Țineți două creiere umane încrețite, fiecare picurând în formaldehidă. Uită -te la unul și apoi la celălalt. Puteți spune ce creier este feminin și care este bărbat?
Nu poţi.
Umanitatea a vânat diferențele bazate pe sex în creier de atunci Cel puțin timpul grecilor anticiși a fost în mare parte un exercițiu de inutilitate. Asta parțial pentru că creierul uman nu vine în două forme distincte, a spus Dr. Armin Raznahanșeful Secției Institutului Național de Sănătate Mintală privind neurogenomica dezvoltării.
“Nu sunt conștient de nicio măsură pe care o puteți face din creierul uman în care distribuțiile masculine și feminine nu se suprapun”, a spus Raznahan pentru Live Science.
Dar întrebarea modului în care diferă creierul masculin și feminin poate contează încă, deoarece bolile creierului și tulburările psihiatrice se manifestă diferit între sexe. Dezactivarea cât de mult din această diferență este înrădăcinată în biologie versus mediul înconjurător ar putea duce la tratamente mai bune, susțin specialiștii.
Există multe tulburări diferite ale creierului – boli psihiatrice și neurologice – care apar cu prevalență diferită și sunt exprimate în moduri diferite între sexe, a spus că a spus Dr. Yvonne Luiun clinician-științific și vicepreședinte de cercetare în Departamentul de Radiologie din Nyu Langone. „Încercarea de a înțelege diferențele de bază ne poate ajuta să înțelegem mai bine cum se manifestă bolile”.
Acum, mulțumesc în parte pentru inteligenţă artificială (AI), oamenii de știință încep să distingă în mod fiabil creierul masculin și feminin folosind diferențe subtile în structurile lor celulare și în circuitele neuronale care joacă un rol într -o gamă largă de sarcini cognitive, de la percepția vizuală la mișcare la reglare emoțională. Alte studii indică diferențele bazate pe sex în structura creierului uman care pot fi prezente de la naștere, și încă alte cercetări bazate pe laborator la animale indică diferențele bazate pe sex în modul în care celulele creierului trag la nivel molecular.
Ceea ce este încă complet neclar este în ce măsură aceste diferențe contează. Schimbă modul în care funcționează creierul oamenilor sau cât de susceptibili sunt la boală? Ar trebui să dicteze ce tratamente oferă medicii fiecărui pacient? Chiar dacă oamenii de știință identifică diferențele subtile ale creierului între femei și bărbați, cercetările lor se bazează inevitabil împotriva întrebărilor complicate despre modul în care sexul, sexul și cultura se interacționează pentru a sculpta cogniția umană.
În momentul de față, este imposibil să răspunzi la aceste mari întrebări. Dar cercetările continue și viitoare-axate pe animale de laborator, cromozomi umani și dezvoltarea creierului și subiecții urmate de tineret până la vârsta adultă-ar putea începe să dezvăluie modul în care aceste diferențe bazate pe sex afectează concret cogniția și, în final, dezvoltarea bolilor creierului.
De ce să studiezi diferențele cerebrale bazate pe sex?
Istoric, oamenii de știință au folosit Diferențe cerebrale presupuse pentru a face declarații mărețe despre modul în care bărbații și femeile gândesc și se comportă și se comportă justifică credințele sexiste că femeile erau înnămcute mai puțin inteligente și mai puțin capabile decât bărbații.
În timp ce cercetările timpurii au fost discreditate, studiile moderne găsesc în continuare diferențe cognitive între bărbați și femei – cel puțin în medie. De exemplu, se presupune că bărbații Efectuați mai bine la testele capacității spațialeîn timp ce femeile sunt mai bune la Interpretarea expresiilor faciale ale altora. Dar bărbații și femeile sunt crescute și tratate foarte diferit în societate, deci ce este la baza acestor diferențe? Este natură sau hrănire, sau ambele?
“De fapt, este incredibil de dificil la oameni … să distingă cauzal cât de mult este o diferență de sex condusă din punct de vedere social sau de mediu”, a spus Raznahan. „Avem toate aceste presupuneri și prejudecăți care alunecă în capul nostru prin ușa din spate, fără ca noi să ne dăm seama”.
