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在子宫中,性激素开始告诉发育中的胎儿是长成男性还是女性。在过去的几十年里,科学家们一直认为,控制这些激素的性器官是造成男性和女性大脑之间差异的唯一原因。现在,对一种不寻常的鸣禽大脑的研究有望挑战这一观点。科学家们发现,这只半雌半雄的动物的灰质发育出两个基因上不同的半球,这提供了引人注目的证据,表明单个细胞内的性染色体可能在性别特异性大脑差异的发育中发挥重要作用。
由加州大学洛杉矶分校的亚瑟·阿诺德领导的科学家团队研究了一只斑胸草雀,它是一种雌雄同体,相当于人类的雌雄同体。从右边看,这只鸟似乎是雄性,眼睛周围显示出明显的雄性红色羽毛,以及使斑胸草雀得名的黑白条纹。与此同时,另一边的羽毛明显是雌性的。这只鸟同时拥有雄性和雌性性腺,但表现得像雄性,并唱着只有雄性才会唱的求偶歌曲。如果仅由性腺激素控制性别特异性的大脑功能,那么控制歌曲的鸟脑两个半球(称为歌曲回路)将是统一的雄性或雌性。为了确定情况是否如此,该团队使用 RNA 探针检查了已故动物大脑的切片,该探针能够检测单个脑细胞内性染色体的存在。(在鸟类中,性染色体被称为 W 和 Z。正常雄性有两个 Z 染色体,雌性有一个 W 和一个 Z 染色体。)
科学家们发现,大脑的右半球几乎不含 W 染色体,而左半球则充满了 W 染色体,这表明大脑的半球在基因上是雄性和雌性。“这让我震惊,”阿诺德说。大脑的两侧在发育过程中暴露于相同的激素混合物,但生物雄性侧的大脑歌曲回路比雌性侧的大脑歌曲回路大得多。这些发现于本周在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)在线发表,为以下观点提供了迄今为止最强有力的证据:作用于单个细胞的性染色体在男性和女性大脑的差异中发挥作用。阿诺德解释说,这些结果可能有助于确定细胞的遗传性别是否会影响其对疾病的易感性。他指出,某些疾病对一种性别的影响大于另一种性别,因此“如果细胞的遗传学影响疾病的进展,则可能为疾病提出具体的病因或治疗方法。”