Американские ученые выявили гендерные различия в структурной организации связей коры головного мозга. Умужчин лучше проявляются связи в пределах каждого из полушарий, атакже впределах большинства отделов коры, помимо этого четко разграничиваются различные структурные модули в отделах коры. Уженщин обнаруживается больше межполушарных связей, хуже развито модульное строение. При этом для мозжечка отношение обратное: умужчин лучше развиты межполушарные связи, а модульная организация слабая. Эти различия в организации связей коры отражаются в доминировании различных навыков у мужчин и женщин. Мужчины лучше выполняют координированные и точные действия, организация женского мозга ориентирована на выполнение социальных задач.
Инициатором разных починок в доме почти всегда выступает женщина. Когда мужу сообщается о необходимости что-то отремонтировать, он вспоминает о неотложнейших и архиважных делах и, оставляя своей хозяйке некоторые средства и предоставив свободу действий, надолго (желательно на всё время ремонта) отбывает на работу. Хозяйка принимается за дело, не забывая жаловаться, что ремонт— мужская работа, что у других и краны, и электричество, и полки со шкафами мужья починяют, а ей вот приходится самой мастеров искать... Сподобной ситуацией наверняка сталкивались если не вы сами, то ваши друзья или знакомые. Она тривиальна в своей обыденности, но интересна спозиций устройства мозга мужчин и женщин. Вней отражаются и различия в строении мозга мужчин и женщин, и культурные традиции нашего общества, и даже их развитие в современном мире. Конечно, ученые изПенсильванского университетаиДетского госпиталя Филадельфиине задумывались о гендерных таинствах ремонта, но выполнили превосходное исследование по половому диморфизму в строенииконнектома(см. такжеConnectome) человеческого мозга. Ивыводы из этого исследования, помимо прямых структурных различий в строении мозга, хорошо объясняют в том числе и мелкие сюжеты из прозаической жизни.
Ученые сфокусировались на организации нейронных связей в коре и подкорковом слое: они выясняли, какие части мозга и каким количеством связей соединяются. Организация связей в мозге как целостной структуры называется коннектомом; в зависимости от задач и методов различают функциональный коннектом и структурный коннектом. В данном случае ученые занимались структурным коннектомом. Для своего исследования они использовали методдиффузионной тензорной визуализации(см. такжеDiffusion tensor imaging, DTI). Этот метод позволяет отслеживать пути аксонов засчет регистрации анизотропной диффузии молекул воды вдоль миелинизированных волокон (тоесть в белом веществе мозга).
Для работы были взяты сканы мозга 949человек: 428мужчин и 521женщины. Возраст людей варьировался от 8до 22лет, так что выборку подразделили на три возрастные группы— дети, подростки, молодежь. Авторы отметили, что для такого исследования, как анализ коннектома, выборка оказалась одной из самых больших и представительных. Именно поэтому удалось показать изменения в коннектоме от детского до юношеского возраста.
В результате обработки данных сканирования ученые получили ряд количественных характеристик для каждой структуры и каждой области коры (всего 95локализаций,принятыхв нейробиологии). Для всех локализаций подсчитали число связей с каждая-с-каждой. Далее составили карты и соответствующие количественные показатели связности для структур и долей коры больших полушарий. Эти показатели и карты связей заметно отличались у мужчин и женщин.
Рис. 2.Организация структурных связей отделов мозга у мужчин (вверху) и у женщин (внизу). Связи в пределах одного полушария показанысиним, а межполушарные связи—оранжевым. Показаны только те связи, которые надежно определяются у подавляющего большинства в выборке.Точкамипоказаны локализации (Regions of interests), входящие в различные доли мозга:синие— лобная доля,голубые—височная,зеленые— теменная,красные—затылочная,белые— подкорковый слой. Рисунок из обсуждаемой статьи вPNAS
Хорошо заметно, что у мужчин лучше развиты связи в пределах каждого из полушарий, а у женщин— межполушарные связи. Важно отметить, что у мужчин выявляются связи в полушариях мозжечка, а у женщин таких нет. Эта разница в строении устанавливается в подростковом возрасте: если у мальчиков и девочек различия только намечаются, то у мальчиков-подростков внутриполушарные связи уже хорошо выражены. У девочек-подростков межполушарные связи выстраиваются сначала в лобной доле, а затем у девушек усиливаются связи височных долей; при этом внутриполушарные связи устанавливаются только у взрослых девушек, у девочек младшего возраста и постарше они еще слабые и в данном анализе не выявляются.
