הבדלי מין במבנה המוח

הבדלי מין במבנה המוח הוא תחום מחקר העוסק בהבדלים המבניים בין מוחם של זכרים למוחן של נקבות, ובאופן שבו הם משפיעים על תפקוד הפרט כחלק מדו-צורתיות זוויגית. עדויות להבדלים כאלה נמצאו במחקרים על בעלי חיים ובמחקרים על בני אדם. תפיסה רווחת בקשר לשורש הבדלי המין הללו נוגעת לתפקידו של ההורמון טסטוסטרון בתהליך הקרוי זכרור (מסקוליניזציה), במסגרתו מוח העובר משתנה מברירת המחדל - מוח נשי והופך למוח זכרי. עם זאת, הראיות להתרחשות תהליך זה הן בעיקר ממחקרים בבעלי חיים, כאשר המחקרים בבני אדם מעלים תמונה שאיננה חד-משמעית. בבני אדם, ההבדלים האנטומיים הבולטים ביותר בין גברים לנשים הם נפח המוח והיחס בין החומר האפור לחומר הלבן במוח. בנוסף קיימים הבדלי מין משמעותיים במבנה ובתפקוד של אזורי האמיגדלה וההיפוקמפוס. מבחינה תפקודית המוח של נשים וגברים נבדל בפעילות של הורמונים ומוליכים עצביים (נוירוטרנסמיטורים) שונים. הורמוני המין טסטוסטרון ואסטרדיול פועלים בגיל ההתבגרות על מוחם של נערים ונערות בהתאמה, ומובילים ליצירת הבדלי מין נוספים במבנה המוח. הנוירוטרנסמיטורים דופמין, נוראפינפרין וסרוטונין, להם חשיבות תפקודית רבה, נבדלים גם הם בין גברים לנשים בפעילותם בשלבי חיים שונים. יתר על כן, ממצאים מן השנים האחרונות מצביעים על הבדלי מין עקרוניים בתפקודו של המוח כרשת גדולה אחת. בין גברים לנשים קיימים אף הבדלים בהקשר של נוירופתולוגיות שונות. באלצהיימר ובסכיזופרניה נמצאו הבדלי מין אשר מתבטאים באופן הופעת המחלה, ומבוססים על הבדלים בין גברים לנשים במאפיינים המבניים והתפקודיים המוחיים של המחלה. גם באוטיזם קיימים הבדלים משמעותיים בין המינים, כשאחת הסיבות האפשריות לכך היא תהליך של היפר-מסקוליניזציה של מוח העובר הזכרי. למרות זאת קיימות במחקרים מודרניים תפיסות אשר מצמצמות את שונותם של מוח גברי ומוח נשי. אחת מהן היא תפיסת "המוח כפסיפס" שפותחה על ידי פרופסור דפנה יואל ושותפיה, לפיה קיימת חפיפה רבה בין ה"מוח הגברי" ל"מוח הנשי". לדידה של יואל, לרוב בני האדם יש מוח שמהווה מעין פסיפס המורכב מתכונות מוחיות אשר חלקן נתפסות כנשיות וחלקן כגבריות. בשנת 2021 נערכה מטא-אנליזה של הספרות בנושא משלושת העשורים האחרונים, שהעלתה שרק נפח המוח שונה בין המינים באופן מובהק, ומשתנה המין מסביר רק כ-1% מהשונות במבנה או בלטרליזציה של המוח., בביקורות על מחקר זה נטען שהוא לא התייחס למאפיינים נוספים של ההבדלים. דו-צורתיות זוויגית מוחית מייצגת מצב בו קיימים הבדלים מבניים בין מוחם של זכרים למוחן של נקבות, באופן שככל הנראה משפיע על תפקוד הפרט בהתאם למינו. מחקרים מראים כי השוני במבנה המוחי בין המינים הוא תולדה של תהליך זכרור (מסקוליניזציה) של המוח שמשפיע על מוחם של הזכרים בלבד. בתהליך זה ההורמון טסטוסטרון מופרש מאשכי העובר הזכרי וחודר אל תאי העצב. לאחר מכן הוא עובר תהליך הקרוי ארומטיזציה בו הוא הופך להורמון אסטרדיול, שחודר אל גרעין התא ומחולל שינויים ב-DNA, הגורמים למסקוליניזציה של המוח. במחקרים בבעלי חיים, כגון חולדות וציפורי שיר, נמצא שמסקוליניזציה מתרחשת גם בעוברות וגם בינקות המוקדמת. השפעותיו נצפו בחולדות בגרעין במוח בשם POA-SDN, שנמצא כגדול יותר משמעותית אצל