Сотни генов в мозге мужчин и женщин работают по-разному

Различия между мужчинами и женщинами в интеллекте и поведении обсуждались и оспаривались на протяжении десятилетий.

В настоящее время всё больше научных данных свидетельствуют о том, что сотни генов по-разному функционируют в мозге людей мужского и женского пола. Что это означает, пока не ясно, хотя некоторые гены могут быть связаны с нарушениями работы мозга, характерными для определённого пола, такими как болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Эти половые различия между мужским и женским мозгом закладываются на ранних этапах развития, поэтому они могут играть определённую роль в формировании мозга. И они обнаружены не только у людей, но и у других приматов, что указывает на их древность.

Активность генов в мужском и женском мозге

Десятилетия исследований подтвердили наличие различий между мужчинами и женщинами в структуре мозга, его функциях и восприимчивости к психическим расстройствам.

Что было менее очевидно, так это то, насколько это обусловлено генами, а насколько – окружающей средой.

Мы можем измерить влияние генетики, непосредственно наблюдая за активностью генов в мозге мужчин и женщин.

Теперь, когда у нас есть полная последовательность ДНК человеческого генома, сравнительно легко определить активность любого или всех из примерно 20 000 содержащихся в нем генов.

Гены представляют собой отрезки ДНК, и для их экспрессии их последовательность должна быть скопирована (“транскрибирована”) в молекулы матричной РНК (мРНК), которые затем преобразуются в белки – молекулы, которые затем транслируются в белки – молекулы, которые фактически выполняют работу, лежащую в основе структуры и функций организма.

Таким образом, секвенируя всю эту РНК (называемую “транскриптомом”) и сопоставляя последовательности оснований с известными генами, мы можем измерить активность каждого гена в конкретной ткани – даже в отдельной клетке.

Когда в 2017 году ученые сравнили транскриптомы в посмертных образцах тканей сотен мужчин и женщин, они обнаружили удивительно разные паттерны активности генов.

Треть из 20 000 генов у представителей одного пола экспрессировалась сильнее, чем у представителей другого пола, в одной или нескольких тканях.

Наиболее выраженные половые различия были обнаружены в яичках и других репродуктивных тканях, но, что удивительно, в большинстве других тканей также наблюдались половые различия. Например, в более поздней работе были продемонстрированы очень разные профили РНК в образцах мышц у мужчин и женщин, что соответствует половым различиям в физиологии мышц.

Исследование транскриптомов головного мозга, опубликованное ранее в этом году, выявило 610 генов, которые более активны в мужском мозге, и 316 генов, которые более активны в женском мозге.

Какие гены указывают на половую предрасположенность в мозге?

Можно было бы ожидать, гены в половых хромосомах проявят различную активность у мужчин (с X-хромосомой и Y-хромосомой) и женщин (с двумя X-хромосомами). Однако большинство (90%) генов, связанных с полом, находятся в обычных хромосомах, причем и у мужчин, и у женщин есть две копии (одна от матери, другая от отца).

Это означает, что их активность должна контролироваться каким-то специфическим для пола сигналом. Вероятными кандидатами являются половые гормоны, такие как тестостерон и эстроген, и, действительно, многие гены в мозге, связанные с полом, реагируют на половые гормоны.

Как в мозге формируются половые различия?

Половые различия в активности генов головного мозга проявляются на ранних стадиях развития плода, задолго до полового созревания или даже формирования яичек и яичников.

В исследовании, проведенном в 2025 году, было изучено 266 посмертных образцов головного мозга плода, и было обнаружено, что более 1800 генов были более активны у мальчиков и 1300 – у девочек. Эти наборы генов, связанных с полом, частично совпадают с теми, что наблюдаются в мозге взрослых людей.

Это указывает на прямое генетическое влияние половых хромосом, а не на различия, обусловленные гормонами.

Означают ли эти различия, что мужской и женский мозг работают по-разному?

Было бы удивительно, если бы половые различия в активности стольких генов не отражались на некоторых основных различиях в работе мозга у мужчин и женщин. Но мы не знаем, в какой степени и какие именно функции.

Вырисовываются некоторые закономерности. Было обнаружено, что многие гены, отвечающие за развитие по женскому типу, кодируют процессы, связанные с нейронами, в то время как гены, отвечающие за развитие по мужскому типу, чаще связаны с такими признаками, как мембраны и ядерные структуры.

Многие гены проявляют половую специфичность только в определённых областях мозга, что говорит о том, что они выполняют специфическую для пола функцию только в этих областях.

Однако различия в уровнях РНК не всегда приводят к различиям в белках. Клетки могут компенсировать эти различия для поддержания белкового баланса, а это означает, что не все различия в уровнях РНК имеют функциональные последствия. Иногда процессы развития у разных полов различаются, но приводят к одному и тому же конечному результату.

Здоровье мозга

Особый интерес представляет обнаружение связи между гендерными особенностями и гендерными различиями в восприимчивости к некоторым заболеваниям головного мозга.

Многие гены, участвующие в развитии болезни Альцгеймера, имеют женскую природу, что, возможно, объясняет удвоенную частоту этого заболевания у женщин. Исследования на грызунах показали, что экспрессия гена SRY в головном мозге, свойственного только мужчинам, усугубляет болезнь Паркинсона.

Эволюция половых различий в функционировании генов мозга

Эти паттерны экспрессии генов, зависящие от пола, свойственны не только людям. Они также были обнаружены в мозге крыс и мышей, а также обезьян.

Наборы генов, определяющих пол, у обезьян в значительной степени совпадают с наборами генов у людей. Это позволяет предположить, что половые особенности зародились у общего предка 70 миллионов лет назад.

Это говорит о том, что естественный отбор благоприятствовал активности генов, которые способствовали немного отличающемуся поведению у наших предков-приматов мужского и женского пола – или, возможно, еще раньше, у предков всех млекопитающих или даже всех позвоночных.

На самом деле, половые различия в экспрессии генов в развивающемся мозге, по-видимому, распространены у животных повсеместно. Они наблюдаются даже у простого червя-нематоды.