Domanda:
Quanta differenza nella dimensione del cervello è attribuibile al sesso, non alla dimensione fisica?
HDE 226868
2016-01-16 05:22:51 UTC
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Ho letto un articolo sugli effetti del genere sulla materia grigia e sulla materia bianca e un passaggio non direttamente correlato al risultato finale ha attirato la mia attenzione:

Come previsto, il volume intracranico in millilitri (ml), costituito da parenchima, ventricoli e solchi (senza spazio subaracnoideo), era (media ± DS) più alto per gli uomini (1352,2 ± 104,9) che per le donne (1154,4 ± 85,1) : t = 9,26; df = 78; p < 0,0001. La differenza (14,6%) rientra tra il dislivello (8,2%) e il peso (18,7%). Il volume parenchimale totale era 1229,6 ± 106,2 (intervallo, 1033,9–1469,4) negli uomini e 1072,3 ± 71,5 (intervallo, 895,4–1196,0) nelle donne: t = 7,77; df = 78; p < 0.0001.

La differenza che mi interessa è nel volume. Ho fatto alcune letture aggiuntive e sembra chiaro che gli uomini hanno una dimensione complessiva del cervello leggermente maggiore rispetto alle donne (sebbene la variazione individuale e la dimensione di regioni specifiche del cervello significano che questo non è un problema difficile e regola veloce).

Mi chiedo quanto di questa differenza nella dimensione del cervello sia attribuibile alle differenze nella dimensione fisica e quanto sia attribuibile ad altri effetti del genere. Per essere un po 'più chiari, se un gruppo di uomini avesse la stessa altezza e peso medio di un gruppo di donne, ci sarebbe ancora una grande differenza nelle dimensioni del cervello tra i sessi, o la maggior parte di questo si baserebbe esclusivamente sul corpo complessivo taglia?

Ciò è in contrasto con il risultato principale dello studio, che sembrava trarre conclusioni neurologiche non direttamente correlate alla dimensione fisica (per quanto riguarda le percentuali di materia bianca e grigia e liquido cerebrospinale).

Questa è una domanda davvero buona e davvero complicata.
Una risposta:
#1
+3
neerajt
2016-02-02 21:42:44 UTC
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Questa è un'ottima domanda. Nel mio tentativo di rispondere, citerò fonti dalle migliori ricerche sull'argomento fino ad oggi e condurremo la nostra indagine.

Dimensioni del corpo vs dimensioni della testa vs volume del cervello

Nella tua domanda, hai chiesto in che modo le dimensioni del corpo (peso e altezza) siano correlate al volume del cervello in base al sesso. La dimensione del corpo è correlata al volume del cervello attraverso un'altra misura, la dimensione della testa. Corpo più grande, testa più grande, cervello più grande. a Uomini e donne hanno dimensioni del corpo diverse e anche dimensioni della testa diverse.


Condurre la nostra indagine

Esempio

Nel documento a cui hai fatto riferimento, Gur et. al. ha esaminato 80 volontari sani (40 maschi e 40 femmine) di età compresa tra 18 e 45 anni. Hanno utilizzato un approccio di parcellizzazione automatizzata, il che significa che hanno utilizzato l'elaborazione automatica delle immagini sulle immagini del cervello per derivare le loro misurazioni.

Nella nostra indagine, utilizzeremo i dati del Human Connectome Project disponibile pubblicamente a> o HCP. Prenderemo in esame 896 volontari sani (393 maschi e 503 femmine) di età compresa tra 22 e 36 anni. L'HCP ha utilizzato anche un software di parcellizzazione automatizzato, chiamato FreeSurfer. b Useremo IntraCranial Volume, il volume all'interno del cranio, per rappresentare le dimensioni della testa.

Volume cerebrale totale: maschi e femmine

tbv in male vs female tbv in male vs female linear model

Noi vedi qui che gli uomini hanno cervelli più grandi delle donne. Possiamo anche vedere dai risultati del modello lineare che la differenza media stimata dal nostro campione è di 153,9 millilitri sostanziali (rispetto a ~ 200 millilitri in Gur et. Al. 2001). Per riferimento, questa è circa 2/3 di quelle scatole da mezzo litro di latte che usavi per mangiare a scuola.

