Disruptions to brain development associated with shortened gestation place individuals at risk for the development of behavioral and psychological dysfunction throughout the lifespan. The purpose of the present study was to determine if the benefit for brain development conferred by increased gestational length exists on a continuum across the gestational age spectrum among healthy children with a stable neonatal course. Neurodevelopment was evaluated with structural magnetic resonance imaging in 100 healthy right-handed 6- to 10-year-old children born between 28 and 41 gestational weeks with a stable neonatal course. Data indicate that a longer gestational period confers an advantage for neurodevelopment. Longer duration of gestation was associated with region-specific increases in gray matter density. Further, the benefit of longer gestation for brain development was present even when only children born full term were considered. These findings demonstrate that even modest decreases in the duration of gestation can exert profound and lasting effects on neurodevelopment for both term and preterm infants and may contribute to long-term risk for health and disease.

The consequences of prenatal maternal stress for development were examined in 125 full‐term infants at 3, 6, and 12 months of age. Maternal cortisol and psychological state were evaluated 5 times during pregnancy. Exposure to elevated concentrations of cortisol early in gestation was associated with a slower rate of development over the 1st year and lower mental development scores at 12 months. Elevated levels of maternal cortisol late in gestation, however, were associated with accelerated cognitive development and higher scores at 12 months. Elevated levels of maternal pregnancy‐specific anxiety early in pregnancy were independently associated with lower 12‐month mental development scores. These data suggest that maternal cortisol and pregnancy‐specific anxiety have programming influences on the developing fetus.

Accumulating evidence indicates that prenatal maternal and fetal processes can have a lasting influence on infant and child development. Results from animal models indicate that prenatal exposure to maternal stress and stress hormones has lasting consequences for development of the offspring. Few prospective studies of human pregnancy have examined the consequences of prenatal exposure to stress and stress hormones.In this study the effects of prenatal maternal psychosocial (anxiety, depression, and perceived stress) and endocrine (cortisol) indicators of stress on infant temperament were examined in a sample of 247 full-term infants. Maternal salivary cortisol and psychological state were evaluated at 18-20, 24-26, and 30-32 weeks of gestation and at 2 months postpartum. Infant temperament was assessed with a measure of negative reactivity (the fear subscale of the Infant Temperament Questionnaire) at 2 months of age.Elevated maternal cortisol at 30-32 weeks of gestation, but not earlier in pregnancy, was significantly associated with greater maternal report of infant negative reactivity. Prenatal maternal anxiety and depression additionally predicted infant temperament. The associations between maternal cortisol and maternal depression remained after controlling for postnatal maternal psychological state.These data suggest that prenatal exposure to maternal stress has consequences for the development of infant temperament.

Stress-related variation in the intrauterine milieu may impact brain development and emergent function, with long-term implications in terms of susceptibility for affective disorders. Studies in animals suggest limbic regions in the developing brain are particularly sensitive to exposure to the stress hormone cortisol. However, the nature, magnitude, and time course of these effects have not yet been adequately characterized in humans. A prospective, longitudinal study was conducted in 65 normal, healthy mother–child dyads to examine the association of maternal cortisol in early, mid-, and late gestation with subsequent measures at approximately 7 y age of child amygdala and hippocampus volume and affective problems. After accounting for the effects of potential confounding pre- and postnatal factors, higher maternal cortisol levels in earlier but not later gestation was associated with a larger right amygdala volume in girls (a 1 SD increase in cortisol was associated with a 6.4% increase in right amygdala volume), but not in boys. Moreover, higher maternal cortisol levels in early gestation was associated with more affective problems in girls, and this association was mediated, in part, by amygdala volume. No association between maternal cortisol in pregnancy and child hippocampus volume was observed in either sex. The current findings represent, to the best of our knowledge, the first report linking maternal stress hormone levels in human pregnancy with subsequent child amygdala volume and affect. The results underscore the importance of the intrauterine environment and suggest the origins of neuropsychiatric disorders may have their foundations early in life.

