大腦是認知和行為表現的基礎。大腦有差異,但並非僅因為性別。”

男女兩性的大腦是否存在差異?這無論對於腦科學研究者還是公眾都是一個極具爭議性的話題。樣本數量、樣本年齡範圍、實驗成本、實驗方法、是否存在誇大性推論及解讀誤區都是爭議焦點。

儘管一些具體研究結論存在著分歧,腦性別差異的研究到目前為止仍取得不少成果:

腦性別差異存在於腦區域性區域、大腦系統以及全腦連線組

但這

並不能理解為男女大腦“天生”本質有別

,需要我們從多維且變化發展的視角去看待大腦的性別差異。正如不少研究提出的:

腦性別差異存在著年齡上的發展變化,是基因和環境共同作用的結果。

同樣,“人的認知和行為表現的以大腦為基礎“,同時也受到大腦外界多維因素的制約,而行為則是心智在時間、空間和能量維度的受限表達。

大腦與心智觀察 | 大腦是否存在性別差異?

(圖源:來源於網路公開資料)

本文將從腦結構、腦功能等層面分享一些代表性的研究案例,探索關於大腦性別差異性的相關研究;同時對於當下的相關解讀誤區做出提示,希望與讀者一起以嚴謹的態度,辯證性地理解、認識腦科學研究,探索大腦與個體認知及行為決策的關係。

01

腦結構性別差異的研究探索

大腦體積、表面積、皮質厚度的性別差異

2018年,由愛丁堡大學心理系教授斯圖爾特·裡奇(Stuart J。 Ritchie)帶領的研究團隊,在牛津大學出版社旗下的期刊《大腦皮層》(《Cerebral Cortex》)上發表了一篇有關大腦性別差異研究(Ritchie et al。, 2018)。在收集對比了2750名女性、2466名男性的大腦結構與功能成像之後,這組研究人員們得出結論:

“男性大腦的原始體積更大、原始表層面積更大、白質的部分各向異性(fractionalanisotropy, FA)更高;而相比之下,女性的大腦則呈現出皮層原始厚度更高、白質纖維束更復雜的特點。”

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(圖源:Ritchie S J, et al。 | Cerebral Cortex)

腦連線性別特異性差異

關於腦連線性別特異性差異的研究指出,

男性大腦可能形成了促進感受和協調運動的聯絡結構,而女性大腦可能形成了促進分析和直覺處理模式的連線結構。

美國賓夕法尼亞大學的Ragini Verma及其同事,曾對8歲到22歲的949名參與者發育過程中的腦連線性別特異性進行研究。研究人員使用彌散張量成像技術,透過白質纖維跟蹤的方法, 分析了腦區域之間的複雜相互作用,並且對每個大腦的結構連線組建模。

結果顯示,“在大腦的一些區域,女性大腦的左右半球顯示出更大的連線性,而男性在每一個半球內顯示出更大的連線性。”

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(圖源:Ingalhalikar M, et al。 | PNAS)

大腦的這種連線模式使得男性大腦可以把出現腦後方的知覺感受和由腦前方控制的行為意向連線起來, 這樣

男性的大腦就形成了一個促進協調運動的有效系統。

相比之下, 女性大腦的連線模式很可能促進了左半球的分析和邏輯推理能力與右半球的空間、直覺資訊處理能力之間的整合,這樣就使得

女性更加擅長語言情感的表達, 並且也更加感性。

02

腦功能性別差異的研究探索

在腦功能層面,本文將分享幾例涉及認知及決策的研究案例。需要注意的是,通常由於相關實驗成本過高,樣本數量有限,仍存在一定誤差。

在全腦功能連線組層面上, 研究者曾利用靜息態功能性磁共振技術探討了大腦在網路屬性上的 性別差異, 但是這方面的研究結論存在分歧 (Wang et al。, 2008; Wu et al。, 2013)。

Wu 等人(2013)以 291 名 5。6 到 18。4 歲的健康兒童和青少年為研究物件, 基於 AAL 模板將全腦分為 90 個區域用於構建二值的腦功能網路,

結果發現男性腦功能網路較女性具有更高的全域性效率和區域性效率。這意味著男性大腦對於客觀事件的感知能力可能會略勝一籌。

研究結果之間的分歧可能是由於樣本大小以及被試年齡範圍的差異。

此外,在一項由23位女性(18-31歲)及24位男性(18-33歲)參與的獎賞機制的決策購買型小遊戲的對照實驗中,科學家發現男性和女性的決策區域存在明顯活躍性不同,最明顯的是在左背紋狀體(丘腦)和左前島突。不同物體對感知運動(sensorimotor)及視覺區域(visual regions)的作用力也很明顯。

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(圖源:Lighthall, N。, Sakaki, M。, Vasunilashorn, S。, Nga, L。, Somayajula, (2012, April)。 Gender differences in reward related decision processing under stress。 Retrieved February 26, 2021, from

https://www。

ncbi。nlm。nih。gov/pmc/ar

ticles/PMC3324572/

下表是有關腦結構和功能在腦區域性區域、腦子系統已經全腦連線組層面上性別差異性研究的一些研究案例彙總,供感興趣的讀者深入瞭解。

大腦與心智觀察 | 大腦是否存在性別差異?

