Verschillen tussen de hersenen van mannen en vrouwen ontstaan door hormonen, genen en omgeving

Hormonen voerden lange tijd de boventoon in de discussie over het ‘mannenbrein’ en het ‘vrouwenbrein’. Volgens neuropsycholoog Judy van Hemmen van het VUmc moeten we breder kijken. Haar promotieonderzoek toont aan dat ook de geslachtschromosomen mogelijk een steentje bijdragen. Waarschijnlijk zijn zowel hormonen, genen als omgeving verantwoordelijk.

22 december 2017

Een mannelijk of vrouwelijk brein bestaat niet. De verschillen tussen mannen en vrouwen kan je zien als een spectrum waarin de twee groepen elkaar overlappen. Mannen dringen door tot de gemiddeldes van de groep vrouwen en andersom. — Een puur mannelijk of vrouwelijk brein bestaat niet.
Flickr.com, alex Roosso viA CC BY-SA 2.0

Deskundigen zijn het erover eens: mannen en vrouwen zijn meer hetzelfde dan verschillend. Desondanks zijn er verschillen in gedrag en cognitie tussen de beide seksen. Ook in de werking en de structuur van de hersenen zie je geslachtsverschillen terug. Het bekendste verschil? Jongens houden van ander speelgoed dan meisjes. En onderzoek met hersenscans laat bijvoorbeeld een ander patroon in hersenactiviteit zien bij mannen en vrouwen die seksuele of emotionele plaatjes bekijken.

Wat is de oorzaak van die geslachtsverschillen in hersenen en gedrag? Het is een vraag die neurowetenschappers al tijden bezighoudt. In dierstudies ging de aandacht voorheen sterk uit naar de invloed van geslachtshormonen in de baarmoeder. Testosteron zou de hersenen van de foetus ‘mannelijk’ maken, de afwezigheid ervan zou leiden tot een ‘vrouwelijk’ brein. Recentelijk verlegden onderzoekers hun aandacht naar de geslachtschromosomen X en Y. Neuropsycholoog Judy van Hemmen bevestigt met haar studies bij mensen wat eerder in het lab bij dieren is gevonden: genen op X en Y doen mogelijk ook mee. Ze promoveerde deze week aan de Vrije Universiteit in Amsterdam.

Geslachtshormonen en hersenen

Geslachtshormonen beïnvloeden het brein in de periode dat de foetus in de baarmoeder zit. Maar dat niet alleen. Ook later in het leven hebben hormonen effect op de hersenen. Voor de geboorte speelt alleen de aan- of afwezigheid van mannelijke hormonen als testosteron een rol. In de puberteit en volwassenheid komen daar ook ‘vrouwelijke’ hormonen als oestrogenen bij.

Ongevoelig voor testosteron

Van Hemmen maakte hersenscans van vrouwen met complete androgeen ongevoeligheidssyndroom, oftewel CAOS. Deze vrouwen hebben net als mannen een X- en een Y-chromosoom, maar zijn ongevoelig voor ‘mannelijke’ geslachtshormonen als testosteron. ‘Mannelijk’ staat tussen aanhalingstekens, omdat gezonde vrouwen ook een beetje van deze hormonen aanmaken in hun bijnieren, wat bijvoorbeeld zorgt voor haar onder de oksels. Mannen maken echter in hun testikels veel grotere hoeveelheden testosteron aan, en zijn daarom onder andere veel behaarder.

Een foetus met CAOS ontwikkelt dankzij de XY-chromosomen testikels die testosteron aanmaken, maar omdat het lichaam ongevoelig is voor deze hormonen ontwikkelt het zich in vrouwelijke richting. Vrouwen met CAOS zien eruit als vrouwen, voelen zich vrouw, zijn simpelweg vrouw. Ze missen alleen een baarmoeder en eierstokken. CAOS komt voor bij zo’n twee tot vijf op de 100.000 mensen met XY.

Voor neurowetenschappers zijn vrouwen met CAOS een interessante onderzoeksgroep. Hun geslachtschromosomen zijn gelijk aan die van mannen, maar hun hormoonspiegels lijken meer op die van vrouwen. Dat maakt het mogelijk om de invloed van hormonen en genen op het brein uit elkaar te houden.

