Sex matters

Капризная Муза моя занимается всякой чепухой, а посему и я займусь тем же. Пока она себе там прохлаждается, напишу-ка я пару-тройку эссе. Так, безо всякой претензии на оригинальность, просто поделиться тем, что мне показалось занятным. Поскольку я /по-возможности/ слежу за прорывами в разных областях биологии, а не только  в моей собственной области исследований, которая называется, может, слегка заумно: молекулярная цитогенетика – но, на самом деле, захватывающе интересна! -  то и рассказать есть о чём. Труднее выбрать, с чего бы начать... Да что далеко ходить. Например, тема различий между мужчинами и женщинами, я уверена, по разным причинам небезразлична очень многим, и мне, конечно, тоже. О ней и поговорим, тем более, что не так давно появились новые исследования на этот счёт.

И поговорим не просто о различиях первичных и вторичных половых признаков, о которых детально осведомлён каждый мало-мальски себя уважающий дошкольник, но о вещах недоступных любопытному оку вышеупомянутого дошкольника - о различиях в структурной организации связей коры головного мозга. Этих различий, кстати, в дошкольном и раннешкольном возрасте еще нет. Они появляются по мере полового созревания, когда изменившийся гормональный фон и развитие вторичных половых признаков вносят в подростковую популяцию отчетливую гендерную поляризацию.

Так вот, ближе к телу… Коннектом - вам знакомо это слово? Если нет, сейчас будет: коннектом — это описание структуры связей в нервной системе организма. А теперь немножко подумаем... что в организме является основой индивидуального "я"?  Да, именно то, что описывает коннектом!
 
И если раньше некоторые сторонники принципа абсолютной монархии, типа Людовика XIV,  могли заявлять "Государство — это я!", а его последователи, лишившись головы, уже не успевали понять порочность данного тезиса, то в наше просвещенное время можно произнести вслед за нейробиологом Себастьяном Сеном " Мой коннектом - это я!"  и держаться за свою голову покрепче.
 
Там есть, что держать. Каждый человеческий мозг содержит 100 миллиардов нейронов, между которыми протянуто 100 тысяч миль нервных отростков, а число соединяющих их синаптических передач лежит между 100 триллионами и квадрильоном.

Изучение коннектома стало возможным благодаря развитию новых методов исследования, таких как очень чувствительная модификация метода магнитного резонанса - диффузионная тензорная визуализация. Этот метод позволяет отслеживать пути аксонов путем регистрации анизотропной диффузии молекул воды вдоль миелинезированных волокон (аксон - отросток нервной клетки, покрытый миелином, по которому нервные импульсы идут от тела клетки к другим нервным клеткам и к иннервируемым органам).

Недавно ученые из Университета Пенсильвании опубликовали исследование, результаты которого свидетельствуют о наличии полового диморфизма в строении коннектома.
Эксперимент был такой: отсканировали головной мозг 949 человек: 428 из них - мужского пола, 521 - женского, в возрасте от 8 до 22 лет. Обработав данные сканирования, экспериментаторы подсчитали число связей между различными областями и структурами коры и составили для них количественные карты связности.

Что же они  обнаружили?

Говорят, что один комедиант пошутил когда-то, сказав, что мужской мозг напоминает множество коробок, мало касающихся друг друга, а женский мозг - это клубок переплетенных взаимосвязей.
Оказывается, он был недалёк от истины!

Во-первых, оказалось, что у мужчин лучше развиты связи внутри левого или правого полушарий, а у женщин - межполушарные связи. Но в мозжечке (который отвечает за двигательную активность и координацию движений) наоборот: у мужчин больше связей между полушариями.

Во-вторых, была обнаружена разница в так называемой "модульной организации" коры у мужчин и женщин. Модули - это области высокой связности, для которых число связей в пределах модуля больше, чем между разными модулями. Так, сами по себе модули наиболее чётко выявляются у мужчин, у женщин они выражены слабее, но зато  у женщин выше плотность связей между модулями. В мозжечке, опять же, наоборот - у женщин модульность выражена сильнее, а у мужчин более выражена интеграция между модулями.

В-третьих, разница в строении коннектома устанавливается в подростковом возрасте, у детей её нет. Различия становятся статистически значимыми в возрасте 13 лет.

Подытоживая сказанное: у мужчин лучше выражены связи внутри каждого из полушарий коры головного мозга, а в пределах большинства отделов коры есть довольно чётко разграниченные структурные модули. У женщин было обнаружено больше межполушарных и межмодульных связей, но менее развито само модульное строение. При этом, в мозжечке картина обратная: у мужчин лучше развиты межполушарные связи, а модульная организация более выражена у женщин.

О чём говорят эти результаты? Какова их социальная и "бытовая" интерпретация?

Различия в архитектуре связей коры, по-видимому, отражаются в доминировании различных навыков у мужчин и женщин. Мозг мужчины (в среднем) лучше приспособлен к быстрой передаче сигналов от перцепции к моторике, что облегчает координацию между восприятием и действием.

Межполушарные связи устанавливают интеграцию аналитической и интуитивной информации. Отсюда у женщин (в среднем) выше способности к взаимодействиям в социумах,  в одновременном решении нескольких задач или в решении проблем в составе группы.

Эти различия объясняют, почему мужчины чаще выполняют задуманное, почему они полагаются непосредственно на то, что им говорят глаза и уши, а женщины больше полагаются на интуицию, почему женщины лучше справляются с выполнением многих дел одновременно, и почему мужчины более склонны к анализу, а женщины - к синтезу. 

Различия в коннектомах установились, скорее всего, на ранних этапах эволюции Homo Sapiens, когда формировалась социальная и семейная структура человеческих популяций.

Профессор психологии Университета Пенсильвании Ruben Gur, один из соавторов статьи, сказал в интервью: "Это просто потрясающе, насколько организация мозга мужчины и женщины взаимодополняет друг друга".



Литература:
Madhura Ingalhalikar et al. “Sex differences in the structural connectome of the human brain”, PNAS, 2013.

Иллюстрация с сайта http://www.humanconnectomeproject.org/