Гендерные различия строения анатомического коннектома головного мозга человека по данным МР-трактографии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Гендерные различия строения головного мозга могут играть важную роль при планировании и анализе нейровизуализационных исследований. Несмотря на то, что большинство лабораторных исследований проводится на животных одного пола, в клинических исследованиях в большинстве своем имеет место смешанный состав исследуемых групп. В связи с этим изучение гендерных различий проводящей системы головного мозга человека является актуальной задачей, а полученные данные помогут в интерпретации результатов других работ, посвященных изучению церебральных трактов.

Цель исследования — оценка гендерных различий проводящих путей белого вещества головного мозга у здоровых добровольцев.

Методы. В исследование были включены здоровые добровольцы обоих полов: 21 женщина и 20 мужчин. Всем им выполнялась магнитно-резонансная трактография с последующим построением проводящих путей головного мозга и поиском различий их структуры посредством оценки количественной анизотропии вдоль реконструированных трактов.

Результаты. Найдены гендерные различия проводящих путей с превалированием показателя количественной анизотропии у женщин в большем количестве трактов, чем у мужчин. Помимо этого, отмечено преобладание данного показателя в отдельных пучках, из которых формируются крупные анатомические тракты, а именно в проводящих путях мозолистого тела, доминантного аркуатного пучка, нижнего лобно-затылочного пучка, нижнего и верхнего продольного пучка справа.

Заключение. Проводящая система головного мозга отличается у мужчин и женщин, причем не только на уровне крупных анатомических трактов, но также на уровне пучков, из которых они состоят.

Об авторах

Илья Леонидович Губский

Федеральный центр мозга и нейротехнологий

Автор, ответственный за переписку.
Email: gubskiy.ilya@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1726-6801
SPIN-код: 9181-3091
Scopus Author ID: 57214892235
ResearcherId: V-4376-2017

к.м.н.

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 10

Иван Сергеевич Гумин

Федеральный центр мозга и нейротехнологий

Email: ivangumin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2360-3261
SPIN-код: 3454-2665

MD

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 10

Максим Андреевич Шориков

Федеральный центр мозга и нейротехнологий

Email: mshorikov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3813-5608
SPIN-код: 1393-1437

MD

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 10

Михаил Михайлович Берегов

Федеральный центр мозга и нейротехнологий

Email: mik.beregov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1899-8131
SPIN-код: 2559-0307

MD

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 10

Леонид Васильевич Губский

Федеральный центр мозга и нейротехнологий

Email: gubskii@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7423-1229

д.м.н., профессор

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 10

Владимир Геннадьевич Лелюк

Федеральный центр мозга и нейротехнологий

Email: V.G.Lelyuk@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9690-8325
SPIN-код: 1066-9840

