根据伊利诺伊大学的一系列研究,怀孕期间的胆碱摄入可以影响婴儿的新陈代谢和大脑发育。虽然胆碱在神经发育中的作用已经在啮齿类动物中进行过研究,但是用猪做的新研究与人类有更多相关性。

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据LiveScience北京时间10月29日报道,太空飞行不仅仅会改变我们看这个世界的方式,也会改变我们的大脑。

“我们知道猪对人类来说是一个很好的模型,因为它们具有相同的营养需求,相似的代谢功能,并且具有非常相似的大脑发育,遵循相同的生长轨迹,”神经科学计划的博士生Austin Mudd解释道。我是这样的。“猪正在弥合我们在啮齿动物身上看到的机械工作与他们在人类身上看到的更高层次的认知功能之间的差距。”

2017年2月, 西班牙巴塞罗那大学研究人员 Susanna Carmona 和 Oscar Vilarroya 等人在神经学顶级期刊 Nature Neuroscience 发表研究论文:Pregnancy leads to long-lasting changes in human brain structure,怀孕会导致人类大脑结构的长期变化。

《新英格兰医学杂志》日前发表文章称,在新进行的一项小规模研究中,来自德国、比利时和俄罗斯的一个研究团队,详细比较了10名航天员执行长期太空飞行任务前后大脑的变化,发现他们大脑的白质和灰质发生了“大量”变化。

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这些变化对航天员的影响,仍然是一个悬而未决的问题。论文共同作者彼得·祖·欧伦堡博士在一份声明中表示,“但是,灰色和白质中显示的大量变化,是否会导致认知方面的任何变化目前还不清楚。”

在肝脏,鸡蛋,小麦胚芽和其他食物中发现的胆碱是人类和动物饮食中必不可少的营养素。它需要制造细胞膜,神经递质和髓鞘,神经细胞周围的脂肪鞘。但大多数成年人,包括孕妇,都不够消耗。

众所周知,怀孕涉及激素激增和生物适应性。然而,怀孕对大脑的影响仍然知之甚少。该研究研究了25对首次生育的父母,分别在孕前、产后对他们的大脑进行MRI扫描,并与未生育者的大脑扫描进行对比发现:怀孕会导致大脑结构发生实质性的变化,大脑中与认知能力相关的灰质区域体积明显减少了。

更重要的是,研究人员发现,在太空飞行结束很久后,脑脊液的循环仍然不会复原。

ued赫塔菲官方 ,“在美国,我们90%的人不符合我们的胆碱要求,”马德说。“最新数据显示,孕妇每天应摄入450毫克,甚至可能达不到300毫克。”

MRI:核磁共振成像,是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种成像技术。

欧伦堡说,“总体而言,我们的研究结果表明,在返回地球后至少7个月内脑脊液循环模式出现了长时间的变化。”

为了解胆碱缺乏如何影响怀孕期间和怀孕后发育中的大脑,Mudd和他的合作者在怀孕后半期给怀孕母猪胆碱缺乏或胆碱充足的饮食。断奶后,给仔猪喂食胆碱缺乏或富含胆碱的代乳粉30天。然后通过磁共振成像(MRI)扫描一个月大的仔猪。

大脑灰质:又称大脑皮层、大脑皮质,它是神经元细胞体密集的部位,色泽灰暗,平均厚度为2-3毫米。脑灰质主要分为:脊髓灰质、脑干灰质、大脑皮层灰质三个区域。灰质是信息处理的中心,能对外界的各种刺激做出反应。

太空飞行前后的变化

Mudd在体积和化妆方面分析了仔猪大脑的图像。在2016年营养神经科学的一篇文章中报道的第一项分析比较了在出生前和出生后得到缺乏或足够胆碱的仔猪的19个脑区的体积。第二项分析发表在上周的“当前营养发展”中,对体积差异进行了校正,以分离仔猪大脑中灰质和白质浓度的差异。

初次生产母亲在怀孕过程中大脑灰质的体积发生变化

为了研究大脑的变化,研究人员观察了太空飞行前、从太空返回地球不久之后以及大约7个月后航天员大脑的MRI图像。所有10名航天员参加了前两次MRI检查,7人参加了最后一次检查。

