◎人類又是如何？
人類女性從懷孕到為人母的過程中，認知功能可曾享受到任何類似的好處？最新的研究顯示，人腦的感覺調節系統可能出現與其他動物相似的改變。加拿大多倫多大學密西沙加校區的弗萊明（Alison Fleming）指出，許多人類母親能夠辨認幼兒的氣味及聲響，那可能是感官能力增強所致。弗萊明及同事發現，產後體內含有高量皮質醇激素的母親，比較會受到自己小孩氣味的吸引及刺激，同時也更能辨認幼兒的哭聲。這種結果顯示，皮質醇這種隨壓力而增多、對健康有不良影響的激素，對新手媽媽卻可能有正面的作用。藉由增加皮質醇的量，母職的壓力可能提高其 _注意力、警覺性及敏感度，進而強化了親子間的聯繫。
還有研究指出其他身為人母可能具有的長期效應。美國波士頓大學的帕爾斯（Thomas Perls）及同事主持的「新英格蘭百歲人瑞研究」發現，40歲或40歲以後才懷孕的婦女，要比年輕時懷孕的女性，更有可能活到100歲。帕爾斯對這個數據的解釋，是說到40來歲還能自然懷孕的婦女，老化的速率可能較慢。不過我們還可以加上一點：在這個重要時刻，一般女性正要開始面臨停經造成的生殖激素下降，這些婦女卻經歷懷孕與後續的母職經驗，而可能強化了這些婦女的腦子。身為人母對認知功能所帶來的好處，可能抵消了防護激素下降所造成的記憶缺失，因而使她們擁有更健康的神經系統，以及更長的壽命。
那麼，生兒育女是否提供了婦女一些優勢，讓她們更善於競爭有限的資源？可惜的是，並沒有科學家做過多少研究，比較人類母親與沒有生養過小孩的婦女，在學習或是空間記憶上的能力。南加州大學的巴克沃爾特（J. Galen Buckwalter）在1999年所主持的一項研究顯示，在幾項語言記憶測驗中，懷孕婦女的成績低於標準值；但在產後，她們的成績很快就回升。不過該研究的規模甚小（只有19 位受試者），而且在一般的智力測驗上，沒有發現顯著的差異。由記者艾利森（Katherine Ellison）撰寫的《母親的腦子》書中記錄了許多例子，指出養育小孩獲得的技能可能幫助婦女在職場的表現。成功的領導者需要知道員工的需求，還要提高警覺，面對即將到來的挑戰與威脅。問題是，這些技能是否能從育嬰房移轉至會議室？
腦子因應挑戰而改變
「一心多用」這項傳統上與養兒育女息息相關的技能，已受到某些研究人員的重視。母親腦子裡的變化，是否能讓她們比沒當過母親的女性，更擅於應付照顧小孩、工作以及社會責任等多重需求？對此，科學家還沒有答案，但研究顯示，人腦的可塑性極高：當人面對挑戰，腦部的結構及活性就會改變。瑞根斯堡大學的梅伊（Arne May）及同事發現，學習同時拋接三個球的年輕男女，腦中構造出現了變化。在這些人學習如何拋接時，腦中負責知覺及預測動作的區域增大了；在他們停止練習後，這些腦區又縮小了回去。同樣的，母親腦中出現的改變，或許能讓她們得以同時應付身為人母的各種要求。
動物實驗顯示，母鼠特別擅於同時執行多重任務。由藍伯特實驗室進行的實驗顯示，在需要同時注意聲、光、氣味以及其他動物的競賽上，母鼠幾乎沒輸過處女鼠。在一項尋找喜愛食物的競賽中，有過兩次或更多懷孕經驗的母鼠拔得頭籌的次數，佔了總實驗次數的60%；只生過一胎的母鼠得勝的次數佔了33%；比較起來，處女鼠只有7%。
最後的問題是：做父親的腦子又如何呢？照顧幼兒的父親是否也能獲得心智上的好處？針對小型巴西狨猴所做的研究，可能提供了一些線索。狨猴行一夫一妻制，且夫妻倆共同照顧幼兒。藍伯特實驗室與弗羅里達州邁阿密市的私人動物園「猴子林」合作，進行一項「搜尋食物樹」的測試；參與測試的狨猴要找出哪個容器裡裝了最多食物。當了父親或母親的狨猴，在這項測試的表現都勝過沒當過父母的猴子。這項結果支持了先前利用加州白足鼠所做的研究；該品系的公鼠，也參與許多照顧幼兒的工作。藍伯特實驗室的學生發現，父鼠也同母鼠一樣，在乾地迷宮的表現優異。他們還發現，當過父親的小鼠在探索新奇的刺激（好比樂高積木）上，要比單身漢公鼠來得更快速。
