Background: The early peripartum period and motherhood are associated with significant physiological and psychological challenges. Despite the acknowledged relevance postpartum reorganization of functional activity and connectivity in the maternal brain, the dynamics of these changes are yet to be understood. Methods: We assessed healthy maternal brain function longitudinally across 6 consecutive time points within a 24-week period after childbirth, beginning in the first postpartum week. Resting-state functional magnetic resonance imaging (rsfMRI) data of 98 women (75 postpartum and 23 nulliparous) with 189 MRI sessions revealed a general dissociation between local and global functional connectivity (FC) and activity measures. Findings: In postpartum women, we observed persistently altered intraregional activity and FC throughout the first 6 postpartum months. In contrast, the reduced subcortical whole-brain FC normalized to control levels about 6 to 9 weeks postpartum. Whole-brain distributions of these connectivity and activity changes colocalized with corticosteroid hormone receptor expression and neurotransmitter receptor binding. First evidence showed that normalization trajectories of subcortical global FC covaried with progesterone levels, while more persistent cortical functional changes may be related to behavioral and psychological adaptations. Interpretation: Our data indicate diverging biological mechanisms underlying postpartum adaptations of brain function. The presented results contribute significantly to our understanding of healthy maternal brain while identifying potential correlates of atypical adaptation processes for further study in the context of postpartum psychiatric disorders.

Abstract Female chemical signals underlie the advertising of sexual receptivity and fertility. Whether the body odor of a pregnant woman also has a signaling function with respect to male behavior is yet to be conclusively established. This study examines how the body odors of ovulating and pregnant women differentially affect the behavior of heterosexual men. Body odor samples were collected from 5 pregnant women and 5 matched controls during ovulation. In a double-blind functional magnetic resonance imaging design, 18 heterosexual men were exposed to female body odors during ovulation (OV) and pregnancy (PRG) while being required to indicate the attractiveness of concurrently presented female portrait images. The participants were also required to indicate whether they assumed a depicted woman was pregnant. While neither OV nor PRG altered the perceived attractiveness of a presented face, the men tended to identify the women as pregnant while exposed to a PRG body odor. On the neural level, OV activated a network of the frontotemporal and limbic regions, while PRG activated the superior medial frontal gyrus. The results suggest that the detection of sexual availability activates the male brain regions associated with face processing and reward/motivation, whereas sensing pregnancy activates a region responsible for empathy and prosocial behavior. Thus, the female body odor during pregnancy likely helps foster circumstances conducive to the future care of offspring while the body odor advertising sexual availability promotes mating behavior. The brains of heterosexual men may be capable of unconsciously discriminating between these two types of olfactory stimuli.

Abstract There is growing evidence that pregnancy may have a significant impact on the maternal brain, causing changes in its structure. However, the patterns of these changes have not yet been systematically investigated. Using voxel-based (VBM) and surface-based morphometry (SBM), we compared a group of healthy primiparous women (n = 40) with healthy multiparous mothers (n = 37) as well as nulliparous women (n = 40). Compared to the nulliparous women, the young mothers showed decreases in gray matter volume in the bilateral hippocampus/amygdala, the orbitofrontal cortex/subgenual prefrontal area, the right superior temporal gyrus, the right insula, and the cerebellum. However, these pregnancy-related changes in brain structure did not predict the quality of mother-infant attachment at either 3 or 12 weeks postpartum, nor were they more pronounced among the multiparous women. SBM analyses showed significant cortical thinning especially in the frontal and parietal cortices, with the parietal cortical thinning likely potentiated by multiple pregnancies. We conclude, therefore, that the widespread morphological changes seen in the brain shortly after childbirth reflect substantial neuroplasticity. Also, the experience of pregnancy alone may not be the underlying cause of the adaptations for mothering and caregiving. As regards the exact biological function of the changes in brain morphology as well as the long-term effect of pregnancy on the maternal brain, further longitudinal research with larger cohorts will be needed to draw any definitive conclusions. Significance Statement Biological adaptations during pregnancy affect the maternal brain. Here, we evaluated morphological changes in the brain of mentally healthy young mothers within the first four days of childbirth. Compared to the nulliparous women, the young primiparous and multiparous mothers demonstrated a substantial reduction in gray matter volume in brain areas related to socio-cognitive and emotional processes. Cortical alterations due to pregnancy-related adaptations are not the underlying cause of mother-infant attachment.

The postpartum period is marked by radical changes in the maternal brain. Seeking to explore the mechanisms that underlie these changes, this article focuses on the relevant hormonal, inflammatory, and behavioral factors. Longitudinal imaging studies have shed valuable light on both short- and long-term alterations in postpartum brain structure and connectivity, particularly in the regions that play key roles in emotion regulation and stress response. It is plausible that these peripartum changes contribute to the mental health challenges new mothers face, including postpartum depression. Adding to our understanding of postpartum neurobiology, this insight highlights the importance of personalized intervention in the promotion of maternal well-being.