זכרים. בבני אדם לעומת זאת, אין ממצאים חד-משמעיים שמעידים על התרחשות מסקוליניזציה דרך ארומטיזציה של טסטוסטרון, אולם ישנן ראיות מסוימות להתרחשות מסקוליניזציה בעוברות ובינקות המוקדמת כתוצאה מחשיפה לרמות טסטוסטרון גבוהות. תמיכה אפשרית לכך מגיעה ממחקר שמצא כי אצל גברים גרעין ה-INAH-3 בהיפותלמוס גדול יותר בהשוואה לנשים. עם זאת, נמצא כי גרעין זה קטן באופן יחסי גם בקרב גברים הומוסקסואלים, ממצא שמעלה את השאלה האם השוני בגודל INAH-3 תלוי במגדר או באוריינטציה מינית. תמיכה אחרת בקיום מסקוליניזציה היא קיום מחלת ההיפרפלזיה מולדת של האדרנל (CAH), בה הפרשת יתר של טסטוסטרון במהלך ההיריון גורמת להופעת מאפיינים התנהגותיים גבריים אצל נשים. ההבדלים האנטומיים הבולטים ביותר בין המוח הגברי והמוח הנשי הם ההבדלים בנפח המוח והשוני בקישוריות. בנוסף, במוח הנשי קיים באופן יחסי יותר חומר אפור בהשוואה לגברים, דבר המתבטא ביחס גדול יותר בין נפח החומר האפור לנפח החומר הלבן. בהתאם לכך, כמות החומר הלבן היחסית רבה יותר במוחם של גברים. אמיגדלה: גוף ראיות הולך וגדל מצביע על דו-צורתיות זוויגית מוחית באמיגדלה, מבנה דמוי שקד המגיב למידע המעורר את הרגשות – כלומר לכל דבר המגביר את הדופק ואת זרימת האדרנלין. נמצא כי האמיגדלה גדולה יותר באופן משמעותי אצל גברים בהשוואה לנשים. הבדלים בין המינים קיימים גם ביחס בין מבנה וגודל האמיגדלה לשאר המוח. בנוסף, מספר מחקרים מראים כי ישנה השפעה של מין על תפקוד האמיגדלה, כולל בהקשר של תפקידה בזיכרון של אירועים רגשיים. היפוקמפוס: אזור זה קשור באופן עמוק לתהליכי למידה וזיכרון ונמצאה דו-צורתיות זוויגית. ראיות רבות מצביעות כי מבחינה אנטומית ההיפוקמפוס שונה בצורה משמעותית בין גברים לנשים, כמו גם במאפייני פעילות הנוירוטרנסמיטורים שפעילים בו ובתגובתיות שלו לאירועים מעוררי לחץ. כמו כן, מחקרי הדמיה מוחית מראים באופן עקבי כי אצל נשים, בהשוואה לגברים, ההיפוקמפוס גדול יותר ביחס לגודל המוח הכולל. קליפת המוח: ג'יל מ' גולדסטיין ועמיתיה מבית הספר לרפואה של אוניברסיטת הרווארד השתמשו ב-MRI למדידת גודלם של אזורים בקליפת המוח (קורטקס) ובתת-קליפת המוח (סובקורטקס). בין השאר הם מצאו שחלקים מהקורטקס הקדמי האחראי על תפקודים קוגניטיביים גבוהים, וחלקים מן המערכת הלימבית הקשורה בתגובות רגשיות, גדולים יותר אצל נשים. לעומתן, אצל גברים גדולים יותר חלקים מהקורטקס הקודקודי (הפריאטלי), המעורב בתפיסה מרחבית, הבדלי הגודל האלה, הם יחסיים: כלומר הם מציינים את היחס שבין הנפח הכולל של המבנה המדובר לבין הנפח של כל המוח. מבחינה הורמונלית, קיומו של דו-צורתיות זוויגית מוחית בבני אדם מושפע משוני בפעילותם של טסטוסטרון ואסטרדיול בין המינים. יצירת הדו-צורתיות הזוויגית המוחית בעוברות ובינקות המוקדמת כוללת כנראה מעורבות של טסטוסטרון שהופך לאסטרדיול. עם זאת, גם בגיל ההתבגרות פעילותם של הורמונים אלה נבדלת בין המינים, ואולי יוצרת שוני ביניהם במבנה המוח. ממצאים על תקופה זו מראים כי הפרשה רבה יותר של טסטוסטרון אצל נערים קשורה לעלייה בנפח החומר האפור הכולל במוחם, בעוד שהפרשת אסטרדיול רבה יותר אצל נערות קשורה בירידה בנפח החומר האפור באונות הפרונטלית, הפריאטלית והטמפורלית. ממצאים