Ma quanto è correlato il volume totale del cervello alla dimensione della testa?

TBV vs ICV

tbv vs icv

Possiamo vedere subito che queste due misure sono altamente correlate. Ha senso. In genere, gli animali più grandi, con corrispondenti teste più grandi, hanno cervelli più grandi:

animal brains

Ma quello che vuoi sapere è se la differenza rimane dopo aver tenuto conto delle dimensioni della testa . In altre parole, la differenza è sproporzionata rispetto alle dimensioni della testa?

Regolazione TBV tramite ICV

Qui usiamo un metodo chiamato residualizzazione per rimuovere l'effetto di ICV su TBV che abbiamo osservato sopra. Puoi trovare il codice che stiamo utilizzando qui e un riferimento che descrive la procedura in dettaglio qui.

Controlliamo il grafico di TBV vs ICV ancora una volta, per assicurarti che l'effetto venga rimosso.

adj tbv vs icv

Rivisitazione di TBV in maschi e femmine

Qui noi ' Riesaminerò la differenza tra le dimensioni del cervello maschile e femminile utilizzando i valori modificati. adj tbv in male vs female adj tbv in male vs female linear model

La differenza è ancora statisticamente significativa, ma più piccoli. Il modello lineare stima che la differenza media corretta sia di 23,6 millilitri (rispetto a 153,9 prima). Tornando al riferimento del latte, questo è circa 1/10 della scatola, o un sorso.


Conclusioni

Abbiamo scoperto che la differenza nei volumi cerebrali tra uomini e donne è parzialmente, ma non completamente spiegato dalla loro differenza nelle dimensioni della testa.

La differenza è minore, ma ancora presente dopo la regolazione. Ora la tua prossima domanda potrebbe essere, e allora? Queste differenze nel volume del cervello spiegano qualcosa sul comportamento o sull'abilità? È qui che entrano in gioco documenti come quello a cui hai fatto riferimento.

Gur et. al. suggeriscono nel loro articolo che le femmine compensano un volume cerebrale totale più piccolo aumentando la materia grigia, e quindi più tessuto disponibile per il calcolo. Altri studi concludono che per comprendere le differenze di genere nelle capacità cognitive, è necessario esaminare più da vicino le parti del cervello che vengono attivate durante diversi compiti. c

I dati dell'HCP potrebbero aiutarci a testare anche queste idee, ma questo non rientra nell'ambito della tua domanda.

"le femmine compensano un volume cerebrale totale più piccolo aumentando la materia grigia, e quindi più tessuto disponibile per il calcolo." Stai interpretando male (o almeno semplificando enormemente) il lavoro di Gur, (penso che interpreti male).
Dall'abstract dell'articolo in questione: "Poiché la GM è costituita dal tessuto somatodendritico dei neuroni mentre la WM comprende gli assoni di connessione mielinizzati, la percentuale più alta di GM rende disponibile più tessuto per il calcolo rispetto al trasferimento attraverso regioni distanti. Ciò potrebbe compensare un intracranico più piccolo spazio nelle donne ".
Per favore avvisa se pensi che potrei migliorare la chiarezza della frase riformulando.
Discutere i risultati di Gur, che sono complessi, è al di fuori dell'ambito della sezione dei commenti. L'aumento del rapporto tra materia grigia: materia bianca è in un'area orientata al compito (di cui solo due sono stati misurati), e un compito è l'inverso dell'altro per quanto riguarda la materia grigia: materia bianca nei maschi e nelle femmine.
Certo, ammetto che in un contesto è un'eccessiva semplificazione. La domanda è a quale livello si semplifica, quando i risultati stessi sono potenzialmente falsi a causa delle piccole dimensioni del campione. Penso di aver chiarito nella mia conclusione che queste sono idee che necessitano di ulteriori test. Di nuovo, suggerisci una revisione se ritieni che la risposta possa essere migliorata.
Penso che sia un'idea migliore usare l'altezza per la regolazione, non la dimensione della testa. Se hai ancora il codice, potresti provare a regolare anche l'altezza? Oppure, se hai usato R, puoi caricare il codice?


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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