据北京时间7月30日新浪科技新闻报道,神经科学中的性别差异研究引发了诸多争议,相关结论经常被误用。在最近的一项新研究中,美国国立卫生研究院的研究人员将解剖学与性染色体联系起来,这可能为精神疾病的研究提供新的线索。然而,这是一个非常敏感的话题,相关结论很容易被误用。
对于阿明拉兹纳韩来说,发表关于性别差异的研究是一个令人不安的话题。目前,Lazna Han是国立卫生研究院发育神经组学部门的负责人。他早就知道,发现男性和女性大脑之间的差异可能会带来意想不到的效果。
拉兹纳韩说:“当我第一次开始做这方面的研究时,我吃了很多苦。”在获得博士学位期间,他发表了一项关于男性和女性大脑结构差异以及这些差异如何随年龄变化的研究。他说:“我们观察到了一种特殊的模式,只是描述得非常仔细。人们应该这样做,而不是跳到功能解释。”然而,尽管Lazna Han做出了努力,媒体还是很快发表了一篇文章,引用他的研究来为单性学校教育辩护,认为男孩和女孩必须以不同的方式学习,因为他们的大脑解剖结构略有不同。“这真让我吃惊,”他说。“这种经历一直伴随着我。”
尽管如此,拉兹纳汉继续研究性别差异,希望对人类神经发育障碍有更好的理解。他关心的是那些性染色体是非整倍体的人,或者那些在XX(典型女性)和XY(典型男性)之外有任何变异的人。遗传变异体(如XXY)更有可能发展成其他疾病,如自闭症谱系障碍、注意缺陷多动障碍(ADHD)和焦虑症。拉兹纳韩希望通过揭示两性大脑是否以及如何不同,比如某些大脑区域的大小或者它们之间的联系强度,来找出为什么非整倍体的人更容易出现神经发育和精神问题。解决这个难题可能是解开人类精神疾病之谜的重要一步。
大脑的性别差异
不久前,Lazna Han的团队发表了一项关于《美国国家科学院院刊》的研究,该研究不仅报道了两性之间大脑某些部分的大小存在可信的性别差异,而且这些差异与性染色体的直接影响有关。Lazna Han说:“在这项研究中,我们试图提出一些还没有直接解决的相对简单的问题。”“例如,人脑的解剖性别差异在多大程度上可以被复制?如果可以复制,这些差异位于哪个功能系统中?”
拉兹纳韩的团队没有收集数据来解决这些问题,而是参与了“人际关系小组项目”。该项目收集了来自几个机构的1000多名参与者的大脑扫描结果。利用传统的磁共振成像数据,他们比较了从男性和女性大脑不同区域收集的灰质含量。灰质是一种神经组织,是中枢神经系统的重要组成部分,它聚集了大多数神经元的细胞体。尽管两性的大部分大脑区域看起来相似,但在某些区域,男性或女性似乎有更多的灰质。
研究人员将他们的结果与另一组大数据进行了比较,发现这些大脑区域与性染色体上基因表达异常的区域相关。在拉兹纳韩看来,染色体和大脑结构之间的潜在联系尤其令人兴奋。他说:“如果我们能更好地理解性生物学,也许这些途径将有助于我们理解是什么因素使一个人有表现出自闭症谱系障碍症状的风险。”
然而,其他学者质疑这种研究是否真的能帮助我们理解精神障碍。美国罗莎琳德富兰克林大学的神经科学教授莉兹艾略特认为,医生的偏见或诊断标准可能比生物学差异更能解释某些疾病流行中的性别差异。性别差异研究的支持者经常提到男孩被诊断为自闭症的可能性是女孩的四倍,但是艾略特质疑这一统计数据的相关性。她说:“我认为这在很大程度上是一种诊断偏见。”"这个障碍的定义是基于对男人的刻板印象."