אלה שופכים אור על תפקיד האסטרדיול בהתפתחות המוח, שכן הורמון זה אינו מופרש במהלך התפתחות המוח העוברי. בין המינים קיימים אף הבדלים בפעילות של נוירוטרנסמיטורים במוח. נמצא כי הורמוני המין טסטוסטרון ואסטרוגן משפיעים באופן שונה על מערכות האחראיות על סינתזה, הפרשה וקליטה של דופמין, נוירוטרנסמיטור המעורב במצבי רוח ובתהליכים של תנועה; זאת באזורי הקורטקס הפרה-פרונטלי והסטריאטום של גברים לעומת נשים, בהתבגרות כמו בבגרות. הבדל מוחי תפקודי בין המינים נמצא אף בהקשר של נוראפינפרין, נוירוטרנסימטור המופרש בעת פעילות המערכת הסימפתטית בתגובה למצבי לחץ. מחקר מצא כי בין המינים קיים שוני בתפקידן של מולקולות הקרויות NET, אשר אחראיות על העברת הנוראפינפרין מהסינפסות אל חלקים במערכת הסימפתטית. השוני מתבטא בכך שפעילות הלב של גברים בוגרים תלויה באופן משמעותי יותר בפעילות מולקולות אלו במוח, זאת בשונה מנשים בוגרות. ממצא זה מצטרף לגוף ראיות המצביע על כך שפעילות מולקולות ה-NET בקרב נשים מופחתת באופן כללי, עובדה שכביכול הופכת אותן לרגישות יותר למצבי לחץ. בהקשר של סרוטונין, נוירוטרנסמיטור בעל תפקיד משמעותי ביותר בוויסות מצבי רוח, נמצא כי תרופות נוגדות דיכאון המבוססות על פעילות הסרוטונין יעילות יותר בקרב נשים מאשר בקרב גברים. ממצא זה מתקשר לממצאים קודמים שהראו כי אצל נשים תפקוד המולקולות האחראיות על שינוע הסרוטונין (serotonin transporters) גבוה יותר, כך שניתן לשער שפעילות הסרוטונין אצל נשים יעילה יותר. בנוסף נמצאו הבדלים בין המינים בפעילות של קולטנים (רצפטורים) שונים של סרוטונין, הבדלים הנובעים בחלקם מפעילות של הורמוני המין טסטוסטרון ואסטרדיול. הסטרואיד אנדרוסטאדינואין, שהוא אות כימי גברי משוער, מעורר הבדלים בפעילות ההיפותלמוס בין גברים ונשים הטרוסקסואלים בוגרים. ריח אנדרוסטאדינואין השפיע על רמות ההורמונים של הנשים ועל תגובות ההתנהגות שלהן, כתלות בשלב המחזור החודשי. פעילות ההיפותלמוס בהקשר זה תלויה בנטייה מינית ובזהות מגדרית. גברים מבוגרים עם דיספוריה מגדרית היו בעלי תגובה היפותלמית דומה לנשים. בשנת 2014 בדקו חוקרים כיצד מגיבים ילדים לפני גיל ההתבגרות וילדים בגיל ההתבגרות לגירוי ריח עם אנדרוסטאדינואין. החוקרים מצאו כי ההבדלים בין המינים בתגובה לריח קיימת כבר אצל ילדים לפני גיל ההתבגרות. נערות ונערים עם דיספוריה מגדרית הגיבו לריח בהתאם למגדר שלהם, ולא לפי המין שנקבע בלידתם. בקרב גברים קיימת קישוריות מבנית רבה יותר לעומת נשים בתוך אונות המוח ובתוך ההמיספרות, בעוד שאצל נשים נמצאה קישוריות מבנית רבה יותר בין אונות המוח ובין ההמיספרות. ממצאים אלה לא כללו את אזור הצרבלום, בו למעשה נצפו אפקטים הפוכים. המסקנה העיקרית של החוקרים מממצאים אלה הייתה כי אצל גברים בממוצע קיימת יעילות רבה יותר בתפיסה, תכנון והוצאה לפועל של פעולות מוטריות, ואילו אצל נשים – יעילות רבה יותר בשילוב של ניתוח אנליטי יחד עם ניתוח הוליסטי. ממצאים אלו מתקפים עדויות ממבחני התנהגות אשר הראו כי בממוצע גברים נמצאו מהירים יותר במשימות מוטוריות או מוטוריות-תחושתיות ובעיבוד מרחבי, ואילו נשים נמצאו טובות יותר במשימות המערבות קשב, זיכרון מילולי או זיכרון פרצופים ובקוגניציה חברתית. מספר מחקרי