胚胎学研究表明，胎儿的大脑发育最关键的几个阶段：妊娠3~6个月，是胎儿脑细胞增殖的第一个高峰期。这个阶段，胎儿的脑细胞以平均每分钟25万个的增长速度急剧增加；妊娠第7个月到小孩出生，是脑细胞生长发育的第二个重要阶段。在这个阶段，脑细胞数量持续增加，同时脑细胞和神经系统的功能也主要由这个阶段决定，影响着出生后的脑反应速度、记忆力、思维能力，对小孩以后的智商影响最大；小孩出生后1年内，是脑细胞增长的最后一个高峰期。所以，孕妇一定要把握好时机，给胎儿大脑发育补足营养。
全面均衡的营养是胎儿脑发育的有力保障。构成大脑主要营养成分的有蛋白质、脂质、碳水化合物、B族维生素、维生素C、维生素E和钙等，但对孕妇来说，有一些营养容易不足，以下几种营养素应特别予以补充。
蛋白质是胎儿大脑发育的基础物质。胎儿的脑发育需要35%的蛋白质，以维持和发展大脑功能、增强大脑的分析理解及思维能力。要注意的是，孕妇要尽可能保证一定量的动物性食品的摄入，因为无论是氨基酸构成还是生物利用率，动物蛋白都高于植物蛋白，是胎儿大脑健康发育极其重要的营养素。
锌和铁是构成核酸和蛋白质所必需的营养素，也是人脑中含量最高的微量元素。缺乏锌和铁都会造成脑发育不良，会使脑发育出现不可逆的损伤。为了让胎儿得到充足的锌和铁，孕妇需要适量地增加牡蛎、海鱼、海虾、坚果、动物肉及肝脏等食物的摄入量。
脂肪酸也是人脑发育过程中必需的物质。亚油酸和亚麻酸是人体自身不能生成的必需脂肪酸，尤其是Ω-3系列的α-亚麻酸。Ω-3脂肪酸在体内会转化成DHA，主要集中在胎儿的大脑、视网膜和肝脏中，它对大脑细胞的存活、神经传导、突触细胞的生长和繁殖，以及髓鞘化的过程特别重要。它也是视网膜的形成过程中不可缺少的营养物质。因此，孕妇膳食中应有足够量的这类脂肪酸，它主要存在于一些油脂中，亚麻籽油、紫苏中含量非常丰富。
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