Two minds

“To some appreciable degree, these brain differences have to translate to behavioral differences,” zegt Cahill. Talrijke studies tonen aan dat ze dat doen, soms met medisch zinvolle implicaties.

Een studie uit 2017 in JAMA Psychiatry maakte een beeld van de hersenen van 98 personen in de leeftijd van 8 tot 22 jaar met een autismespectrumstoornis en 98 controlepersonen. Beide groepen bevatten ongeveer evenveel mannelijke als vrouwelijke proefpersonen. De studie bevestigde eerder onderzoek waaruit bleek dat het patroon van variatie in de dikte van de cortex van de hersenen verschilde tussen mannen en vrouwen. Maar de grote meerderheid van de vrouwelijke proefpersonen met ASS, zo ontdekten de onderzoekers, had een corticale-diktevariatieprofiel dat vergelijkbaar was met dat van typische niet-ASD-mannen.

Met andere woorden, het hebben van een typisch mannelijke hersenstructuur, of je nu een jongen of een meisje bent, is een substantiële risicofactor voor ASS. Per definitie hebben de hersenen van jongens dit profiel meer dan die van meisjes, wat mogelijk het vier- tot vijfvoudige overwicht van ASS bij jongens in vergelijking met meisjes verklaart.

Waarom verschillen onze hersenen

Maar waarom zijn de hersenen van mannen en vrouwen verschillend? Een belangrijke reden is dat vrouwen en mannen gedurende een groot deel van hun leven verschillende brandstoftoevoegingen in hun tanks hebben: de geslachtshormonen. Bij vrouwelijke zoogdieren zijn de voornaamste additieven enkele moleculen die oestrogenen worden genoemd, samen met een andere molecule die progesteron wordt genoemd; bij mannen zijn dat testosteron en een paar look-alikes die collectief als androgenen worden beschouwd. Belangrijk is dat mannen die zich normaal in de baarmoeder ontwikkelen, halverwege de zwangerschap een grote testosteronpiek krijgen, waardoor niet alleen hun lichaamsdelen en -proporties, maar ook hun hersenen blijvend worden gevormd. (Genetische defecten die de invloed van testosteron op de cellen van een zich ontwikkelend mannelijk mens verstoren, leiden tot een verschuiving naar een vrouwelijk lichaamsplan, onze “standaard” toestand.)

In het algemeen hebben hersengebieden die in grootte verschillen tussen mannen en vrouwen (zoals de amygdala en de hippocampus) de neiging om bijzonder hoge concentraties receptoren voor geslachtshormonen te bevatten.

Een andere belangrijke variabele in de samenstelling van mannen versus vrouwen komt voort uit de geslachtschromosomen, die een van de 23 paren menselijke chromosomen in elke cel vormen. Over het algemeen hebben vrouwen twee X-chromosomen in hun paar, terwijl mannen één X- en één Y-chromosoom hebben. Een gen op het Y-chromosoom is verantwoordelijk voor de cascade van ontwikkelingsgebeurtenissen die ertoe leiden dat lichamen en hersenen mannelijke kenmerken krijgen. Sommige andere genen op het Y-chromosoom kunnen betrokken zijn bij de hersenfysiologie en cognitie.

Wetenschappers erkennen routinematig dat de aan- of afwezigheid van een enkel DNA basenpaar een medisch belangrijk verschil kan maken. Hoe zit het met een heel chromosoom? De genen op het X-chromosoom en het Y-chromosoom (ongeveer 1500 op het X-chromosoom, 27 op het Y-chromosoom) hadden misschien ooit tegenhangers op het andere chromosoom, maar dat is nu nog maar voor een paar van hen het geval. Elke cel in het lichaam van een man (inclusief zijn hersenen) heeft een iets andere set functionerende geslachtschromosoomgenen dan die in het lichaam van een vrouw.