הדמיה מצאו קשר שונה בין הבדלים במבנה המוח בין גברים ונשים ותוצאות של מבחני אינטליגנציה: אצל גברים נמצא מתאם בין מנת משכל לנפח חומר האפור באונה המצחית והאונה הפריאטלית ולעובי קליפת המוח באונה הפריאלית והאונה העורפית, ואילו אצל נשים נמצא מתאם עם נפח החומר הלבן, נפח החומר האפור באזור ברוקה ועובי קליפת המוח באונה המצחית. אלצהיימר היא מחלה הפוגעת במוח, אשר בדרך כלל מתפרצת בגיל מבוגר ומהווה את הגורם השכיח ביותר של דמנציה. שכיחות המחלה גבוהה משמעותית בקרב נשים לעומת גברים. הסברים ביולוגיים להבדלים ספציפיים בין המינים במאפייני אלצהיימר מתמקדים בהבדלים בהזדקנות המוח בין גברים לנשים, וההשפעה של הורמונים סטרואידים על התהליך. סכיזופרניה היא אחת המחלות הפסיכיאטריות המורכבות והפחות מובנות כיום. שכיחות המחלה בדרך כלל גבוהה יותר אצל גברים לעומת נשים. אצל גברים גיל התפרצות המחלה מוקדם יותר, חוסר התפקוד במסגרתה גבוה יותר והאבנורמליות המבנית המוחית הנלווית אל המחלה רבה יותר. אבנורמליות זו כוללת ירידה בנפח המוח כולו ובאזורים באונות הפרונטלית והטמפורלית באופן ספציפי. לקות זו נפוצה משמעותית יותר אצל גברים לעומת נשים, ביחס המוערך כארבעה גברים על כל אישה. תאוריה מרכזית בתחום עוסקת בתפקידו הנרחב של הורמון הטסטוסטרון בהופעת אוטיזם ונקראת "Extreme Male Brain Theory". תאוריה זו מציעה כי אוטיזם נוצר כתוצאה מתהליך מסקוליניזציה נרחב ולא מווסת של המוח בעת העוברות והינקות המוקדמת, תהליך אשר מכונה היפר-מסקוליניזציה. למרות כל האמור לעיל, וההתקדמות המודרנית של רפואה מגדרית כיום התפיסה שישנה דו-צורתיות זוויגית מוחית, היוצרת "מוח גברי" ו"מוח נשי" השונים במאפייניהם היא שנויה במחלוקת. כאמור, במחקר של דפנה יואל ושותפיה, בו נערכו ניתוחי MRI של מעל 1,400 מוחות של גברים ונשים ממאגרי מידע שונים, נמצא כי ישנה חפיפה רבה בה בין המוח הגברי למוח הנשי. ניתוחים נוספים חשפו שמוחות בעלי תכונות הנמצאות בקיצון אחד של הרצף בין מוח "נשי" למוח "גברי" הם נדירים ביותר. במקום זאת מציעים יואל ושותפיה כי רוב המוחות מורכבים כמעין "פסיפס" ייחודי של תכונות, אשר חלקן נפוצות יותר אצל נשים, חלקן אצל גברים וחלקן אצל שני המינים. בכך טוענים החוקרים כי אף על פי שישנם הבדלים מיניים במוח האנושי הוא אינו שייך בלעדית לקטגוריה "גברי" או "נשי", אלא מייצג "פסיפס" הייחודי לכל אדם. סקירה משנת 2006 ומטה-אנליזה משנת 2014 אמנם מצאו עדויות ממחקרים מורפולוגיים ותפקודיים של המוח המצביעים על כך שיש שוני מבני ופונקציונלי בין מוח "גברי" ומוח "נשי", וחלק ממבני המוח הם דו-צורתיים מבחינה זוויגית, מטא-אנליזה משנת 2021 של הספרות משלושת העשורים האחרונים, העלתה שנפח המוח שונה בין המינים באופן משמעותי, ומשתנה המין מתבטא רק כ-1% מהשונות במבנה או בלטרליזציה של המוח. מחקרים מהשנים האחרונות הראו שלמרות מיעוט ההבדלים המבניים, השוני הגדול הוא בחיווט (הקשרים העצביים) בין חלקים שונים במוח. אצל נשים נמצא חיווט רב בין ההמיספירה הימנית לשמאלית, בעוד אצל גברים - בין החלק הקדמי לחלק האחורי. לתופעה יש השפעה על תכונות שונות. דו-צורתיות זוויגית הבדלים בין המינים בקוגניציה הבדלים בין המינים בפסיכולוגיה הבדלי מין בפיזיולוגיה