U change: an integrative view on the neurobiological adaptations to motherhood

Abstract

És comú entre mares expressar que la maternitat et canvia. Durant l'embaràs, gairebé tots els òrgans del cos s'adapten per a facilitar el procés de gestació, part i postpart. Així i tot, fins fa poc les adaptacions neurobiològiques a la maternitat romanien inexplorades en humans. L'arribada del nadó, comporta una sèrie d'adaptacions comportamentals dirigides a assegurar el benestar d'aquest. Evidència en animals no humans indica que el clima hormonal de l'embaràs provoca canvis neuroplàstics que condueixen a l'activació del comportament maternal. D'acord amb aquest coneixement, es regeix la transició a la maternitat en humans pels mateixos principis? En l'última dècada, estudis de neuroimatge mitjançant la ressonància magnètica cerebral han reportat que les dones experimenten canvis neuroanatòmics i funcionals en el cervell associats a l'embaràs i al postpart. A més, aquests canvis ocorren junt amb canvis hormonals inigualables a qualsevol altre moment vital. Actualment, però, la relació específica entre els canvis entre hormonals, cerebrals i comportamentals durant la transició a la maternitat està per descriure.

La present tesi comença amb una introducció a la bibliografia sobre el cervell maternal. Descriu el comportament matern i com pot estudiar-se, els nostres coneixements actuals sobre els canvis cerebrals associats a la maternitat i el complex clima hormonal de l'embaràs. Els capítols següents abasten un compendi d'articles que ofereixen una visió integrativa de les adaptacions neurobiològiques a la maternitat. L'Estudi 1 integra estudis en humans i murins per a descriure quins mecanismes de plasticitat cerebral podrien explicar els canvis estructurals detectats per ressonància magnètica en humans, quins sistemes hormonals és probable que contribueixin a aquests canvis neuroanatòmics i com aquests mecanismes cerebrals poden estar vinculats al comportament maternal. L'Estudi 2 caracteritza empíricament la trajectòria completa dels canvis cerebrals que es produeixen durant l'embaràs i el postpart. A més, descriu quina és l’associació amb els canvis hormonals al llarg de l’embaràs i postpart, així com amb el vincle mare-nadó. En conjunt, aquesta tesi amplia el coneixement de les adaptacions neurobiològiques a la maternitat.

Es común entre madres expresar que la maternidad te cambia. Durante el embarazo, casi todos los órganos del cuerpo se adaptan para facilitar el proceso de gestación, parto y postparto. Aun así, hasta hace poco las adaptaciones neurobiológicas a la maternidad permanecían inexploradas en humanos. La llegada del bebé, comporta una serie de adaptaciones comportamentales dirigidas a asegurar el bienestar de este. Evidencia en animales no humanos indica que el clima hormonal del embarazo provoca cambios neuroplásticos que conducen a la activación del comportamiento maternal. En base a este conocimiento, ¿se rige la transición a la maternidad humanos por los mismos principios? En la última década, estudios de neuroimagen mediante la resonancia magnética cerebral han reportado que las mujeres experimentan cambios neuroanatómicos y funcionales en el cerebro asociados al embarazo y al postparto. Además, estos cambios ocurren junto a cambios hormonales inigualables a cualquier otro periodo vital. Aún así, la relación específica entre los cambios entre hormonales, cerebrales y comportamentales durante la transición a la maternidad todavía está por describir.

La presente tesis comienza con una introducción a la bibliografía sobre el cerebro maternal. Describe el comportamiento materno y cómo puede estudiarse, nuestros conocimientos actuales sobre los cambios cerebrales asociados a la maternidad y el complejo clima hormonal del embarazo. Los capítulos siguientes abarcan un compendio de artículos que ofrecen una visión integrativa de las adaptaciones neurobiológicas a la maternidad. El Estudio 1 integra estudios en humanos y murinos para describir qué mecanismos de plasticidad cerebral podrían subyacer a los cambios estructurales detectados por resonancia magnética en humanos, qué sistemas hormonales es probable que contribuyan a dichos cambios neuroanatómicos y cómo estos mecanismos cerebrales pueden estar vinculados al comportamiento maternal. El Estudio 2 caracteriza empíricamente la trayectoria completa de los cambios cerebrales que se producen durante el embarazo y el posparto. Además, describe cuál es su asociación con los cambios hormonales, así como con el vínculo madre-bebé. En conjunto, esta tesis amplía el conocimiento de las adaptaciones neurobiológicas a la maternidad.

It is a common saying among mothers that motherhood changes you - you change. During pregnancy, almost every organ in the body adapts to ensure a successful gestation, parturition, and postpartum. For years, however, the neurobiological adaptations to motherhood remained outside the scope of human research. New mothers are flooded with novel physical, cognitive, and emotional demands. Hence, the arrival of a newborn entails a set of behavioral adaptations that aim to ensure their offspring’s well-being. Evidence from non-human mammals indicates that the hormonal milieu of pregnancy drives neuroplastic changes that lead to the activation of maternal behavior. In light of observable components of parenting in mammals, is the transition to motherhood in humans ruled by the same neurobiological components? In the past decade, Magnetic Resonance Imaging (MRI) studies have consistently shown that women undergo substantial neuroanatomical and functional changes across pregnancy and postpartum. Said adaptations co-occur with utmost hormonal changes. However, the specific relationship between hormones, brain plasticity, and behavior during the transition to motherhood in humans still needs to be unraveled.

The present thesis opens with an introduction to the maternal brain literature. It describes maternal behavior and how it can be studied, our current knowledge of the brain changes linked to motherhood, and the complex hormonal milieu of pregnancy. The following chapters encompass a compendium of articles that provide an integrative perspective on neurobiological adaptations to motherhood. Study 1 is an overarching article that integrates human and murine studies to describe which brain plasticity mechanisms might underlie the structural changes detected by MRI in humans, which hormonal systems are likely to contribute to such neuroanatomical changes, and how these brain mechanisms may be linked to maternal behavior. Study 2 empirically characterizes the brain changes that occur during pregnancy and the postpartum period. Moreover, it integrates longitudinal hormonal changes and behavioral data with the observed brain changes. Together, this thesis expands the knowledge of the neurobiological adaptations to motherhood.