HCP-Studie zeigt große Geschlechtsunterschiede in Gehirnstrukturen

Bemühungen, Unterschiede zwischen menschlichen Gehirnen nach Geschlecht aufzudecken, haben eine Debatte darüber ausgelöst, was – falls überhaupt etwas – die scheinbaren Unterschiede in unserem Verhalten und unserer psychischen Gesundheit erklärt.

Eine neue Auswertung von Bildgebungsdaten aus dem Human Connectome Project (HCP) hat möglicherweise die bislang größten geschlechtsbezogenen Unterschiede in mikroskopischen Strukturen tief im Gehirn von Männern und Frauen aufgezeigt.

Ausgehend von dem Wissen über die Lage der deutlichsten Kontraste geht das internationale Forschungsteam davon aus, dass die Ergebnisse besser verständlich machen könnten, weshalb viele neurologische Erkrankungen offenbar unterschiedlich stark nach Geschlecht verteilt sind.

„Die Hirnregionen und Messwerte mit den größten Unterschieden stehen zugleich in engem Zusammenhang mit psychischen Erkrankungen“, sagt der leitende Autor Richard Watts, Datenwissenschaftler an der University of Canterbury in Neuseeland.

„Dieser Befund könnte erklären helfen, warum Männer und Frauen für bestimmte Erkrankungen – etwa Angst- und Stimmungsstörungen, Autismus sowie Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung – unterschiedliche Risiken haben.“

Geschlechtsunterschiede im Gehirn und psychische Gesundheit

Trotz der vermeintlich eindeutigen Unterschiede ähneln sich männliche und weibliche Menschen für eine Menschenaffenart erstaunlich stark.

Die statistisch kleinen Erhebungen zur Geschlechtlichkeit sauber voneinander zu trennen, ist bekanntermaßen kompliziert. Forschende suchen deshalb nach immer präziseren Methoden, um festzustellen, ob Erkrankungen wie Autismus oder Angststörungen tatsächlich mit dem Geschlecht zusammenhängen – oder ob zahlreiche Verzerrungen unsere Einschätzung bestimmen.

Neuropsychiatrische Unterschiede zwischen Männern und Frauen wurden früher überwiegend auf Abweichungen beim Hirnvolumen zurückgeführt. Das legt nahe, dass Unterschiede eher die Größe als die tatsächliche Verschaltung widerspiegeln.

Zwar besteht kaum Zweifel daran, dass die verfügbare Gehirnmasse einen erheblichen Anteil des menschlichen Verhaltens beeinflusst. Einige Studien, die Geschlecht und Gehirngröße berücksichtigen, finden jedoch weiterhin einen verbleibenden Effekt, der sich nicht ohne Weiteres verwerfen lässt.

HCP-MRT-Daten zeigen Unterschiede in subkortikalen Strukturen

Watts und sein Team untersuchten daher MRT-Aufnahmen von mehr als 1.000 Teilnehmenden der HCP-Studie zu jungen Erwachsenen. Sie analysierten die Mikrostrukturen subkortikaler Hirnregionen und verglichen diese mit den selbst angegebenen Geschlechts- und Angaben zum psychischen Gesundheitszustand.

Mithilfe einer fortgeschrittenen Diffusions-MRT-Methode, welche die Bewegung von Wasser durch die jeweilige Zellarchitektur verschiedener Hirngewebe abbildet, ermittelten die Forschenden kleine, aber signifikante Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Untergruppen. Diese blieben auch nach Anpassung an Alter, BMI und gesamtes Hirnvolumen bestehen.

Messwerte, die auf den Selbsteinschätzungen der Teilnehmenden zu ihrem emotionalen und verhaltensbezogenen Zustand beruhten, deuteten ebenfalls auf einen Zusammenhang hin: Zwischen neurologischen Strukturen für Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Emotion einerseits sowie Störungen von Stimmung, Aufmerksamkeit und Persönlichkeit andererseits.

„Frühere Arbeiten haben sich auf geschlechtsbezogene Unterschiede beim Volumen von Hirnregionen konzentriert. Mit fortschrittlicherer Bildgebungstechnologie hat unser Team, zu dem auch Kolleginnen und Kollegen der University of California San Diego gehören, jedoch entdeckt, dass die Zellstruktur dieser Regionen deutlich größere Unterschiede aufweist und sich die Geschlechter nur geringfügig überschneiden“, sagt Watts.

Die Untersuchung steckt Männer und Frauen keineswegs einfach in pathologische Schubladen. Stattdessen eröffnet sie Möglichkeiten, den komplexen Einfluss von Hormonen und ihren Rezeptoren auf das neurologische Geflecht in unserem Kopf zu erforschen.

Den Teilnehmenden wurde eine Frage zu ihrem Gender, nicht zu ihrem biologischen Geschlecht, gestellt. Da sie jedoch nur zwischen männlich und weiblich wählen konnten, sind Vergleiche der Hirnstruktur für andere Geschlechtsidentitäten eingeschränkt.

Künftige Studien könnten weiter aufzeigen, wie ein Spektrum von Gender und Sexualität mit Persönlichkeits-, Stimmungs- und Gefühlszuständen zusammenhängt. Dies könnte Diagnosen oder Therapieentscheidungen stärker individualisiert unterstützen.

„Wir möchten die Wirkungen biologischer Faktoren wie Hormone und Genetik von den Wirkungen von Umweltfaktoren trennen können – also beispielsweise davon, wie wir sozialisiert werden, als Mann oder Frau in Gesellschaften mit sehr unterschiedlichen Erwartungen an jedes Geschlecht anders zu denken und uns zu verhalten“, sagt Watts.

Die Forschung wurde in PNAS veröffentlicht.