של האדם אמריקן סינטיפיק ישראל, ‏המוח שלו, המוח שלה, באתר "הידען", אוגוסט 2005 אמריקן סינטיפיק ישראל, ‏האם יש "מוח נשי"?, באתר "הידען", דצמבר 2017 הילה ויסברג, תשכחו מנגה ומאדים | פרופ' דפנה יואל נלחמת במיתוס המוח הנשי והגברי, באתר הארץ, 20 בפברואר 2014 Lise Eliot, Adnan Ahmed, Hiba Khan, Julie Patel, Dump the “dimorphism”: Comprehensive synthesis of human brain studies reveals few male-female differences beyond size, Neuroscience & Biobehavioral Reviews 125, 2021-06-01, עמ' 667–697 doi: 10.1016/j.neubiorev.2021.02.026 Hrabovszky, Z., & Hutson, J. M. (2002). Androgen imprinting of the brain in animal models and humans with intersex disorders: Review and recommendations. The Journal of Urology, 168(5), 2142-2148. Savic, I., Garcia-Falgueras, A., & Swaab, D. F. (2010). Sexual differentiation of the human brain in relation to gender identity and sexual orientation. Progress in Brain Research, 186, 41-62. Hall, C. M., Jones, J. A., Meyer-Bahlburg, H. F., Dolezal, C., Coleman, M., Foster, P., Price, D. A., & Clayton, P. E. (2004). Behavioral and physical masculinization are related to genotype in girls with congenital adrenal hyperplasia. The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism, 89(1), 419-424. Sacher, J., Neumann, J., Okon-Singer, H., Gotowiec, S., & Villringer, A. (2013). Sexual dimorphism in the human brain: Evidence from neuroimaging. Magnetic Resonance Imaging, 31(3), 366-375. Cahill, L. (2006). Why sex matters for neuroscience. Nature Reviews Neuroscience, 7(6), 477-484. Peper, J. S., Brouwer, R. M., Schnack, H. G., van Baal, G. C., van Leeuwen, M., van den Berg, S. M., Delemarre-Van de Waal, H. A., Boomsma, D. I., Kahn, R. S., & Pol, H. E. H. (2009). Sex steroids and brain structure in pubertal boys and girls. Psychoneuroendocrinology, 34(3), 332-342. Sinclair, D., Purves-Tyson, T. D., Allen, K. M., & Weickert, C. S. (2014). Impacts of stress and sex hormones on dopamine neurotransmission in the adolescent brain. Psychopharmacology, 231(8), 1581-1599. Cingolani, O. H., Kaludercic, N., & Paolocci, N. (2011). Sexual dimorphism in cardiac norepinephrine spillover: A NET difference. Heart, 97(5), 347-349. . Berglund H, Lindström P, Dhejne-Helmy C, Savic I. Male-to-female transsexuals show sex-atypical hypothalamus activation when smelling odorous steroids. Cereb Cortex (2008) 18:1900–810.1093/cercor/bhm216 Burke, Sarah M et al. “Hypothalamic response to the chemo-signal androstadienone in gender dysphoric children and adolescents”. Frontiers in endocrinology vol. 5 60. 