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在子宮中,性激素開始告訴發育中的胎兒是長成男性還是女性。在過去的幾十年裡,科學家們一直認為,控制這些激素的性器官是造成男性和女性大腦之間差異的唯一原因。現在,對一種不尋常的鳴禽大腦的研究有望挑戰這一觀點。科學家們發現,這隻半雌半雄的動物的灰質發育出兩個基因上不同的半球,這提供了引人注目的證據,表明單個細胞內的性染色體可能在性別特異性大腦差異的發育中發揮重要作用。
由加州大學洛杉磯分校的亞瑟·阿諾德領導的科學家團隊研究了一隻斑胸草雀,它是一種雌雄同體,相當於人類的雌雄同體。從右邊看,這隻鳥似乎是雄性,眼睛周圍顯示出明顯的雄性紅色羽毛,以及使斑胸草雀得名的黑白條紋。與此同時,另一邊的羽毛明顯是雌性的。這隻鳥同時擁有雄性和雌性性腺,但表現得像雄性,並唱著只有雄性才會唱的求偶歌曲。如果僅由性腺激素控制性別特異性的大腦功能,那麼控制歌曲的鳥腦兩個半球(稱為歌曲迴路)將是統一的雄性或雌性。為了確定情況是否如此,該團隊使用 RNA 探針檢查了已故動物大腦的切片,該探針能夠檢測單個腦細胞內性染色體的存在。(在鳥類中,性染色體被稱為 W 和 Z。正常雄性有兩個 Z 染色體,雌性有一個 W 和一個 Z 染色體。)
科學家們發現,大腦的右半球幾乎不含 W 染色體,而左半球則充滿了 W 染色體,這表明大腦的半球在基因上是雄性和雌性。“這讓我震驚,”阿諾德說。大腦的兩側在發育過程中暴露於相同的激素混合物,但生物雄性側的大腦歌曲迴路比雌性側的大腦歌曲迴路大得多。這些發現於本週在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)線上發表,為以下觀點提供了迄今為止最強有力的證據:作用於單個細胞的性染色體在男性和女性大腦的差異中發揮作用。阿諾德解釋說,這些結果可能有助於確定細胞的遺傳性別是否會影響其對疾病的易感性。他指出,某些疾病對一種性別的影響大於另一種性別,因此“如果細胞的遺傳學影響疾病的進展,則可能為疾病提出具體的病因或治療方法。”