一項(xiàng)針對(duì)2000多份大腦掃描的科學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，人類大腦某些區(qū)域容量存在高度可復(fù)現(xiàn)的性別差異。這種大腦容量性別差異模式與在大腦皮質(zhì)尸檢樣本中觀察到的性染色體基因表達(dá)模式相對(duì)應(yīng)，表明性染色體可能影響大腦解剖結(jié)構(gòu)在發(fā)育中出現(xiàn)性別差異。該研究由美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生院(NIH)下屬的美國(guó)國(guó)立精神衛(wèi)生研究所(NIMH)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)，成果發(fā)表在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院院刊》上。

“更加清晰地理解人類大腦組織的性別差異非常重要，有助于我們認(rèn)識(shí)到認(rèn)知、行為和精神疾病風(fēng)險(xiǎn)中明確存在的性別差異。我們受到從動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)的性別差異的啟發(fā)，想要嘗試縮小動(dòng)物數(shù)據(jù)和人類大腦性別差異模型之間的差距。”參與研究的NIMH發(fā)育神經(jīng)基因組學(xué)部門負(fù)責(zé)人阿爾敏·拉孜那哈說(shuō)。

長(zhǎng)久以來(lái)，研究人員觀察發(fā)現(xiàn)，小鼠皮質(zhì)下腦結(jié)構(gòu)中存在一致的性別差異。一些研究認(rèn)為，這些解剖結(jié)構(gòu)差異很大程度上是因?yàn)樾约に氐淖饔茫⑻岢隽?ldquo;以性腺為核心”的理論來(lái)解釋大腦發(fā)育過(guò)程中的性別差異。然而，更多近期的小鼠研究揭示了皮質(zhì)結(jié)構(gòu)中一致的性別差異，與此同時(shí)，基因表達(dá)數(shù)據(jù)也顯示，性染色體可能在塑造解剖結(jié)構(gòu)性別差異過(guò)程中發(fā)揮作用。雖然小鼠大腦和人類大腦有許多相似之處，但小鼠模型中的關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是否也適用于人類尚未有定論。

為了探索人類大腦中性別差異的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)，拉孜那哈和研究的主要作者劉思遠(yuǎn)(音譯)博士及其同事們首先分析了人類連接組項(xiàng)目(HCP)收集到的神經(jīng)成像數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)來(lái)自976名22歲到35歲健康成年人，結(jié)果揭示了特定皮質(zhì)結(jié)構(gòu)容量存在一致的性別差異。平均來(lái)說(shuō)，女性的內(nèi)側(cè)和外側(cè)前額葉皮質(zhì)、眶額葉皮質(zhì)、顳上葉皮質(zhì)和側(cè)頂葉皮質(zhì)擁有相對(duì)更大的皮質(zhì)容量;而男性則在腹側(cè)顳葉區(qū)和枕葉區(qū)擁有相對(duì)更大的皮質(zhì)容量，包括顳極、梭狀回和初級(jí)視皮質(zhì)。

隨后，劉思遠(yuǎn)和同事使用兩種互補(bǔ)的方法來(lái)確定結(jié)果是否可重復(fù)。首先，研究人員將HCP數(shù)據(jù)集隨機(jī)地一分為二進(jìn)行1000次劃分比較后發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)容量的性別差異模式具有高度穩(wěn)定性。然后，研究人員在來(lái)自英國(guó)生物銀行的不相關(guān)神經(jīng)成像數(shù)據(jù)集中獲得了與HCP發(fā)現(xiàn)的一致結(jié)果。盡管數(shù)據(jù)集擁有顯著的人口統(tǒng)計(jì)和方法差異，但是研究人員發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)容量性別差異的整體模式高度一致。

于是，劉思遠(yuǎn)與合作者們交叉對(duì)比了自己的解剖發(fā)現(xiàn)和公開獲取的大腦基因表達(dá)圖譜，這些圖譜來(lái)自6位遺體捐贈(zèng)者的1317份腦組織尸檢樣本。結(jié)果顯示，皮質(zhì)容量性別差異的空間模式與皮質(zhì)中性染色體基因表達(dá)的空間模式相似。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于性染色體基因表達(dá)水平相對(duì)高的皮質(zhì)區(qū)，男性的皮質(zhì)容量比女性的更大。

這一皮質(zhì)性染色體基因表達(dá)的對(duì)應(yīng)關(guān)系還與先前小鼠研究的發(fā)現(xiàn)結(jié)果一致，研究表明，大腦解剖結(jié)構(gòu)的性別差異可能至少部分是源自于哺乳動(dòng)物演化過(guò)程中保留下來(lái)的遺傳機(jī)制。這些發(fā)現(xiàn)表示，皮質(zhì)容量的性別差異可能受到了位于X和Y性染色體上的基因影響。

“男性和女性在許多遺傳和環(huán)境因素方面各有差異，而這些因素都可能會(huì)潛在地影響大腦發(fā)育。因?yàn)槿梭w實(shí)驗(yàn)具有挑戰(zhàn)性，我們常常依靠觀察數(shù)據(jù)來(lái)推斷大腦性別差異的潛在遺傳或者環(huán)境驅(qū)動(dòng)因素。”拉孜那哈說(shuō)，“我們觀察到，不同男性和女性群體中解剖結(jié)構(gòu)性別差異存在高水平的可復(fù)現(xiàn)性，這些差異和性染色體基因表達(dá)之間也有聯(lián)系，以上事實(shí)都表明，性別差異可能并非主要只受到環(huán)境因素的影響。”

研究人員還將自己的解剖結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)與11000多項(xiàng)功能性神經(jīng)成像研究數(shù)據(jù)做了比較。結(jié)果顯示，HCP數(shù)據(jù)集中表現(xiàn)出皮質(zhì)容量性別差異的大腦區(qū)域，和功能性神經(jīng)成像研究中與面部處理相關(guān)的大腦區(qū)域，兩者存在空間重疊。

有了這些發(fā)現(xiàn)作為“路線圖”，未來(lái)研究能夠更加有效地調(diào)查人類大腦性別差異的前因和后果。(據(jù)《環(huán)球科學(xué)》)

關(guān)鍵詞： 腦容量