Prenatal exposure to inappropriate levels of glucocorticoids (GCs) and maternal stress are putative mechanisms for the fetal programming of later health outcomes. The current investigation examined the influence of prenatal maternal cortisol and maternal psychosocial stress on infant physiological and behavioral responses to stress.The study sample comprised 116 women and their full term infants. Maternal plasma cortisol and report of stress, anxiety and depression were assessed at 15, 19, 25, 31 and 36 + weeks' gestational age. Infant cortisol and behavioral responses to the painful stress of a heel-stick blood draw were evaluated at 24 hours after birth. The association between prenatal maternal measures and infant cortisol and behavioral stress responses was examined using hierarchical linear growth curve modeling.A larger infant cortisol response to the heel-stick procedure was associated with exposure to elevated concentrations of maternal cortisol during the late second and third trimesters. Additionally, a slower rate of behavioral recovery from the painful stress of a heel-stick blood draw was predicted by elevated levels of maternal cortisol early in pregnancy as well as prenatal maternal psychosocial stress throughout gestation. These associations could not be explained by mode of delivery, prenatal medical history, socioeconomic status or child race, sex or birth order.These data suggest that exposure to maternal cortisol and psychosocial stress exerts programming influences on the developing fetus with consequences for infant stress regulation.

Because the brain undergoes dramatic changes during fetal development it is vulnerable to environmental insults. There is evidence that maternal stress and anxiety during pregnancy influences birth outcome but there are no studies that have evaluated the influence of stress during human pregnancy on brain morphology. In the current prospective longitudinal study we included 35 women for whom serial data on pregnancy anxiety was available at 19 (±0.83), 25 (±0.9) and 31 (±0.9) weeks gestation. When the offspring from the target pregnancy were between 6 and 9 years of age, their neurodevelopmental stage was assessed by a structural MRI scan. With the application of voxel-based morphometry, we found regional reductions in gray matter density in association with pregnancy anxiety after controlling for total gray matter volume, age, gestational age at birth, handedness and postpartum perceived stress. Specifically, independent of postnatal stress, pregnancy anxiety at 19 weeks gestation was associated with gray matter volume reductions in the prefrontal cortex, the premotor cortex, the medial temporal lobe, the lateral temporal cortex, the postcentral gyrus as well as the cerebellum extending to the middle occipital gyrus and the fusiform gyrus. High pregnancy anxiety at 25 and 31 weeks gestation was not significantly associated with local reductions in gray matter volume.This is the first prospective study to show that a specific temporal pattern of pregnancy anxiety is related to specific changes in brain morphology. Altered gray matter volume in brain regions affected by prenatal maternal anxiety may render the developing individual more vulnerable to neurodevelopmental and psychiatric disorders as well as cognitive and intellectual impairment.

Because fetal brain development proceeds at an extremely rapid pace, early life experiences have the potential to alter the trajectory of neurodevelopment, which may increase susceptibility for developmental and neuropsychiatric disorders. There is evidence that prenatal maternal stress and anxiety, especially worries specifically related to being pregnant, influence neurodevelopmental outcomes. In the current prospective longitudinal study, we included 89 women for whom serial data were available for pregnancy-specific anxiety, state anxiety, and depression at 15, 19, 25, 31, and 37 weeks gestation. When the offspring from the target pregnancy were between 6 and 9 years of age, their executive function was assessed. High levels of mean maternal pregnancy-specific anxiety over the course of gestation were associated with lower inhibitory control in girls only and lower visuospatial working memory performance in boys and girls. Higher-state anxiety and depression also were associated with lower visuospatial working memory performance. However, neither state anxiety nor depression explained any additional variance after accounting for pregnancy-specific anxiety. The findings contribute to the literature supporting an association between pregnancy-specific anxiety and cognitive development and extend our knowledge about the persistence of this effect until middle childhood.