人类的大脑有性别差异?

科学分析超过2000脑部扫描发现高度可再生的性别差异在人类大脑某些区域的体积。这种模式的性别差异与性染色体基因表达模式的脑容量对应尸检样本中观察到大脑皮层,这表明性染色体可能扮演一个角色在性别差异的开发或维护大脑解剖学。的研究由国家心理卫生研究所的研究人员(NIMH),美国国立卫生研究院的一部分,发表在美国国家科学院院刊》上。

“发展中更清晰的理解性别差异在人类大脑组织重视我们如何思考的性别差异在认知、行为和精神疾病的风险。我们受到新发现在动物模型上的性别差异,并且想尝试关闭这些动物数据之间的差距,我们的性别差异模型在人类的大脑,”医学博士阿明•Raznahan表示博士研究的合著者和首席发展Neurogenomics NIMH的部分。

研究人员早就观察到一致的性别差异在老鼠大脑皮层下结构。一些研究已经表明这些解剖上的差异主要是由于性激素的影响,贷款重量“gonad-centric”解释大脑发展的性别差异。然而,最近的老鼠的研究揭示了性别差异在皮层结构一致,,基因表达数据表明,性染色体可能发挥作用在塑造这些解剖性差异。虽然老鼠大脑与人类共享许多相似之处,尚不清楚这些关键的发现在老鼠身上也适用于人类。

探讨性别差异在人类大脑的神经生物学基础,Raznahan,作者思远Liu博士和他的同事们第一次分析了神经影像数据作为人类的一部分,连接体项目(HCP)。获得的数据,从976年年龄在22 - 35岁之间的健康成人,显示一致的性别差异在某些皮层结构的体积。平均来看,女性在内侧和外侧相对体积更大的大脑皮层前额叶皮层,眼窝前额皮质,颞叶,顶叶。男性,平均而言,在腹侧颞区域和相对体积更大的大脑皮层枕区域,包括颞极、梭状回和初级视觉皮层。

刘和他的同事们使用两种互补的方法来确定这些发现是可再生的。首先,研究人员进行了1000分半比较通过随机分裂HCP数据集半,两半的比较结果。这些分半的结果比较表明,性别差异在皮质的模式体积非常稳定。第二,研究人员量化的再现性HCP发现在一个不相关的神经影像数据集从英国生物库。虽然数据集已经显著的人口和方法论的差异,研究人员发现,性别差异的总体模式在皮质体积是高度一致的。

刘和合作者相互参照他们的解剖发现与大脑中的基因表达的公开可用的地图,这是基于1317年后期人类组织样本从六个捐助者。结果表明,性别差异的空间格局皮质体积的空间格局类似于性染色体基因表达的皮层。具体来说,区域的皮质与相对较高的性染色体基因的表达往往有更大的雄性比雌性的皮质体积。

这个通信与皮质性染色体基因的表达也与早些时候的发现老鼠的研究相一致,表明性大脑解剖学上的差异可能是由于,至少在某种程度上,在哺乳动物的进化已经保存的遗传机制。这些发现表明,性别差异在皮质体积可能受到基因位于X和Y性染色体。

“男性和女性在许多不同遗传和环境因素都可能影响大脑发育。实验在人类身上,因为它是具有挑战性的,我们常常依赖于观测数据来推断潜在的遗传或环境的司机的大脑性别差异,“Raznahan说。“事实上,我们观察到一个非常高水平的再现性解剖的性别差异在不同组的男性和女性,和这些差异和性染色体基因表达之间的联系,表明这些差异很可能不是主要环境影响的结果。”

研究人员还比较了解剖发现与数据来自11000多个功能神经影像学研究。结果表明空间重叠的大脑区域显示性别差异在皮质体积HCP数据集和相关的大脑区域面临处理功能神经影像学研究。

综上所述,这些研究结果揭示的机制,可能导致性别差异在大脑解剖学和指向遗传因素可能导致大脑疾病和行为的性别差异。与这些相关的发现一个路线图,未来的研究可以更有效地研究性别差异的原因和后果在人类的大脑。

参考

刘等。(2020)。综合结构、功能以及在人类性别偏向的大脑组织的转录组分析。PNAS。DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.1919091117

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