研究表明,在人类大脑解剖方面,性别差异具有

- 编辑:大众自然网 -

研究表明,在人类大脑解剖方面,性别差异具有

一项对2000多个大脑扫描的科学分析发现,人类大脑某些区域的体积存在高度可复制的性别差异。这种脑容量的性别差异模式,与在脑皮层的尸检样本中观察到的性染色体基因表达模式相一致,这表明在脑解剖中,性染色体可能在性别差异的发展或维持中发挥了作用。这项研究是由美国国家卫生研究院(NIMH)的研究人员领导的,NIMH是美国国家卫生研究院的一部分,研究结果发表在《美国国家科学院院刊》上。

“更清楚地理解人脑组织中的性别差异对于我们如何看待认知、行为和精神疾病风险方面已经确立的性别差异具有重要意义。”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,“说阿明Raznahan,医学博士,博士研究的合著者和首席发展Neurogenomics NIMH的部分。

长期以来,研究人员观察到老鼠皮层下大脑结构的性别差异。一些研究表明,这些解剖学上的差异很大程度上是由于性激素的影响,这为大脑发育的性别差异提供了“以性腺为中心”的解释。然而,最近的小鼠研究也揭示了皮质结构上的一致性别差异,基因表达数据表明,性染色体可能在形成这些解剖性别差异中发挥了作用。尽管老鼠的大脑与人类大脑有许多相似之处,但尚不清楚这些在老鼠身上的关键发现是否也适用于人类。

为了探索人脑性别差异的神经生物学基础,拉兹那汉、第一作者刘思远博士和同事们首先分析了作为人类连接体项目(HCP)一部分收集的神经成像数据。从976名年龄在22岁到35岁之间的健康成年人中获得的数据显示,某些皮质结构的体积存在性别上的一致性差异。平均而言,女性的内外侧前额叶皮层、眶额叶皮层、颞上皮层和侧顶叶皮层的皮质体积较大。平均而言,男性在腹侧颞区和枕区有相对较大的皮质体积,包括颞极、梭状回和初级视觉皮层。

刘和他的同事随后使用了两种互补的方法来确定这些发现是否具有可重复性。首先,研究人员将HCP数据集随机分成两半,并对两半的结果进行了1000次二分比较。这些分裂半比较的结果表明,皮层体积的性别差异模式是高度稳定的。第二,研究人员量化了HCP研究结果在英国生物库一个不相关的神经影像数据集上的重现性。虽然数据集有显著的人口统计学和方法论差异,研究人员发现,基于性别的皮质体积差异的总体模式是高度一致的。

然后,刘和合著者将他们的解剖发现与公开的大脑基因表达图谱进行了交叉引用,这些图谱是基于6名捐赠者的1317个死后组织样本。结果表明,大脑皮层容积的性别差异空间模式与性别染色体基因在大脑皮层的表达空间模式相似。具体来说,男性的性染色体基因相对高表达的皮质区域往往比女性有更大的皮质体积。

这种与性染色体基因皮层表达的对应关系也与早期小鼠研究的结果相一致,这表明大脑解剖的性别差异可能是由于,至少部分是由于遗传机制,这种遗传机制在整个哺乳动物进化过程中一直保存下来。这些发现表明,皮层体积的性别差异可能受到位于X和Y性染色体上的基因的影响。

“男性和女性在许多遗传和环境因素上存在差异,这些因素都可能潜在地影响大脑的发育。因为在人类身上进行实验具有挑战性,我们经常依靠观察数据来推断大脑性别差异的潜在基因或环境驱动因素。“事实上,我们在不同的男性和女性群体中观察到很高水平的性别解剖学差异的重现性,以及这些差异和性染色体基因表达之间的联系,表明这些差异可能不仅仅是环境影响的结果。”

研究人员还将解剖结果与1.1万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HCP数据集中表现出性别差异的大脑皮层体积区域和在功能神经成像研究中与面孔处理相关的大脑区域之间存在空间重叠。

综上所述,这些发现揭示了导致大脑解剖结构性别差异的机制,并指出了导致大脑疾病和行为性别差异的遗传因素。以这些相关发现为路标,未来的研究可以更有效地研究人脑性别差异的原因和后果。