Impianti cerebrali

Uno studio NIH mostra differenze nell’anatomia cerebrale umana di uomo e donna

Di Luca Mario Nejrotti

L’espressione genetica nei cervelli umani porterebbe a differenze anatomiche tra uomo e donna.

Partendo dai cromosomi.

L’analisi scientifica di oltre 2.000 scansioni cerebrali condotta dai ricercatori del National Institute of Mental Health (NIMH), parte del National Institutes of Health (vedi) ha trovato prove di differenze tra i sessi altamente riproducibili nel volume di alcune regioni del cervello umano. Questo modello di differenze basate sul sesso nel volume del cervello corrisponde a modelli di espressione genica dei cromosomi sessuali osservati nei campioni post-mortem dalla corteccia del cervello, suggerendo che i cromosomi sessuali possono svolgere un ruolo nello sviluppo o nel mantenimento delle differenze sessuali nell’anatomia cerebrale.

Dall’Hardware al software.

La conoscenza anatomica delle differenze sessuali nell’organizzazione del cervello umano ha un ruolo fondamentale per meglio comprendere le differenze di sesso ben studiate nella cognizione, nel comportamento e nel rischio di malattie psichiatriche. Differenze simili si osservano nei modelli animali ma mancavano studi comparabili in ambito umano.

I ricercatori hanno osservato a lungo differenze ricorrenti basate sul sesso nelle strutture cerebrali subcorticali nei topi. Alcuni studi hanno suggerito che queste differenze anatomiche fossero in gran parte dovute agli effetti degli ormoni sessuali. Tuttavia, studi più recenti sul topo hanno rivelato differenze di sesso coerenti anche nelle strutture corticali, e i dati sull’espressione genica suggeriscono che i cromosomi sessuali possono svolgere un ruolo nel plasmare queste differenze sessuali anatomiche. Anche se il cervello del topo condivide molte somiglianze con il cervello umano, non è chiaro se questi risultati chiave nei topi si possano applicare anche agli esseri umani.

Lo studio.

Per esplorare la base neurobiologica delle differenze di sesso nel cervello umano, i ricercatori hanno analizzato per la prima volta i dati di neuroimaging raccolti nell’ambito del progetto Human Connectome (HCP). I dati, ottenuti da 976 adulti sani tra i 22 e i 35 anni, hanno rivelato differenze sessuali coerenti nel volume di alcune strutture corticali. In media, le femmine avevano un volume corticale relativamente maggiore nella corteccia prefrontale mediale e laterale, nella corteccia orbitofrontale, nella corteccia temporale superiore e nella corteccia parietale laterale. I maschi, in media, avevano un volume corticale relativamente maggiore nelle regioni temporali ventrali e nelle regioni occipitali, tra cui il polo temporale, la circonvoluzione fusiforme e la corteccia visiva primaria.

Sono stati quindi impiegati due approcci complementari per determinare se questi risultati fossero riproducibili. In primo luogo, i ricercatori hanno condotto 1.000 confronti suddividendo a metà casualmente la base dati HCP e confrontando i risultati nei due gruppi. I risultati di questi confronti hanno indicato che il modello delle differenze basate sul sesso nel volume corticale era altamente stabile. In secondo luogo, i ricercatori hanno quantificato la riproducibilità dei risultati dell’HCP in un set di dati di neuroimaging non correlato della Biobank del Regno Unito. Sebbene i set di dati presentino notevoli differenze demografiche e metodologiche, i ricercatori hanno scoperto che il modello generale delle differenze basate sul sesso nel volume corticale era altamente coerente.

Dall’anatomia alla genetica.

Gli scienziati hanno poi incrociato le loro scoperte anatomiche con mappe di espressione genica cerebrale pubblicamente disponibili, che si basano su 1.317 campioni di tessuto post-mortem, appartenenti a sei donatori umani. I risultati hanno indicato che il modello spaziale delle differenze sessuali nel volume corticale era simile al modello spaziale dell’espressione genica tra sesso e cromosomi nella corteccia. In particolare, le regioni della corteccia con un’espressione relativamente elevata dei geni del cromosoma sessuale tendevano ad avere un volume corticale maggiore nei maschi rispetto alle femmine.

Questa corrispondenza con l’espressione corticale dei geni del cromosoma sessuale è anche coerente con i risultati di precedenti studi sui topi, suggerendo che le differenze di sesso nell’anatomia cerebrale possono essere dovute, almeno in parte, ai meccanismi genetici che sono stati conservati durante l’evoluzione dei mammiferi. Questi risultati suggeriscono che le differenze sessuali nel volume corticale possono essere influenzate dai geni dei cromosomi sessuali X e Y.

Fonti.

https://www.nih.gov/news-events/news-releases/nih-study-shows-highly-reproducible-sex-differences-aspects-human-brain-anatomy