Având în vedere istoria dubioasă a studierii diferențelor de sex în creier și dificultatea logistică de a face acest lucru corect, s -ar putea să ne întrebăm de ce se deranjează oamenii de știință. Pentru mulți, se datorează faptului că bolile neurologice și condițiile psihiatrice par să se joace diferit la bărbați și femei, și factorii biologici și de mediu ar putea explica de ce este vorba.
Datele sugerează experiența femeilor rate mai mari de depresie şi migrenă decât bărbații, în timp ce bărbații au rate mai mari de schizofrenie şi autism. Despre de două ori numărul de bărbați Dezvoltați boala Parkinson decât femeile, dar femeile cu afecțiune tind să aibă o boală de progres mai rapidă. Toate aceste date provin din studii care nu disting neapărat sexul de gen-„sexul” descrie biologia, în timp ce „sexul” reflectă identitatea de sine, precum și rolurile și presiunile societății. Îndepărtarea celor două concepte împreună înțelegerea noastră de ce există o diferență dată.
De exemplu, fetele pubescente au mai multe șanse să experimenteze depresie decât sunt băieții, ceea ce poate fi legat de modul în care se maturizează Creierele gestionează stresul sau posibilitatea ca ei întâlnește evenimente mai stresante decât băieții o fac la acea vârstă. În schimb, creierul băieților îi fac rezistenți împotriva depresiei sau merg de fapt subdiagnosticat din cauza stigmatului social? Răspunsurile la aceste întrebări indică soluții diferite.
Structuri la scară largă, diferențe neglijabile
Datorită tehnicilor de scanare a creierului precum RMN, oamenii de știință au găsit diferențe de sex subtile în mărimea, forma și grosimea diferitelor structuri ale creierului, precum și diferențe în rețelele care leagă diferite părți ale creierului.
Dar aceste diferențe sunt mici de neglijabile atunci când ține cont de diferența medie de dimensiune între bărbați și femei, susține Lise Eliotprofesor de neuroștiință la Universitatea de Medicină și Știință Rosalind Franklin și autorCreier roz, creier albastru“(Houghton Mifflin Harcourt, 2009).
Eliot și colegii săi recent s -a uitat la aproximativ 30 de ani de studiiconstatând că, în medie, creierul masculin este cu 6% mai mare decât creierul feminin la naștere și crește cu 11% mai mare până la vârsta adultă. Acest lucru are sens, deoarece dimensiunile medii ale creierului împreună cu dimensiunea medie a corpului, iar corpurile masculine tind să fie mai mari. Dar când luați în considerare această diferență totală de dimensiune, Diferențe structurale mai subtile Între creierul masculin și feminin se micșorează până la punctul de neglijare, au concluzionat cercetătorii.
“Există poate diferențe de sex la nivel de specii în creier, dar până acum nu au fost dovedite”, a spus Eliot pentru Live Science. „Și așa, dacă există, trebuie să fie destul de mici”.
Cu toate acestea, unii oameni de știință au raportat diferențe despre care spun că nu se extind cu dimensiunea corpului. Au venit câteva exemple dintr -un grup de cercetare care ar fi fost Date RMN crunchate de la peste 40.000 de creiere pentru adulți scanat pentru Marea Britanie Biobankun depozit de date medicale de la 500.000 de adulți din Regatul Unit.
În studiul respectiv, bărbații aveau un talamus mai mare, o stație de releu pentru informații senzoriale. Au avut și un putamen mai mare, care ajută la controlul mișcării și face parte dintr -o buclă de feedback Asta vă spune dacă o mișcare a fost bine executată. Femeile, în medie, au avut un nucleu mai mare din partea stângă, o parte din centrul de recompense al creierului și un mai mare hipocampsite-ul de stocare pentru amintiri pe termen scurt de fapte și evenimente care ajută, de asemenea, la transferul informațiilor în memoria pe termen lung.
Dar nici acest lucru, nici alte studii nu au relevat o caracteristică specifică care distinge în mod fiabil un creier masculin dat de un creier feminin, deoarece Intervalele de mărime văzute în fiecare sex se suprapun în mare măsurăRaznahan și colegii au remarcat într -o scrisoare care răspunde la acel studiu.
