从子宫到出生的大脑发育凸显了早期性别差异
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一项新的研究发现,男性和女性大脑发育方式的差异从出生前就开始了,怀孕期间男性大脑整体体积的增长速度就已经很快。

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这一发现将大脑变异的部分起源推到了子宫内,在那里发育展开,而出生后的经验则无法解释这些变化。

扫描连接分娩

在从怀孕中期到出生后最初几周的近 800 次脑部扫描中,这种模式表现为连续的变化,而不是分离的阶段。

利用这些图像,剑桥大学的尤姆纳·T·汗记录了在整个早期阶段,男性大脑的体积随着年龄的增长而显著增加。

这些差异在出生前就已显现,并在出生后持续存在,这表明存在共同的发展轨迹,而不是出生后突然出现的差异。

这种早期时间将变异的来源定位在产前发育中,因此需要研究特定脑组织和区域的生长情况。

增长速度的变化

在围产期(从妊娠晚期到新生儿早期),大脑发育的速度发生了变化,而不仅仅是体积增大。

出生时大脑总体积增长最快,然后随着出生后几天内大脑总体积的增长而放缓。

“人脑在出生前和出生后不久会经历最迅速、最复杂的发育过程,”汗说。

由于时间变化如此之快,仅比较胎儿或仅比较新生儿将无法明确新生儿生活的过渡情况。

早期脑连接

怀孕中期,连接大脑区域的纤维束(白质)比其他组织增加了更多的总体积。

这些纤维有助于远距离区域之间的沟通,因此早期生长可能有助于建立区域间的基本沟通,为日后的大脑活动和身体控制奠定基础。

大约 35 周后,随着其他组织在同一时期赶上,其在大脑总体积中所占的比例下降了。

这种模式符合大脑先建立连接,然后在发育中的大脑中围绕这些早期连接添加处理组织的过程。

灰质上升

到了妊娠后期,灰质(处理信号和支持思维的组织)成为大脑发育的主要贡献者。

它的扩张反映了细胞分支和接触点的不断增长,这有助于细胞在形成网络时更有效地传递信息。

出生后,随着视觉、听觉、进食和触觉对正在发育的大脑提出新的要求,这种变化仍在继续。

成长并不意味着技能的完全掌握,而是表明在最初几周内,为以后的学习奠定了组织基础。

大脑中枢发育成熟较早

大脑深层区域比与复杂思维和意识控制相关的大脑外层区域更早达到快速增长阶段。

皮层下区域——大脑表面以下的深层结构——在此期间支持情绪、运动、身体信号和协调。

早期高峰是合理的,因为新生儿的生存首先依赖于呼吸、运动、注意力以及基本的身体控制能力。

大脑的外层皮质组织(大脑的褶皱表面层)随着出生后及以后学习系统的扩展而不断增生。

性别差异显现

在整个记录中,在所测量的周数内,男性大脑随着年龄增长的总体积平均比女性大脑增加更多。

先前的新生儿分析已经发现出生时存在与性别相关的体积模式,但没有发现这些路径在出生前何时分离。

产前扫描显示,这种差异不仅仅是由于出生后第一个月在子宫外的早期生活造成的。

群体平均值无法预测任何特定儿童的情况,因为健康的大脑在每个年龄段,无论男女,都存在很大的差异。

激素的作用仍未得到证实

生物学提供了一个可能的驱动因素:在怀孕早期,男性胎儿产生的性激素睾酮大约是女性胎儿的 2.5 倍。

这种激素可以影响细胞的生长方式,但这项研究并没有直接测量每次妊娠期间的激素水平。

基因、胎盘信号、营养和早期经历也可能影响大脑发育的速度。

原因尚不明确,因此,目前这一发现标志着一个时间线,而不是一个简单的单一原因的解释。

自闭症相关问题日益增多

对于自闭症和其他大脑发育障碍患者来说,时间线很重要,因为这些患者的生长发育时间在生命早期和学习阶段可能有所不同。

根据美国联邦卫生官员收集的最新监测数据,男孩被诊断​​出患有自闭症的概率是女孩的三倍多。

早期脑图谱本身无法解释这种不平衡,因为诊断还反映了行为、获取途径、临床偏见和性别相关的报告。

不过,新的时间表为研究人员提供了一个更清晰的平台,让他们能够在儿童症状出现之前,利用更有力的证据来检验生物学。

限制形状含义

多项限制使得结果具有实用性但范围较窄,尤其是在怀孕的早期和晚期,因为这些时期的覆盖范围较薄。

产前扫描从妊娠 21 周开始,数据集中很少有图像捕捉到妊娠 37 周后的病例。

只有 97 名参与者进行了重复扫描,因此最有力的证据仍然来自群体层面的模式,而不是个人预测。

不同的胎儿和新生儿扫描设置也可能影响微小结构,即使整体模式保持一致。

绘制增长时间线

通过对出生前后生长情况的连续观察,科学家可以获得更好的基准,从而研究许多家庭的健康变异情况。

未来的研究可以测试激素、基因、环境和出生环境,而不将出生视为发育的开始。

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