“在缺乏胆碱的妈妈的猪身上,他们的大脑总体上要小10%,”马德说。19个地区中有11个在胆碱缺乏的大脑中明显较小。

使用高分辨率的脑部扫描检测第一次成为母亲的大脑区域,并与未经生育的女性进行比较。为了实验的严谨性和完整性,研究人员也比较了大脑白质区域,发现白质并无明显变化。

这些航天员都是男性,平均年龄为44岁,他们都曾驻留国际空间站。他们平均在太空中度过了189天,相当于约6个月。

当Mudd针对这些体积差异进行校正以特别关注灰色和白色物质浓度时,故事情况是相同的。母亲在怀孕期间摄入足够胆碱的仔猪在大脑皮层区域的灰质和白质浓度较高。

怀孕期间大脑大脑灰质体积变化的定位

在对航天员大脑进行MRI检查时,研究人员关注三个量:灰质体积、白质体积和脑脊液体积。构成大脑外表面的灰质包含神经元和其他支持细胞的细胞体,而白质包含轴突。

灰质主要由神经元本身组成,而白质包含连接神经元和桥接大脑不同部分的物质。

怀孕期影响大脑灰质变化的区域在社会认知中起着一定的作用,研究中观察到的大脑灰质体积变化与心理网络的相似性很大

研究人员发现,当航天员返回地球时,与太空飞行前相比,灰质体积会“普遍”减少。然而,研究人员报告称,在太空飞行后的长期随访中,航天员灰质体积基本上能恢复到太空飞行前的水平。换句话说,这些变化并不是持久性的。

“在我们的第一篇论文中,我们发现在胆碱充足的猪中左右皮质较大,”他说。“经过我们的第二次分析,这是有道理的。如果你的皮质中有更大的灰质密度,那么大脑区域的体积也可能更大。”

怀孕期间大脑皮层表面积和厚度的变化

但白质体积的变化则有所不同:与太空飞行前相比,大脑一部分的白质体积有所减少。但7个月后对7名航天员进行的大脑MRI检查发现,蛋白质体积减少得更多了。

数十年的研究表明,特定的营养素在神经发育过程中发挥着特殊的作用。MRI技术的使用使研究人员能够识别特定营养素对大脑发育特定方面的全球影响。在早期的一项研究中,研究人员发现另一种营养素铁会影响灰质和白质的发育。

通过怀孕女性和为怀孕女性的比较发现,怀孕女性的大脑皮层表面积和厚度都有明显的降低

在执行航天飞行任务后,航天员的脑脊液体积也发生了变化。在返回地球后进行的第一次MRI检查时,脑脊液体积在大脑某些区域增加,而在其他区域则会减少。但在后来的检查中,大脑中心的脑脊液体积恢复到太空飞行前水平,而大脑和头骨之间的脑脊液体积则进一步增加。

“我们的研究表明,像铁这样的胆碱似乎并不特定于大脑发育的一部分,它对所有这些都很重要,”Mudd说。

怀孕期间认知能力的变化

所有这些结果都是针对胆碱缺乏的母亲所生的仔猪。但是,作为研究的一部分,一些来自胆碱缺乏的母亲的猪在出生后被给予足量的胆碱。是否足以抵消怀孕期间的不足?

针对怀孕前后进行认知能力测试,主要测试语言和记忆能力,虽然在口头词汇这项测试中回答正确率有下降,但是与对照组相比,怀孕前后,认知能力并没有明显变化。

简短的回答是否定的,至少不适用于大脑。“产后补充不能纠正产前缺乏。它必须在发育过程中发生。事后我们无法恢复,”美国动物科学部营养科学和神经科学项目副教授Ryan Dilger说。我

长期跟踪回访

ued赫塔菲官方也会转移大家的大脑,为了然胆碱贫乏怎么着影响妊娠时期和怀胎后发育中的大脑。然而,另一位合作研究这些论文的研究员在2015年领导了一项关于同一仔猪的早期研究。由Caitlyn Getty领导的这项研究表明,胆碱缺乏的母亲的仔猪体重较低,但她的研究更侧重于整体健康和仔猪的新陈代谢。从这个角度来看,产后胆碱的摄入量是最重要的,尤其是肝肾功能。

后续的长期跟踪回访证实,除部分海马区体积恢复较快,大脑灰质体积的减少至少会持续两年。这些研究数据充分证实了怀孕会使女性的大脑发生长期的变化。

这项研究结合在一起,提出了一项支持2013年研究的细胞水平机制,该研究得出的结论是,母亲的胆碱摄入量远远低于推荐值,7岁时学习成绩较低。

怀孕后灰质体积减少明显,分娩后两年内尚未得到恢复。

“我们知道结构改变是存在的,但它可能不会以我们在以后的生活中看到的方式表现出来。这就是为什么在妊娠期间考虑这一点很重要,因为那时正在发生变化,”Mudd说。

该研究证实了怀孕会使女性的大脑灰质体积减少,而且这一变化至少会持续两年。需要强调的是,并无证据表明怀孕会让人变傻。

Dilger补充道,“我们不是在讨论明显的发育障碍,也不是说如果你怀孕时不吃鸡蛋,就会导致疾病。相反,这些都是微妙的部分,我们看到个体差异,它可能是相关的在怀孕期间给你母亲的饮食。“

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