Pentru puținele diferențe de dimensiuni care există, în prezent este imposibil să spunem dacă explică diferențe de cunoaștere legate de sex, sau, alternativ, dacă fac de fapt mai asemănător al bărbaților și al femeilor, au menționat autorii de scrisori. Poate că creierele masculine și feminine funcționează ușor diferit pentru a ajunge la aceeași ieșire – la diferențele de „contrabalance” în hormoni sau genetică care pot afecta funcția creierului, au scris ei.
“Când vorbim doar despre descrierea unei diferențe de măsurare, asta nu spune nimic despre faptul că are vreo relevanță funcțională deloc”, a subliniat Raznahan.
AI găsește diferențe subtile
În timp ce caracteristicile structurale la scară largă s-ar putea să nu distingă creierul masculin și feminin, AI ajută la descoperirea altor caracteristici mai subtile care pot diferenția cele două. Unele dintre aceste diferențe apar la nivelul microstructurii creierului, ceea ce înseamnă celulele sale individuale și componentele acelor celule.
De exemplu, Un studiu publicat în mai 2024 a folosit diferite modele AI pentru a analiza scanările cerebrale de la 1.030 de adulți tineri cu vârste cuprinse între 22 și 37 de ani. Cercetarea s -a concentrat în principal pe materia albă, pachetele de cabluri izolate care se desfășoară între neuroni. “Cred că al nostru este primul studiu care a detectat diferențele microstructurale ale creierului între sexe”, a spus Lui, care a fost co-autor al studiului.
Modelele AI au analizat diferențele în ambele repere locale din creier – cum ar fi Corpus callosum, care conectează cele două jumătăți ale creierului – și autostrăzile care conectează celulele îndepărtate. De asemenea, s -a uitat la diferențele în ceea ce privește modul în care materia albă a fost împachetată, precum și în cât de dens și bine izolate erau acele pachete.
Algoritmii au prezis cu exactitate sexul subiectului legat de o anumită scanare de 92% până la 98% din timp. Acest decalaj rămas în precizie se reduce probabil la „cantitatea uriașă de variație la oameni”, a spus Lui.
Nici o parte a creierului nu ar putea fi folosită pentru a face predicții; Un model s -a bazat pe 15 regiuni distincte de materie albă. Toate modelele au arătat, totuși, unele consistențe, cu cea mai mare structură de materie albă care traversează linia mediană, Corpus callosum, ieșind în evidență ca cheie.
De la naștere
Studiul lui Lui și colegii săi nu a fost conceput pentru a aborda modul în care creșterea sau mediul unei persoane modelează creierul. Nici nu a urmărit să dezvăluie diferențele biologice în creier de cele înrădăcinate în gen.
Sex descrie diferențele biologice în anatomie, fiziologie, hormoni și cromozomi. Trăsăturile sexuale sunt clasificate ca bărbați sau femei, deși trăsăturile unora Nu vă potriviți perfect în nici o categorie. Sexul, pe de altă parte, este cultural. Înglobează modul în care oamenii se identifică și se exprimă, precum și modul în care sunt tratați și se așteaptă să se comporte de alții. Sexurile includ bărbatul și femeia, precum și altele, inclusiv cele care se încadrează sub Termenul umbrelă nonbinar sau sunt unice pentru culturi specifice, precum Māhū din Hawai’i.
Istoric, studiile au combinat sexul și sexul. Pentru a elimina acești factori și pentru a vedea cum se manifestă fiecare în creier, ar fi util să urmărim oamenii de -a lungul timpului pe măsură ce creierul lor se dezvoltă – iar noile cercetări încep să facă doar asta.
De exemplu, a 2024 Studiu Am analizat volumul mediu al creierului la peste 500 de nou-născuți: creierul bărbaților a fost în general cu 6% mai mare, chiar și după ce au reprezentat diferențele de greutate la naștere, iar femelele aveau raporturi mai mari de materie gri-albă. (Materia cenușie, corpurile celulare ale neuronilor, se găsește în primul rând în stratul exterior al creierului, numit cortex.) Această diferență medie de materie cenușie se observă și la adulți, ceea ce are sens, având în vedere că creierul mai mare Aveți nevoie de mai multă materie albă pentru a transmite semnale între celulele îndepărtate.