(來源: 楊天亮,辛斐,雷旭。 (2015)。 人類大腦結合和功能的性別差異: 來自腦成像研究院的證據。 心理科學進展)

03

對大腦性別差異研究的解讀誤區

以下,本文將對一些常見的認識誤區做出提示:

提示1:對於“男性大腦體積比女性大腦體積更大”的解讀存在誤區

當科學家們在談及“男性大腦體積比女性大腦體積更大”的時候,都是在將兩個群體的平均值作比較。

如果具體落實到每一個男性個體、女性個體身上,這樣的平均值差異並不能理解成“只要是個男的,他的大腦體積都會比女性的大腦體積更大”。

而對於“將男性大腦體積比女性大腦體積更大,與個體智商高低進行關聯”的極具性別偏見論調,顯然是為了博眼球的錯誤解讀。

提示2:對於"男女的空間認知上的能力存在一定差異"的解讀存在誤區

對於認知和行為方面的性別差異, 研究表明男性 較女性具有更高的空間認知能力, 而女性在言語 能力上(如言語流暢性、言語記憶等)較男性更勝一 籌(Halpern, 2013; Hamilton, 2008)。

空間認知能力的性別差異究竟從何而來,我們仍然處於探索的階段,但可以肯定的是,不能單一地與大腦性別差異直接掛鉤,社會因素在一定程度上起到了不斷加固、加深性別差異的作用。

提示3:就算回到最基礎的神經元層面,我們對於“性別”對大腦影響的理解也極為有限。

研究人員已經發現,“性別分化”的現象可以在神經元的突觸發生(synaptogenesis),樹突分支(dendrite branching),星形膠質細胞(astrocyte)和小膠質細胞(microglia)的形態上有所體現(McCarthy, Pickett,VanRyzin, & Kight, 2015)。

而這些基礎層面的“性別分化”現象背後都有各不相同的工作機制所影響。比如說,科學家們發現,下丘腦核團(hypothalamic nucleus)體積的性別差異,就是由該區域神經元的死亡速率不同所導致的。在這一區域中,男性的多巴胺能神經元(dopaminergic)和GABA能神經元在發育過程中都會更早的死亡,從而導致男性的下丘腦核團體積會更小(Joel& McCarthy, 2017)。

從宏觀角度來說,也就是,即使我們合理地給大腦某些特徵做性別區分,我們的生理性別並不能直接決定大腦的這些特徵,而是受到各種不同因素及機制的影響。

04

小結

男女大腦生理結構存在一定差別,但從功能角度上來講,大腦性別差異是因個體而異的,都存在著因環境、年齡、學習科目等因素引起的發展變化。不可否認,大腦的性別差異是極為重要的話題。但就目前而言,無論是在功能上,還是在結構上,我們對於大腦性別差異的理解仍處於剛起步的階段。

當下,大腦與兩性認知、行為之間的關係仍有待探索,腦科學研究的解讀需要我們謹慎有加。大腦性別差異的研究本身值得我們期待,但大腦性別差異的研究結果,需要從多維度因素制約、變化發展的視角去看待。

眾所周知,大腦是認知和行為表現的基礎。關於人類心智及行為決策的研究與涉及感官知覺、注意、記憶、情緒等方面的腦科學研究聯絡緊密。後續的“大腦與心智觀察”系列文章中元知研究團隊也將繼續基於腦科學、認知心理學的研究進行分享,探索大腦與個人心智偏好的關係,捕捉個體在做出行為及決策時大腦真實反映,解鎖外界環境對個體行為的潛在制約。

參考文獻

【1】楊天亮,辛斐,雷旭。 (2015)。 人類大腦結合和功能的性別差異:來自腦成像研究院的證據。 心理科學進展,23(4), 571–581

【2】曹安潔(2019)。 身體分男女,大腦卻未必。 神經現實

【3】Halpern, D。 F。 (2013)。 Sex differences in cognitive abilities。Hillsdale, NJ: Erlbaum。

【4】Eliot, L。 (2019, February 27)。 Neurosexism: The myth that menand women have different brains。 Retrieved February 24, 2021, from

https://www。

nature。com/articles/d41

586-019-00677-x

【5】Feng, J。, Spence, I。, & Pratt, J。 (2007)。 Playingan actionvideo game reduces genderdifferences in spatial cognition。Psychologicalscience, 18(10), 850-855。

【6】Xin J, Zhang Y, Tang Y and Yang Y(2019) Brain DifferencesBetween Men and Women: Evidence From Deep Learning。 Front。 Neurosci。13:185。doi: 10。3389/fnins。2019。00185

【7】BalleineBW, Delgado MR, Hikosaka O。 The role of the dorsal striatum in reward and decision-making。 The Journal ofNeuroscience。 2007;27:8161–5。