MRT-Analyse im Human Connectome Project (HCP) zeigt Geschlechtsunterschiede in subkortikalen Mikrostrukturen

Bemühungen, mögliche Geschlechtsunterschiede im menschlichen Gehirn aufzudecken, haben eine Debatte darüber ausgelöst, was – wenn überhaupt – die scheinbaren Abweichungen in unserem Verhalten und unserer psychischen Gesundheit erklärt.

Eine aktuelle Auswertung von Bildgebungsdaten aus dem Human Connectome Project (HCP) berichtet von möglicherweise besonders ausgeprägten geschlechtsbezogenen Unterschieden in mikroskopischen Strukturen, die tief im Gehirn von Männern und Frauen liegen.

Ausgehend davon, wo die stärksten Kontraste auftreten, argumentiert das internationale Forschungsteam, die Resultate könnten helfen zu verstehen, weshalb viele neurologische Erkrankungen offenbar je nach Geschlecht unterschiedlich häufig sind.

„Die Hirnregionen und Messwerte, die die größten Unterschiede zeigten, stehen auch in einem starken Zusammenhang mit psychischen Störungen“, sagt der leitende Autor Richard Watts, Datenwissenschaftler an der University of Canterbury in Neuseeland.

„Dieses Ergebnis könnte erklären helfen, warum Männer und Frauen ein unterschiedlich hohes Risiko für bestimmte Störungen haben, etwa Angst- und affektive Störungen, Autismus und Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung.“

Hintergrund: Warum der Vergleich von Männer- und Frauengehirnen so schwierig ist

Auch wenn solche Befunde zunächst nach klaren Trennlinien klingen, sind männliche und weibliche Menschen – für eine Menschenaffenart – erstaunlich ähnlich.

Statistische „Hügel“ der Sexualität sauber zu sortieren, gilt als notorisch kompliziert. Deshalb suchen Forschende nach immer präziseren Methoden, um zu klären, ob Zustände wie Autismus oder Angststörungen tatsächlich mit dem Geschlecht zusammenhängen – oder ob wir dabei von einer Vielzahl von Verzerrungen geleitet werden.

In der Vergangenheit wurden neuropsychiatrische Unterschiede zwischen Männern und Frauen häufig vor allem auf Unterschiede im Hirnvolumen zurückgeführt. Damit stand die Annahme im Raum, Abweichungen seien eher eine Frage der Größe als der tatsächlichen Verschaltung.

Zwar ist kaum zu bezweifeln, dass „neuronale Fläche“ einen beträchtlichen Teil des menschlichen Verhaltens beeinflusst. Dennoch zeigen einige Studien, die Geschlecht und Gehirngröße berücksichtigen, weiterhin einen verbleibenden Effekt, der sich nicht einfach wegdiskutieren lässt.

Datengrundlage: Human Connectome Project (HCP) und MRT der Young Adults

Vor diesem Hintergrund nutzten Watts und sein Team MRT-Scans von mehr als 1.000 Teilnehmenden aus der HCP-Studie „Young Adult“, um die Mikrostrukturen subkortikaler Hirnregionen zu untersuchen und diese mit dem selbst angegebenen Geschlecht sowie dem selbst berichteten psychischen Gesundheitsstatus abzugleichen.

Zum Einsatz kam eine fortgeschrittene Diffusions-MRT-Technik, die die Bewegung von Wasser durch die spezifische zelluläre Architektur verschiedener Hirngewebe erfasst. Auf dieser Basis identifizierten die Forschenden kleine, aber statistisch signifikante Unterschiede zwischen männlichen und weiblichen Untergruppen, die auch dann bestehen blieben, nachdem sie Alter, BMI und das gesamte Hirnvolumen herausgerechnet hatten.

Ergebnisse, Deutung und Einschränkungen

Erhebungen, die auf den Selbsteinschätzungen der Teilnehmenden zu ihrem emotionalen und verhaltensbezogenen Erleben basierten, deuteten zudem auf eine Verbindung hin: Zwischen den neurologischen Strukturen, die Gedächtnis, Aufmerksamkeit und Emotionen mittragen, und Störungen, in denen Stimmung, Aufmerksamkeit und Persönlichkeit eine Rolle spielen.

„Frühere Arbeiten haben sich auf geschlechtsbezogene Unterschiede in den Volumina von Hirnregionen konzentriert, aber durch den Einsatz fortschrittlicherer Bildgebungstechnologie hat unser Team, zu dem auch Kolleginnen und Kollegen der University of California San Diego gehören, entdeckt, dass es wesentlich größere Unterschiede in der Zellstruktur dieser Regionen gibt – mit nur einer kleinen Überlappung zwischen den Geschlechtern“, sagt Watts.

Statt Männer und Frauen schlicht in pathologische Schubladen zu stecken, eröffnet die Studie einen Ansatz, um den komplexen Einfluss von Hormonen und ihren Rezeptoren auf das neurologische „Gewebe“ in unserem Kopf genauer zu untersuchen.

Ein wichtiger Vorbehalt: Die Teilnehmenden wurden nach ihrem Gender gefragt, nicht nach ihrem biologischen Geschlecht. Gleichzeitig standen nur zwei Antwortoptionen zur Verfügung – männlich oder weiblich. Dadurch bleiben Vergleiche der Gehirnstruktur für andere Geschlechtsidentitäten eingeschränkt.

Künftige Studien könnten weiter herausarbeiten, wie ein Spektrum von Gender und Sexualität mit Persönlichkeit, Stimmung und Emotion zusammenhängt – und damit Diagnosen oder Therapieentscheidungen stärker zu individualisieren.

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

Diese Forschung wurde in PNAS veröffentlicht.