Есть ли разница между мужским и женским мозгом — что говорит наука
Человечество искало половые различия в мозге по крайней мере со времен древних греков, и это было в значительной степени бесполезным занятием. Отчасти потому, что человеческий мозг не существует в двух различных формах, говорит доктор Армин Разнахан, руководитель отдела нейрогеномики развития Национального института психического здоровья (США).
«Я не знаю ни одного способа измерения человеческого мозга, при котором распределение мужских и женских генов не перекрывалось бы», — пояснил Разнахан в интервью Live Science.
Теперь, отчасти благодаря искусственному интеллекту (ИИ), ученые начинают находить надежные различия в мужском и женском мозге: небольшую разницу в клеточных структурах и нейронных цепях. До сих пор совершенно неясно, насколько это имеет значение. Прямо сейчас невозможно ответить, но наука движется в этом направлении.
Зачем изучать различия?
Исторически сложилось так, что ученые использовали предполагаемые различия в строении мозга для того, чтобы делать радикальные заявления о том, как мужчины и женщины думают и ведут себя, а также для оправдания сексистских убеждений о том, что женщины от природы менее умны и менее способны, чем мужчины.
Хотя результаты ранних исследований уже признаны совершенно ошибочными, современные все еще находят когнитивные различия между мужчинами и женщинами — по крайней мере, в среднем. Например, мужчины, как сообщается, лучше справляются с тестами на пространственные способности, в то время как женщины лучше интерпретируют выражения лиц других. Но мужчины и женщины воспитываются по-разному, к ним по-разному относятся в обществе.
«На самом деле, невероятно сложно различить причинно-следственную связь, насколько половые различия обусловлены обществом, средой, биологией», — сказал Разнахан.
«Существует множество различных психиатрических и неврологических заболеваний, которые встречаются с разной распространенностью и по-разному проявляются у представителей разных полов. Понимание того, насколько эти различия обусловлены биологией, а насколько — условиями жизни и взросления, может привести к улучшению лечения», — говорит доктор Ивонн Луи, ученый-клиницист, заместитель председателя отдела исследований в отделении радиологии Нью-Йоркского университета имени Лангона.
Данные свидетельствуют о том, что женщины чаще страдают депрессией и мигренью, чем мужчины, в то время как у мужчин чаще встречаются шизофрения и аутизм. Болезнь Паркинсона развивается примерно в два раза чаще у мужчин, чем у женщин, но у женщин болезнь, как правило, прогрессирует быстрее. Все эти данные получены из исследований, которые не обязательно различают пол и гендер — «пол» описывает биологию, в то время как «гендер» отражает самоидентификацию, а также общественные роли и ожидания.
Например, девочки чаще чем мальчики в период полового созревания испытывают депрессию. Это может быть связано с тем, как их мозг справляется со стрессом или с вероятностью того, что они сталкиваются с большим количеством стрессовых событий чем мальчики в этом возрасте. И наоборот, делает ли мозг мальчиков их устойчивыми к депрессии от природы, или на самом деле у них последняя просто реже диагностируется из-за социальной стигмы? Ответы на эти вопросы указывают на разные решения проблем.
Большие структуры, незначительные отличия
Благодаря таким методам сканирования мозга, как МРТ, ученые обнаружили тонкие половые различия в размере, форме и толщине различных структур мозга, а также в сетях, связывающих части мозга.
Однако эти различия незначительны или ими можно пренебречь, если учесть среднюю разницу в размерах между мужчинами и женщинами, утверждает Лиз Элиот, профессор нейробиологии в Университете медицины и науки им. Розалинды Франклин. Элиот и ее коллеги недавно проанализировали исследования почти за 30 лет, обнаружив, что в среднем мужской мозг на 6% больше женского при рождении и на 11% — к взрослому возрасту. Средний размер мозга масштабируется вместе со средним размером тела, и мужские тела, как правило, крупнее. Но если исключить эту общую разницу в размерах, то более тонкие структурные различия между мужским и женским мозгом уменьшаются до точки пренебрежения.
Тем не менее некоторые ученые сообщили о различиях, которые, по их словам, не масштабируются с размером тела. Некоторые примеры были получены от исследовательской группы, которая обработала данные МРТ мозга более 40 000 взрослых, отсканированных для «Британского биобанка», базы медицинских данных 500 000 человек.