Hersenactiviteit

Van Hemmen vergeleek 21 CAOS-vrouwen met zowel een groep van dertig mannen (XY) als een controlegroep van 29 vrouwen met twee X-chromosomen. Ze keek naar de activiteit en de structuur van de hersenen. Zijn hormonen inderdaad zo belangrijk voor hersenverschillen? Dan verwacht je bij CAOS-vrouwen dezelfde resultaten als bij vrouwen uit de controlegroep. Zij zijn immers beiden niet blootgesteld aan testosteron in de baarmoeder.

De eerste test was een denktaak in de MRI-scanner. Wat bleek? De hersenactiviteit van de twee groepen vrouwen was vrijwel hetzelfde, terwijl die van mannen daarvan afweek. Hier lijken hormoonspiegels dus een duidelijke vinger in de pap te hebben. Bij volgende experimenten trof Van Hemmen echter iets anders aan. “In sommige hersengebieden leken vrouwen met en zonder COAS op elkaar, maar de structuur van de grijze stof als geheel kwam in hun brein niet helemaal overeen”, zegt Van Hemmen. “Aangezien de twee groepen vrouwen verschillen in hun chromosomen, is dit een aanwijzing dat X- en Y-chromosomen ook deels verantwoordelijk kunnen zijn voor geslachtsverschillen in het brein.” Vervolgonderzoek bij mensen zou daar meer naar moeten kijken, vindt de promovendus.

Waar haar studies niet op in gaan, is de invloed van de omgeving. De opvoeding van jongens en meisjes, en de waarden en normen die zij in de samenleving aangeleerd krijgen (socialisatie), beïnvloeden het brein hoogstwaarschijnlijk ook. Er zijn aanwijzingen dat de sociale omgeving de ontwikkeling van de hersenen kan beïnvloeden. Meisjes met CAOS worden opgevoed als andere meisjes. Lijken hun breinen daarom in sommige aspecten zo op elkaar? Van Hemmen: “Het is heel goed mogelijk dat invloeden vanuit de sociale omgeving verantwoordelijk zijn voor geslachtsverschillen. Al denk ik niet dat het de volledige verklaring is. Daarvoor kennen we de bijdrage van hormonen te goed uit dierstudies.”

Mensen op de Alexanderplatz in Berlijn. — De hersenfunctie en -structuur van mannen en vrouwen als groep overlappen elkaar. Tussen vrouwen onderling is veel verschil. Tussen mannen onderling ook.
Flickr.com, Sascha Kohlmann via CC BY-SA 2.0

Ruimtelijk inzicht

Het onderzoek van Van Hemmen richtte zich alleen op de biologische oorzaken van de geslachtsverschillen in de hersenen. Helaas zijn de effecten van enerzijds sociale omgeving en anderzijds genen en hormonen in mensen heel moeilijk te onderscheiden. “We zien bijvoorbeeld dat mannen beter presteren op taken die draaien om ruimtelijk inzicht dan vrouwen. Komt dat door aangeboren hersenverschillen? Of komt het misschien doordat jongens vaker actie videogames spelen, waarmee ze hun hersenen trainen op ruimtelijk inzicht?”

Om invloed van de sociale omgeving uit te sluiten, zou je jongens- en meisjesbaby’s direct na de geboorte in een MRI-scanner moeten leggen voor een opname van hun hersenen. Vanwege ethische redenen komt hersenonderzoek bij pasgeboren babies niet vaak voor. Van Hemmen: “Al vanaf de eerste dag worden jongens en meisjes door hun omgeving anders behandeld en blootgesteld aan andere prikkels. Bij heel jonge kinderen kun je het effect van de sociale omgeving dus al niet meer uitsluiten.”

Judy van Hemmen promoveerde 18 december 2017 aan de Vrije Universiteit in Amsterdam op het proefschrift Origins of gender differences in the human brain. Neuroimaging in the complete androgen insensitivity syndrome.

Reageer