Nature Neuroscience：怀孕导致人类大脑结构的长久改变

怀孕涉及激素激增和生物适应。然而，怀孕对人脑的影响几乎是未知的。本研究为一项前瞻性（“怀孕前”-“怀孕后”）研究，包括首次怀孕的父母以及未经历过生产的对照组，该研究表明怀孕会使大脑结构发生实质性变化，主要是涉及社交认知区域的灰质（GM）体积减少。这些变化选择性地针对母亲，并且高度一致，可正确地将所有妇女分类为怀孕或未怀孕。有趣的是，这些体积减少的区域与女性产后对婴儿做出反应的大脑区域有很大的重叠。此外，孕期灰质（GM）体积的变化预测了产后母胎依恋的测量结果，这暗示了一个适应过程，该过程有助于过渡到母亲身份。另一次随访显示，灰质（GM）的减少在怀孕后至少持续了两年。本研究的数据提供了第一个证据，证明怀孕会导致女性大脑的长久性改变。

大多数女性一生中至少经历过一次怀孕，但对这一过程如何影响人类大脑知之甚少。哺乳动物怀孕涉及由内分泌变化引起的根本性生理和身体适应。在怀孕期间，性激素会出现前所未有的激增，例如，孕酮相对于黄体期水平增加10-15倍，雌激素的大量分泌通常超过女性整个非孕期的雌激素暴露量。性激素是神经元形态和数量的重要调节因子。毫不奇怪，与怀孕相比，激素水平波动不那么极端和迅速的其他内分泌事件会导致人脑的结构和功能改变。青春期性激素的产生调节着大脑的广泛重组，而且在生命后期，当内源性或外源性类固醇激素水平发生细微变化时，也观察到了神经系统的改变。

然而，关于怀孕对人脑的影响知之甚少。对孕妇进行的一些波谱研究，观察到除了胆碱水平短暂降低外，与非孕妇没有差异。此外，一些研究观察到怀孕期间大脑结构方面的变化。1909年，人们首次在已故孕妇身上观察到脑垂体增大，后来通过对这种结构的进一步体外和体内测量证实了这一点。除了这些对垂体体积的评估外，还对一小部分健康孕妇的脑室和大脑外缘进行了轮廓测量，作为子痫前期患者的对照组。这些数据表明，与产后早期相比，妊娠晚期脑室增大，大脑体积减小。

在非人类动物中，大量证据表明生殖与许多层面的神经变化有关，包括树突形态、细胞增殖和基因表达的区域性变化。这些影响似乎是持久的，因为在整个生命周期中，经产妇和未生育女性在大脑和行为上的各种差异都很明显。

本文进行了一项前瞻性（怀孕前和怀孕后）研究，包括初产（首次）母亲和未生育女性对照组，以调查怀孕是否与人类大脑灰质（GM）结构的变化有关。此外，本研究：

（i）通过多变量模式识别分析，测试了对灰质（GM）体积变化的辨别力；

（ii）检查了初为人父者和没有孩子的男性对照组的GM体积变化，以进一步测试这些变化对怀孕的特异性，而不是由父母身份影响的；

（iii）通过基于表层的分析，确定了妊娠期GM变化的结构特征；

（iv）使用产后fMRI（功能磁共振）任务和依恋量表，调查了与母胎依恋的潜在联系；

（v）通过两年的妊娠后随访，测试了妊娠效应的长期持续性。

本文发现，怀孕与女性大脑中GM体积显著且持久的减少有关，主要涉及参与社会过程的区域，且与心理理论网络（the theory-of-mind network ）有显著的相似性。值得注意的是，所有的女性都可以根据不同时期的体积变化，被归类为是否怀孕。此外，本研究还证明，在产后功能磁共振成像（fMRI）任务中，这些GM体积减少的区域，位于女性对婴儿反应最强的一些大脑区域。此外，孕期GM体积变化可预测产后母子依恋和敌意的测量结果。这些结果表明，怀孕改变了人类大脑的GM结构，并为一个适应过程提供了初步支持，该过程有助于女性向母亲身份的过渡。本文发表在Nature Neuroscience杂志。(可添加微信号siyingyxf或18983979082获取原文，另思影提供免费文献下载服务，如需要也可添加此微信号入群，原文也会在群里发布)。