Оказалось, что у мужчин больше таламус (ретрансляционная станция для сенсорной информации). У них также больше кора, которая помогает контролировать движение и является частью петли обратной связи, контролирующей, было ли движение выполнено хорошо. У женщин в среднем больше левостороннее прилежащее ядро (часть системы вознаграждения мозга) и гиппокамп (место хранения краткосрочных воспоминаний о фактах и событиях, которое также помогает переносить информацию в долговременную память).
Однако непонятно, объясняют ли те немногие различия в размерах какие-либо различия в когнитивных процессах и работе мозга. Возможно также, что мужской и женский мозг работают немного по-разному, чтобы достичь одинакового результата — чтобы «уравновесить» различия в гормонах или генетике.
«Когда мы говорим просто об описании разницы в измерении, это ничего не говорит о том, имеет ли она вообще какую-либо функциональную значимость», — подчеркнул Разнахан.
Еще один путь — изучать гены, которые сильно отличаются на хромосомах X или Y. Например, изучая людей с дополнительными или отсутствующими половыми хромосомами, ученые начали выяснять, как эти гены увеличивают или уменьшают структуры мозга, способствуя половым различиям в размерах. Хромосомы также могут повышать или понижать риск расстройств — например, наличие дополнительной Y повышает вероятность того, что у человека аутизм, тогда как дополнительная X — нет. Это может помочь объяснить, почему у мужчин, которые обычно несут одну X и одну Y, более высокие показатели аутизма, чем у женщин, у которых обычно есть две X.
ИИ находит тонкие различия
Хотя крупномасштабные структурные особенности могут не отличать мужской и женский мозг, ИИ помогает обнаружить другие, более тонкие. Некоторые из этих различий проявляются на уровне микроструктуры, то есть отдельных клеток и их компонентов.
Например, исследование, опубликованное в мае 2024 года, использовало различные модели ИИ для анализа сканов мозга 1030 людей в возрасте от 22 до 37 лет. Исследование в основном было сосредоточено на белом веществе, пучках «проводов», которые проходят между нейронами. Алгоритмы предсказывали пол субъекта по скану мозга в 92–98% случаев. При этом модель анализировала не различия в отдельных частях мозга. Она опиралась на 15 отдельных областей расположения белого вещества, но самая большая структура белого вещества, пересекающая среднюю линию, мозолистое тело, выделялась как ключевая.
Пол и гендер
Понятие «пол» описывает биологические различия в анатомии, физиологии, гормонах и хромосомах. Половые черты подразделяются на мужские и женские, хотя иногда биологические черты некоторых людей не вписываются ни в одну из категорий. «Гендер», с другой стороны, — социокультурное понятие. Он охватывает то, как люди идентифицируют и выражают себя, а также то, как с ними обращаются и какого поведения от них ожидают другие.
В настоящее время существует «огромный пробел» в нашем понимании того, как эти факторы формируют мозг независимо и в тандеме, говорит Элвиша Джамала, доцент кафедры психиатрии в Институте медицинских исследований имени Файнстейна в Нью-Йорке. Недавно Дхамала и коллеги попытались заполнить этот пробел, используя данные исследования Adolescent Brain and Cognitive Development (ABCD), огромного исследования развития мозга и здоровья детей, проведенного в США. Они включили в исследование фМРТ-сканирования почти 4800 детей, которых наблюдают с их 9-10 лет в течение десятилетия.
Сканирование выявило области мозга или сети, которые активировались, когда дети выполняли различные задания. Дети и их родители также ответили на вопросы о чувствах детей по поводу своего пола и о том, как они обычно играют и выражают себя.
Алгоритм в конечном итоге выявил две довольно различные сети мозга, связанные с полом: в сетях, отвечающих за обработку визуальных стимулов и физических ощущений, управление движением, принятие решений и регулирование эмоций. ИИ снова довольно быстро и точно научился различать пол детей по снимкам мозга.
Гендер оказался сложнее: по ответам детей на вопросы анкеты ИИ не мог предсказать, где девочки, а где мальчики. А вот по ответам родителей о своих детях его предсказательная сила превысила случайность, но все еще была «намного ниже» прогнозов для пола.
