Zwei Gehirne

„Bis zu einem gewissen Grad müssen sich diese Unterschiede im Gehirn in Verhaltensunterschieden niederschlagen“, sagt Cahill. Zahlreiche Studien zeigen, dass sie das tun, manchmal mit medizinisch bedeutsamen Implikationen.

Eine 2017 in JAMA Psychiatry veröffentlichte Studie untersuchte die Gehirne von 98 Personen im Alter von 8 bis 22 Jahren mit Autismus-Spektrum-Störung und 98 Kontrollpersonen. Beide Gruppen enthielten etwa gleich viele männliche und weibliche Probanden. Die Studie bestätigte frühere Untersuchungen, die zeigten, dass sich das Muster der Variation in der Dicke der Hirnrinde zwischen Männern und Frauen unterscheidet. Aber die große Mehrheit der weiblichen Probanden mit ASD, so fanden die Forscher heraus, hatte ein ähnliches Variationsprofil der Hirnrinden-Dicke wie typische männliche Probanden ohne ASD.

Mit anderen Worten, eine typisch männliche Gehirnstruktur zu haben, egal ob man ein Junge oder ein Mädchen ist, ist ein wesentlicher Risikofaktor für ASD. Definitionsgemäß weisen mehr Gehirne von Jungen als von Mädchen dieses Profil auf, was möglicherweise die vier- bis fünffache Häufigkeit von ASD bei Jungen im Vergleich zu Mädchen erklärt.

Warum sich unsere Gehirne unterscheiden

Aber warum sind die Gehirne von Männern und Frauen unterschiedlich? Ein wichtiger Grund ist, dass Frauen und Männer für einen Großteil ihres Lebens unterschiedliche Treibstoffzusätze im Tank haben: die Sexualsteroidhormone. Bei weiblichen Säugetieren sind die primären Additive einige Mitglieder der Molekülgruppe, die Östrogene genannt werden, zusammen mit einem anderen Molekül, das Progesteron genannt wird; bei Männern sind es Testosteron und einige ähnliche Moleküle, die zusammen als Androgene bezeichnet werden. Wichtig ist, dass Männer, die sich in der Gebärmutter normal entwickeln, in der Mitte der Schwangerschaft einen großen Schub an Testosteron erhalten, der nicht nur ihre Körperteile und Proportionen, sondern auch ihr Gehirn dauerhaft formt. (Genetische Defekte, die den Einfluss von Testosteron auf die Zellen eines sich entwickelnden männlichen Menschen stören, führen zu einer Verschiebung hin zu einem weiblichen Körperplan, unserem „Standardzustand“.)

Im Allgemeinen neigen Gehirnregionen, die sich in der Größe zwischen Männern und Frauen unterscheiden (wie die Amygdala und der Hippocampus), dazu, besonders hohe Konzentrationen von Rezeptoren für Sexualhormone zu enthalten.

Eine weitere Schlüsselvariable in der Zusammensetzung von Männern und Frauen ergibt sich aus den Geschlechtschromosomen, die eines der 23 menschlichen Chromosomenpaare in jeder Zelle bilden. Im Allgemeinen haben Frauen zwei X-Chromosomen in ihrem Paar, während Männer ein X- und ein Y-Chromosom haben. Ein Gen auf dem Y-Chromosom ist für die Kaskade von Entwicklungsereignissen verantwortlich, die dazu führen, dass Körper und Gehirn männliche Merkmale annehmen. Einige andere Gene auf dem Y-Chromosom können an der Gehirnphysiologie und Kognition beteiligt sein.

Wissenschaftler erkennen routinemäßig an, dass das Vorhandensein oder Fehlen eines einzigen DNA-Basenpaares einen medizinisch wichtigen Unterschied machen kann. Aber was ist mit einem ganzen Chromosom? Während die Gene, die auf dem X-Chromosom und dem Y-Chromosom beherbergt sind (etwa 1.500 auf dem X, 27 auf dem Y), früher vielleicht ein Gegenstück auf dem anderen hatten, ist das heute nur noch bei wenigen der Fall. Jede Zelle im Körper eines Mannes (einschließlich seines Gehirns) hat einen etwas anderen Satz von funktionierenden Geschlechts-Chromosom-Genen als die einer Frau.

Die geschlechtsspezifischen Unterschiede in der Gehirnstruktur und -physiologie spiegeln die Alchemie dieser Hormon-Rezeptor-Interaktionen, ihre Auswirkungen innerhalb der Zellen und den vermittelnden Einfluss genetischer Variablen wider – insbesondere den Besitz eines XX- versus eines XY-Genotyps, sagt Cahill.

