大脑性别差异深入到分子层面
男女大脑非常相似，但在分子机制层面，明显的性别差异显现出来，揭示了开发靶向药物的路径。
科学家和公众对大脑性别差异存在一些误解。
图片来源：Radachynskyi
西北大学的神经内分泌学家凯瑟琳·伍利（Catherine Woolley）及其团队在研究雌性小鼠的突触调节时遇到了一些困难。他们试图复制在雄性小鼠上进行的实验，但研究人员很快意识到无法做到这一点。
伍利在2025年神经科学学会会议的总统特别演讲中表示："从那以后，我开始认为大脑的性别差异可能非常重要，这与其说是为了弄清我们的思维如何运作，不如说是为了确保我们最大化科学对医学的益处。"
多年来，神经科学家认为在实验中使用雌性动物会因动情周期中的激素波动而引入过多变异性。这导致神经科学研究中存在一种偏见，研究人员一度几乎只使用雄性小鼠进行实验。然而，后续实验表明动情周期并不会导致雌性小鼠出现更多变异性。事实上，2016年，美国国立卫生研究院要求在临床前生物医学研究中必须纳入雌性动物。
在她的演讲中，伍利澄清了一些科学家和公众对大脑性别差异仍然存在的误解，同时强调了在分子机制层面上大脑非常明显的性别差异。她强调了在神经科学研究中同时纳入雄性和雌性动物的重要性，以及揭示大脑性别差异如何能够引导开发更精准的靶向药物。
关于大脑大小，性别差异微乎其微
伍利解释说，一个常见的误解是男女大脑大小不同，且男性大脑更大。当研究人员直接使用英国生物银行中50多万人的脑容量结构MRI数据来回答这个问题时，他们发现男性和女性之间都存在相当大的变异性：36%的情况下男性大脑更大，29%的情况下女性大脑更大。在校正总脑容量后，男性和女性之间的大脑大小差异非常小。
为了获得更详细的大脑图像，爱丁堡大学的研究人员查看了英国生物银行数据的一个子集，并专注于四个脑区：海马体、伏隔核、杏仁核和尾状核。在对个体大脑大小差异进行标准化后，研究人员发现，基于性别，海马体大小没有差异，女性的伏隔核略大，男性的杏仁核略大，尾状核没有差异。特拉维夫大学的研究人员进一步分析，测量了116个不同脑区的体积，显示不同脑区在两性之间存在广泛的大小差异。
伍利说："绝大多数个体大脑都是马赛克式的。也就是说，它们是由不成比例更大的脑区和不成比例更小的脑区混合而成的。""我认为，大脑的这种马赛克特性，加上区域脑容量的大量重叠，真正削弱了或者至少挑战了男性和女性大脑二分的概念。"
在突触层面，性别差异很重要
伍利说，虽然总体结构差异可能很小，但在分子机制层面的性别差异则更有意义。她和她的团队特别关注雌激素，它在海马体中充当神经类固醇。特别是，他们对雌激素在揭示大脑"潜在"性别差异方面的作用感兴趣：当男女双方的某个过程产生相同结果但通过不同机制实现时。
"这些潜在的性别差异很有趣，因为在表面上，男性和女性看起来是相同的，而它们之间的差异只有在某种干预下才会显现出来。"
该团队研究了雌二醇（一种雌激素）如何影响雄性和雌性小鼠海马体中的突触传递。他们发现，雌二醇治疗导致两性突触前和突触后终端的突触强度都增加。
伍利说："当我们思考介导这些效应的雌激素受体时，事情才真正变得有趣起来。""在海马体中，有三种可能参与的雌激素受体，每种受体都可以通过选择性激动剂单独激活。"
事实上，当他们在雄性和雌性中分别评估每种雌激素受体时，他们发现每种受体在同一性别内和不同性别之间都表现出不同的作用。
伍利说："在正常情况下这会产生什么效果还不太清楚，因为雌二醇本身在男性和女性中似乎有相同的效果，但在某些干预下，比如影响其中一种受体的药物，这将变得重要。""当一个受体参与潜在的性别差异时，操纵一个受体可能在男性和女性中产生不同效果的想法并非只是假设。"
激素？男性和女性都有
为了消除另一个常见误解，伍利关注了激素在雌性和雄性受试者大脑中的作用。她承认，激素——如调节月经周期的激素——通常在女性大脑中很重要，但她补充说："激素在男性中也很重要。"
她强调了加州大学圣塔芭芭拉分校的艾米丽·雅各布斯（Emily Jacobs）及其团队进行的一项研究，研究人员从一名人类男性身上每天采集血液、唾液和大脑成像——无论是早晨、晚上，还是两者都采——持续一个月。通过使用这种密集采样方法，他们发现不仅睾酮和皮质醇等激素水平在一天中波动（早晨高于晚上），而且不同脑区的体积在一天中也发生变化。
伍利说："我希望你们从中了解到的是，男性也有激素，它们在男性中很重要，就像在女性中一样。我认为，随着神经科学越来越多地在完整动物身上进行实验，这一点可能值得记住。""完整有机体具有完整的有机体生理学，包括激素。"
在结束演讲时，伍利直接对在场的早期职业神经科学家们说，呼吁他们成为改变神经科学研究现状的人，并养成在研究中同时使用雌性和雄性样本的习惯。
她说："这将揭示大脑中突触和其他形式调节的新模式，并将加强和拓宽药物开发和其他治疗方法的机会。""通过这种方式，你们将帮助确保我们最大化科学对医学的益处。"
参考文献
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