Рис. 3.Возрастная динамика связей между разными областями мозга у мальчиков (вездеслева) и девочек (вездесправа):В— дети,С— подростки,D— молодежь. Показаны только те связи, которые надежно определяются у подавляющего большинства в выборке. Кроме того, важно иметь в виду, что показаны наиболее выраженные связи, более слабые в таком анализе не выявляются, хотя в действительности имеются.Цветными точкамипоказаны узлы в областях, входящих в отделы мозга:синие— лобная доля,голубые— височная,зеленые— теменная,красные— затылочная,белые— подкорковый слой. Рисунок из обсуждаемой статьи вPNAS
Помимо гендерных различий в ориентации связей также обнаружилась и разница в модульной организации коры у мужчин и женщин. Модули— области высокой связности, для которых число связей в пределах модуля больше, чем между разными модулями. Сами по себе модули наиболее четко выявляются у мужчин, у женщин они выражены слабее. Единственная область мозга, вкоторой модульность у мужчин относительно слабо развита,— это мозжечок.
Рис. 4.Красным цветомпоказаны области мозга, в которых модульная организация у мужчин выражена лучше, чем у женщин (выше число связей внутри модуля и ниже между модулями), асиним— мозжечок, где модульная организация у мужчин выражена гораздо слабее, чем у женщин. Измененный рисунок из обсуждаемой статьи вPNAS, там же можно уточнить методы статистических расчетов показателя связности модулей
Как отражаются эти структурные различия в строении коры на поведении и навыках мужчин и женщин? Известно, что связи впределах полушарий и впределах каждого из отделов коры вцелом обслуживают реакции «от намерения к действию», а мозжечок при этом опосредует моторные функции частей тела. Межполушарные связи мозжечка обеспечивают эффективную координацию действий. Ивсё это наилучшим образом организовано у мужчин, вчастности из-за этого им лучше удаются задачи на пространственное мышление, тесты на скорость и точность. Поэтому всреднем мужской мозг призван служить для результативного и быстрого выполнения моторных функций. Межполушарные связи устанавливают интеграцию аналитической и интуитивной информации. Отсюда выше способность к выполнению задач на запоминание лиц, социальных тестов. Так что женский мозг призван обеспечить обладательнице хорошие социальные навыки. Такое различие установилось, вероятнее всего, на начальных этапах эволюции нашего вида, когда стала формироваться социальная и семейная структура человеческих популяций.
Эта гендерная разница проявляется в повседневных ситуациях вроде необходимости что-то отремонтировать. Починки разного рода требуют от исполнителя моторных навыков, точности и силы, поэтому традиционно этим занимаются мужчины. Теперь же, всовременном обществе западного типа, установилась узкая профессиональная специализация, так что ремонтом занимаются подготовленные мастера. Их нужно найти, сними нужно договориться, так или иначе вознаградить их работу. Всё это уже не те изначальные, эволюционно обусловленные мужские моторные навыки, а напротив— задача решается спомощью социальных навыков, социальной осведомленности, умения взаимодействовать с разными, часто незнакомыми людьми в нетипичной обстановке. Аэто уже прерогатива женщин, это их исторически сложившаяся функция. Так занятия ремонтом от типично мужского дела вполне закономерно перешли в ведение женщин. Однако профессиональная специализация, из-за которой произошла эта гендерная смена ответственности, сложилась совсем недавно. Поэтому вобществе еще свежа память о прежних «типично» мужских и женских занятиях. Врезультате женщины, помня об этих традиционных установках, не перестают жаловаться на «нерадивость» своих мужей. Но при этом не учитывают, что исторически сложившаяся разница между организацией мужского и женского мозга никуда не исчезает. Имужчины продолжают заниматься мужскими делами, требующими точности, скорости и координированности действий, а женщины, как и прежде, призваны решать социальные задачи.
Источник:Madhura Ingalhalikar, Alex Smith, Drew Parker, Theodore D. Satterthwaite, Mark A. Elliott, Kosha Ruparel, Hakon Hakonarson, Raquel E. Gur, Ruben C. Gur, and Ragini Verm.Sex differences in the structural connectome of the human brain//PNAS. 2014. V.111. №2. P.823–828.
Елена Наймарк
