Giới tính của não

Các nhà nghiên cứu đang xem xét những biến đổi theo giới tính này có liên quan như thế nào với những khác biệt trong nhận thức và tập tính của nam và nữ. Khám phá của họ có thể chỉ ra con đường chữa trị riêng cho nam và nữ những bệnh như: Tâm thần phân liệt, trầm cảm, nghiện ngập và rối loạn do stress sau chấn thương.

Tháng 1.2005, Lawrence Summers - Hiệu trưởng Trường Đại học Harvard, đã đưa ra những ý kiến về khác biệt bẩm sinh trong cấu tạo của não nam và nữ có thể là một nhân tố liên quan đến vấn đề nữ tương đối hiếm trong khoa học. Nhận xét của ông ám chỉ một cuộc tranh cãi âm ỉ một thế kỷ nay, khi một số nhà khoa học ước lượng não của phụ nữ có xu hướng bé hơn, để bênh vực quan điểm cho rằng nữ kém hơn nam về mặt trí tuệ. Tuy nhiên, chưa có ai đưa ra được những bằng chứng hoặc những khác biệt giải phẫu có thể khiến nữ không có khả năng đạt được sự lỗi lạc về toán, lý hoặc kỹ thuật. Não của nam và nữ từng được thấy là giống nhau về nhiều mặt. Hơn một thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã tư liệu hóa sự biểu hiện kỳ lạ những biến đổi về cấu trúc, hóa học và chức năng ở não nam và nữ.

Những khác biệt về cấu tạo của não theo giới tính cho thấy khả năng xử lý bệnh tật riêng cho nam và nữ. Ngoài ra, chúng cũng lưu ý các nhà nghiên cứu khi thăm dò cấu trúc và chức năng của não phải xem xét giới tính của đối tượng trong phân tích dữ liệu, bao gồm cả nam và nữ trong những nghiên cứu tương lai hoặc rủi ro khi thu được kết quả sai lệch.

Cách đây không lâu, các nhà thần kinh học đã tin rằng sự khác biệt giới tính ở não được giới hạn chủ yếu ở những vùng chịu trách nhiệm về tập tính giao phối. Trong một bài báo đăng trên tờ Scientific American 1966 với nhan đề: “Khác biệt giới tính ở não”, Seymour Levine ở Trường Đại học Stanford đã mô tả các hocmôn giới tính điều khiển tập tính sinh sản khác nhau ở chuột. Trong bài, Levine chỉ mô tả một vùng não là vùng dưới đồi (hypothalamus), một cấu tạo nhỏ ở đáy não tham gia điều hòa sản xuất hocmôn và kiểm soát các tập tính cơ bản như ăn uống và tình dục. Một thế hệ các nhà thần kinh học tin rằng, “sự khác biệt ở não” liên quan chủ yếu đến tập tính giao phối, các hocmôn giới tính và cấu tạo dưới đồi.

Quan điểm đó đã làm dấy lên các khám phá nhấn mạnh ảnh hưởng của giới tính đến nhiều vùng nhận thức và tập tính, bao gồm trí nhớ, cảm xúc, thị giác, thính giác, điệu bộ vẻ mặt và phản ứng của não với các hocmôn do stress. Tiến bộ này tăng nhanh trong 5-10 năm qua nhờ các kỹ thuật tinh vi, hiển thị không xâm phạm như: Hiển thị phát positron (PET) và hiển thị cộng hưởng từ chức năng (fMRI), có thể nhìn kỹ vào não của các đối tượng sống. Những thí nghiệm tạo ảnh hay làm hiển thị này cho thấy có các biến đổi giải phẫu ở nhiều vùng não.

Jill M. Goldstein ở Trường Đại học y Harvard và các cộng sự đã sử dụng MRI để đo kích thước của nhiều vùng vỏ và dưới vỏ não. Họ nhận thấy các phần của vỏ trán - nơi có nhiều chức năng nhận thức, ở nữ to hơn so với nam (liên quan với các phản ứng cảm xúc). Trái lại, ở nam, các phần của vỏ đỉnh, liên quan với tri giác không gian, to hơn so với nữ, như hạnh nhân (amygdala) - cấu tạo có dạng quả hạch, phản ứng với thông tin gây cảm xúc qua nhịp tim và dòng adrenalin. Những khác biệt về kích thước này là tương đối và được cho là phản ánh tầm quan trọng tương đối ở động vật. Ví dụ, khỉ dựa vào thị giác hơn là khứu giác, còn ở chuột thì ngược lại. Kết quả là, não khỉ giữ các vùng có tỷ lệ lớn hơn dành cho thị giác, còn chuột dành nhiều chỗ hơn cho khứu giác. Như vậy, sự tồn tại nhiều khác biệt giải phẫu giữa nam và nữ gợi ra rằng giới tính có ảnh hưởng đến cách não hoạt động.