初产妇妊娠期GM体积的变化

本文进行了一项前瞻性神经影像学研究，以研究怀孕对人脑结构的影响。对无孕史的备孕女性（the pre session）进行高分辨率的孕前脑部扫描。如果成功怀孕，于妊娠结束后（产后）再次对进行MRI检查。这种设计使本研究能够可靠地提取与每个人孕前基线相关的大脑结构变化。在一个具有可比性的时间间隔内，获得20名未产妇对照组的纵向数据。Online Methods中提供了样本的人口统计信息。

应用SPM12中的纵向微分同胚建模管道（The longitudinal diffeomorphic modeling pipeline），在个体水平上提取后续脑扫描之间灰质GM体积的变化，并将初产妇的GM体积变化图与未产妇对照组的GM体积变化图进行比较。本研究观察到，在不同时期，GM体积变化的组间差异高度显著，呈对称模式（图1、表1和补充图1），事后分析显示，这些cluster中的每一个都反映了不同时间点之间孕妇大脑区域GM的减少（补充表1）。补充图2中描述了进一步说明这些影响的强度。基线比较证实，两组之间没有预先存在的GM体积差异。

注解 图1:孕前和孕后的GM体积变化。

（a） 初产妇（N=25）与未产妇对照组（N=20）GM体积变化的表面映射图（全脑阈值P<0.05，整体误差（FWE）校正）。

（b） 矢状切片和plots，表示平滑归一化的雅可比差分图像中每个簇的平均信号。其余三个簇的plots见图7和补充图1。统计数据见表1。FCTR，未产妇对照组，两次扫描期间未怀孕；FPRG，两次扫描期间怀孕并分娩的女性。Sup.Temp.,颞上叶；Med.，中间；Inf.，下；L，左；R，右。

注解 补充图2 效应大小

（a） 与对照组相比，孕期妇女GM体积变化的效应大小（Cohen's d）。所有图片上的效应都对应于大的效应量（Cohen's d>0.8）。另外，分别计算自然受孕的女性

（b）和经生育治疗的女性（c）的GM体积变化的效应大小。与未产妇对照组相比，黄色/橙色对应于初产妇在不同时期中的GM体积减少，而蓝色代表初产妇与对照组相比的GM体积相对增加。使用VBM8工具箱提取效应大小(http://www.neuro.uni-jena.de/vbm/)并用CARET绘制(http://brainvis.wustl.edu).

产后GM体积减少主要位于：前中线和后中线（从内侧额叶皮质延伸至前扣带回皮质，从楔前叶延伸至后扣带回皮质）、双侧外侧前额叶皮质（主要是额叶下回），双侧颞叶皮质（颞上沟延伸至周围外侧颞叶和内侧颞叶）。

为了完整性，还使用这种方法检查了白质体积，但应该注意的是，这些MRI图像并不是研究白质组织的最佳方法。这些分析表明，与对照组相比，怀孕妇女在不同时间点的白质体积没有显著变化。此外，为了进一步探索数据，基于之前关于妊娠对人脑结构影响的少数可用发现，手动描绘了垂体（垂体位于丘脑下腹侧，为一个圆形的小体。垂体是体内复杂的内分泌腺，产生的荷尔蒙不仅与体内骨骼和软组织的生长有关，还会影响其他内分泌腺(甲状腺、肾上腺、性腺)的活动。根据发生和结构特点，垂体可分为垂体和神经垂体。成人垂体大小约为1*1.5*0.5厘米，重量约为0.5-0.6克，女性妊娠期稍大），并调查了样本中的总组织体积。这些结果报告在补充图3和补充表2及表3中。

注解 补充图3 垂体体积

条形图（a）和散点图（b）描绘了每次扫描时的垂体体积。根据先前关于孕妇垂体体积较大的发现，对垂体进行人工描绘，作为补充分析，以作进一步探索。产后早期的平均垂体比孕前和产后+2年的垂体体积大，大约40 mm3（M±SD:孕前:622.80±91.47 mm3。产后:663±58-93.36 mm3。产后+2年的平均垂体体积：626.07±93.85 mm3），尽管这种前后增加并不显著（GLM重复测量：F=1.50，p=0.235）。因此，与之前在妊娠晚期观察到的相对体积增加相比，产后观察到的7%的增加是微妙的，这与之前的研究结果相吻合，即在产后不久垂体的体积迅速恢复。产后早期和产后+2年期间的垂体体积显著减少（F=21.32，p=0.001），表明产后垂体体积尚未完全恢复到孕前水平。正如预期的那样，+2年后的垂体体积与孕前基线没有差异（F=0.002，p=0.968）。

