人類大腦結(jié)構(gòu)和功能的性別差異：來自腦成像研究的證據(jù)

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1、心理科學(xué)進(jìn)展2015,Vol.23,No.4,571–581AdvancesinPsychologicalScienceDOI:10.3724/SP.J.1042.2015.00571人類大腦結(jié)構(gòu)和功能的性別差異：*來自腦成像研究的證據(jù)楊天亮辛斐雷旭(認(rèn)知與人格教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(西南大學(xué));西南大學(xué)心理學(xué)部,重慶400715)摘要大腦的性別差異近年來受到了廣泛關(guān)注。腦成像技術(shù)的出現(xiàn)為腦結(jié)構(gòu)和腦功能性別差異的研究開辟了新的道路。借助結(jié)構(gòu)磁共振成像和彌散張量成像等腦結(jié)構(gòu)信息,以及腦電圖、正電子發(fā)射斷

2、層掃描技術(shù)和功能性磁共振成像等腦功能信息,當(dāng)前研究主要探討了腦灰質(zhì)、腦白質(zhì)和大腦的基線活動(dòng)在腦局部區(qū)域、腦子系統(tǒng)、全腦連接組三個(gè)層次上的性別差異及其在年齡上的發(fā)展變化。此外,為了更好地理解腦性別差異,當(dāng)前文章還探討了腦性別差異研究領(lǐng)域的一些認(rèn)識(shí)誤區(qū)。有關(guān)腦性別差異的研究雖然已經(jīng)取得了豐富的成果,但現(xiàn)有的研究結(jié)果存在很多分歧,仍然有深入挖掘的空間。未來應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)具有性別特異性的心理疾病腦機(jī)制的研究,關(guān)注基因和環(huán)境對(duì)腦性別差異的交互作用,并利用腦功能活動(dòng)動(dòng)態(tài)變化的特性、以及結(jié)合多模態(tài)的腦成像技術(shù)進(jìn)一

3、步闡明腦性別差異。關(guān)鍵詞性別差異;年齡;腦成像;腦結(jié)構(gòu);腦功能分類號(hào)B845?1引言早期腦解剖研究發(fā)現(xiàn),男性和女性在腦結(jié)構(gòu)上存在差異,比如男性大腦體積顯著大于女性;近年來,認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)發(fā)展迅速,取得了豐女性胼胝體尾部呈球狀,而男性呈圓柱狀等碩的成果。性別作為影響人類認(rèn)知和行為的重要(Cosgrove,Mazure,&Staley,2007;Hines,2004)。因素,也成為了認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的話題。這些研究雖然為腦性別差異的理解奠定了基礎(chǔ),不同于個(gè)體差異,性別差異專指男性群體和女性但是由于

4、方法學(xué)上的限制(如死亡原因、死亡時(shí)間群體之間某種穩(wěn)定的差異,是群體水平上的比等),使得研究結(jié)果的信度和效度受到一定的影較。而個(gè)體差異是個(gè)體在成長過程中由于先天和響。幸運(yùn)的是,現(xiàn)代腦成像技術(shù)的進(jìn)步為我們研后天因素所表現(xiàn)出的相對(duì)穩(wěn)定而又不同于他人的究健康人類大腦結(jié)構(gòu)和功能的性別差異開辟了新特點(diǎn),是基于個(gè)體水平的比較(Willerman,1979)。的道路。對(duì)腦結(jié)構(gòu)性別差異的研究,通常采用結(jié)對(duì)于認(rèn)知和行為方面的性別差異,研究表明男性構(gòu)磁共振成像(Structuralmagneticresonancei

5、maging,較女性具有更高的空間認(rèn)知能力,而女性在言語sMRI)以及彌散張量成像(Diffusiontensorimaging,能力上(如言語流暢性、言語記憶等)較男性更勝一DTI);對(duì)腦功能性別差異的考察,通常采用腦電籌(Halpern,2013;Hamilton,2008)。眾所周知,大腦是認(rèn)知和行為表現(xiàn)的基礎(chǔ),因此對(duì)大腦結(jié)構(gòu)和圖(Electroencephalogram,EEG)、正電子發(fā)射斷層功能性別差異的考察是理解認(rèn)知和行為層面性別掃描技術(shù)(Positronemissiontomog

6、raphy,PET)以差異的關(guān)鍵。及功能性磁共振成像(Functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)。在腦功能方面,值得關(guān)注的是靜息態(tài)下大腦的性別差異。靜息態(tài)是指受試者清醒、收稿日期:2014-06-06平靜呼吸、最大限度地減少身體主動(dòng)與被動(dòng)運(yùn)動(dòng)、*國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31200857)、國家社科基金重大項(xiàng)目(14ZDB016)資助。以及盡量不做任何思維活動(dòng)的狀態(tài)。這種狀態(tài)刻通訊作者:雷旭,E-mail:xlei@swu.edu.cn畫的是大腦內(nèi)部自發(fā)產(chǎn)生(與

7、外界刺激無關(guān))的神571572心理科學(xué)進(jìn)展第23卷圖1大腦性別差異研究的三個(gè)層次：腦局部區(qū)域,腦子系統(tǒng)以及全腦連接組。A是對(duì)腦局部區(qū)域的描述,圖中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)表示一個(gè)獨(dú)立的腦區(qū);B是對(duì)腦子系統(tǒng)的描述,圖中每一種顏色的節(jié)點(diǎn)集之間的連接組成了一個(gè)腦子系統(tǒng);C是對(duì)全腦連接組的描述,圖中所有節(jié)點(diǎn)之間的連接構(gòu)成了一個(gè)全腦結(jié)構(gòu)/功能連接組。經(jīng)活動(dòng)。并且研究表明這種自發(fā)腦活動(dòng)的時(shí)空特&Evans,2011)。而且已有研究提示,腦性別差異性表征了大腦功能活動(dòng)的基本框架,且與各種認(rèn)是基因和環(huán)境共同作用的產(chǎn)物。動(dòng)物研

8、究顯示產(chǎn)知活動(dòng)密切相關(guān)(Gusnard&Raichle,2001)。由于前激素、性染色體等對(duì)腦性別差異的形成具有重靜息態(tài)應(yīng)用簡單、可操作性好,并且可以避免由要的影響(Arnold&Breedlove,1985;Arnold&于任務(wù)設(shè)計(jì)和被試反應(yīng)所導(dǎo)致的研究結(jié)果的不可Chen,2009)。同時(shí),腦性別差異還受性別特異性對(duì)比性等特點(diǎn),腦功能性別差異的靜息態(tài)研究近的基因表達(dá),類固醇激素以及后天因素(如早期兒年來成為不少研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。童護(hù)理、成長環(huán)境、學(xué)習(xí)訓(xùn)練等)的影響(Cicchetti,功能分化