Những nghiên cứu khác đang tìm hiểu sự khác biệt giải phẫu theo giới tính ở mức tế bào. Sandra Witelson và cộng sự ở Trường Đại học McMaster phát hiện thấy ở nữ có mật độ tế bào thần kinh (nơron) lớn hơn ở các phần của vỏ thùy thái dương, gắn liền với xử lý ngôn ngữ và nhận thức. Khi đếm nơron ở các mẫu của người sau khi chết, họ thấy trong 6 lớp có ở vỏ thì hai lớp ở nữ có số nơron nhiều hơn theo khối lượng đơn vị so với nam. Với các thông tin như vậy, hiện nay các nhà thần kinh học có thể tìm hiểu sự khác biệt giới tính về số nơron có tương quan với khả năng nhận thức khác nhau hay không? Mật độ tăng ở vỏ thính giác của nữ có liên quan với tăng thành tích của họ trước các trắc nghiệm ăn nói lưu loát hay không?

Sự đa dạng giải phẫu đó phần lớn có thể do hoạt động của các hocmôn giới tính thấm ướt não thai gây ra. Những steroit này định hướng tổ chức và ràng buộc não trong khi phát triển, ảnh hưởng tới cấu trúc và mật độ nơron của nhiều vùng. Điều lý thú là các vùng não mà Goldstein thấy sự khác nhau giữa nam và nữ cũng là những vùng ở động vật chứa nhiều chất nhận hocmôn giới tính nhất trong khi phát triển. Tương quan giữa kích thước vùng não ở người lớn và tác dụng của steroit giới tính trong dạ con ít nhất gợi ra một số khác biệt giới tính trong chức năng nhận thức không phải do ảnh hưởng văn hóa hoặc những thay đổi hocmôn gắn liền với tuổi dậy thì, mà là bẩm sinh.

Xu hướng bẩm sinh

Một số nghiên cứu tập tính lý thú cung cấp thêm bằng chứng về sự khác biệt giới tính ở não có trước khi đứa trẻ cất tiếng khóc chào đời. Trong nhiều năm, nhiều nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng khi chọn đồ chơi, trẻ em nam và nữ cũng chọn khác nhau. Các em nam thích chọn bóng hoặc xe ô tô, còn các em gái ưa búp bê hơn. Nhưng không ai thật sự cho rằng những sở thích đó là do văn hóa sai khiến hay do sinh học não bẩm sinh.

Để giải đáp vấn đề này, Melissa Hines ở Trường Đại học London và Gerianne M. Alexander ở Trường Đại học A&M Texas đã nghiên cứu trên khỉ. Họ để một nhóm khỉ đuôi dài chọn đồ chơi, bao gồm những con búp bê bằng giẻ rách, xe kéo và một số đồ trung tính về mặt giới tính như sách, tranh ảnh. Họ nhận thấy rằng, khỉ đực dành nhiều thời gian hơn để chơi với các đồ chơi “nam tính” so với khỉ cái, còn khỉ cái dành nhiều thời gian hơn để chơi với đồ mà các em gái vẫn thích. Cả hai giới tính đều dành thời gian như nhau cho các sách, tranh ảnh và những đồ chơi khác trung tính về giới.

Vì khỉ đuôi dài có lẽ không chịu ảnh hưởng của các sức ép xã hội của văn hóa con người nên các kết quả bao hàm sở thích đồ chơi ở trẻ em ít ra một phần do khác biệt sinh học bẩm sinh. Sự khác nhau này, và thật ra là toàn bộ khác biệt giới tính về mặt giải phẫu ở não, có thể là do áp lực chọn lọc trong quá trình tiến hóa.

Khi bị căng thẳng…

Trong nhiều trường hợp, sự khác biệt giới tính về hóa học và cấu tạo của não ảnh hưởng đến cách nam và nữ phản ứng với môi trường hoặc với các sự kiện căng thẳng và nhớ lại chúng. Trở lại ví dụ về hạnh nhân. Goldstein và các tác giả khác cho biết hạnh nhân ở nam lớn hơn so với nữ. Còn ở chuột đực, các nơron ở vùng não này có nhiều liên kết qua lại hơn so với chuột cái. Những biến đổi giải phẫu này có thể tạo ra cách phản ứng khác nhau với sự căng thẳng của nam và nữ, vật đực và vật cái.

