Meisjes meer grijze, jongens meer witte stof

Er zijn duidelijke verschillen in de hersenen tussen pasgeboren jongens en meisjes (en die worden tijdens de groei daarna alleen maar groter)
Scientias, 07-01-2025, door Jeannette Kras

Al vanaf de bevruchting staat het geslacht van een kind vast (XX- en XY-chromosomen). In week 14 van de zwangerschap zijn de geslachtsorganen - schaambot of penis - zo ver ontwikkeld, dat ze zichtbaar zijn op de echo. Uit een Cambridge-studie blijkt nu dat ook het geslacht al vanaf de geboorte terug is te zien in de hersenen: er zijn duidelijke verschillen in de hersenstructuren van jongens en meisjes.

Meisjes meer grijze (cellen), jongens meer witte stof (vezels)
Jongens hebben gemiddeld een groter hersenvolume dan meisjes. Maar na correctie voor de totale herseninhoud, blijkt dat meisjes meer grijze stof en jongens meer witte stof hebben. Grijze stof bestaat uit neuronale cellichamen en dendrieten. Die zijn verantwoordelijk voor dingen als waarneming, leren, spraak en cognitie. Ze zijn vooral te vinden aan de buitenkant van de hersenen en in die grijze stof wordt de informatie verwerkt. Witte stof is het vezelnetwerk in de hersenen en bestaat uit axonen. Dit zijn lange zenuwvezels die de verschillende hersengebieden met elkaar verbinden.

Volgens hoofdonderzoeker Yumnah Khan van het Autism Research Centre in Cambridge beantwoordt dit onderzoek een eeuwenoude vraag. “Onze studie toont aan dat de hersenen van jongens en meisjes al vanaf de geboorte verschillen. We wisten al dat deze verschillen bestaan bij oudere kinderen en volwassenen, maar nu is ook vast komen te staan, dat ze er al zijn in de allereerste dagen na de geboorte.”

Nature en nurture
 Wat is aangeboren en wat is aangeleerd? De ontdekking dat deze verschillen al zo vroeg ontstaan, maakt duidelijk dat ze biologisch van aard zijn en voortkomen uit de ontwikkeling van de hersenen vóór de geboorte. Khan voorziet het aloude nature-nurture-debat daarmee van nieuwe energie.
“Deze biologische verschillen in de prenatale hersenontwikkeling kunnen later in het leven, in combinatie met omgevingsfactoren, ervoor zorgen dat de hersenstructuur van jongens en meisjes verder uit elkaar gaat lopen.”
Een veelvoorkomend probleem in eerder onderzoek was dat de steekproef te klein was. Dat is nu opgelost door gebruik te maken van data uit het Developing Human Connectome Project, waarbij meer dan 500 pasgeborenen direct na de geboorte een MRI-scan van de hersenen ondergingen.

De verschillen op een rij
 De resultaten bevestigen dat jongens gemiddeld een groter hersenvolume hebben, zelfs als rekening wordt gehouden met verschillen in geboortegewicht. Ook bleek dat
- meisjes meer grijze stof hebben in hersengebieden die te maken hebben met geheugen en emotionele regulatie,
- terwijl jongens al vanaf dag één grotere volumes hebben in gebieden die betrokken zijn bij de sensorische informatieverwerking (prikkelverwerking) en motorische controle [de oog-hand coördinatie].

Wat veroorzaakt deze verschillen?
 Het team onderzoekt nu verder waardoor deze verschillen in grijze en witte stof bestaan. “We bestuderen de omstandigheden tijdens de zwangerschap, zoals hormonale invloeden en de rol van de placenta. Hierbij maken we gebruik van in vitro-modellen van de hersenontwikkeling, om te begrijpen hoe deze verschillen ontstaan,” aldus onderzoeker Alex Tsompanidis.
Het team benadrukt dat deze uitkomsten verschillen van gemiddelden zijn. Adjunct-directeur Carrie Allison van het Autism Research Centre legt uit: “De verschillen die we zien, gelden niet voor alle jongens of alle meisjes, maar worden zichtbaar wanneer je groepen met elkaar vergelijkt. Er is veel variatie binnen elke groep en een flinke overlap tussen die twee.”