總而言之，生殖經驗似乎促成了哺乳動物腦部的變化，從而造成技能及行為的改變，這點在雌性尤其明顯。從演化的角度來看，雌性面臨的最大挑戰，是要保障她們的遺傳投資得以繁榮興盛；由此演化出的母性行為，可增加雌性成功的機會。這並不是說母鼠在所有的任務上，都勝過處女鼠；而是在影響到子女生存的行為上，會有所加強。即便如此，由於母親的腦子得面對生殖的挑戰，因此生兒育女似乎給做母親的帶來許多好處；換句話說，當情況變得越艱難，腦子也就變得更靈光。
針對前述的第二項猜測，德國雷根斯堡大學的紐曼（Inga Neumann）曾多次發表論文證實，懷孕及哺乳中的母鼠在面對強迫游泳等挑戰時，懼怕及焦慮的程度都比處女鼠來得低（以測量血中壓力激素的含量為指標）。渥泰拉（Jennifer Wartella）在金斯利的實驗室工作時，利用2.3 平方公尺的空間進行老鼠的行為實驗，不但驗證了此項結果，還得到更進一步的認識。渥泰拉發現，母鼠較常探索環境，而較少出現僵住的反應；這兩項都是膽大的特徵。此外，我們還發現在母鼠腦中，調節壓力與情緒的海馬 CA3區及底側杏仁核兩個腦區，神經元活性會下降。由此使得懼怕及壓力反應減弱，再加上空間能力增強，使母鼠能夠離開安全的巢穴、有效率地覓食，並迅速返回，以照料無助的幼兒。
海馬出現的改變，對於引發這些行為變化，似乎扮演了重要的角色，因為海馬除了調節情緒外，也負責記憶與學習。由美國洛克斐勒大學的伍列（Catherine Woolley）及麥克尤恩（Bruce McEwen）所完成的一些精采研究，顯示雌鼠在動情週期（相當於人類的月經週期）中，海馬的CA1 區會出現消長變化：當雌鼠體內雌性素含量上升時，該區神經元樹突棘的密度也隨之增加；樹突棘是樹突上頭的微小針狀突起，可增加接收神經訊息的表面積。我們推想，如果動情週期中這麼短暫的激素變動，都能造成如此驚人的構造改變，那麼在懷孕時，雌性素及助孕酮濃度持續高漲的情況下，海馬又會出現什麼變化呢？金斯利實驗室的幾位研究人員檢視了懷孕末期母鼠的腦子，以及接受懷孕激素處理的雌鼠腦子，發現其海馬CA1區的樹突棘密度，要比一般的老鼠來得高。由於這些樹突棘會將輸入訊息傳給神經元，它們的密度在懷孕時大幅增加，也就可能增進了母鼠走迷宮及捕捉獵物的能力。
◎腦部的改變
研究人員為了要了解這條神經網絡如何運作，於是著手研究雌性動物在不同生殖階段的腦部變化。1970年代，美國加州大學柏克萊分校的戴蒙（Marian C. Diamond）所做的懷孕大鼠腦皮質研究，提供了最早的一些證據。腦皮質是位於腦部最外層的構造，負責接收並處理感覺訊息，同時也控制了主動行為。之前研究人員發現，將大鼠飼養在具有轉輪、玩具及隧道等裝置的環境中，讓牠們得到豐富的感官刺激，其腦皮質與養在貧瘠環境的大鼠相比，皺褶較精細且複雜。然而戴蒙發現，生長在貧瘠環境的懷孕鼠，其腦皮質的複雜程度，一如飼養在豐富環境的雌鼠。戴蒙得出的結論是：激素與胎兒相關因子的某種組合，極可能刺激了懷孕鼠的腦子。
20年之後，m P O A對於母性行為的重要性已然證實，於是研究人員著手檢視該腦區所出現的變化。1990年中期，在本文作者金斯利於里奇蒙大學的實驗室中，擔任研究員的凱瑟（Lori Keyser）發現，懷孕大鼠腦中mPOA神經元的細胞本體變大了，樹突（由細胞本體伸出、以接收訊息的分支）的長度及數量，也隨著懷孕的進程而增加。模擬懷孕的過程，而讓雌鼠接受助孕酮及雌二醇（作用最強的天然雌性素），也可觀察到相同的變化。這些神經元的改變，通常伴隨有蛋白質合成量的增加以及活性的上升。基本上，懷孕期間出現的激素，讓mPOA神經元「上緊發條」，為即將到來的分娩以及母職預做準備。這些神經元就好似繃緊神經站在起跑門後的純種賽馬，等著衝出去賽跑。分娩過後，mPOA神經元使母鼠的注意力及行動都集中在新生鼠身上，使其表現出統稱為母性的各種行為，來照顧、保護以及哺育牠們的子代。
