突破性研究发现，婴儿出生前后的大脑活动发生巨大变化

新的脑部扫描显示，出生后大脑多个区域的神经元变得更加活跃。

科学家们对大脑中的神经元活动在出生过程中如何变化提供了前所未有的见解。

在一项新研究中，研究人员分析了从受孕后 25 至 55 周胎龄的 140 名胎儿和婴儿收集的 184 份脑部扫描数据。典型的怀孕持续大约 40 周，因此这些数据集让研究人员能够很好地了解出生前后大脑的情况。

扫描显示，大脑某些区域的神经元活动在出生后显着增加。这些区域包括感觉运动网络，它负责处理外部刺激，如视觉和声音，并协调运动。它们还包括皮质下网络，它充当来自不同大脑区域的信息的中继枢纽。

出生后，婴儿突然接触到来自外界的大量感官输入——通常是医院设备的蜂鸣声、父母的气味以及照在他们身上的灯光。他们的大脑必须做好准备并能够适应子宫外这个喧闹的世界。然而，据 11 月 19 日发表在《PLOS Biology》杂志上的这项新研究的作者称，到目前为止，人们对大脑活动在出生过程中实际上如何变化知之甚少。

相关：黑猩猩研究表明，人类的大大脑可能不是难产的原因

“出生是人类生命中最重要的事件；这是从子宫内到外部环境的一个真正巨大的变化，”该研究的主要作者、博士后研究员Lanxin Ji纽约大学朗格健康中心告诉《生活科学》。 “所以整个身体发生了很多变化，包括大脑。”

十多年来，Ji 的同事使用功能磁共振成像 (fMRI) 建立了胎儿和婴儿大脑扫描的详细数据集。这项技术通过监测有多少含氧血液流经器官来间接测量大脑活动，从而被不同区域的神经元使用。

通常，科学家通过让一个人静静地躺在管状扫描仪内来进行功能磁共振成像。然而，吉说，很难获得胎儿大脑活动的清晰信号，特别是考虑到他们在子宫里经常移动。

为了克服这一挑战，研究人员使用软磁线圈扫描胎儿的大脑，并将其直接放在母亲的腹部。然后，他们使用各种分析技术，包括人工智能（AI），来消除胎儿移动的影响。消除噪音后，他们可以重建胎儿大脑中展开的神经活动。

除了观察到的感觉运动和皮层下网络的影响之外，研究人员还注意到，出生后“额上网络”的大脑活动显着增加。这种相互连接的大脑区域网络调节更复杂的认知技能，例如工作记忆，它使人们能够在短期内记住事情 - 例如，当他们思考时通过数学问题或通过一系列指示。

“上额叶皮层的变化有点超出了我们的预期，因为我们相信额叶在童年时期发育较晚，”季说。因此，需要更多的研究来解释这些新发现。

值得注意的是，尽管研究人员观察到出生后功能连接急剧增加，但这些神经元之间的通信效率增加得更加缓慢。换句话说，神经元与其他神经元的连接更多，但高效的网络仍有待完善。

研究人员认为，大脑可能需要时间来完善其网络结构以优化效率，同时消除消耗性连接，这种现象被称为“突触修剪”。

研究人员希望他们的新发现能够为未来的研究奠定基础，研究环境因素如何影响出生前后的大脑发育。他们现在计划将早产儿（37周前存活的婴儿）的大脑网络的时间和生长与足月婴儿的大脑网络进行比较，看看他们的早期大脑发育是否存在差异，Ji说。