Để đánh giá xem hạnh nhân của vật đực và vật cái trên thực tế phản ứng khác nhau với sự căng thẳng (stress) như thế nào, Katharina Braun và các cộng sự ở Trường Đại học Otto von Guericke, Magdeburg (Đức) đã rút nhanh ổ dúi con ra khỏi mẹ chúng. Sau đó họ đã đo nồng độ chất nhận serotonin ở nhiều vùng não (serotonin là chất truyền thần kinh hoặc phân tử mang tín hiệu, chủ yếu làm trung gian cho tập tính cảm xúc). Các nhà nghiên cứu để dúi con nghe thấy tiếng mẹ chúng trong lúc bị cách ly và nhận thấy nồng độ chất nhận serotonin tăng lên trong hạnh nhân của dúi con đực, nhưng lại giảm ở dúi con cái. Dù khó suy diễn từ nghiên cứu này sang tập tính của người, kết quả vẫn gợi ra rằng nếu điều tương tự xảy ra ở trẻ em, thì nỗi lo lắng chia tách có thể tác động đến lợi ích cảm xúc khác nhau ở các em nam và nữ. Những thí nghiệm loại này rất cần thiết, chẳng hạn nếu chúng ta muốn hiểu lý do các rối loạn vì lo lắng phổ biến hơn nhiều ở các em gái so với các em trai.

Một vùng não khác có sự khác nhau về mặt giải phẫu theo giới tính và trong phản ứng của nó với sự căng thẳng là cá ngựa - một cấu tạo quan trọng để lưu giữ trí nhớ và lập bản đồ không gian môi trường vật lý. Phép hiển thị phù hợp chứng minh rằng cá ngựa ở nữ lớn hơn nam. Khác biệt giải phẫu này có thể liên quan ít nhiều đến cách nam và nữ định hướng khác nhau. Nhiều nghiên cứu gợi ra rằng, nam có lẽ đi theo cách ước lượng khoảng cách không gian và định hướng, còn nữ dựa vào kiểm tra cột mốc. Điều lý thú là sự khác biệt giới tính tương tự cũng thấy ở chuột. Chuột đực đi trong mê lộ có xu hướng dựa vào thông tin chỉ hướng và vị trí hơn, còn chuột cái đi trong mê lộ tương tự dựa vào các cột mốc sẵn có. Thậm chí, nơron ở cá ngựa chuột đực cũng có biểu hiện khác chuột cái.

Đôi khi chuột đực tiếp thu tốt hơn trước sự căng thẳng. Tracey J. Shors ở Trường Đại học Rutgers và cộng sự nhận thấy rằng khi cho va chạm hàng loạt vào đuôi chuột chừng một giây đã làm tăng thành tích học tập và mật độ liên kết sợi nhánh nơron với các nơron khác ở chuột đực nhưng làm giảm thành tích và mật độ liên kết ở chuột cái. Những phát hiện này có ý nghĩa xã hội đáng chú ý. Khi đã khám phá ra cơ chế học tập của não như thế nào giữa hai giới tính, có lẽ chúng ta cần xem xét các môi trường học tập tối ưu nên khác nhau ra sao cho các em nam và nữ.

Dù cá ngựa ở chuột cái cho thấy kém phản ứng với stress cấp, nó tỏ ra dễ phục hồi hơn so với chuột đực trước stress dài hạn. Các nhà nghiên cứu ở Trường Đại học Arizona đã nhốt chuột trong lồng lưới 6 giờ. Sau đó họ đánh giá các nơron cá ngựa bị tổn thương ra sao khi giết chết bằng một chất độc thần kinh - là phép đo chuẩn ảnh hưởng của stress đến những tế bào này. Họ nhận thấy rằng, việc nhốt lâu khiến tế bào cá ngựa ở chuột đực mẫn cảm hơn với chất độc nhưng không có tác dụng đến tổn thương ở chuột cái. Những phát hiện này gợi ra rằng, đối với tổn thương não, chuột cái có lẽ được trang bị tốt hơn để chịu đựng stress dài hạn hơn so với chuột đực. Người ta vẫn chưa rõ cái gì khiến tế bào cá ngựa ở chuột cái không bị tổn thương trước stress dài hạn, nhưng rất có thể có vai trò của các hocmôn giới tính.

