Männer und Frauen unterscheiden sich schon äußerlich in vielem. Doch ob sich der Geschlechtsunterschied auch im Gehirn manifestiert, war bislang strittig. Jetzt belegt eine der bislang umfangreichsten Vergleichsstudien dazu: Es gibt neuroanatomische Unterschiede. Demnach haben Frauen mehr graue Hirnsubstanz unter anderem im Stirnhirn und den Scheitellappen, Männer dagegen haben mehr Volumen in einigen hinteren und seitlichen Arealen des Cortex, darunter auch dem primären Sehzentrum. Zudem fanden die Forscher Belege dafür, dass diese Unterschiede eng mit der Aktivität der Geschlechtschromosomen zusammenhängen.
Typisch Mann, typisch Frau? Ungeachtet von Geschlechterklischees oder Rollenzuweisungen gibt es nicht nur äußerliche Unterschiede zwischen den Geschlechtern. Auch in vielen Aspekten des Verhaltens, der Psychologie und in der Gesundheit sind Männer und Frauen nicht immer gleich. So treten beispielsweise Autismus oder Parkinson beim männlichen Geschlecht häufiger auf, dafür leiden Frauen häufiger unter Depressionen. In der Kindheit verlaufen die Reifungsprozesse des Gehirns bei Jungen und Mädchen in unterschiedlichem Tempo ab und auch in der Wahrnehmung scheint es Unterschiede zu geben. Ob allerdings hinter solchen Geschlechtsunterschieden in Kognition und Verhalten auch eindeutige morphologische Merkmale stehen, ist stark umstritten. So stellten einige Studien lokale Abweichungen in der Dicke der grauen Hirnsubstanz bei Frauen und Männern fest. Andere dagegen kamen zu dem Schluss, dass die Überlappungen so groß sind, dass man nicht eindeutig von einem weiblichen oder männlichen Gehirn sprechen kann.
Graue Hirnsubstanz ist nicht überall gleich
“Ein besseres Verständnis dafür, ob und welche Geschlechtsunterschiede im menschlichen Gehirn existieren, ist aber sehr wichtig dafür, wie wir die etablierten Differenzen in Kognition, Verhalten und Psychiatrie bewerten”, erklärt Seniorautor Armin Raznahan vom National Institute of Mental Health in Bethesda. Deshalb haben er und sein Team diese Frage noch einmal näher untersucht. Dafür werteten die Forscher zunächst die Hirnscans von 976 erwachsenen Männern und Frauen aus, deren Gehirnmorphologie und -aktivität im Rahmen des Human Connectome Project (HCP) untersucht worden war. Raznahan und sein Team verglichen dabei im Speziellen das Volumen verschiedener Areale der grauen Hirnsubstanz im Cortex. Dabei zeigten sich signifikante Unterschiede, die über den allgemeinen Größenunterschied – das Gehirn von Männern hat im Schnitt rund zehn Prozent mehr Volumen – hinausgingen. Diese Merkmale und geschlechtsspezifische Abweichungen fanden die Wissenschaftler auch in einem weiteren Datensatz von Hirnscans, der von der britischen UK Biobank gesammelt worden war.
“Wir stellen fest, dass das erwachsene Gehirn ein stereotypes Muster von regionalen Geschlechtsunterschieden in der grauen Hirnsubstanz aufweist”, berichten die Wissenschaftler. Konkret ist das Volumen der grauen Hirnsubstanz bei Frauen in Teilen des präfrontalen Cortex, im darüberliegenden orbitofrontalen Cortex sowie in Teilen des Scheitel- und Schläfenhirns höher. Bei Männern ist die Hirnrinde dagegen im hinteren Teil des Gehirns dicker, darunter auch im primären Sehzentrum. Wie ein Abgleich mit den Funktionen dieser Hirnareale ergab, lassen sich dabei durchaus übergeordnete Tendenzen erkennen: “Die Regionen, in denen das Volumen der grauen Hirnsubstanz bei Männern größer ist, sind meist an der Objekterkennung und der Verarbeitung von Gesichtern beteiligt”, sagen Raznahan und seine Kollegen. “Die bei Frauen ausgeprägteren kortikalen Regionen sind dagegen mit der Kontrolle von Aufgaben, der Impulskontrolle und der Verarbeitung von Konflikten verknüpft.”
Unterschiede auch in der Genexpression
Im nächsten Schritt ihrer Studie wollten die Wissenschaftler wissen, ob sich diese morphologischen Unterschiede auf die Genexpression in den betreffenden Hirnarealen zurückführen lassen. Bei Mäusen hatten zuvor Studien schon gezeigt, dass in den Hirnbereichen mit ausgeprägten Geschlechtsunterschieden auch die Geschlechtschromosomen besonders aktiv abgelesen werden. Ob dies auch beim Menschen so ist, prüften Raznahan und sein Team anhand von Karten der Genexpression, die für 1317 Hirngewebeproben von sechs verstorbenen Spendern die lokal aktiven Gene verzeichnen. Die Analyse ergab, dass es auch hier ein deutliches Muster gab: “Die kortikalen Regionen mit relativ hoher Expression der Geschlechtschromosomen liegen in den Bereichen, die bei Männern ein höheres Volumen aufweisen als bei Frauen”, berichten die Forscher. Die Regionen, in denen die graue Hirnsubstanz bei Frauen dicker war, zeigten dagegen eine geringere Aktivität der X- und Y-Chromosomen.
Nach Ansicht von Raznahan und seinen Kollegen deuten diese Funde darauf hin, dass es durchaus tiefergehende geschlechtsspezifische Unterschiede im Gehirn gibt, die sich in der Morphologie und der Genexpression zeigen. Die Übereinstimmung zwischen den Mustern der Volumenunterschiede und der Genaktivität sehen sie zudem als Indiz dafür, dass diese Unterschiede von weiblichem und männlichem Gehirn wahrscheinlich angeboren sind. “Wir glauben nicht, dass Umweltfaktoren die Haupttriebkraft für diese hochgradig reproduzierbaren Muster im Volumen der grauen Hirnsubstanz sind”, konstatieren die Forscher. In welchem Maße und auch welche Weise die jetzt beobachteten Unterschiede aber mit geschlechtsspezifischen Differenzen im Verhalten, der Kognition oder der mentalen Gesundheit verknüpft sind, müsse erst noch erforscht werden.
Quelle: Siyuan Liu (National Institute of Mental Health, Bethesda) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences. doi: 10.1073/pnase.1919091117
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