Seksegerelateerde verschillen in hersenstructuur en fysiologie weerspiegelen de alchemie van deze hormoon/receptor interacties, hun effecten binnen de cellen, en de bemiddelende invloed van genetische variabelen – met name het bezit van een XX versus een XY genotype, zegt Cahill.

Bepaling van neurale circuits

Shah’s experimenten met dieren maken gebruik van technologieën die wetenschappers in staat stellen de activiteit van afzonderlijke zenuwcellen – of zelfs van afzonderlijke genen binnen die zenuwcellen – in de hersenen van een bewust, actief dier te stimuleren of te onderdrukken. Deze experimenten hebben genen aan het licht gebracht waarvan de activiteit sterk verschilt op specifieke plaatsen in de hersenen van mannelijke en vrouwelijke muizen.

Wat zou er gebeuren, vroeg het team van Shah zich af, als je een of meer van deze genen waarvan de activiteit verschilt tussen de hersenen van mannen en vrouwen, buiten werking zou stellen? Ze probeerden het met een van hun kandidaat-genen, door een gen uit te schakelen dat normaal gesproken actiever is bij vrouwtjes.

Doen ze dit, ontdekten ze, dan werd de bereidheid van muizenmoeders om hun nesten te verdedigen tegen indringers en om weggelopen jongen terug te halen, volledig aan flarden geschoten – moederlijke mandaten die normale vrouwelijke muizen feilloos naleven – maar er was geen waarneembaar effect op hun seksuele gedrag. Het torpederen van een ander gen verminderde de paringsstemming van een vrouwtjesmuis radicaal, maar mannetjes bij wie het gen was weggegooid, leken volkomen normaal.

Dit alles wijst op een beeld van ten minste delen van de hersenen als bestaande uit modules. Elke module bestaat uit een neuraal of genetisch pad dat verantwoordelijk is voor een stukje van een ingewikkeld gedrag, en reageert op genetische en hormonale signalen. Deze modules – of althans sommige ervan – worden respectievelijk vermannelijkt of vervrouwelijkt door de vroege testosteronroes of de afwezigheid daarvan. De hersenen van zoogdieren bevatten ontelbare van dit soort modules, waardoor complexe combinaties van gedragskenmerken ontstaan.

Dat wil niet zeggen dat de hersenen van iedere man of vrouw er hetzelfde uitzien. Er is een wisselwerking tussen onze vele genetische variaties en een aantal van onze genen die verschillend reageren op oestrogenen versus androgenen. Dit ingewikkelde flipperkastspel beïnvloedt het reilen en zeilen in ten minste enkele neurale circuits in de hersenen en in elk stukje gedrag dat elk van deze neurale circuits beheert.

“Wij denken dat genderspecifiek gedrag een samenstelling is van al deze modules, die, opgeteld, je de algehele mate van mannelijkheid en vrouwelijkheid geven,” zegt Shah.

Kijk eens naar de genen die Shah heeft geïsoleerd en waarvan de activiteitsniveaus aanzienlijk verschillen in de hersenen van mannelijke en vrouwelijke muizen. “Bijna al deze genen hebben menselijke analogen,” zegt hij. “We begrijpen nog steeds niet helemaal wat hun functie is in menselijk sociaal gedrag. Maar toen we in openbaar toegankelijke databases zochten naar wat we wel van ze wisten, vonden we een verrassend aantal dat bij mensen in verband is gebracht met autisme, alcoholisme en andere aandoeningen.”

Grote beeldvormende studies en vindingrijk dieronderzoek dat nu in de maak is, beloven veel meer te onthullen over de inherente – hoewel geenszins uniform, en vaak niet substantieel – sekse-geassocieerde cognitieve verschillen en kwetsbaarheid voor ziekten van de mensheid.

Proberen exacte percentages toe te kennen aan de relatieve bijdragen van “cultuur” versus “biologie” aan het gedrag van vrij levende menselijke individuen in een complexe sociale omgeving is op zijn best moeilijk. Halpern geeft een beknopte beoordeling: “De rol van cultuur is niet nul. De rol van de biologie is niet nul.”