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男女在脑容量、根源或性染色体上确实存在差异。
2022-08-08

对2000多个脑部扫描的科学分析发现,人类大脑某些区域的能力存在高度重复的性别差异。这种脑容量性别差异模式对应于在大脑皮层解剖中观察到的性染色体的基因表达模式,表明性染色体可能影响大脑解剖结构发育中的性别差异。这项研究由美国国立卫生研究院(NIH)下属的国家心理健康研究所(NIMH)的研究人员领导,发表在"国家科学院学报"上。

重要的是要更清楚地了解人类脑组织中的性别差异,帮助我们认识到认知、行为和精神疾病风险中明显存在的性别差异。受动物模型中发现的性别差异的启发,我们希望缩小人类大脑中动物数据与性别差异模型之间的差距。参与这项研究的NIMH发育神经基因组学主管阿尔明·拉齐纳哈(AlminRazinaha)说。

很长一段时间以来,研究人员观察到,在小鼠皮层下的脑结构中存在着一致的性别差异。一些研究表明,这些解剖学差异很大程度上是由于性激素的作用,并提出了以性腺为核心的理论来解释大脑发育中的性别差异。然而,最近在小鼠身上的研究显示,在皮层结构上有一致的性别差异。同时,基因表达数据也表明,性染色体在解剖结构的性别差异形成中起着重要作用。虽然老鼠的大脑和人脑有许多相似之处,但老鼠模型中的关键发现是否也适用于人类还没有确定。

为了探索人类大脑性别差异的神经生物学基础,Razinahar博士和主要作者刘思远及其同事首先分析了人类连接群项目(HCP)收集的神经影像学数据。这些数据来自976名年龄在22至35岁之间的健康成年人,这些数据揭示了特定皮层结构的性别差异。平均而言,女性额前皮层、眶额皮质、颞上皮层和外侧顶叶的皮质容量相对较大,而男性颞叶和枕叶的皮质容量相对较大,包括颞叶、梭形回和初级视觉皮层。

随后,刘思远和他的同事使用了两种互补的方法来确定结果是否可重复。首先,研究人员将HCP数据随机分成两组,并将其进行1000次比较,发现皮质体积的性别差异模式非常稳定。然后,研究人员发现,与英国生物银行(BioBank Of The UK)不相关的神经影像学数据集中的HCP结果相同。尽管数据集具有显著的人口统计学和方法学差异,但研究人员发现,皮质容量性别差异的总体格局非常一致。

因此,刘思远和他的合作伙伴比较了他们的解剖结果,并从6名供体的1317例脑组织中公开获得了脑基因表达图谱。结果表明,皮质体积性别差异的空间格局与皮质中性染色体基因表达的空间格局相似。特别是在性染色体基因表达相对较高的皮质区域,男性的皮质容量大于女性。

这种皮质染色体的基因表达与小鼠先前的研究结果的对应关系表明,大脑解剖结构上的性别差异可能至少部分是由于哺乳动物进化过程中保留的遗传机制。这些发现表明,位于X和Y性染色体上的基因可能会影响皮层容量的性别差异。

男性和女性在许多遗传和环境因素上存在差异,这些因素可能会影响大脑的发育。由于人类实验具有挑战性,我们经常依靠观测数据来推断大脑中性别差异的潜在遗传或环境驱动因素。我们观察到不同的男性和女性群体在解剖结构上的性别差异具有高度的可重复性,这些差异与性染色体上的基因表达之间也有联系,"Razinahar说,"所有这些事实表明,性别差异可能不主要受环境因素的影响。

研究人员还将他们的解剖学研究结果与11000多项功能性神经影像学研究的数据进行了比较。结果表明,在功能性神经成像研究中,不同皮质体积的脑区与与面部加工相关的脑区域之间存在空间重叠。结果表明,在功能性神经成像研究中,大脑皮层体积和与面部加工相关的脑区域存在性别差异。

将这些发现作为"路线图",未来的研究可以更有效地调查人类大脑中性别差异的原因和后果。

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