大脑有性别之分吗?哈佛大学的凯瑟琳·杜拉克访谈

一位生物学家评论说,尽管二元行为模式持续存在,但男性和女性的大脑却有着惊人的相似之处

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


神经科学家长期以来一直在探讨一个问题,那就是是什么,如果有什么的话,让男性和女性的大脑与众不同,无论是在小鼠还是(男/女)人类中。目前还没有明确的答案。最近研究的最佳证据表明,男性和女性都共享相同的神经回路,但使用方式不同。哈佛大学分子和细胞生物学教授、霍华德·休斯医学研究所研究员凯瑟琳·杜拉克是探索这些问题的先驱。我与她简短地谈论了她的研究,该研究还远远超出了性别的神经生物学范畴。

你能否大致介绍一下你的研究内容??
我感兴趣的是理解大脑如何进行本能的社会行为。有很多本能行为,如饮食和睡眠,对动物和人类至关重要,但社会行为是一组非常独特且特别有趣的本能行为,我们希望在神经元层面进行理解。

我们希望在机制上理解的是,个体如何识别自己物种的其他动物,例如动物如何识别雄性、雌性或幼崽,大脑如何处理这些信号,从而触发适当的社会行为,如交配、攻击或育儿。


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你能否简单介绍一下你过去几年关于性别识别的研究工作?

图片来源:哈佛大学MCB图形


社会行为的一个绝对根本的特征是,所有动物物种中的雄性和雌性在遇到给定的社会信号时,行为方式都不同。因此,例如,如果观察到育儿行为,在许多物种中,雌性会自发地表现出母性:她们会哺乳并照顾幼崽,而雄性则相反,在大多数物种中,雄性会杀死幼崽,这意味着当幼崽进入不属于他们自己的社会群体时,他们只会攻击幼崽。反过来,在许多物种中,雄性一旦有了自己的后代,就会表现出父性。

那么为什么会这样呢?这些行为中的性别差异的基础是什么?雄性和雌性检测各种刺激的方式不同,还是他们检测到相同的刺激,然后大脑对社会信号进行不同的神经处理?要从机制上理解社会行为,绝对必须了解男性和女性的大脑有多么不同。这个问题最近一直困扰着我们,我们得到了一些非常有趣和令人惊讶的初步答案。

事实上,人们认为男性和女性的大脑非常不同,因为男性和女性的行为差异如此之大。但在过去的几十年里,神经科学家一直在寻找主要的解剖学差异,但没有发现很多。实际上,他们发现的差异出人意料地少:在一个性别或另一个性别中,这里或那里有更多的神经元或更多的神经元棘,个体之间的差异很大,但仅此而已。因此,男性和女性的大脑的这种明显的相似性与他们所从事的截然不同的行为之间存在矛盾。

我们一直在研究这种矛盾,我认为我们发现了一些非常有趣的观点——男性和女性之间大脑中只有少数专门的部分是不同的,但大脑的大部分,包括参与控制社会行为的关键区域,很可能非常相似。例如,我们发现小鼠大脑中有一组控制母性行为的神经元,这些神经元也存在于雄性大脑中,尽管雄性不会自发地表现出父性。然而,如果这些神经元在雄性中被特异性激活,它们就会变得像母亲一样有育儿能力。

关于性别的现有假设是否发生了任何变化?
在很大程度上是肯定的。实际上,人们曾经认为,从出生开始,包括人类在内的动物就已经被设定为拥有被确定为男性或女性的神经回路。事实证明,我们不认为情况是这样的。我们认为,在很大程度上,男性和女性都拥有男性和女性的神经回路,但这些回路以性别特异性的方式进行调节,从而提供了一些重要的行为灵活性。

我们的发现绝非革命性的。行为学家——那些在 20 世纪 20 年代、30 年代和 40 年代研究动物行为的人——曾观察到,男性和女性有时会表现出另一种性别的行为。当时他们显然感到惊讶。但随后进入了一个事物变得更加黑白分明的阶段——人们认为你的大脑被构建为男性或女性,所有这些都受到类固醇激素的早期控制。

我们的工作在某种程度上挑战了这些假设,这些假设在过去 50 年左右一直是教条。但我们的工作也与行为学家在发现类固醇激素以及接受关于男性大脑和女性大脑的黑白分明的想法之前所做的早期观察非常吻合。

你的工作是否引起了普通民众、非科学界的兴趣?
我非常担心我们的工作会被误解,并且人们会立即认为从老鼠身上得出的结论也适用于人类。我是一名基础神经科学家,因此多年前当我们在顶级期刊上发表我们的工作时,我非常小心,不让我们的工作被炒作,这样我就可以继续进行我们的基础工作,而不会受到随意解释的干扰。人们理解,也许在某个时候,当我们对正在发生的事情有了更好的理解时,我们就可以更明智地谈论它在动物物种中的意义。直到最近,例如,当我被邀请参加两个查理·罗斯节目 [] 时,我认为我才能够传达有关育儿行为和性别认同等问题的科学状况。我认为我们已经达到了一个水平,使我们能够以我以前绝对无法做到的方式接触到更广泛的公众。

根据你的发现,你仍然想回答的一些总体性问题是什么?
我想说,我们已经完成了几个步骤,但摆在我们面前的是真正理解行为是如何以机械的方式控制的。控制意味着什么?大脑如何参与构成育儿或交配行为的不同步骤?这些行为是如何执行和调节的不同组成部分是什么?为什么这些相同的神经元在某些生理情况下在雌性中活跃而在雄性中不活跃,但在其他生理情况下这种差异会消失?

此外,环境如何影响神经回路的功能?所有这些都具有很多意义,不仅可以理解行为在神经元和分子方面是如何工作的,而且可以了解和潜在地治愈精神疾病。社会行为在抑郁症、精神分裂症、自闭症等精神疾病中受到严重影响。例如,育儿行为与一种非常普遍的疾病——产后抑郁症有关。它影响 10% 到 20% 的女性和 5% 到 10% 的父亲。如果我们了解育儿的控制方式,也许我们会找到帮助这些患者的方法。

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大众科学, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大众科学's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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