受孕方式

由于本研究的样本既包括自然受孕的女性，也包括接受生育治疗的女性（见在线方法），本研究检查了受孕方式是否与明显的神经变化有关。在比较自然受孕和辅助受孕参与者的大脑变化时，本研究没有观察到任何差异（补充表4）。事实上，当分别检查这些组别时，观察到非常相似的GM减少模式（图2、补充图4和补充表5），这表明无论怀孕方式如何，女性大脑结构受到的影响相似。关于人口统计学或临床因素对观察到的妊娠期大脑变化的影响的其他分析，见在线方法。

多元模式分类分析

在这些亚组中观察到的高度相似的变化模式表明，孕期参与者的GM减少具有很强的一致性。为了进一步检验妊娠期GM体积变化的一致性，本研究使用支持向量机算法对GM体积差异图进行了多变量模式分类分析。该分析表明，可根据大脑中的GM变化，将所有女性正确地归类为怀孕或未怀孕（图3a，b）。

对分类器权重图（图3b和补充图5）的检查表明，在单变量结果中观察到的GM发生变化的结构，对分类有很大的贡献，这一点通过多核学习方法得到了证实（图3c）。该分析确定右侧颞中回、额叶下回和扣带回后皮质是预测能力最强的区域，对决策功能的共同贡献超过50%（图3c）。

注解 图3：分类。

（a） 描述支持向量机分类结果的散点图。功能值（平均值±标准差）：FPRG:1.27±1.03，FCTR:−0.79 ± 0.33. 均衡准确率：100%，尽管一些参与者接近决策函数边界；虚线是类（0）之间的函数值截止点，“留一”交叉验证，Npermutations=10000，P≤ 0.0001. 每次折叠验证绘制功能值（即，在本例中，按受试者绘制）。

（b） 分类器的权重图，描述体素对决策函数的相对贡献。

（c） 使用自动解剖标记（AAL）图谱的多核学习模型，产生预测能力最大的区域权重图（均衡准确度：93.5%，留一交叉验证，Npermutations=10000，P≤ 0.0001). 它们是（从左到右描绘）右侧颞中回（权重 22.46%，实验秩次 1.2）、右侧额下回（权重19.46%，实验秩次 1.84）和右侧后扣带回皮质（权重 10.41%，实验秩次 3.98）。

FCTR，未产妇对照组，两次扫描期间未怀孕；FPRG，两次扫描期间怀孕并分娩的女性。

注解 补充图5：多元分类中表面投影的权重图

支持向量机分类结果在大脑表面上投影的平均权重图，说明每个体素在决策函数中的相对重要性。

妊娠期GM体积变化的定位

已知受妊娠影响的GM变化区域在社会认知中起作用，对所观察到的GM体积变化的视觉检查表明，其与心理理论网络（the theory-of-mind net- work ）非常相似（图4）。为了定量评估这种空间对应性，本研究使用Schurz等人的meta分析所定义的心理理论网络定义了本研究结果中的重叠，这表明基于大脑GM映射图的随机分布，重叠量比预期的大三倍（补充表6）。此外，为了进一步检查所观察到的GM变化在功能网络方面的定位，本研究量化了妊娠期GM变化与Yeo等人的meta分析定义的大脑皮质12个认知成分之间的重叠。有趣的是，尽管这些成分与不同的任务变量有关，但与妊娠期GM变化重叠最大的三个认知成分，对应于由心理理论任务激活的三个成分（见补充表6）。因此，在最强的心理理论参与网络（the network of strongest theory- of-mind recruitment）中观察到了最大的空间对应性。事实上，根据大脑GM组织的随机分布，唯一一个与妊娠期GM变化表现出比预期更大重叠的功能网络，与由心理理论任务参与的三个网络相对应。

注解 图4：心理理论网络与妊娠期GM体积变化的相似性。

（a） 心理理论网络摘自Schurz 等人的meta分析。Schurz等人提供了基于置换检验的meta分析z值的统计图，并使用Caret软件显示。

（b） 当前研究中，在两次扫描期间怀孕的妇女组中，GM体积减少（P<0.05，FWE校正）。

初产父亲在伴侣怀孕期间的GM体积变化

为了进一步测试这些变化对经历怀孕生物学过程的参与者的特异性，而不是由父母身份转变导致的其他变化。在女性怀孕前后，本研究对其初为人父的男性伴侣进行了脑扫描，并设置了一组未为人父的男性对照组。使用SPM12纵向差异建模管道提取GM体积变化图。涉及这些组的比较表明，在这段时间内，父亲的GM体积与对照组相比没有变化；在脑部扫描期间，观察到的脑部变化对怀孕妇女是有选择性的（表1，补充图6和补充表7）。

