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DHA是大脑细胞膜的重要构成成分，参与脑细胞的形成和发育，对神经细胞轴突的延伸和新突起的形成有重要作用，可维持神经细胞的正常生理活动，参与大脑思维和记忆形成过程。可能与促进神经细胞蛋白质合成有关，促进神经细胞的生长。
母乳中含有长链多不饱和脂肪酸，过去认为婴儿可能通过延伸酶和去不饱和酶将两种必需C18脂肪酸合成长链多不饱和脂肪酸，但因为婴儿在出生后第一个月相关的酶系统并未发挥作用，无法自身合成，因此，人工喂养的婴儿错过了脑中长链多不饱和脂肪酸累积的主要阶段，并有研究发现母乳喂养儿的认知发育分数比人工喂养儿高得多。对无法进行母乳喂养儿添加DHA ，并与未添加组和母乳喂养组对比考察婴儿体格发育速率的关系，结果表明，添加组体重一直保持第1位，身长从第3位追至第2位（母乳组第1位），头围升至第1位，DHA的添加提高了婴幼儿对配方奶粉的耐受性。头围的增长是脑发育的重要前提和容量外环境，也是各项生长发育指标中z难增长的，添加组头围的增长高于其他两组，表明添加DHA对促进出生后脑容量发育具有重大意义。
