，因为生孩子对大脑既有短期也有长期的影响。
更直接的是，研究人员呼吁更多的社会政策考虑这个时期不容忽视的神经可塑性，比如对长期带薪产假的需求。“当我们在考虑神经适应和一个剧变时期时，”Orchard说，“我们要承认改变需要时间，而且这是一个很宝贵的时期。”
建立一个研究领域也需要时间。距离她车里的那次重要谈话已经过去了16年，Carmona期待未来能掌握更多信息。“我有信念，”她说，“我们在下一个十年里肯定能发现非常非常有趣的事。”
撰文：Liam Drew
来源：Nature Portfolio 自然系列