注解 补充图6：四组中每个群集的个体GM体积变化

图中显示了各组平滑归一化后的雅可比差分图像的平均信号。

FCTR=未产妇对照组女性，FPRG=在两次扫描期间初次怀孕并生产的女性。MCTR=未为人父的男性，其伴侣在两次扫描期间未怀孕，MPRG=初为人父的男性，在两次扫描期间其伴侣怀孕并生产，Sup. Temp. Sulcus =颞上沟，Med.=内侧，Inf.=下，Mid.=中间，L=左，R=右。

妊娠期间体表面积和皮质厚度的变化

为了研究怀孕期间脑GM变化的结构特征，本研究在FreeSurfer 5.3中进行了基于表面的分析。横断面分析证实，怀孕的女性与未怀孕的女性之间缺乏基线差异。使用纵向处理管道，本研究提取了皮质厚度和表面积，这两者均对皮质体积有贡献。与主要的体积结果一致，这些测量值在整个怀孕期间都有所降低（图5和补充表8和9）。表面积（图5a）和皮质厚度（图5b）均有变化。尽管这两种测量都受到影响，但在皮质的表面积中观察到了特别广泛的变化（图5a和补充表8和9）。

因此，涉及GM体积变化图中的平均表面积和皮质厚度值的判别分析表明，84.4%的女性可以根据表面积的变化（λ=0.66，χ2=17.69，P<0.001）被正确归类为怀孕或未怀孕，68.9%可根据皮质厚度变化进行分类（λ=0.82，χ2=8.57，P=0.014）。相比之下，95.6%的女性可以使用平均GM体积变化（λ=0.36，χ2=43.49，P<0.001）进行正确分类。相关分析表明，相比于皮质厚度，平均GM体积的变化与基于表面积的测量之间存在显著关联（皮质厚度：左半球，R=0.44，P=0.029；右半球，R=0.38，P=0.062；表面积：左半球，R=0.58，P=0.011；右半球，R=0.91，P<0.001）。

注解 图5：基于表面的测量。

描述（a）表面积和（b）皮质厚度 在妊娠期间变化的表面映射图（假发现率（FDR）-校正 P<0.05）。蓝色和青色表示增加，而红色和黄色表示减少。

怀孕期间认知能力的变化

本研究在怀孕前后进行了几次认知测试。采用言语词汇表任务（A verbal word list task ）考察言语记忆，采用后向数字广度任务和双回溯测试考察工作记忆的变化。与对照组相比，在这些测试中没有观察到显著的变化，尽管在口头单词表学习任务中观察到正确回答数量减少的趋势（补充表10）。

产后母亲依恋量表的多元回归分析

为了研究妊娠期大脑变化与产后母亲护理方面是否存在关联，本研究研究了孕期GM体积变化与母亲依恋指数的关系。使用产妇产后依恋量表的三个维度进行多变量核函数的岭回归分析。这些分析表明，妊娠期GM体积的变化显著预测了母婴依恋的质量，以及该量表定义的母亲产后对新生儿的敌意的消失（图6b和补充图7和8）。

fMRI任务（包括婴儿的照片）中的神经活动

此外，为了检测母亲对其婴儿的视觉神经反应，母亲们参与了一项涉及婴儿照片的fMRI任务。在这项任务中，向女性展示其自己的孩子和其他婴儿的照片，并对比观察其他婴儿时的神经反应和对自己婴儿的反应。fMRI任务包括其自己的孩子和其他婴儿的照片以及声音。根据多变量回归结果，本研究发现，女性对婴儿表现出最强神经活动的几个区域对应于在整个孕期GM体积减少的区域（图6a和补充表11）。量化这些结果与妊娠期GM体积变化之间重叠，结果表明近30%的体素对母亲自己的婴儿的反应比对其他婴儿的反应更大，它们位于在妊娠期体积减少的GM区域（补充图9和补充表6）。根据这些分布图在大脑灰质组织中的随机分布，表明重叠比预期的要大近七倍（补充表6）。

