Estudio muestra diferencias sexuales altamente reproducibles en aspectos de la anatomía del cerebro humano

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Un análisis científico de más de 2000 escáneres cerebrales encontró evidencia de diferencias sexuales altamente reproducibles en el volumen de ciertas regiones del ser humano cerebro. Este patrón de diferencias en el volumen cerebral basado en el sexo se corresponde con los patrones de expresión génica de los cromosomas sexuales observados en muestras post mortem de la corteza cerebral, lo que sugiere que los cromosomas sexuales pueden desempeñar un papel en el desarrollo o mantenimiento de las diferencias sexuales en la anatomía del cerebro. El estudio, dirigido por investigadores del Instituto Nacional de Salud Mental (NIMH), parte de los Institutos Nacionales de Salud, se publica en Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

«Desarrollar una comprensión más clara de las diferencias sexuales en la organización del cerebro humano tiene una gran importancia para nuestra forma de pensar sobre las diferencias sexuales bien establecidas en la cognición, el comportamiento y el riesgo de enfermedades psiquiátricas. Nos inspiramos en los nuevos hallazgos sobre las diferencias sexuales en animales modelos y quería tratar de cerrar la brecha entre estos datos de animales y nuestros modelos de diferencias sexuales en el cerebro humano», dijo Armin Raznahan, MD, Ph.D., coautor del estudio y jefe de la Sección de Neurogenómica del Desarrollo del NIMH.

Los investigadores han observado durante mucho tiempo diferencias consistentes basadas en el sexo en las estructuras cerebrales subcorticales en ratones. Algunos estudios han sugerido que estas diferencias anatómicas se deben en gran medida a los efectos de las hormonas sexuales, lo que da peso a una explicación «centrada en las gónadas» para las diferencias basadas en el sexo en el desarrollo del cerebro. Sin embargo, estudios más recientes con ratones también han revelado diferencias sexuales consistentes en las estructuras corticales, y los datos de expresión génica sugieren que los cromosomas sexuales pueden desempeñar un papel en la configuración de estas diferencias sexuales anatómicas. Aunque el cerebro del ratón comparte muchas similitudes con el cerebro humano, no está claro si estos hallazgos clave en ratones también se aplican a los humanos.

Para explorar la base neurobiológica de las diferencias sexuales en el cerebro humano, Raznahan, líder el autor Siyuan Liu, Ph.D., y sus colegas analizaron por primera vez los datos de neuroimagen recopilados como parte del Proyecto Human Connectome (HCP). Los datos, obtenidos de 976 adultos sanos de entre 22 y 35 años, revelaron diferencias sexuales constantes en el volumen de ciertas estructuras corticales. En promedio, las mujeres tenían un volumen cortical relativamente mayor en la corteza prefrontal medial y lateral, la corteza orbitofrontal, la corteza temporal superior y la corteza parietal lateral. Los hombres, en promedio, tenían un volumen cortical relativamente mayor en las regiones temporales ventrales y las regiones occipitales, incluido el polo temporal, la circunvolución fusiforme y la corteza visual primaria.

Luego, Liu y sus colegas usaron dos enfoques complementarios para determinar si estos los hallazgos fueron reproducibles. En primer lugar, los investigadores realizaron 1000 comparaciones divididas por la mitad dividiendo aleatoriamente el conjunto de datos HCP por la mitad y comparando los resultados en las dos mitades. Los resultados de estas comparaciones de mitades divididas indicaron que el patrón de diferencias basadas en el sexo en el volumen cortical era muy estable. En segundo lugar, los investigadores cuantificaron la reproducibilidad de los hallazgos de HCP en un conjunto de datos de neuroimagen no relacionado del Biobanco del Reino Unido. Aunque los conjuntos de datos tenían diferencias demográficas y metodológicas notables, los investigadores encontraron que el patrón general de las diferencias en el volumen cortical según el sexo era muy consistente.

Luego, Liu y los coautores compararon sus hallazgos anatómicos con mapas disponibles de expresión génica en el cerebro, que se basan en 1.317 muestras de tejido post mortem de seis donantes humanos. Los resultados indicaron que el patrón espacial de las diferencias sexuales en el volumen cortical era similar al patrón espacial de la expresión génica del cromosoma sexual en la corteza. Específicamente, las regiones de la corteza con una expresión relativamente alta de los genes de los cromosomas sexuales tendían a tener un mayor volumen cortical en los hombres que en las mujeres.

Esta correspondencia con la expresión cortical de los genes de los cromosomas sexuales también es consistente con los hallazgos de investigaciones anteriores. estudios con ratones, lo que sugiere que las diferencias sexuales en la anatomía del cerebro pueden deberse, al menos en parte, a mecanismos genéticos que se han conservado a lo largo de la evolución de los mamíferos. Estos hallazgos sugieren que las diferencias sexuales en el volumen cortical pueden estar influenciadas por genes ubicados en los cromosomas sexuales X e Y.

«Los hombres y las mujeres difieren en muchos factores genéticos y ambientales que podrían influir potencialmente en el desarrollo del cerebro. Porque es un desafío experimentar en humanos, a menudo confiamos en datos de observación para inferir posibles impulsores genéticos o ambientales de las diferencias de sexo en el cerebro», dijo Raznahan. «El hecho de que observáramos un nivel muy alto de reproducibilidad de las diferencias sexuales anatómicas en diferentes grupos de hombres y mujeres, y un vínculo entre estas diferencias y la expresión génica de los cromosomas sexuales, sugiere que es probable que estas diferencias no sean principalmente el resultado de efectos ambientales por sí solos. «

Los investigadores también compararon los hallazgos anatómicos con datos de más de 11 000 estudios de neuroimagen funcional. Los resultados indicaron una superposición espacial entre las áreas del cerebro que mostraron diferencias basadas en el sexo en el volumen cortical en el conjunto de datos de HCP y las áreas del cerebro asociadas con el procesamiento facial en estudios de neuroimagen funcional.

Tomados en conjunto, estos hallazgos arrojan luz sobre los mecanismos que pueden contribuir a las diferencias basadas en el sexo en la anatomía del cerebro y señalar los factores genéticos que pueden contribuir a las diferencias basadas en el sexo en la enfermedad y el comportamiento del cerebro. Con estos hallazgos correlacionales como hoja de ruta, la investigación futura puede investigar de manera más eficiente las causas y consecuencias de las diferencias sexuales en el cerebro humano.

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Un estudio muestra importantes diferencias de género en el cerebro social humano Más información: Análisis integradores estructurales, funcionales y transcriptómicos de la organización cerebral con sesgo sexual en humanos. Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2020). DOI: 10.1073/pnase.1919091117 Información de la revista: Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias

Proporcionado por los Institutos Nacionales de Salud Cita: El estudio muestra diferencias sexuales altamente reproducibles en aspectos de la anatomía del cerebro humano (20 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-highly-sex-differences-aspects-human.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.