本文為《新科學(xué)家》7月19日封面文章。英文文章在本站鏈接請見這里。
人腦本來就夠復(fù)雜了，但如果人的大腦竟然有兩種……請想象一下吧！
作者：Hannah Hoag 翻譯：tantuyu（大學(xué)本科臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)，現(xiàn)為神經(jīng)生物學(xué)在讀博士，興趣愛好廣泛.）
“有時真覺得男人是來自火星，而女人是來自金星的。”任何一位與戀人相處了很長時間的人肯定都會對你發(fā)出這樣的感慨。男人和女人之間的想法常常相左，這簡直就是個常識了，人們一直將這些男女之間的差異解釋為性激素的作用，或者是產(chǎn)生男女特定行為方式的社會壓力所導(dǎo)致，這種情況直到最近才有所改觀。不管怎么說，大部分人還是認(rèn)為兩性的大腦在基本結(jié)構(gòu)和功能上是沒有什么差別的。然而這種觀念開始日益受到挑戰(zhàn)。
研究發(fā)現(xiàn)，男性和女性的腦在解剖結(jié)構(gòu)上有很大不同。不但如此，其神經(jīng)環(huán)路和神經(jīng)元間傳遞信號的化學(xué)物質(zhì)也有所不同。這些都是在基因水平就決定了的。所有這些研究都會讓人得出一個結(jié)論，那就是人腦不止是一種，而是男女兩種。
這個結(jié)論讓神經(jīng)科學(xué)家們有點(diǎn)頭疼，因?yàn)槲覀冴P(guān)于大腦的大部分認(rèn)識是來自于對雄性動物，包括男人的研究。如果說從這些研究得出的推論哪怕只有小部分不適用于雌性動物，那也意味著大量的研究工作本身的基礎(chǔ)就不牢靠。弄清楚女人的腦到底跟男人的怎樣不同，也許可以解釋一些長期困擾人們的謎團(tuán)，例如為什么男人和女人傾向于犯不同的精神健康問題，為什么有的藥物對一種性別有效而對另一種性別就沒作用。
人們早就知道雄性和雌性的大腦有點(diǎn)差別，但大家都認(rèn)為這種差別只是局限在下丘腦部位—— 一個參與調(diào)節(jié)進(jìn)食活動和控制性沖動的腦區(qū)。因?yàn)榇菩詣游锏拇萍に睾驮型皆谠陆?jīng)周期上下波動，這會使實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析更加復(fù)雜，所以研究者們除了在研究下丘腦的時候會區(qū)分性別，否則都會盡量避免在實(shí)驗(yàn)中使用雌性動物，因?yàn)榇菩栽诮?jīng)期的雌激素和黃體激素水平變化會讓實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加難以分析。因此神經(jīng)科學(xué)家們一直以為除了下丘腦外，男性和女性的腦沒有什么不同。
但很顯然，兩性的腦存在許多差異，下丘腦只是冰山的一角而已。女性腦內(nèi)的許多結(jié)構(gòu)的相對尺寸與男性的有所不同。在2001年的一項(xiàng)研究里，哈佛醫(yī)學(xué)院的Jill Goldstein及其同事測量并且比較了健康男性和女性的45個腦區(qū)。他們發(fā)現(xiàn)女性腦的額葉里控制決策和解決問題的那部分腦區(qū)要比男性的大。女性的邊緣皮層也比男性的大，這個區(qū)域是負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)情緒的。其他人的研究發(fā)現(xiàn),女性的海馬（海馬是一個參與短期記憶和空間導(dǎo)向的腦區(qū)）相對男性的要大——女人們背了個不識地圖的壞名聲看來有些冤枉。男性相對于女性較大的腦區(qū)包括頂側(cè)皮層和杏仁核。頂側(cè)皮層負(fù)責(zé)處理感覺器官傳來的信號，也參與空間感知的過程。杏仁核則控制情緒和人的社會行為以及性行為。加州大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家Larry Cahill說：“（男性和女性腦的）同一個結(jié)構(gòu)大小有差異很可能意味著它在功能的組織上也會有不同。”
Cahill發(fā)現(xiàn)性別的差異會影響到一些腦區(qū)的使用。在利用腦成像技術(shù)完成的實(shí)驗(yàn)里，他要求男受試者或女受試者回憶前面看過的令他們激動的畫面。在完成這個任務(wù)的時候，所有受試者都動用了杏仁核這個腦區(qū)。杏仁核是一對杏仁大小的神經(jīng)元團(tuán)，它們也是邊緣系統(tǒng)的組成部分。但不同的是男性受試者在實(shí)驗(yàn)過程中用的是右側(cè)杏仁核，而女性用的是左側(cè)杏仁核。而且男女受試者在回憶畫面時的側(cè)重也有所不同，男性側(cè)重于回顧要點(diǎn)而女性則更注重細(xì)節(jié)的表達(dá)。Cahill說，這就提示我們男性和女性的腦在處理帶有情緒因素的信息時所采用的機(jī)制是不一樣的。
腦在緩解疼痛時所采用的神經(jīng)環(huán)路也許也存在這樣的性別差異。我們都知道，當(dāng)遇到慢性疼痛時女性總是比男性往醫(yī)院跑得更勤快。當(dāng)然，這種現(xiàn)象部分是由于女性可享有的醫(yī)療保健服務(wù)比男性多一些，但就算考慮了這個因素，還是有很充分的證據(jù)表明女性感受和經(jīng)歷的疼痛要比男性多。這種疼痛感的性別差異在其他的動物身上也存在。科研人員在做實(shí)驗(yàn)的時候發(fā)現(xiàn)通常雌性動物對疼痛比雄性動物更敏感，當(dāng)然并非所有的實(shí)驗(yàn)都體現(xiàn)了這種性別的差異。
佐治亞大學(xué)的Anne Murphy試圖揭示為什么慢性疼痛對女性的影響比對男性的更大。她感興趣的是一個緩解疼痛的神經(jīng)環(huán)路。這個環(huán)路把腦的兩個區(qū)域——中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì) (PAG)和延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)(RVM)——跟脊髓連接起來。當(dāng)疼痛激活這個神經(jīng)環(huán)路并使其信號逐級放大后會導(dǎo)致腦啡肽的釋放。腦啡肽與阿片受體結(jié)合后就會抑制疼痛信號的繼續(xù)傳入。Murphy說道：“在人類和所有其他脊椎動物體內(nèi)，這個神經(jīng)環(huán)路是調(diào)節(jié)疼痛的福地，但是從來沒有人研究過它在雌性動物體內(nèi)是怎樣組織的。”
雖然還不能下定論，但Murphy的研究已經(jīng)得到了一些有趣的結(jié)果。雌性動物在中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì) (PAG)和延髓頭端腹內(nèi)側(cè)區(qū)(RVM)之間的神經(jīng)連接比雄性動物的致密，但是Murphy的研究結(jié)果卻表明雌性在抑制疼痛時并沒有激活這條神經(jīng)通路。“很顯然雌性在感受疼痛的過程中并沒有使用這條通路，那它在雌性體內(nèi)起什么作用呢？雌性的這個結(jié)構(gòu)為什么比雄性的大許多呢？” Murphy問道。但這個問題至今沒有答案。
加拿大麥吉爾大學(xué)的Jeff Mogil認(rèn)為自己發(fā)現(xiàn)了雌性調(diào)節(jié)疼痛的神經(jīng)通路——就算不是全部通路也至少是一部分。他在實(shí)驗(yàn)中用化學(xué)藥物阻斷了小鼠中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)和脊髓中特定的受體，然后他發(fā)現(xiàn)雄性小鼠在緩解疼痛時使用的是N-甲基－D－天冬氨酸(NMDA)受體，但雌鼠的疼痛抑制功能在阻斷這些NMDA受體時卻不受影響。 “這意味著雌鼠在緩解疼痛時使用的是另一條通路，不同于雄鼠使用的NMDA受體通路。”Mogil解釋道。
在小鼠身上進(jìn)行的遺傳實(shí)驗(yàn)讓Mogil懷疑雌性動物抑制疼痛的機(jī)制與一些雌性特有的變異的黑皮質(zhì)素－1受體基因有關(guān)。黑皮質(zhì)素－1受體基因的作用主要是調(diào)控毛發(fā)和皮膚的顏色，但同時它也在中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì) (PAG)內(nèi)有表達(dá)。缺少其中一種變異黑皮質(zhì)素－1受體基因的雌鼠表現(xiàn)為抑制疼痛的能力下降。在天生缺少黑皮質(zhì)素－1受體基因的女性受試者（紅頭發(fā)是缺少這個基因的人的特征）身上也觀察到她們抑制疼痛能力下降的現(xiàn)象。但這種緩解疼痛的能力在缺少這個基因的男性身上卻不受影響，可能因?yàn)樗麄冊诰徑馓弁磿r使用的是NMDA受體通路。
要下結(jié)論說女性緩解疼痛就是通過黑皮質(zhì)素－1受體通路還為時過早，但是如果女性和男性在緩解疼痛上真的是使用不同的神經(jīng)傳導(dǎo)通路，這倒是可以很好地解釋為什么阿片類鎮(zhèn)痛藥對男性和女性的治療效果會有不同。女性使用阿片類鎮(zhèn)痛藥納布啡的止痛效果要比用嗎啡好。相反地，嗎啡對男性的止痛效果很好，而納布啡甚至?xí)黾幽行缘奶弁锤?。這些發(fā)現(xiàn)可能促使人們開發(fā)出更適合女性的新型鎮(zhèn)痛藥。對此Mogil倒是顯得很平靜，他說：“關(guān)于這些造成疼痛的性別差異的原因，至今還沒有一篇有足夠分量又毫無爭議的文獻(xiàn)可以給出定論，因此也還很難針對其中的任何一個差異點(diǎn)去開發(fā)藥物。”
心理健康研究也存在和痛覺研究同樣的問題，這是另一個在研究中會因性別差異而產(chǎn)生不同影響的領(lǐng)域。例如，女性被診斷為抑郁癥的人數(shù)是男性的大約兩倍，而通常女性腦中表達(dá)的5－羥色胺（一種與抑郁癥有關(guān)的神經(jīng)遞質(zhì)）的量只有男性的一半。今年初，瑞典卡羅琳斯卡醫(yī)學(xué)院的Anna-Lena Nordström研究發(fā)現(xiàn)，女性比男性擁有更多的5－羥色胺受體，但回收5－羥色胺所必需的轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白卻比男性少。雖然這種分子組成上的差別并不能解釋為什么女性更容易患抑郁癥，但Nordström指出，男女間5－羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白數(shù)量的差異很值得注意，因?yàn)榘賾n解（鹽酸氟西?。┻@類抗抑郁藥物正是針對5－羥色胺轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白起作用的，而且有證據(jù)表明，這些針對5－羥色胺類的抗抑郁藥物比起針對其他神經(jīng)遞質(zhì)的藥物來說，對女性的療效更好。
男性比女性患抑郁癥的幾率小，但這并不意味著男人們就可以高枕無憂。男孩子更容易患上自閉癥、抽動穢語綜合征、誦讀困難、口吃、注意缺陷障礙、早發(fā)性精神分裂癥。美國馬里蘭大學(xué)的Margaret McCarthy認(rèn)為一種叫前列腺素的類激素物質(zhì)可能是與這些疾病相關(guān)的因素之一。前列腺素的作用有助于男性胎兒的腦在出生前后具備男性化的特征，另外它也會引起炎癥反應(yīng)。因此McCarthy正在研究的問題是，會不會由于感染或某些藥物的影響使得前列腺素的作用發(fā)生了變化，從而導(dǎo)致炎癥反應(yīng)并使發(fā)育中的腦受到損害。
男性和女性在藥物濫用的行為表現(xiàn)上也有不同。也許由于社會方面的緣故，男性吸食可卡因的人數(shù)是女性的大約兩倍。然而一旦女性開始吸食可卡因，她們比男性更容易成癮而且在治療時的戒斷癥狀也比男性更嚴(yán)重。耶魯大學(xué)的Jane Taylor在其2007年的一項(xiàng)研究結(jié)果中提示，男性和女性在基因上存在的差異也許可以對此做出解釋。