Geen kwalitatief verschil aangetoond
 Directeur Simon Baron-Cohen voegt toe: “Deze verschillen betekenen niet dat de hersenen van jongens beter of slechter zijn dan die van meisjes. Het is simpelweg een voorbeeld van neurodiversiteit. Dit onderzoek kan ons mogelijk helpen bij het begrijpen van andere vormen van neurodiversiteit, zoals bij de hersenen van kinderen die later de diagnose autisme krijgen, een aandoening die vaker bij jongens voorkomt.”
Het is hoe dan ook belangwekkend dat de hersenen van jongens en meisjes al direct bij de geboorte van elkaar verschillen. Dat kan gevolgen hebben voor het genderdebat. De laatste jaren gaan er steeds meer stemmen op om jongens en meisjes genderneutraal op te voeden, vanuit de aanname dat veel verschillen ontstaan door de omgeving. Dat is dus, wellicht zeker, niet helemaal waar.

Bron:
"Sex Differences in Human Brain Structure at Birth" - Biology of Sex Differences

Geslachtsverschillen in menselijke hersenstructuur bij de geboorte - Biology of Sex Differences
17 oktober 2024
Yumnah T. Khan, Alex Tsompanidis, Marcin A. Radecki, Lena Dorfschmidt, APEX Consortium, Topun Austin, John Suckling, Carrie Allison, Meng-Chuan Lai, Richard A.K. Bethlehem, Simon Baron-Cohen
Biologie van geslachtsverschillen 15, artikelnummer: 81 (2024) Citeer dit artikel

Uittreksel
Achtergrond
Geslachtsverschillen in de anatomie van de menselijke hersenen zijn goed gedocumenteerd, hoewel ze tijdens de vroege ontwikkeling aanzienlijk onderverkend blijven. De neonatale periode is een kritieke fase voor de hersenontwikkeling en kan belangrijke inzichten geven in de rol die prenatale en vroege postnatale factoren spelen bij het vormgeven van geslachtsverschillen in de hersenen.

Methoden
Hier beoordeelden we de gemiddelde geslachtsverschillen in wereldwijde en regionale hersenvolumes bij 514 pasgeborenen in de leeftijd van 0-28 dagen (236 geboorte betreffen vrouwen en 278 geboorte betreffen mannen) met behulp van gegevens van het in ontwikkeling zijnde Human Connectome Project. We hebben ook geslachts-per-leeftijd interacties beoordeeld om geslachtsverschillen in vroege postnatale hersenontwikkeling te onderzoeken.

Resultaten
Gemiddeld hadden mannen significant grotere intracraniële en totale hersenvolumes, ook na correctie op geboortegewicht. Na controle op het totale hersenvolume vertoonden vrouwen significant grotere totale corticale grijze stofvolumes, terwijl mannen grotere totale witte stofvolumes vertoonden. Na de correctie van het totale hersenvolume in regionale vergelijkingen,
- hadden vrouwen significant verhoogde hoeveelheden witte stof in het corpus callosum en verhoogde volumes van grijze stof in de bilaterale parahippocampale gyri (achterste delen), linker voorste cingulaire gyrus, bilaterale pariëtale lobben en linker caudate nucleus;
- mannen hadden significant verhoogde volumes grijze stof in de rechter mediale en inferieure temporale gyrus (posterieur deel) en rechter subthalamische kern.
Effectgroottes varieerden van klein voor regionale vergelijkingen tot groot voor wereldwijde vergelijkingen. Significante geslacht-per-leeftijd interacties werden opgemerkt in de linker voorste cingulaire gyrus en linker superieure temporale gyrus (posterieure delen).

Conclusie
Onze bevindingen tonen aan dat geslachtsverschillen in de hersenstructuur al aanwezig zijn bij de geboorte en relatief stabiel blijven tijdens de vroege postnatale ontwikkeling, wat een belangrijke rol van prenatale factoren bij het vormgeven van geslachtsverschillen in de hersenen benadrukt.