28 May. 2014, doi:10.3389/fendo.2014.00060 Ingalhalikar, M., Smith, A., Parker, D., Satterthwaite, T. D., Elliott, M. A., Ruparel, K., Hakonarson, H., Gur, R. E., Gur, R. C., & Verma, R. (2014). Sex differences in the structural connectome of the human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(2), 823-828. Gur RC, et al. (2012) Age group and sex differences in performance on a computerized neurocognitive battery in children age 8-21. Neuropsychology 26(2):251–265. Cherney ID, Brabec CM, Runco DV (2008) Mapping out spatial ability: Sex differences in way-finding navigation. Percept Mot Skills 107(3):747–760. Jakob Pietschnig, Lars Penke, Jelte M. Wicherts, Michael Zeiler, Meta-analysis of associations between human brain volume and intelligence differences: How strong are they and what do they mean?, Neuroscience & Biobehavioral Reviews 57, 2015-10-01, עמ' 411–432 doi: 10.1016/j.neubiorev.2015.09.017 Katherine L. Narr, Roger P. Woods, Paul M. Thompson, Philip Szeszko, Relationships between IQ and regional cortical gray matter thickness in healthy adults, Cerebral Cortex (New York, N.Y.: 1991) 17, 2007-09, עמ' 2163–2171 doi: 10.1093/cercor/bhl125 Richard J. Haier, Rex E. Jung, Ronald A. Yeo, Kevin Head, The neuroanatomy of general intelligence: sex matters, NeuroImage 25, 2005-03-01, עמ' 320–327 doi: 10.1016/j.neuroimage.2004.11.019 Vest, R. S., & Pike, C. J. (2013). Gender, sex steroid hormones, and Alzheimer's disease. Hormones and Behavior, 63(2), 301-307. Zhao, L., Mao, Z., Woody, S. K., & Brinton, R. D. (2016). Sex differences in metabolic aging of the brain: Insights into female susceptibility to Alzheimer's disease. Neurobiology of Aging, 42, 69-79. Mendrek, A., & Mancini-Marïe, A. (2016). Sex/gender differences in the brain and cognition in schizophrenia. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 67, 57-78. Werling, D. M., & Geschwind, D. H. (2013). Sex differences in autism spectrum disorders. Current Opinion in Neurology, 26(2), 146-153. Baron-Cohen, S., Richler, J., Bisarya, D., Gurunathan, N., & Wheelwright, S. (2003). The systemizing quotient: An investigation of adults with Asperger syndrome or high-functioning autism, and normal sex differences. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 358(1430), 361-374 Daphna Joel, Zohar Berman, Ido Tavor, Nadav Wexler, Sex beyond the genitalia: The human brain mosaic, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 112, 2015-12-15, עמ' 15468–15473 doi: 10.1073/pnas.1509654112 Larry Cahill, Why sex matters for neuroscience, Nature Reviews Neuroscience 7, 2006-06, עמ' 477–484 doi: 10.1038/nrn1909 Amber N.V. Ruigrok, Gholamreza Salimi-Khorshidi, Meng-Chuan Lai, Simon Baron-Cohen, A meta-analysis of sex differences in human brain structure, Neuroscience and Biobehavioral Reviews 39, 2014-2, עמ' 34–50 doi: 10.1016/j.neubiorev.2013.12.004 איאן סמפל, מחקר חדש מאשר את שידענו תמיד: מוחות של גברים ושל נשים מחווטים אחרת, באתר הארץ, 5 בדצמבר 2013