艾略特认为,在没有明显的医疗益处的情况下,这类研究只会强化男女之间存在本质差异的观点,甚至会为歧视女性提供理由。她指出,这项研究“根本没有医学价值”。相反,这将“强化固有的、自然的和上帝赋予的——的差异,从而消除真正平等的概念。”
类似的担忧是神经科学性别差异研究中许多争议的原因之一。另一方面,对一致性的担心也困扰着这门学科。一些研究报告称,大脑区域的大小或某些区域与其他区域之间的联系程度存在性别差异,但在这些差异存在的地方往往存在差异。艾略特对此评论道:“人们从事这些研究的时间越长,情况就越混乱。”
这种不一致的原因可能是科学家倾向于报告证明性别差异的研究,而不是证明性别相似性的研究。2018年,美国斯坦福大学元研究创新中心的研究人员发现,有证据表明,科学家更有可能发表发现潜在性别差异的研究,而不是没有发现性别差异的研究。作者警告说,因为只检查少数受试者的研究容易出现假阳性,发表这些阳性结果的偏见使我们很难理解这些研究的可信度。
体积与功能的关系
拉兹纳韩的团队也意识到了这些问题,并努力确保发现的任何差异都反映了大脑解剖的真实模式,而不是数据集中的一些随机的怪异模式。大量受试者的观察结果更可能适用于整个人群,这就是为什么他们依赖于“人际关系小组计划”的巨大数据集。在分析了这些数据并修正了大脑总体积(正如男性的平均体积大于女性一样,大脑也是如此)后,研究人员发现了一些明显的差异。
例如,男性在枕叶(与视觉相关)、杏仁核和海马体(在情绪和记忆中扮演重要角色)的体积相对较大。另一方面,女性前额皮质(与决策和自我控制相关)和脑岛(与情绪、味觉和其他功能相关)的灰质更多。这些结果似乎表明,女性在决策方面比男性有优势,而男性的记忆力更好。然而,从这些研究结果中不可能推断出如此显著的结论。Lazna Han说:“我们的发现可能根本没有行为相关性。”
首先,我们不知道灰质体积对大脑功能意味着什么。大脑包含两种主要类型的组织:灰质和白质。前者包含神经元细胞体,而后者由数百万条“通讯管道”组成,负责连接大脑不同区域的灰质,这样神经元就可以向远处发送信号。灰质和白质相互依赖实现各自的功能,它们的体积变化能否带来益处尚不清楚。
马里兰大学医学院的药理学教授玛格丽特麦卡锡说:“无论如何,更多的灰质肯定不是一件好事。”“这只是显示神经元差异的一种测量方法,包括它们产生多少突触以及其他类似的东西。”
然而,很容易得出结论,“量是重要的”,并且有一些证据支持这一观点。二十年前,伦敦大学学院的研究人员发表了一项研究,引起了巨大的轰动。这项研究表明,伦敦出租车司机的海马体比大多数人大得多,他们只需通过记忆学会如何在混乱的大城市中导航。由于海马体与空间记忆有关,这项研究似乎表明大脑区域的大小与特定的技能有关。然而,仅仅因为学习一项技能与大脑特定区域的生长相关,并不意味着该区域的大小通常与这种能力相关。因此,这项研究并不意味着出生时海马体较大就等于拥有更好的记忆力。
在大多数情况下,将“情感”或“决策”等功能归属于单个领域是一种严重的过度简化。事实上,大多数领域都有多重功能,而且大多数功能也需要多个领域的合作。因此,Lazna Han使用了一个名为“神经同步”的数据库,试图找出样本中显示性别差异的区域是否与特定功能相关。该数据库汇集了数千份人类神经科学研究报告,所有这些报告都涉及大脑区域和功能之间的关系,并记录了大量的“多对多”关系。将他的发现与神经同步的数据相比较,拉兹纳韩只发现了一个明确的结果:他识别的一些区域与面部处理有关,而面部处理主要涉及面部识别或面部表情的识别。
令人困惑的是,尽管Lazna Han发现男性大脑的面孔加工区比女性大脑大,但先前的研究表明女性在面孔加工任务上实际上比男性表现得更好。因此,很难说拉兹纳韩对灰质数量的观察是否与行为差异有关。Lazna Han说:“这是非常重要的,我们要说,从一开始。”
性染色体的影响