Statistic, aceste diferențe ale creierului cu imagini mari au fost mai semnificative decât diferențele observate în structurile mai mici. Femelele aveau corpus callosa mai mare, precum și mai multe materii cenușii în jurul hipocampului și într-un centru cheie de procesare a emoțiilor numit gyrusul cingulat anterior stâng (ACG). Bărbații aveau mai multă materie cenușie în anumite părți ale lobul temporal implicat în procesarea senzorialăprecum și în nucleu subthalamiccheie pentru controlul mișcării. Dar sexul nu a putut explica decât o fracțiune din variația observată în aceste structuri.
Unele dintre aceste diferențe ale creierului sunt „prezente din cea mai timpurie etapă a vieții postnatale” și persistă până la vârsta adultă, au remarcat autorii. Acest lucru se aplică mai ales diferențelor globale, dar și potențial pentru unele dintre cele mai mici. De exemplu, unele Studii – dar nu toate – arată că ACG stâng este și mai mare la femelele adulte, nu numai la bebeluși.
Diferențele durabile prezente de la naștere sunt probabil bazate pe sex. Dar diferențele care apar sau dispar în viața ulterioară, precum cele din hipocamp, pot fi influențate de mediu sau altfel reflectă diferențele de sex în dezvoltare, inclusiv schimbările hormonale în pubertate.
Sex și sex
Studii de acest gen pot ajuta la eliminarea influenței sexului și a genului asupra creierului. În prezent, există un „decalaj masiv” în înțelegerea modului în care acești factori modelează creierul independent și în tandem, a spus Elvisha Dhamalaprofesor asistent de psihiatrie la Institutele Feinstein pentru Cercetări Medicale din New York.
Dhamala și colegii au urmărit recent să completeze acest decalaj folosind date din Studiu de dezvoltare a creierului și cognitiv al adolescenților (ABCD)un studiu enorm bazat pe SUA privind dezvoltarea creierului și sănătatea copilului. Au încorporat scanări RMN funcționale (RMN) de la aproape 4.800 de copii; RMN urmărește fluxul de sânge în creier pentru a da o măsură indirectă a activității creierului. Fiecare copil s-a alăturat studiului la vârsta de 9 sau 10 ani și va fi urmat timp de 10 ani, ceea ce va permite studiile de urmărire.
Scanările RMN au evidențiat zonele creierului legate sau rețelele care s -au aprins așa cum au făcut copiii sarcini diferiteinclusiv teste de memorie care le -au impus să -și amintească mai multe imagini. Copiii și părinții lor au răspuns, de asemenea, la întrebări despre sentimentele copiilor cu privire la genurile lor și despre modul în care se joacă și se exprimă de obicei. “Nu este nimic clinic”, a menționat Dhamala. „Este doar un aspect al comportamentului care reprezintă sexul tău”.
Aceste răspunsuri au fost utilizate pentru a genera „scoruri” pentru fiecare copil pe care algoritmul AI le -ar putea folosi ca puncte de date.
Algoritmul a dezvăluit în cele din urmă Două rețele cerebrale în mare măsură distincte legate de sex și sex. Diferențele creierului cel mai puternic legate de sex au fost găsite în rețelele responsabile de prelucrarea stimulilor vizuali și a senzațiilor fizice, a controlului mișcării, a luând decizii și a reglării emoțiilor. Diferențele legate de gen au fost mai larg dispersate, implicând conexiuni în interiorul și între multe zone din cortex.
După identificarea acestor rețele, cercetătorii și -au antrenat algoritmii AI pentru a „prezice” sexul sau sexul unui copil pe baza activității creierului. Ei au determinat cu exactitate cele mai multe sexe ale copiilor, similare cu rezultatele studiului lui Lui. Genul s -a dovedit mai complicat: cu răspunsurile la chestionarul copiilor, AI nu a putut prezice unde au aterizat pe un continuum de gen, în timp ce, cu răspunsurile părinților, puterea sa predictivă a depășit șansa, dar a fost încă „mult mai mică” decât predicțiile pentru sex, a spus Dhamala.
