神经科学家EmilyJacobs(左)和CaitlinTaylor(右)检查女性海马体的MRI图像。Jacobs团队关于荷尔蒙如何塑造大脑的研究在Netflix系列节目《快乐的原则》中得到了体现。
当艾米丽·雅各布斯(EmilyJacobs)在2000年代初开始研究大脑时,一种称为功能性磁共振成像(fMRI)的技术正风靡一时。“就像我们拥有超级强大的望远镜,可以让我们量化已知宇宙最远的范围一样,我们拥有这种工具,可以让我们看到整个人类大脑,并将其视为一个脉动的活器官,”认知专家雅各布斯说。加州大学圣巴巴拉分校的神经科学家。
通过测量作为大脑活动指标的血流变化,神经科学家对不同情况如何刺激大脑区域之间的对话以及对话强度如何随时间变化有了新的认识。“我正乘着那股兴奋的浪潮,”雅各布斯说。
但她很快意识到,还有一些大问题没有被问到——对世界一半人口来说很重要的问题。月经、怀孕和更年期带来的自然荷尔蒙变化会影响大脑的交流吗?全球有数亿人使用的荷尔蒙避孕药,例如避孕药,情况如何?这对大脑健康和行为意味着什么?
荷尔蒙的起伏是女性历来被排除在生物医学研究之外的一个重要原因,尽管男性的荷尔蒙也会波动。由此造成的女性生物学知识差距导致精神、身体和生殖保健不足。“科学,尤其是神经科学,并没有平等地为两性服务,”雅各布斯说。
凭借一系列工具——fMRI、其他类型的MRI和大脑成像、血液测试、神经心理测试、虚拟现实等——Jacobs的实验室正试图填补我们对荷尔蒙如何在人脑中起作用的基本理解的空白。她正在研究荷尔蒙,以此作为解决有关大脑变化的更大问题的镜头。
“Emily的作品真正特别之处在于她在许多不同的层面上进行创作。伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的认知神经科学家CaterinaGratton说:“它是如此多方面。她有多种不同类型的大脑测量,从分子一直到大脑系统。”
在一系列名为“28和我”(针对典型月经周期的28天)的研究中,Jacobs及其同事在自然月经周期期间密切监测一名女性的大脑。在30天的时间里,每隔24小时,就会对这名20多岁的女性进行大脑扫描、血液激素水平检查和情绪评估。
当女性的雌激素水平在排卵期达到顶峰时,整个大脑的区域就会同步。一个名为默认模式网络的重要枢纽地区成为了紧密的对话者。更重要的是,这个网络的一部分重新安排了自己,创造了一个新的、短暂的交流集团。排卵后,当雌激素水平下降而黄体酮水平飙升时,与学习和记忆相关的大脑结构中的灰质会暂时扩大。
一年后,当同一名妇女服用抑制孕激素的药片接受检查时,没有观察到变化。
雅各布斯和他的同事说,这些发现于2021年在行为科学的当前观点中进行了描述,提供了强有力的证据表明性激素的潮起潮落每天都会推动大脑发生变化。他们还在一名男性参与者身上发现了荷尔蒙波动与大脑变化之间的联系。