д.м.н., профессор

Россия, 117513, Москва, ул. Островитянова, д. 1, стр. 10

Список литературы

  1. Cahill L. Why sex matters for neuroscience. Nature Rev Neuroscience. 2006;7(6):477–484. doi: 10.1038/nrn1909
  2. Rutter M, Caspi A, Moffitt TE. Using sex differences in psychopathology to study causal mechanisms: Unifying issues and research strategies. J Child Psychology Psychiatry Allied Disciplines. 2003;44(8):1092–1115. doi: 10.1111/1469-7610.00194
  3. Mazure CM, Swendsen J. Sex differences in Alzheimer’s disease and other dementias. Lancet Neurol. 2016;15(5):451–452. doi: 10.1016/S1474-4422(16)00067-3
  4. Hyde JS. Gender similarities and differences. Annual Rev Psychol. 2014;65:373–398. doi: 10.1146/annurev-psych-010213-115057
  5. Archer J. Sex differences in aggression in real-world settings: A meta-analytic review. Rev General Psychol. 2004;8(4):291–322. doi: 10.1037/1089-2680.8.4.291
  6. Ritchie SJ, Cох SR, Shen X, et al. Sex differences in the adult human brain: Evidence from 5216 UK biobank participants. Cereb Cortex. 2018;28(8):2959–2975. doi: 10.1093/cercor/bhy109
  7. Van den Heuvel MP, de Reus MA, Barrett LF, et al. Comparison of diffusion tractography and tract-tracing measures of connectivity strength in rhesus macaque connectome. Hum Brain Mapp. 2015;36(8):3064–3075. doi: 10.1002/hbm.22828
  8. Yeh FC, Wedeen VJ, Tseng WY. Generalized q-sampling imaging. IEEE Trans Med Imaging. 2010;29(9):1626–1635. doi: 10.1109/TMI.2010.2045126
  9. Yeh FC, Tseng WY. NTU-90: A high angular resolution brain atlas constructed by q-space diffeomorphic reconstruction. Neuroimage. 2011;58(1):91–99. doi: 10.1016/j.neuroimage.2011.06.021
  10. Yeh FC, Verstynen TD, Wang Y, et al. Deterministic diffusion fiber tracking improved by quantitative anisotropy. PLoS One. 2013;8(11):e80713. doi: 10.1371/journal.pone.0080713
  11. Yeh FC, Panesar S, Barrios J, et al. Automatic Removal of False Connections in Diffusion MRI Tractography Using Topology-Informed Pruning (TIP). Neurotherapeutics. 2019;16(1):52–58. doi: 10.1007/s13311-018-0663-y
  12. Yeh FC, Panesar S, Fernandes D, et al. Population-averaged atlas of the macroscale human structural connectome and its network topology. Neuroimage. 2018;178:57–68. doi: 10.1016/j.neuroimage.2018.05.027
  13. Jung M, Mody M, Fujioka T, et al. Sex differences in white matter pathways related to language ability. Front Neurosci. 2019; 13:898. doi: 10.3389/fnins.2019.00898
  14. Kanaan RA, Allin M, Picchioni M, et al. Gender differences in white matter microstructure. PLoS One. 2012;7(6):e38272. doi: 10.1371/journal.pone.0038272
  15. Westerhausen R, Walter C, Kreude F, et al. The influence of handedness and gender on the microstructure of the human corpus callosum: A diffusion-tensor magnetic resonance imaging study. Neurosci Lett. 2003;351(2):99–102. doi: 10.1016/j.neulet.2003.07.011
  16. Shin YW, Kim DJ, Ha TH, et al. Sex differences in the human corpus callosum: Diffusion tensor imaging study. Neuroreport. 2005;16(8):795–798. doi: 10.1097/00001756-200505310-00003
  17. Menzler K, Belke M, Wehrmann E, et al. Men and women are different: Diffusion tensor imaging reveals sexual dimorphism in the microstructure of the thalamus, corpus callosum and cingulum. Neuroimage. 2011;54(4):2557–2562. doi: 10.1016/j.neuroimage.2010.11.029
  18. Lee CE, Danielian LE, Thomasson D, Baker EH. Normal regional fractional anisotropy and apparent diffusion coefficient of the brain measured on a 3T MR scanner. Neuroradiology. 2009; 51(1):3–9. doi: 10.1007/s00234-008-0441-3
  19. Wu YC, Field AS, Whalen PJ, Alexander AL. Age- and gender-related changes in the normal human brain using hybrid diffusion imaging (HYDI). Neuroimage. 2011;54(3):1840–1853. doi: 10.1016/j.neuroimage.2010.09.067
  20. Oh JS, Song IC, Lee JS, et al. Tractography-guided statistics (TGIS) in diffusion tensor imaging for the detection of gender difference of fiber integrity in the midsagittal and parasagittal corpora callosa. Neuroimage. 2007;36(3):606–616. doi: 10.1016/j.neuroimage.2007.03.020
  21. Inano S, Takao H, Hayashi N, et al. Effects of age and gender on white matter integrity. Am J Neuroradiol. 2011;32(11):2103–2109. doi: 10.3174/ajnr.A2785

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис. 1. МР-томограммы (а) и трехмерные реконструкции (б) головного мозга мужчин в различных проекциях с отмеченными проводящими путями, обладающими наибольшим показателем количественной анизотропии (QA). Цветом на панели (б) представлено пространственное направление выявленных трактов.

3. Рис. 2. МР-томограммы (а) и трехмерные реконструкции (б) головного мозга женщин в различных проекциях с отмеченными проводящими путями, обладающими наибольшим показателем количественной анизотропии (QA). Цветом на панели (б) представлено пространственное направление выявленных трактов.

4. Рис. 3. Трехмерные реконструкции головного мозга и проводящих путей с наибольшим значением показателя количественной анизотропии (QA) у мужчин (красный) и женщин (синий).

5. Рис. 4. Трехмерная визуализация проводящих путей мозолистого тела с наибольшим значением показателя количественной анизотропии (QA) у мужчин (красный) и женщин (синий). Показаны тракты, превалирующие для разных полов, проходящие через различные части и пучки мозолистого тела.


© Губский И.Л., Гумин И.С., Шориков М.А., Берегов М.М., Губский Л.В., Лелюк В.Г., 2022

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».