然而在母性行為中，還有許多面向與照顧下一代並無直接相關；於是我們想到，其他腦區也可能出現改變。譬如說，為了照顧巢穴及幼兒，母鼠必須冒些風險：為了避免自己及幼鼠餓死，牠得經常離開相對安全的巢穴，外出尋找食物，而使得自己和無助的幼兒容易遭到掠食者侵害。我們可以預期，有兩項認知能力的改變，可以增進母鼠的投資報酬率。首先是增進獵食的技能，好比說加強搜尋環境的空間能力，讓母鼠離巢的時間減到最短；其次，降低母鼠的懼怕及焦慮感，可讓牠更勇於離巢，增進覓食的速度，並以更堅強的意志，面對相對危險的環境。
1999年，我們發現了證據，支持生殖經驗可增進大鼠的空間學習能力與記憶力的推測。在兩種不同的走迷宮實驗中，懷孕過1 ~ 2次的年輕雌鼠，要比同齡的處女鼠更
容易記得食物獎品的位置。這兩種迷宮分別是有八臂放射式迷宮（參見34頁〈激發母親的潛能〉），以及莫瑞斯水迷宮的陸地版本：在一大片圍起的圓形空間中，有九個可放置食餌的凹槽。無論是泌乳中還是已停止餵奶至少兩週的母鼠，都可觀察到覓食能力增加的現象。再者，照顧領養小鼠的處女鼠，表現也同哺乳中的母鼠一樣好。這樣的結果顯示，單是幼鼠的存在，就可加強雌鼠的空間記憶。那可能是經由刺激腦部的活性，進而改變了神經元的構造，或是經由刺激催產素的分泌所造成。
那麼，母鼠其他的獵食能力也會增強嗎？最近，金斯利實驗室的學生所做的實驗顯示，母鼠在捕捉獵物的速度上，比處女鼠來得快。他們讓母鼠及處女鼠稍加禁食，然後分別放進一塊2.3平方公尺、鋪滿木屑的空間裡，並在木屑裡藏了一隻蟋蟀。比較起來，處女鼠平均要花將近 270秒才會找到蟋蟀，並吃進肚裡；哺乳中的母鼠則只要 50幾秒就能辦到。就算讓處女鼠餓久一些，或是將蟋蟀的叫聲給掩蓋住，母鼠仍能比處女鼠更快抓到獵物。懷孕讓母鼠的膽子變大了 。
至於引發分娩時子宮收縮與哺乳時乳汁分泌的催產素，似乎也能夠影響海馬，而增進記憶與學習。日本岡山大學的富澤一仁及同事發表論文指出，催產素會促使海馬神經元之間建立起長期的連結。將催產素注入處女鼠的腦中，可增進牠們的長期記憶；原因可能是提升了強化神經連結的酵素活性。反之，將催產素的抑制劑注入母鼠的腦中，則減弱了牠們與記憶相關的行為表現。
還有一些研究人員，將重點放在母性對於神經膠細胞（中樞神經系統中的結締組織）的影響。金斯利實驗室的學生檢視了星狀膠細胞，那是可提供神經元營養及結構支撐的神經膠細胞。他們發現懷孕末期、哺乳中以及接受懷孕激素處理的雌鼠，其mPOA及海馬當中的星狀膠細胞，複雜度及數量都明顯比處女鼠來得高。這些結果再度顯示，懷孕期間激素的濃度變化，可能加強了神經活性，並改變了重要腦區的神經元及神經膠細胞，進而增進了學習能力與空間記憶。
這些認知功能的增進，在哺乳期結束後還會持續下去嗎？金斯利的學生發現，兩歲大的母鼠（相當於60歲以上的人類女性）在學習空間問題上，要比同齡的處女鼠來得顯著快速，同時牠們記憶的喪失，也不那麼明顯。不論進行測驗時的年齡（6、12、18及24個月），母鼠在記住迷宮中食餌位置的表現，總是比處女鼠好。當實驗結束，我們檢視這些母鼠的腦子，發現在海馬的CA1及齒狀迴這兩個部份，具有較少的類澱粉前驅蛋白；這種蛋白質在老年神經系統的退化上，似乎扮演一角。
本文作者藍伯特實驗室的成員，最近使用不同品系的大鼠及測試條件，也證實了老年母鼠的長期空間學習能力有所增進。尤有甚者，這些研究人員利用一種十字形迷宮來測量老鼠的膽量。該迷宮有兩個支臂是沒有屏障的，一般老鼠都會避開這種又高又無遮蔽的所在，因為那裡沒有藏匿之處。在接受測試的 22個月期間，母鼠在大多數年紀下，停留在引發懼怕感的無屏障區的時間，都要比同齡處女鼠來得長。當研究人員檢視這些母鼠的腦子時，發現在扣帶、額葉及頂葉等接收大量感覺輸入的腦皮質區，較少出現退化萎縮的細胞。這些結果顯示，雌性動物的腦子反覆受到懷孕激素的澆灌，加上巢穴中豐富的感官刺激，可能多少抵消了老化對認知能力的影響。
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