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大脑大小的差异有多少是由于性别,而不是体格的大小?

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我一直在读一篇论文关于性别对灰质和白质的影响,有一段与最终结果没有直接关系的文字引起了我的注意:

正如预期的那样,颅内体积在毫升(ml),由实质层、脑室和脑沟(不含蛛网膜下腔空间)组成,男性(平均±SD)高于女性(1352。 2 ± 104.9)比女性(1154.4 ± 85.1):t = 9.26; df = 78; p < 0.0001。14.6%)落在身高(8.2%)和体重(18.7%)之间。男性的总实质体积为1229.6±106.2(范围,1033.9-1469.4),女性为1072.3±71.5(范围,895.4-1196.0):t=7.77;df=78;p<0.0001。我做了一些额外的阅读,似乎很明显,男性比女性有一个slightly大的整体大脑大小(尽管个体差异和大脑中特定区域的大小意味着这不是一个硬性的规则)。说得更清楚一点,如果一组男性的平均身高和体重与一组女性的平均身高和体重相同,那么男女之间的脑部大小还是会有同样大的差异,还是说这其中的大部分是纯粹基于整体体型的差异?

这与研究的主要结果形成了鲜明的对比,研究的主要结果似乎是得出了与体型大小没有直接关系的神经学结论(关于白质和灰质以及脑脊液的百分比)。

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答案 (1)

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2016-02-02 15:42:43 +0000

这是一个很好的问题。在我试图回答这个问题的时候,我会列举出迄今为止关于这个问题最好的研究资料,我们自己进行调查。

体型与头的大小与脑容量的关系

在你的问题中,你问到体型(体重和身高)与脑容量的关系,按性别划分,体型与脑容量有什么关系。体型与脑容量的关系是通过另一个衡量标准–头的大小来决定的。体型大了,头大了,脑容量也就大了a 男性和女性的体型不同,头部大小也不同。


进行我们自己的调查

样本

样本

在你所引用的论文中,Gur等人研究了80名健康的志愿者(40名男性和40名女性),年龄在18-45岁之间。他们使用了一种自动解析的方法,这意味着他们使用自动图像处理的大脑图像来推导出他们的测量结果。

在我们的调查中,我们将使用公开的数据frome的人类连接组项目,或HCP。我们将研究896名健康志愿者(393名男性和503名女性),年龄在22-36岁之间。HCP还使用了一个自动分析软件,名为FreeSurfer b,我们将使用颅内体积–颅内体积–代表头部大小。我们还可以从线性模型的结果中看到,我们的样本中估计的平均差异为153.9毫升(相比之下,Gur等人2001年的平均差异为200毫升)。

但总脑容量与头部大小有多大的关系呢?

TBV vs ICV

TBV vs ICV

我们可以马上看到这两个指标是高度相关的。这很有道理。通常情况下,较大的动物 – 相应的头部更大 – 有更大的大脑:

但你想知道的是,在考虑到头部大小后,差异是否仍然存在。换句话说,差异是否与头部大小不成正比?

用ICV调整TBV

这里我们用一个叫残差化的方法来消除ICV对TBV的影响,我们在上面观察到的。你可以找到我们使用的代码这里,以及详细描述该过程的参考文献这里

我们再来检查一下TBV与ICV的对比图,以确保去除影响。

重新审视TBV在男性与女性中的差异

这里我们用调整后的值重新检验一下男性与女性的脑容量差异&005

差异仍有统计学意义,但较小。线性模型估计调整后的平均差异为23.6毫升(之前为153.9)。回到牛奶的参照物,这大约是一盒的1/10,也就是一口的量。


结论

我们发现,男性和女性的脑容量差异是部分的,但不是完全由他们的头部大小的差异来解释。*现在你的下一个问题可能是,那又怎样? **这些脑容量的差异能解释行为或能力上的差异吗?这就是像你提到的那篇论文的地方。

Gur等人在他们的论文中提出,女性通过增加灰质来补偿大脑总体积的减少,因此有更多的组织可用于计算。其他研究的结论是,为了了解认知能力的性别差异,你必须更仔细地观察大脑中被激活的部分在不同的任务中c

的HCP数据也可以帮助我们测试这些想法,但这不在你的问题的范围之内。

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