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怀孕是女性一生中面临的巨大生理和激素变化的时期，但关于这些变化在大脑中的具体体现，特别是在妊娠期的动态变化，仍然了解有限。2024年，加州大学圣塔芭芭拉分校、加州大学欧文分校的研究人员在 Nature Neuroscience 期刊上发表了一篇题为《Neuroanatomical changes observed over the course of a human pregnancy》的研究，利用精确成像技术，详细绘制了从怀孕前到产后2年这一过程中，人类大脑的解剖变化。研究指出，孕期女性在妊娠期间，灰质体积（GMV）与皮质厚度（CT）均出现降低，皮质下结构出现重塑迹象。同时，白质束的定量各向异性（QA）在整个孕期呈增长状态，这可能有助于信息在大脑各区间的高效传递。
研究背景
研究发现
研究意义
实验策略
数据分析
图1：精确成像揭示了整个妊娠期间的神经解剖变化
图1a展示了标准的怀孕阶段（如三个月期）的医学划分，标示了每个孕周。
图1b显示了怀孕期间和产后激素（如雌二醇和孕酮）的显著变化。怀孕期间激素水平大幅升高，产后迅速下降。
图1c描绘了一名健康的38岁初产妇，从怀孕前三周到产后两年的26次扫描时间点。通过IVF实现怀孕，扫描在各个关键孕期阶段分布均匀。
图1d总结了整个实验期间的大脑测量结果。广义可加模型显示，怀孕期间灰质体积（GMV）、皮层厚度（CT）和总体大脑体积随孕周增加而显著下降，并在产后略有恢复。白质微结构完整性（QA）、侧脑室和脑脊液（CSF）体积在怀孕的第二和第三个三个月期显著增加，产后迅速下降。
图2：整个妊娠期间和产后皮质灰质体积（GMV）的广泛变化
图2a的多变量回归分析显示，绝大多数区域的GMV随孕周增加而减少，仅少数区域未受影响或增加。数据经多重比较校正。
图2b显示了从怀孕初期到第36周的网络平均变化，其中注意和控制网络受影响最大。
图2c展示了代表性的6个区域的GMV变化，其所属的主要子网络在怀孕期间有显著变化。撒点图显示了妊娠周与这些ROI平均GMV之间的关系，而箱图显示了整个研究期间各阶段的ROI GMV总结。
图3：整个妊娠期间的皮下灰质体积（GMV）变化
图3a的多变量回归分析揭示了怀孕期间双侧丘脑、尾状核、海马、腹侧间脑等皮下区域的GMV显著减少。脑室体积与孕周呈正相关。
图3b通过高分辨率的成像细分显示，在妊娠期间海马的特定亚区如CA1和CA2/CA3的体积非线性减少，PHC体积则线性减少，且在产后未完全恢复至基线。
图4：整个实验期间白质微结构的变化
图4a展示了多个白质束在怀孕期间QA随孕周增加而显著增加，这些关系通过相关性纤维追踪分析确定。
图4b总结了怀孕期间和产后的代表性区域白质束QA，箱图展示了各怀孕阶段的QA值总结。