相反的对比度（其他婴儿图片>自己的婴儿图片）并没有得出统计上显著的结果。为了完整性，还分别研究了每种情况下的神经活动，以确认在这两种情况下，视觉感知和面部处理的典型网络的参与（补充表12）。

注解 图6: 产后婴儿相关的神经活动和依恋得分。

（a） 重复图1中“亲生孩子>其他婴儿”的对比（N=20）和GM体积变化的fMRI结果。为了说明，在P<0.0001的较宽松阈值下描绘了未校正的fMRI结果（在P<0.05 FWE校正阈值下观察到右下额叶簇和后扣带回皮质；见补充表11）。在这两个阈值下，“其他>亲生”婴儿图片的对比都没有统计学意义。

（b） 基于孕期GM体积变化，对产后依恋量表（MPAS）评分进行多变量预测。多元核岭回归结果（N=24，不进行交叉验证）与MPAS分数（Npermutations=10000。依恋质量：平均值±标准差=37.11±3.99。P=0.030，PnMSE=0.024。无敌意：平均值±标准差=16.93±4.10。P=0.026，PnMSE=0.021。互动乐趣：平均值±标准差=20.88±3.10。P=0.985，PnMSE=0.918）。针对与GM体积变化相关的两个MPAS分数，绘制预测与实际MPAS分数；nMSE，标准化均方误差。

补充图8 多元回归结果的表面投影权重图

将平均权重图投影到大脑表面，说明多元回归中每个体素的相对重要性，用于核岭回归分析。（a） 没有敌意。（b） 依恋的质量。

长期随访

由于动物模型提供了令人信服的证据，表明生育与女性大脑和行为的改变有关，而这些改变在断奶后，甚至在老年时中都很明显。本研究调查了在人类样本中观察到的结构变化，是否在分娩后2年左右的随访仍然存在（平均值±标准差：产后2.32±0.50年；“产后+2年”期）。其中11名母亲尚未经历第二次怀孕，能够并愿意返回进行随访扫描。在检查产后+2年和孕前基线之间的大脑变化时，本研究观察到，与孕前基线相比，除了左侧海马簇（图7c、d和补充表13），产后早期的所有簇群中的GM体积都减少了（图7a、b和补充表13）。此外，在研究产后和产后+2年期间GM体积的变化时，本研究观察到除了左侧海马群的选择性体积恢复，这些结构内没有进一步的减少或增加（图7和补充表13）。这些结果表明，除了部分海马体积恢复外，所有这些GM减少在分娩后至少持续了2年。

注解 图7：长期随访。

（a） 从平滑后的标准化雅可比差图像中，提取每次扫描相对于基线检测前的平均（±s.e.m.）信号变化。其余的集群绘制在补充图1中。

（b） 与基线检查前相比，表面映射图显示了产后+2年后GM体积的减少（经FWE校正，P<0.05）。对11名女性提供了完整的怀孕前后以及产后2年的数据。

（c） 与怀孕前基线相比，怀孕后左侧海马和矢状位切片的平均信号变化，描绘了怀孕前后的海马变化。

（d） Plot（平均值±s.e.m.）和矢状面重叠，描绘从产后到产后+2年的海马恢复情况。补充表13列出了统计数据。

Sup. Temp. ，颞上叶；Inf.，下；Med.，内侧；L,左；R,右。FCTR，未产妇对照组，两次扫描期间未怀孕；FPRG，两次扫描期间怀孕并分娩的女性。

讨论

这些结果表明，怀孕与人类大脑结构的显著变化有关。更具体地说，研究发现，初产女性在整个妊娠期都会经历广泛的GM体积缩小，呈对称性模式，主要影响前、后皮质中线以及双侧外侧前额叶和颞叶皮质的特定部分。亚组分析表明，不同参与者的这些体积变化具有很强的一致性，多元模式认知分析进一步强调了这一点。事实上，这项分析表明，可以利用MRI成像，依据大脑中GM体积的变化，准确地将所有女性归类为怀孕或未怀孕。对初为人父者进行分析，进一步证明了这些体积变化对怀孕女性的选择性，证明了这些大脑变化与怀孕的生物学过程之间的联系，而不是与父母身份转变有关的经验依赖性变化。