Samenvatting in gewone taal
Geslachtsverschillen in het menselijke brein hebben aanzienlijke wetenschappelijke en maatschappelijke belangstelling getrokken, maar er is minder bekend over de vraag of de hersenen al geslachtsverschillen vertonen bij de geboorte. Het bestuderen van geslachtsverschillen bij de geboorte kan helpen om te begrijpen hoe prenatale factoren (bijv. hormoonspiegels vóór de geboorte) en vroege postnatale factoren (bijv. blootstelling aan de zintuiglijke omgeving en interacties van de verzorger) bijdragen aan het vormgeven van geslachtsverschillen in de hersenen.
In deze studie onderzochten we gemiddelde geslachtsverschillen in hersenstructuur in een grote steekproef van pasgeboren baby's kort na de geboorte. Onze bevindingen tonen aan dat er meerdere gemiddelde verschillen aanwezig zijn bij de geboorte, wat suggereert dat factoren vóór de geboorte een belangrijke rol spelen bij het initiëren van geslachtsverschillen in de hersenen.

Hoogtepunten
Bij de geboorte vertonen mannen gemiddeld een significant hoger totaal hersenvolume in vergelijking met vrouwen, zelfs na rekening te houden met geslachtsverschillen in geboortegewicht.
Na de correctie voor het totale hersenvolume vertonen vrouwen gemiddeld een aanzienlijk verhoogde totale corticale grijze stofvolumes, terwijl mannen een verhoogde totale volumes van witte stof vertonen.
Na correctie voor het totale hersenvolume worden significante gemiddelde geslachtsverschillen waargenomen in gebieden zoals het corpus callosum (F > M), bilaterale pariëtale lobben (F > M), linker voorste cingulaire gyrus (F > M), linker caudale kern (F > M) en rechter mediale en inferieure temporele gyri (M > F).
Minder wereldwijde en regionale volumes vertoonden significante interacties tussen geslacht en leeftijd, met uitzondering van de linker voorste cingulaire gyrus (F > M) en de linker superieure temporele gyrus (M > F).
Verschillende geslachtsverschillen die al eerder in de latere ontwikkeling zijn waargenomen, zijn vanaf de geboorte aanwezig, wat de sleutelrol benadrukt die prenatale [biologische] factoren spelen bij het initiëren van geslachtsverschillen in de hersenen.

Achtergrond
Opmerking over terminologie: In dit artikel zijn alle verwijzingen naar ‘geslachtsverschillen’ of ‘gemiddelde geslachtsverschillen’ bedoeld om verschillen weer te geven, die worden waargenomen in groepsgemiddelden en niet in individuele gevallen.
Hoewel geslachtsverschillen in de anatomie van de menselijke hersenen goed zijn bewezen (voor een meta-analyse, zie [1]), blijven hun omvang, betekenis en implicaties een onderwerp van substantiële voortdurende discussie (voor recente discussies, zie [2, 3]). Hun onderliggende oorzaken zijn een centraal punt van wetenschappelijke discussie en blijven slecht begrepen.
Dit onderzoeksgebied is van groot belang omdat de prevalentie van verschillende psychiatrische, neurologische en neurologische ontwikkelingsaandoeningen verschilt per biologisch geslacht [4, 5]. Aangezien variaties in de hersenontwikkeling betrokken zijn bij deze aandoeningen en overlappen met neurobiologische geslachtsverschillen, is het waarschijnlijk dat geslachtsverschillen een sleutelrol spelen in de ontwikkeling van deze aandoeningen [4, 6, 7]. Een beter begrip van geslachtsverschillen, hun onderliggende oorzaken en hun begin, zou daarom kunnen helpen om diagnostische, prognostische en ondersteunende strategieën op maat te maken om optimale gezondheidsresultaten mogelijk te maken.

