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.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах