Ученые все чаще фиксируют масштабные различия в работе генов в мозге мужчин и женщин. Сотни генов в мужском и женском мозге проявляют разную активность, и хотя функциональное значение этих различий пока неясно, часть из них связана с заболеваниями, имеющими выраженный половой перекос — например, болезнью Альцгеймера и болезнью Паркинсона. Исследования также доказали, что эти различия формируются очень рано, еще на стадии развития плода, и встречаются у других приматов, что делает их эволюционно древними. Об этом сообщает портал The Conversation.
Различия в строении и работе мозга мужчин и женщин фиксируются уже несколько десятилетий. Однако до недавнего времени оставалось неясно, насколько они обусловлены средой и обучением, а насколько — генетическими факторами. Сейчас это можно исследовать напрямую, анализируя активность генов в разных тканях мозга с помощью транскриптомного анализа. Измеряя уровни мРНК, ученые способны оценить, какие именно гены включены или подавлены в момент исследования.
Первый крупный сравнительный анализ транскриптомов в 2017 году показал, что около трети из 20 тысяч человеческих генов проявляют половую специфику в активности хотя бы в одном типе ткани. Наиболее выраженные различия обнаружены в репродуктивных органах, однако и другие ткани — включая мышцы и мозг — демонстрируют значимые смещения. Недавняя работа выявила 610 генов, более активных в мужском мозге, и 316 — в женском.
Интересно, что подавляющее большинство таких генов расположены не на X- или Y-хромосомах, а на «обычных» аутосомах, одинаковых у мужчин и женщин. Это означает, что их активность регулируется половоспецифическими сигналами — например, гормонами. Однако часть различий возникает слишком рано, чтобы объяснить их действием тестостерона или эстрогенов. Анализ 266 эмбриональных мозгов показал, что уже на самых ранних сроках развития более 1800 генов активнее у мальчиков и около 1300 — у девочек. Такой паттерн указывает на прямое влияние генов половых хромосом на формирование мозговых сетей задолго до появления половых желез.
Функциональные последствия этих различий пока изучены лишь частично. Женский мозг чаще проявляет повышенную активность генов, связанных с работой нейронов, тогда как мужские — генов, участвующих в поддержании мембран, структур ядра и других базовых процессов. Многие различия локализованы в отдельных зонах мозга, что может указывать на специфическую роль в развитии отдельных когнитивных или поведенческих функций. При этом не все различия в мРНК обязательно приводят к различиям в уровне белков — клетки способны компенсировать изменения, сохраняя стабильность работы ключевых сетей.
Особое внимание исследователей привлекает возможная связь между половыми различиями в экспрессии генов и разной распространенностью нейродегенеративных заболеваний. Многие гены, ассоциированные с болезнью Альцгеймера, чаще активны в женском мозге, что может частично объяснять более высокий риск у женщин. В экспериментальных моделях обнаружено, что экспрессия мужского гена SRY в мозге мышей усиливает течение паркинсонизма.
Ранее ученые впервые раскрыли суть человеческого интеллекта.