Khi mở rộng công trình muốn biết não xử lý và nhớ lại các sự kiện căng thẳng như thế nào, Larry Cahill (tác giả bài viết) và các cộng sự đã thấy sự tương phản trong trí nhớ ở nam và nữ về ảnh hưởng gây cảm xúc (là quá trình trong nghiên cứu ở động vật được biết là có liên quan với hạnh nhân). Trong một thí nghiệm ở người, họ để những người tình nguyện xem một loạt phim bạo lực, đồng thời đo hoạt động não của các đối tượng bằng PET. Vài tuần sau, khi kiểm tra lại họ nhận thấy rằng số phim mà các đối tượng có thể nhớ lại tương quan với thể hiện tích cực của hạnh nhân trong khi xem phim. Các thí nghiệm về sau cũng xác nhận phát hiện chung này. Nhưng trong một số nghiên cứu, sự kích hoạt hạnh nhân chỉ có liên quan với bán cầu phải của nam và ở những nghiên cứu khác chỉ thể hiện ở bán cầu trái của nữ. Để khẳng định điều này, các tác giả đã sử dụng propanolol, một chất ức chế beta đối với hoạt động của adrenalin và noradrenalin, từ đó kìm hãm sự kích hoạt hạnh nhân và giảm gợi lại trí nhớ kích thích cảm xúc. Những người tham gia thí nghiệm được xem một hình chiếu ngắn về một thiếu niên bị tai nạn va quệt khi đang đi bộ với mẹ. Trí nhớ của các đối tượng thí nghiệm được kiểm tra sau đó một tuần. Kết quả cho thấy, propanolol khiến nam khó nhớ lại các khía cạnh toàn diện hơn (tức cái chính), còn nữ lại sa vào các chi tiết phụ. Cùng với những nghiên cứu tương tự, người ta cho rằng ở một số đơn vị chăm sóc sức khỏe tập trung, các chất ức chế beta làm giảm trí nhớ về những sự kiện chấn thương ở nữ chứ không phải ở nam, cho nên các thày thuốc có thể cần xem xét giới tính của người bệnh khi phát thuốc.

Giới tính và những rối loạn tâm lý

Không chỉ có propanolol, người ta cũng cho thấy sản lượng serotonin trung bình cao hơn 52% rõ rệt ở nam so với nữ, là điều có thể làm rõ tại sao nữ dễ bị trầm cảm hơn - một rối loạn thường được dùng thuốc làm tăng nồng độ serotonin.

Tình hình tương tự cũng phổ biến ở bệnh nghiện ngập. Trong trường hợp này, chất truyền thần kinh có liên quan là dopamine - một hóa chất liên quan đến cảm giác khoái lạc gắn liền với lạm dụng thuốc. Một nhóm nghiên cứu ở Trường Đại học Michigan , phát hiện thấy ở chuột cái, estrogen làm tăng phóng thích dopamine trong các vùng não, có ý nghĩa quan trọng trong việc điều hòa tập tính tìm thuốc. Hơn nữa, hocmôn này có tác dụng kéo dài, khiến chuột cái có xu hướng theo đuổi cocain hàng tuần sau tuần nhận thuốc cuối cùng. Những khác biệt về tính nhạy cảm, đặc biệt đối với các chất kích thích như cocaine và amphetamine, có thể giải thích tại sao nữ dễ bị tổn thương hơn đối với tác dụng của những loại thuốc đó và tại sao họ tiến triển nhanh hơn từ lúc dùng lần đầu đến khi phụ thuộc so với nam.

Một số khuyết tật não thể hiện ở bệnh tâm thần phân liệt cũng khác nhau giữa nam và nữ. Các nhà nghiên cứu ở Trường Đại học Pennsylvania nhận thấy tỷ lệ vỏ trán mắt/hạnh nhân ở nữ lớn hơn so với nam. Những phát hiện này khiến người ta suy ra rằng, nói chung nữ có thể kiểm soát các phản ứng cảm xúc hơn nam. Tâm thần phân liệt là một bệnh có khác nhau đôi chút giữa nam và nữ và việc chữa trị căn bệnh này cần lưu ý đến giới tính của người bệnh.

Trong một báo cáo toàn diện năm 2001 về những khác biệt giới tính trong sức khỏe con người, Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ đã khẳng định rằng: “Giới tính, nghĩa là nam hay nữ, là một biến số cơ bản quan trọng của người cần phải xem xét khi thiết kế và phân tích những công trình nghiên cứu trong mọi lĩnh vực và ở mọi cấp nghiên cứu có liên quan với y sinh học và sức khỏe”.

Mặc dù còn nhiều vấn đề phải xem xét, nhưng những nghiên cứu đã chứng minh rằng các khác biệt đã mở rộng, vượt ra ngoài cấu tạo dưới đồi và tập tính giao phối. Các nhà nghiên cứu và bác sĩ vẫn chưa rõ con đường tốt nhất để giải đoán ảnh hưởng đầy đủ của giới tính đến não, đến tập tính và sự đáp ứng với thuốc.
(Tóm tắt theo Scientific American, 5.2005, trang 22-29)

Nguồn: Tạp chí Hoạt động khoa học số 03/2006