生命的另一个阶段是内源性性激素水平升高，随后大脑的GM结构发生广泛变化。在青春期，性激素的产生引发了一系列行为、认知、社会情绪、身体和神经方面的变化，包括GM体积、表面积和皮质厚度的广泛减少。事实上，研究发现，青春期女孩体内较高的雌二醇水平可以预测更大程度的皮质变薄和GM体积损失，包括颞中回和额叶下回等几个区域。

从MRI图像中提取的GM信号的变化可以反映各种过程，例如突触数量、胶质细胞数量、神经元数量、树突结构、脉管系统、血容量和循环以及髓鞘形成的变化，在本研究的研究中观察到的GM体积的减少不能精确定位到特定的分子机制。在青春期，这些GM的减少被认为反映了（至少部分）突触的修剪，伴随着代谢需求和神经胶质细胞的相应减少，尽管髓鞘的增加也可以作为观察到GM体积减少的基础。青春期的突触修剪通常被视为微调连接到功能网络的必要过程，并被认为代表了大脑回路的细化和专业化，这对健康的认知、情绪和社会发展至关重要。

目前的研究结果表明，怀孕同样与GM体积的大幅减少有关。观察到的体积减少并不是随机分布在整个大脑中，而是主要分布在大脑皮层的相关区域。尽管这些高阶区域有助于实现各种功能，但受影响的区域在社会进程中发挥着关键作用。事实上，观察到的形态变化模式与心理理论网络（the theory-of-mind network ）有显著的相似性（图4）。通过量化本研究的结果与Schurz等人的心理理论meta分析结果之间的重叠，证实了妊娠期GM变化与心理理论网络之间的空间相似性。此外，根据Yeo等人的meta分析，对妊娠期GM体积变化与人类联想皮层认知成分之间的交叉点进行了检查，为这些变化在心理理论任务招募的功能网络中的定位提供了证据，尽管需要注意的是，隐含的功能网络超出了心理理论的过程，而且多个过程可能会受到影响。

根据本研究的研究结果，可以推测在女性怀孕期间，其大脑中支持社会认知的神经网络会经进一步成熟或专门化。很少有研究调查怀孕对社会认知的影响，但有初步迹象表明，怀孕妇女的社会信息处理能力得到了提高，包括情绪增强和面部识别。根据这些发现，提出了社会认知中的妊娠适应概念。

在啮齿类动物中，怀孕期间大脑激素的启动与抑制，与对幼崽的厌恶反应以及一系列复杂的母性行为有关。啮齿类动物影响繁殖经验的其他因素包括空间学习、觅食和捕食能力的持续改善。人类的进化不同于啮齿类动物，在人类中，社会认知能力可能比觅食能力更重要，以便在复杂的社会环境中提供足够的母性护理并成功养育后代。因此，认为心理理论系统是人类父母大脑的核心组成部分，而母亲准确评论婴儿心理状态的能力和过程，对牢固的母胎依恋和儿童自身社会认知功能的发展非常重要。在妊娠期，支持社会过程的大脑结构改变，可以通过多种方式为母亲提供适应优势：例如，通过促进母亲识别孩子的需求，解码可能存在潜在威胁的社会刺激，或者促进母婴关系。

为了进一步研究适应性重组的可能性，以促进孕产的各个方面，本研究检查了与孕产妇护理指数相关的大脑变化。使用产妇产后依恋量表的三个维度进行多元回归分析，表明孕期GM体积的变化显著预测了母婴依恋的质量以及产后母亲对新生儿的敌意。此外，在怀孕期间体积缩小的GM组织和产后fMRI成像中对婴儿照片有最强神经反应的大脑区域之间，观察到了大量重叠。综上所述，本研究的研究结果为完善社会大脑结构的适应性提供了初步支持，这有利于产妇向母亲角色的过渡。

为了获得更多关于妊娠期神经GM变化的结构特征的信息，本研究还进行了基于表面的分析。这些分析显示，整个妊娠期皮质厚度和表面积都有所减少，皮质外套膜的表面积受到的影响尤其严重。这些发现与之前的研究一致，表明这两种皮层性质在整个生命过程中保持动态，尽管它们在不同阶段受到不同的影响。例如，在早期发育过程中，表面积更具活力，而在阿尔茨海默病、艾滋病或多发性硬化症等疾病中，快速的GM萎缩几乎完全由皮质变薄驱动。此外，表面积的性别差异是皮质体积性别差异的基础，这表明皮质表面积对性激素的敏感性增强。