Cu toate acestea, studiul a evidențiat o idee subestimată: că genul sculptează creierul în moduri distincte de sex, a spus ea.
Interesant este că unele linii tentative pot fi trase între studiile AI ale LUI și Dhamala. Ele nu pot fi comparate direct, deoarece cele două studii au folosit diferite tipuri de analize și s -au concentrat pe caracteristici diferite ale creierului. Dar multe dintre tracturile fizice de materie albă semnalată în primul studiu corespund rețelelor funcționale evidențiate în cel de -al doilea, a spus Dhamala Live Science.
Ca exemplu, cingulum -Un tract cu materie albă care înconjoară Corpus callosum-părea cheia pentru a face predicții în studiul lui Lui. De asemenea, leagă diverse rețele semnalate în studiul lui Dhamala, inclusiv circuitele implicate în procesarea emoțională. Acest lucru sugerează că diferențele de sex există atât în anatomia fizică a acestor rețele, cât și în modelele lor de activare, a spus Dhamala.
Viitorul domeniului diferenței sexului
Oamenii de știință au făcut unele progrese în ceea ce privește eliminarea diferențelor de sex în creier, dar pentru a înțelege cu adevărat aceste distincții, cercetătorii vor trebui să facă mai multe studii la animale pentru a permite un control mai experimental, potrivit unui 2020 Hârtie co-autor de Raznahan.
Diverse studii la șobolani de laborator au relevat deja diferențe în modul în care bărbații și femelele formează conexiuni între neuroni și modul în care fiecare sex în procesează amintiri fricate, de exemplu.
La om, oamenii de știință pot colecta mai multe date cerebrale chiar în momentul nașteriipentru a identifica diferențele de bază care ar putea exista înainte ca un copil să întâlnească influențe culturale, apoi să urmărească copilul în timp, au adăugat Raznahan și colegii săi.
O altă opțiune este studierea genelor umane care sunt unice fie pentru cromozomul X sau Y. Privind oameni cu cromozomi sexuali în plus sau lipsă, de exemplu, oamenii de știință au început să dezvăluie cum aceste gene fie umflate, fie se micșorează Structuri cerebrale, contribuind la diferențe de sex în mărime. Cromozomii pot, de asemenea, ridica sau scade riscul de tulburări – De exemplu, purtând o creștere suplimentară Probabilitatea ca o persoană să aibă autism, în timp ce un X în plus nu. Acest lucru poate ajuta la explicarea motivului pentru care bărbații, care de obicei poartă un X și unul Y, au rate mai mari de autism decât femeile, care de obicei au două X.
În acest moment, soarta unei astfel de cercetări este incertă în SUA
Solicitat de executiv Comenzi din noua administrație prezidențială, Fundația Națională de Știință a combinat prin proiecte de cercetare activă Pentru a vedea dacă includ cuvinte care ar putea încălca ordinele menționate, cum ar fi „femeie”, „femeie” și „gen” și „ Institutele naționale de sănătate au apărut să arhiveze O politică de lungă durată care necesită atât animale de laborator de sex masculin, cât și feminin în studii.
“Există doar multă incertitudine”, a spus Dhamala pentru Live Science. Dacă se va derula cel mai rău scenariu, „eliminarea acelei componente de gen sau a îngreuna studierea diferențelor de sex, ne va împinge înapoi, mai degrabă decât înainte”.
Dar dacă domeniul supraviețuiește, lucrările viitoare ar putea încorpora genul așa cum a făcut studiul ABCD, folosind chestionare pentru a genera scoruri compozite, a spus Dhamala. Ca început, oamenii de știință ar putea cel puțin să ceară participanții la studiu ce sex identifică, a adăugat ea. Alți experți sunt de acord.
Prin adoptarea acestor strategii, oamenii de știință ar putea avansa dramatic acest domeniu de cercetare care datează din Aristotel. Eforturile lor ar putea oferi noi puncte de discuție dezbaterii interminabile a naturii față de natură. Aceștia ar putea descoperi diferențe de sex semnificativ care să deschidă calea către tratamente mai bune pentru depresie, Alzheimer și multe altele. Sau ar putea evidenția modul în care membrii „sexului opus” sunt de fapt mai la fel decât sunt diferiți.