Er wordt verondersteld dat geslachtsverschillen in de hersenstructuur het gevolg zijn van een complex samenspel tussen meerdere biologische en omgevingsfactoren die de hersenontwikkeling reguleren [8]. De perinatale periode wordt gekenmerkt door belangrijke gebeurtenissen die waargenomen geslachtsverschillen in de hersenen kunnen beïnvloeden, en de zeer dynamische en kneedbare aard van de hersenontwikkeling tijdens deze periode kan de hersenen bijzonder gevoelig maken voor deze invloeden.
Tijdens het eerste en tweede trimester van de zwangerschap produceren mannelijke foetussen bijvoorbeeld ongeveer 2,5 keer meer testosteron dan vrouwelijke foetussen [9]. Deze prenatale testosterongolf wordt opgevat als een belangrijk vroeg biologisch mechanisme dat de seksuele differentiatie van het lichaam en de hersenen aanzet [10]. Van prenatale factoren zoals maternale voeding en blootstelling aan toxines is ook bekend dat ze de ontwikkeling van de foetale hersenen beïnvloeden [11], mogelijk op geslachtsspecifieke manieren [12].

Het bestuderen van geslachtsverschillen bij de geboorte kan inzicht geven in de invloed die deze prenatale factoren hebben bij het vormgeven van geslachtsverschillen in de hersenen. Na de geboorte beginnen tal van vroege postnatale factoren een rol te spelen op de hersenontwikkeling. Gendersocialisatie begint bijvoorbeeld al vroeg in de kindertijd, wat leidt tot uiteenlopende levenservaringen voor mannen en vrouwen, die waarschijnlijk de levensduur van de hersenontwikkeling beïnvloeden. Evenzo kunnen vroege postnatale factoren zoals blootstelling aan zintuiglijke stimuli, omgevingstoxines en voeding ook de hersenontwikkeling beïnvloeden, hoewel er minder bekend is of dit op geslachtsspecifieke manieren gebeurt. Het onderzoeken van de hersenontwikkeling gedurende de neonatale periode kan inzicht geven in hoe deze vroege postnatale factoren mogelijk geslachtsverschillen in de hersenstructuur beïnvloeden.

De neonatale periode wordt meestal gedefinieerd als de eerste 4 weken van het leven en bestaande studies in het veld hebben doorgaans betrekking op zuigelingen met een gemiddelde leeftijd na de geboorte die verder gaat dan de neonatale periode (bijv. 33 dagen na de geboorte in 13). Als gevolg hiervan blijft het begrip van geslachtsverschillen direct na de geboorte uiterst beperkt.
Het grootste deel van het bestaande onderzoek heeft aangetoond dat mannen in de vroege kinderjaren grotere intracraniële en totale hersenvolumes hebben dan vrouwen [13,14,15,16,17], vaak zelfs na de correctie voor het geboortegewicht. Eén studie heeft echter geen verschillen gemeld in intracraniële of totale hersenvolumes bij 2-5-weeks [18], in tegenspraak met deze eerdere studies.
Er wordt ook gemeld dat mannelijke zuigelingen grotere totale volumes grijze en witte stof hebben, hoewel deze verschillen niet aanhouden na rekening te houden met het geslachtsverschil in intracraniële volume [14, 15]. Bij het controleren van het totale hersenvolume in plaats van het intracraniële volume, heeft een andere studie gemeld dat mannen van 1 maand oude grotere totale volumes van witte stof hadden, terwijl vrouwen grotere totale volumes van grijze stof hadden [17]. Deze waargenomen discrepanties benadrukken de noodzaak van verder onderzoek om geslachtsverschillen in de neonatale hersenen te verduidelijken.

Onderzoek naar regionale geslachtsverschillen in de hersenen is nog beperkter en inconsistenter, wat de identificatie van regio's die betrouwbare geslachtsverschillen vertonen tijdens de vroege ontwikkeling bemoeilijkt. Bij gebruik van regio-interessevolumetrie rapporteerde een studie geen regionale geslachtsverschillen in de vroege kindertijd na controle op intracraniëel volume [14]. Bij het gebruik van op voxel gebaseerde benaderingen zoals tensor- en deformatie-gebaseerde morfometrie, hebben andere studies echter verschillende regionale geslachtsverschillen gemeld, zelfs na correctie op hersengrootte [13, 14]. Mannelijke zuigelingen hadden bijvoorbeeld verhoogde volumes van grijze stof in de insula, middelste temporale gyrus, fusiforme gyrus en hippocampus, terwijl vrouwelijke zuigelingen verhoogde volumes hadden in de dorsolaterale prefrontale, motorische en visuele cortices [14].