Neuralen Schaltkreisen auf der Spur

Shahs Tierexperimente nutzen Technologien, die es Wissenschaftlern ermöglichen, die Aktivität einzelner Nervenzellen – oder sogar einzelner Gene innerhalb dieser Nervenzellen – im Gehirn eines bewussten, aktiven Tieres zu verstärken oder zu unterdrücken. Diese Experimente haben Gene identifiziert, deren Aktivitätsniveau sich an bestimmten Stellen im Gehirn von männlichen und weiblichen Mäusen stark unterscheidet.

Was würde passieren, fragte sich Shahs Team, wenn man das eine oder andere dieser Gene, deren Aktivitätsniveau sich zwischen männlichen und weiblichen Gehirnen unterscheidet, ausschalten würde? Sie versuchten es mit einem ihrer Kandidatengene, indem sie eines ausschalteten, das normalerweise bei Weibchen aktiver ist.

Sie fanden heraus, dass dies die Bereitschaft von Mäusemüttern, ihre Nester gegen Eindringlinge zu verteidigen und weggelaufene Jungtiere wiederzufinden – mütterliche Aufgaben, die normale weibliche Mäuse unfehlbar einhalten – völlig zerstörte, jedoch keinen beobachtbaren Effekt auf ihr Sexualverhalten hatte. Das Torpedieren eines anderen Gens reduzierte die Paarungslust der weiblichen Mäuse radikal, aber Männchen, bei denen das Gen zerstört wurde, erscheinen völlig normal.

All dies deutet auf ein Bild hin, in dem zumindest Teile des Gehirns aus Modulen bestehen. Jedes Modul besteht aus einem neuronalen oder genetischen Pfad, der für einen Teil eines komplizierten Verhaltens zuständig ist, und reagiert auf genetische und hormonelle Signale. Diese Module – oder zumindest einige von ihnen – werden durch den frühen Testosteronrausch oder seine Abwesenheit maskulinisiert bzw. feminisiert. Das Säugetiergehirn verfügt über unzählige Module dieser Art, die zu komplexen Kombinationen von Verhaltensmerkmalen führen.

Das heißt nicht, dass das Gehirn eines jeden Mannes oder einer jeden Frau gleich aussieht. Unsere zahlreichen genetischen Variationen interagieren mit der unterschiedlichen Ansprechbarkeit unserer Gene auf Östrogene und Androgene. Dieses komplizierte Flipperspiel beeinflusst das Geschehen in zumindest einigen neuronalen Schaltkreisen des Gehirns und in jedem kleinen Teil des Verhaltens, das jeder dieser neuronalen Schaltkreise steuert.

„Wir denken, dass geschlechtsspezifisches Verhalten ein Kompositum aus all diesen Modulen ist, die zusammengenommen den Gesamtgrad der Männlichkeit und Weiblichkeit ergeben“, sagt Shah.

Betrachten Sie die Gene, die Shah isoliert hat und deren Aktivitätsniveau sich in den Gehirnen von männlichen und weiblichen Mäusen deutlich unterscheidet. „Fast alle diese Gene haben menschliche Analoga“, sagt er. „Wir verstehen ihre Funktion im menschlichen Sozialverhalten noch nicht vollständig. Aber als wir uns öffentlich zugängliche Datenbanken ansahen, um herauszufinden, was wir über sie wissen, fanden wir eine überraschende Anzahl von Genen, die beim Menschen mit Autismus, Alkoholismus und anderen Krankheiten in Verbindung gebracht werden.“

Größere bildgebende Studien und phantasievolle Tierforschung, die jetzt in Arbeit sind, versprechen, viel mehr über die der Menschheit innewohnenden – wenn auch keineswegs einheitlichen und oft nicht wesentlichen – geschlechtsassoziierten kognitiven Unterschiede und die Anfälligkeit für Krankheiten zu enthüllen.

Der Versuch, den relativen Beitrag von „Kultur“ und „Biologie“ zum Verhalten freilebender menschlicher Individuen in einem komplexen sozialen Umfeld mit genauen Prozentzahlen zu belegen, ist bestenfalls schwierig. Halpern bietet eine prägnante Einschätzung: „Die Rolle der Kultur ist nicht gleich Null. Die Rolle der Biologie ist nicht null.“