男女在智力和行为方面的差异已被提出并争论数十年。如今,越来越多的科学证据表明,数百个基因在生物学意义上的男性和女性大脑中表现出不同的作用方式。虽然具体影响尚不明确,但部分基因可能与阿尔茨海默病和帕金森病等性别偏向型脑部疾病相关。这些男女大脑间的差异在发育早期就已确立,可能影响大脑发育过程,且不仅存在于人类,还见于其他灵长类动物,暗示其具有古老起源。
男女大脑中的基因活性
数十年研究已证实男女在大脑结构、功能及精神疾病易感性方面存在差异。但此前尚不明确这些差异在多大程度上由基因决定,多少源于环境影响。通过直接检测男女大脑基因活性可衡量遗传因素的影响。随着人类基因组全序列的完成,检测约20,000个基因中任意基因的活性变得相对容易。
基因是DNA片段,要发挥作用需先转录为信使RNA分子(mRNA),再翻译成蛋白质——这些真正支撑身体结构和功能的分子。通过对全部RNA(称为"转录组")进行测序,并将碱基序列与已知基因比对,即可测量特定组织甚至单个细胞中每个基因的活性。
2017年科学家对比数百名男女的尸检脑组织样本转录组时,发现令人惊讶的基因活性差异模式:我们20,000个基因中约三分之一在一种或多种组织中表现为单性别更活跃。最显著的性别差异出现在睾丸等生殖组织,但出乎意料的是,大多数其他组织也显示性别偏向。例如后续研究表明,男女肌肉样本的RNA谱存在显著差异,这与肌肉生理学的性别差异相符。今年早些时候发表的脑转录组研究揭示,男性大脑中有610个基因更活跃,女性大脑中有316个基因更活跃。
大脑中哪些基因显示性别偏向?
性染色体上的基因理应表现出男女差异(男性含X和Y染色体,女性含两条X染色体)。然而90%的性别偏向基因位于常染色体上——男女均拥有两套常染色体(分别来自父母)。这意味着存在某种性别特异性信号控制其活性。睾酮和雌激素等性激素很可能是调控因子,事实上大脑中许多性别偏向基因确实对性激素有反应。
大脑性别差异如何形成?
大脑基因活性的性别差异在胎儿发育早期就已显现,远早于青春期甚至睾丸和卵巢的形成。另一项2025年研究检测了266个胎儿脑尸检样本,发现1,800多个基因在男性中更活跃,1,300个在女性中更活跃。这些性别偏向基因组合与成人大脑中的发现高度重叠。这表明差异源于性染色体上基因的直接遗传效应,而非激素驱动的差异。
这些差异是否意味着男女大脑功能不同?
如此多基因的活性存在性别差异,若不在大脑功能上体现重大区别将令人惊讶,但具体影响程度和涉及功能尚不明确。某些模式正在显现:许多女性偏向基因编码神经元相关过程,而男性偏向基因更多与膜结构和细胞核特征相关。许多基因仅在大脑特定亚区域显示性别偏向,暗示其仅在这些区域发挥性别特异性功能。
然而RNA水平的差异并不总是导致蛋白质差异。细胞可能通过代偿机制维持蛋白质平衡,意味着并非所有RNA差异都会产生功能影响。有时发育过程存在性别差异但最终结果相同。
脑部健康关联
特别值得关注的是性别偏向与某些脑部疾病易感性差异之间的关联。阿尔茨海默病相关基因多为女性偏向,这或许解释了该病在女性中发病率翻倍的现象。啮齿类动物研究表明,大脑中仅男性表达的SRY基因会加剧帕金森病。
大脑基因功能性别差异的进化
这些性别偏向基因表达模式绝非人类独有,在大鼠、小鼠和猴子大脑中同样存在。猴子中男女偏向基因组合与人类显著重叠,表明该特征在7,000万年前的共同祖先中就已确立。这暗示自然选择可能青睐那些促进原始灵长类祖先男女行为细微差异的基因作用——甚至可能追溯至所有哺乳动物或脊椎动物的共同祖先。事实上,发育中大脑基因表达的性别差异在动物界普遍存在,连低等的线虫体内也观察到此类现象。
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