Samenvattend heeft een beperkt aantal onderzoeken sekseverschillen in de neonatale hersenstructuur onderzocht. Deze kloof is verrassend, omdat de prenatale en neonatale periodes tot de snelste periodes van hersenontwikkeling behoren [19,20,21] en waarschijnlijk cruciale vensters zijn voor het begrijpen van geslachtsverschillen in de hersenontwikkeling. Bovendien, aangezien de hersenontwikkeling zeer dynamisch is tijdens de eerste paar weken van het leven, kunnen bestaande bevindingen uit latere kinderstadia niet noodzakelijkerwijs worden geëxtrapoleerd naar de neonatale periode. Neonataal onderzoek biedt ook een cruciale kans om de oorsprong van geslachtsverschillen in de hersenen te begrijpen en, in het bijzonder, de rol van prenatale en vroege postnatale ontwikkeling bij het vormgeven van deze verschillen.
Om deze kenniskloof aan te pakken, hebben we een steekproef van 514 pasgeborenen uit het zich ontwikkelende Human Connectome Project (dHCP) gebruikt om geslachtsverschillen in wereldwijde en regionale hersenvolumes te beoordelen. We hebben interacties tussen geslacht en leeftijd in onze analyse opgenomen om geslachtsverschillen in de vroege postnatale hersenontwikkeling te onderzoeken en de potentiële rol te begrijpen die vroege postnatale factoren spelen bij het vormgeven van deze geslachtsverschillen.

[…] Voor technische gegevens zie het oorspronklijke artikel

Resultaten
Na de correctie voor het totale hersenvolume werden de verschillen tussen het vrouwelijke > mannelijke geslachten waargenomen in 7 regio's, waaronder
- het witte stofvolume van het corpus callosum
- de grijze stofvolumes van de linker en rechter parahippocampale gyri (achterste delen),
- linker voorste cingulate gyrus links en rechts
- pariëtale lobben en linker caudatale nucleus.
Mannelijke > vrouwelijke grijze stofgebieden werden waargenomen in 2 regio's, waaronder
- de rechter mediale en inferieure temporale gyrus (posterieur deel) en
- rechter subthalamische kern.
Deze resultaten zijn gevisualiseerd in Fig. 2.

Regionale geslachtsverschillen per effectgrootte na correctie op het totale hersenvolume. Figuur 2 toont gedeeltelijke eta-kwadraat (ηp2 ) waarden van corticale regio's met significante geslachtsverschillen.

Volledige resultaten voor het model dat gericht is op intracranieel volume in plaats van het totale hersenvolume worden gerapporteerd in aanvullende tabel S4 en aanvullende figuur S2. Samenvattend bleven vrouwelijke > mannelijke verschillen in
- het corpus callosum en
- linker parahippocampale gyrus (achterste delen),
en mannelijke > vrouwelijke verschillen bleven in
- de rechter mediale en inferieure temporele gyri (achterste delen) en
- rechter subthalamische kern.
Een aantal extra mannelijke > vrouwelijke verschillen werden waargenomen in
- de bilaterale insula,
- bilaterale amygdala,
- linker subthalamische kern,
- bilaterale superieure temporale gyrus (middendeel),
- linker voorste temporele kwab (lateraal deel) en
- rechter frontale kwab.

[…] Voor technische gegevens zie het oorspronklijke artikel

Conclusie
Concluderend zijn geslachtsverschillen goed bewezen in de latere ontwikkeling, maar blijven aanzienlijk onderontgonnen tijdens de neonatale periode. Onze bevindingen suggereren dat geslachtsverschillen in hersenstructuur aanwezig zijn vanaf het vroegste stadium van het postnatale leven en een overlap vertonen met de geslachtsverschillen die in toekomstige ontwikkelingsstadia worden waargenomen. We melden relatief minder geslachts-per-leeftijdsinteracties, wat aangeeft dat verschillende van deze geslachtsverschillen worden vastgesteld tijdens de prenatale periode en daarna relatief stabiel blijven tijdens de neonatale periode. De vroege opkomst van deze verschillen ondersteunt de hypothese dat prenatale factoren een cruciale rol spelen bij het initiëren van geslachtsverschillen in de hersenen.

terug naar man en vrouw

terug naar het weblog

^