佐治亚州立大学神经科学研究所的生物学主任吉尔特德弗里斯对拉兹纳汉的团队没有发现解剖变异和功能差异之间的直接联系并不感到惊讶。“人们发现的许多差异,”他说,“可能已经开始使男人的大脑在男人的身体里工作得最好,而女人的大脑在女人的身体里工作得最好。”换句话说,不同的大脑结构可能不会导致不同性别之间的不同行为,但会导致更相似的行为。Defrees说:“如果我们做的大部分事情只是为了生存,那么男人和女人的大部分功能应该没有太大的不同。”"男人和女人的生活方式没有区别。"
拉兹纳韩的团队提出了一个生物学理论来解释他们观察到的灰质差异背后的原因。他们利用大脑转录组的数据,也就是说,在大脑的不同区域优先被激活来制造蛋白质的基因序列,来确定哪些基因在他们观察到的差异最大的区域似乎更活跃。一对染色体是不同的,那就是性染色体。与大脑的其他区域相比,在那些男性比女性有更多灰质的区域,性染色体明显更活跃。
拉兹纳汉说:“这当然不能证明性别(染色体)和解剖学上的性别差异之间存在因果关系,但空间联系更有罪恶感。”正如侦探总是在犯罪现场观察同一个人一样,Lazna Han有理由怀疑性染色体的表达会影响灰质体积的差异,特别是当这两种情况出现在同一区域时。然而,拉兹纳韩仍然没有直接的证据。
如果拉兹娜韩关于性染色体作用的假设是正确的,那么对性别差异的研究将受到极大的影响。根据Defrees的说法,科学家们一直认为性染色体对大脑结构没有直接影响。他指出,性染色体的影响更迂回:基因会促进性腺发育,然后分泌激素,然后影响大脑发育。Defrees说,流行的观点是“基因的作用是决定睾丸或卵巢的形成。”一旦做了决定,荷尔蒙将在之后接管这项工作。
然而,Lazna Han的观察似乎表明,性染色体可以直接影响大脑的解剖结构,没有激素作为中介。麦卡锡说:“他发现了性染色体上的基因。”“这真的很令人兴奋,也很新奇,因为我们一直在强调性腺类固醇的作用。”这些激素包括雌激素和雄激素(睾酮)。然而,这项研究未能证明性染色体对大脑结构的影响。相关性不同于因果关系。Defrees指出,Lazna Han的工作“并不一定表明这些性染色体基因导致了这些差异。”
这意味着什么?
还有哪些因素可以发挥关键作用?这可能是环境因素,如性别角色或属于被压迫群体的心理压力。正如伦敦出租车司机大脑的解剖结构在理解了城市的复杂布局后发生了显著变化一样,具有社会特殊要求的男性和女性的大脑也会发生显著变化。艾略特说:“没有人研究环境的实际影响,因为这很难做到。”然而,拉兹纳汉、德里斯和麦卡锡都认为很难用环境因素来解释这种差异。
不管原因是什么,所有的研究者都同意这项研究中总结的结果很难应用到世界人口中。研究人员使用的数据集来自美国和英国,这两个国家都很富裕,而且大多是白人国家。Lazna Han说:“整个神经科学和遗传学在文化表现上已经被严重扭曲了。”“这些特征如何在不同的社会结构中改变或保持不变是一个非常重要的问题。这具有挑战性,因为目前没有数据。”
这项研究对我们意味着什么?拉兹纳韩的团队发现了大脑中的性别差异模式,并将这种模式与性染色体表达联系起来。然而,尚不清楚这些差异是否有任何心理和行为上的意义。有些人可能仍然认为这种差异表明男女之间存在根本和生理上的差异,但Defrees指出,正是大脑和实际结果(行为、认知和情感)之间的这种联系使这项研究备受争议。他说:“当涉及到大脑时,有些事情不一致,有些开关被拉了。我认为这是因为大脑与定义我们的思维联系太紧密了。”
艾略特更进一步。她认为整个研究领域,有意无意地,都在从大脑中寻找证据来证明男人和女人本质上是不同的。"为什么有这么多关于大脑性别差异的研究?"她问,“我希望你能找到一些关于人类肾脏差异,或肺差异的研究。他们之间也可能有许多不同,如果不是更多。”
然而,对于Lazna Han,Defrees和McCarthy来说,对大脑中性别差异的研究可能有助于理解精神障碍的机制,这使得这项研究在伦理上是必要的,尽管其他人可能会用他们的研究来为本质主义或性别歧视辩护。麦卡锡说:“我们不能仅仅因为这些发现可能被滥用就做出这些发现。”