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脑发育差异的产生性别
人体任何一个器官的发育都没有脑发育那么剧烈又神秘。
人类精卵结合后经过9个月的孕育,成为一个3~4kg的婴儿——四肢完备、五脏俱全、脑中拥有亿几乎已经“各就各位”的神经元。神经元产生、迁移至合适的终点并形成连接,使得新生儿坠地之时便具备了十分严整的神经系统,可以看到、听见、感触、表达她的需求、挪动她的四肢……
差异的产生:性·别
个体发育有相同点也有不同点,这里我只是在陈述一般“正常”脑发育的一般性过程。即便在子宫里,不同脑的发育也各有差别。当胎儿在出生之前开始自我构建时,它们所处的遗传背景与发育环境便已是独一无二的了。突触联系、皮层沟回和神经元功能柱(nuronalcolumn)的总体连接模式都是普遍相同的,然而特异性——每个胎儿发育生命线的构件——是因人而异的。解释这种差异的复杂性当然是争议产生的原因,尤其是谈到性别差异就更有争议了。“男孩还是女孩?”这恐怕是家长面对一个新生儿会问出的一个问题,然而答案并不总像人们想象的那样简单直接。
遗传层面上性别(sx,区别于表型层面上的性别gndr)的产生始于受精。在我们遗传得来的23对染色体中有一对从开始便不相同,正常发育的女性有一对X染色体,男性则是X和Y染色体各一条,所以父母对后代的遗传从一开始便因孩子的性别而异(也存在一些异常的遗传模式,如只得到了一个X染色体的女性会患有特纳综合征,也有多了一个Y而具有XYY的男性)。这种正常或异常的模式对脑发育会有怎样的影响?正如我说过,平均来讲男性的脑要比女性的稍重一些。另外,就行为能力来讲,在出生时女婴要比男婴“更加成熟”。在产后发育过程中,其他脑结构上的微小区别开始显现。尽管两个脑半球在大小和形状上没什么两样,但还是存在一些不对称性,男性比女性更为显著。还有人指出下丘脑和胼胝体区域的结构和尺寸也具有男女差异。可以想见,两性脑差异问题一直处于激烈的争论中,因为相同点和不同点都可能被用来(或误用来)解释男性在父系社会长久以来的统治地位。
众所周知,色盲和血友病等一些性状可由女性携带,但只有男性表达,这是由两性之间XX和XY的差异所致。最常见的说法是,所有人的脑开始时都是女性的,在发育过程中有些“变得男性化”。在这个过程中,染色体的差异是必要但不充分的。“男性化”的关键在于睾酮激素。人们谈到睾酮,便将其看作“男性”的激素,雌激素则为女性的激素,而事实上在男性和女性体内都会产生睾酮和雌激素并对其产生反应,只是它们的比例不同而已——睾酮在男性体内具有更高的浓度。这两种激素都不是由脑产生的,但它们都能通过血液进入脑,识别下丘脑和其他脑区神经元的膜受体。将初始的女性大脑“男性化”的因素是妊娠第8~24周产生的一次睾酮高峰。这是男性与女性脑分化过程的一部分,神经元上激素受体的分布也开始出现不同的两性特征。
脑中表达受体,响应身体其他区域产生的睾酮和雌激素,这正体现了脑和身体之间多重相互作用关系的重要性。性激素属于能够影响脑活动的类固醇激素,在出生前的男性和女性脑中也有不同浓度的神经甾体(nurostroid),它们的化学本质与类固醇激素十分相近,作用有点像BDNF和其他生长因子。由于出生前这些复杂的激素相互作用及其他因素,我们不能简单地从遗传和性染色体差异“读出”男孩、女孩或男人、女人之间的平均差别。这也是为什么性遗传基础和作为最终表型的性别之间的关系会如此玄妙。一般性区别其实是平均之后的结果,而性状存在很大的变化范围,而这也是人们试图将人类性别(还有性取向)的差异通过染色体、激素或任何单线性的“生物学”量度来进行简单解释的问题所在。
个体差异的产生
脑发育和性别的关系里还有一个奇怪的特点,近来让神经科学家颇为着迷。然而这次却与胎儿的父母而不是他(她)自身的性别有关。传统观点认为,我们同时获得每个基因的两个版本(等位基因,alll),父亲一个,母亲一个,无论谁给我们哪个基因都是一样的。但结果发现事实并不完全如此。一种名为基因印记(gnomicimprinting)的现象使得一些脑区表达父源的等位基因,而另一些脑区表达母源的。似乎来自母亲和来自父亲的等位基因分别活跃于皮层和中脑区域,相应的另一个等位基因被沉默掉了。这个奇怪的现象引起了人们对生物演化上的各种猜测,这些无法证实的说法会没完没了;除非我们对现象本身有了更深入的了解,否则实在不值得考虑。
更重要的是,我们应理解发育的程序如何在出生之前便影响到个体差异的产生。当然,这是基于每个人独特的遗传背景。显而易见,我们对遗传差异的理解大多源于研究严重畸形的脑和行为发育——有时导致流产和早夭;有时是后天显现的神经疾病,如单基因缺陷(虽然是一个基因,但可能具有多种变异)可导致亨廷顿病,或者如阿尔茨海默病,多个变异基因的特定组合能预示年老后患病的风险高低。
因为胎儿的生长完全依赖胎盘的供给,孕妇在某些方面的健康状况,如感染和营养因素,也会影响到胎儿的脑发育,这些(主要是负面的)现在已经比较清楚。所以严重的(尤其是受精前后和妊娠开始)营养不良会导致脑质量偏低及婴儿的认知缺陷(当然这也会增加难产的可能)。但如果在妊娠的较后阶段营养不良,是可以补救的。维生素叶酸的缺乏(特别是在妊娠早期)会导致神经管缺陷(不能正常合拢)。如果发生在神经管底端,在脊椎中的脊髓便无法正常愈合,造成脊柱裂;如果发生在头端,脑便无法正常发育(无脑症)。母亲酗酒、吸烟或者服用影响中枢的(处方或违禁的)药物,会造成婴儿的认知障碍。另外,母亲严重焦虑也会产生类似的影响。焦虑会改变激素的平衡,尤其是类固醇激素。例如,血液里过高的肾上腺皮质激素会跨过胎盘作用于胎儿的脑,并对脑的发育模式造成永久性改变。焦虑可能来自经济上和社交中的不安全感及缺少稳定的精神支撑——常见于当今这个动荡与积贫的社会。当然我们有理由争辩,乙醇、尼古丁或大麻制品至少可以暂时地减轻焦虑。在这一问题上是很难进行简单化的解释,而且值得强调的是,至少有60%的难产或先天缺陷,我们是仍找不到原因的。