最后，由于动物研究已经证明，在整个生命周期中，生殖相关的变化是明显的。本研究产后+2年进行随访，研究了怀孕的结构变化是短暂的还是持续的。这些分析表明，除了海马簇部分体积选择性恢复外，所有体积变化均保持不变。

虽然很难将本研究的研究结果与动物研究中获得的微观结构的结果进行比较，但应注意的是，在啮齿类动物中已对海马体进行了广泛的研究，证实海马体与生殖经验有关，并在妊娠期和产后表现出显著的可塑性。例如，在大鼠怀孕后或通过模拟怀孕的雌激素和孕酮，树突形态发生了变化。此外，在大鼠妊娠晚期观察到细胞增殖减少的趋势，产后的生殖经验与海马细胞增殖减少相关。当生殖经验与海马细胞增殖的雌激素依赖性增加相关时，神经发生似乎在断奶时恢复到基线水平，并可能在中年时逆转为增加水平。在本研究的研究中，也可以假设神经发生的减少和增加有助于观察到海马体积的变化。动物研究发现，与未产妇相比，妊娠晚期和产后哺乳期初产大鼠的海马体积有减少的趋势。与未经产期的老龄雌性大鼠相比，经产期的老龄大鼠，尤其是雌性大鼠，其海马体积长期增加，记忆能力增强，大脑老化迹象减少。

本研究推测，在研究中观察到的海马GM减少和产后2年部分体积恢复，与人类妊娠相关的记忆缺陷有关，而这些缺陷在产后2年恢复。之前的研究表明，在怀孕期间，言语回忆记忆尤其会减弱。然而，应该注意的是，怀孕期间的记忆变化似乎很微妙，并且没有持续。在目前的研究中，本研究观察到，与未怀孕的女性相比，怀孕期间女性的记忆表现没有显著变化。然而，本研究无法就怀孕期间发生的暂时性记忆变化得出结论，因为怀孕后的测量结果与怀孕前的基线表现进行了比较。此外，可能需要更大的样本或更具生态有效性的任务，来揭示与怀孕相关的认知表现的细微变化。最后，值得注意的是，本研究样本的受教育程度相对较高。尽管本研究中的所有受试者群体都是这样，但在调查认知功能变化时，这可能会导致偏差，观察到的记忆缺失变化可能无法推广到不同教育背景的女性。

性激素调节神经元的形态和数量，已知性激素的内源性或外源性水平的变化会影响人脑的结构和功能。考虑到女性在怀孕期间性激素激增，以及观察到的神经解剖学变化的一致性和程度，本研究将其归因于孕期的内分泌系统。然而，导致所观察到的神经解剖学变化的因素无法确定。与父母身份转变相关的生活方式变化，如社会地位或环境的变化，可能会起到一定作用。此外，尽管在两次MRI扫描之间，妊娠是最漫长、内分泌最极端的时期，本研究不能完全排除分娩或产后早期因素对结果的影响，如出生到产后几周内的睡眠剥夺或婴儿互动。然而，在这些父亲身上没有观察到任何变化，将他们纳入额外的对照组，以部分解释这种经验依赖性变化。此外，这些环境和生活方式的变化主要发生在或至少持续到出生后。对产后期间的相关分析显示，在这些结构中没有显著的相关性，将该变量作为协变量对本研究的结果几乎没有影响（补充表14）。此外，在一项纵向研究中，先前已经绘制了产后第一阶段GM体积的变化图。在这项研究中，调查了女性产后早期，在这段时间里，她们与本研究研究中的女性暴露在类似的产后因素中。值得注意的是，在此期间未观察到神经体积减少。

总结：

综上所述，本文的研究表明，人类怀孕与大脑结构的长期实质性改变有关，初产女性在整个妊娠期都会经历广泛的GM体积缩小，呈对称性模式，主要影响前、后皮质中线以及双侧外侧前额叶和颞叶皮质的特定部分。亚组分析表明，不同参与者的这些体积变化具有很强的一致性，多元模式认知分析进一步强调了这一点。这些区域位于涉及社会性信息处理的区域，这可能对将为人母的女性起到适应性作用。据本研究所知，本研究首次揭示了怀孕对人脑灰质结构的影响。未来的研究需要追踪妊娠激素以及环境和生活方式变化，可能会进一步区分导致神经解剖学变化的因素。