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大脑是一种在结构上极其复杂的组织，最基本的构造单位是脑细胞，即神经元。在胚胎发育过程中，神经元与胎儿机体任何器官的增长一样，都意味着是细胞数量的增殖和细胞体积大小的增长，或者两者同时进行。
任何器官的发育和生物体的生长相似，是由三个或多或少相连续的细胞发育期区分的：第一阶段称为增殖阶段，即细胞数量的增加；第二阶段称为增殖和增肥阶段，即细胞的数量和体积的大小都在增加；第三阶段称为增肥阶段，即细胞停止增殖（数目不再继续增加）而体积继续增肥、增大，意味着质的增加。这些连续的过程相互重叠。
人脑在胎儿3个月时，开始迅速发育。妊娠3—6个月是脑细胞迅速增殖的第一阶段，称为“braingrowthspurt”。这时脑细胞的体积和神经纤维的增长，使脑的重量不断增加。第二阶段是妊娠7—9个月期间，在这3个月中，主要是支持细胞和神经系统细胞的增殖及树突分支的增加，使已经建立起来的神经细胞，发展成神经细胞与细胞之间的突触接合，以便传导神经细胞中的兴奋冲动。神经细胞的增殖与神经细胞树突分支的增加这两个发展阶段是重叠的。许多细胞一直生长到出生后18—24个月，也就是到两岁左右才停止。在第二阶段的神经细胞的树突增加和形成突触（一个神经细胞的轴突的末梢与另一神经细胞的树突彼此接近，从而保证前一个神经细胞的兴奋>中动，顺利地传递给后一个神经细胞，对人的智力来说，要远比神经细胞的数目更为重要。所以，应当切记妊娠第3-6个月和第7—9个月这两个胎儿大脑增长发育的特别快的时期，这期间孕妇的营养摄入非常重要（图2-1）。孩子出生以后的第3个月开始，到出生后的第6个月，大脑细胞的增长又进入一个高峰，这时主要是神经细胞的分裂增殖。从脑的重量来看，孩子出生时的脑重为300~500克，出生后9个月时增加到660克，2岁半至3岁时增加到900~1100克，相当于成人脑重（1300—1400克）的70%以上。到7岁时，脑重1280克，已基本接近成人脑的重量。从大脑皮质结构成形的时间来看，在大脑皮质的垂直切面上所分成的分子层、外颗粒层、外锥体细胞层、内颗粒层、内锥体细胞层、多形细胞层共六层结构，在妊娠23周（5个多月）时，就已经成形了。所以，营养对胎儿、婴幼儿大脑和智力发育的影响，已成为国内外科学家所重视和观察研究的课题。在国外，曾有科学家对营养不良的婴幼儿的大脑，与正常营养的婴幼儿的大脑比较，发现一岁以内营养不良的婴幼儿，其脑的湿重、干重，总的蛋白质含量和脱氧核糖核酸的总量都较少、较轻。这是因为营养不良引起脱氧核酸的合成降低，导致脑细胞的分裂增殖受限制，以致脑细胞生长的数量减少。如果营养不良的情况再持续8个月以上，则不仅脑细胞的数量少，而且细胞的体积也小，每个细胞内所含的脂类也少。如果在1岁以内时的营养尚好而在这之后才产生营养不良时，脑组织中的脱氧核糖核酸正常，脑细胞数正常，而脑细胞的形状却较小。
胚胎期如果营养不良，则大脑细胞的总数只有正常细胞数的82%。如果在出生前和出生后均有营养不良，则大脑细胞总数仅为正常细胞数的40%，并且脑的各部位的脱氧核糖核酸的数量与重量，在出生后也相应地与月龄成比例下降。如果长期营养不良，则脱氧核糖核酸的数量与重量，无论是大脑、小脑或脑于的都远远落后于正常婴儿，相当于正常婴儿的1/2—3/4。早期营养不良会使脑细胞分裂期缩短，晚期营养不良会使每个脑细胞的体积减小，但不影响脑细胞的数量。
以上这些情况，用智力测验的方法也可得到证实。如果婴儿出生后，早期营养良好，待稍长后或断奶后营养状况不良，只要继续补充营养，智力仍可以恢复。如果早期特别是胎儿期营养不良者，虽然出生以后营养得到改善，但智力恢复仍然较慢或难以恢复。所以，胎教时应特别注意胎儿生长发育时期对孕妇及时的营养供给。这里，首要条件是在妊娠3—6个月期间，在按孕妇的工作条件所决定的体力消耗和孕妇本人的体重所决定的热量供给充分下，注意增加蛋白质、俗称脑黄金的二十二碳六烯酸(DHA)和铁、铜、碘、锌等微量元素，及多种维生素的及时补给。
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