除了正常的雌性小鼠和雄性小鼠，Jane Taylor還培育出基因型是雄性但帶有卵巢和基因型是雌性但帶有睪丸的兩種新型小鼠，并把這四種小鼠進(jìn)行了比較。她發(fā)現(xiàn)基因型是雌性的小鼠比基因型是雄性的小鼠更容易對藥物成癮，而跟這些小鼠體內(nèi)的性腺是什么類型（睪丸或卵巢）沒有關(guān)系（該研究發(fā)表于Nature Neuroscience , vol 10, p 1398）。
密歇根大學(xué)的Jill Becker也發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象。在她的實(shí)驗(yàn)中，被摘除睪丸或卵巢的大鼠身上帶有一個自動注射給藥的裝置，只要它們探頭到正確的小洞里并使信號燈打開便會被注射一定劑量的可卡因。Becker發(fā)現(xiàn)雌鼠為了獲得更多的可卡因注射會比雄鼠更頻繁地打開信號燈。在給摘除卵巢的雌鼠補(bǔ)充雌激素后它們的可卡因攝入量甚至增加了將近三倍。這就意味著雌性和雄性基因型的動物對藥物成癮的易感性不同，如果再加上性激素的作用就會使得雌性動物更易成癮。（譯者注：此段翻譯與原文出入較大，系參考Jill Becker等人2007年發(fā)表的文獻(xiàn)。Behav Brain Res. 2007 Dec 3;184(2):174-84.）
后來的一些研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)女性體內(nèi)雌激素水平較高而孕酮的水平較低時，可卡因?qū)λ齻兊淖饔眯Ч鼜?qiáng)。哥倫比亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Suzette Evans正在進(jìn)行一項(xiàng)臨床試驗(yàn)研究，這項(xiàng)研究是想知道如果提高可卡因成癮的女性體內(nèi)孕酮的水平是否會對她們的治療有所幫助。
雖然還有許多問題有待解決，但是就性別與腦結(jié)構(gòu)和功能差異的研究所取得的成果來看，研制和開發(fā)更適用于女性的藥物是前景光明的。在這一切變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)之前，人們還需要針對雄性和雌性腦的差異做大量的研究工作，畢竟從事這方面研究的人還是太少了。
這么多的科學(xué)家在他們進(jìn)行實(shí)驗(yàn)特別是涉及到痛覺研究時排除掉雌性動物，這令曾揭示兩性在疼痛處理方面存在巨大差異的Mogil感到非常震驚。 “這很荒謬！”他說，“女性經(jīng)歷更多疼痛的折磨，然而我們卻用雄性大鼠作為最基本的研究疼痛的模型。”從另一方面來說，這個領(lǐng)域是值得深入挖掘的。“每隔一兩年我們都會發(fā)表一些針對前人研究成果的文獻(xiàn)，指出他們的結(jié)論實(shí)際上只適用于雄性動物。我們不斷地給他們挑刺，因?yàn)樗麄兺耆e了實(shí)驗(yàn)材料。” Mogil說道。
訛傳與誤解
遞給男人一張畫著曲里拐彎的街道的圖紙，他們就會告訴你怎么走可以到達(dá)目的地。別以為女人沒有方向感，其實(shí)女人也一樣可以為你指路，只不過她們有自己的技巧。她們會給你指出具體的物理標(biāo)識，比如面包店、郵局、中國餐館……這些信息都存在她們腦袋里一個叫海馬的地方呢。
女士們，請不要因?yàn)槟愕睦瞎四銈z曾經(jīng)在度蜜月的時候大吵特吵就責(zé)怪他遲鈍不堪。你能記住并不代表他也記得住。其實(shí)女人在記憶與情緒有關(guān)的事件方面確實(shí)要比男人強(qiáng)，因?yàn)樗齻兡X袋里的杏仁核就是比男人的更適合干這個。
俗話說三個女人賽過一百只鴨子。噢，別當(dāng)真。其實(shí)女人每天說的話跟男人說的一樣多，平均都是16000個詞匯。
男性的睪丸分泌睪酮使其保持男性特征這毋庸置疑，但是你知道嗎，雌激素對男性胎兒腦的發(fā)育也是相當(dāng)重要的。睪酮在男性大腦內(nèi)被轉(zhuǎn)化為雌二醇，雌二醇可以和雌激素受體結(jié)合從而使其下丘腦朝“男性化”的方向發(fā)育。
