Ist das weibliche gehirn gleich wie das männliche

Männer und Frauen unterscheiden sich schon äußerlich in vielem. Doch ob sich der Geschlechtsunterschied auch im Gehirn manifestiert, war bislang strittig. Jetzt belegt eine der bislang umfangreichsten Vergleichsstudien dazu: Es gibt neuroanatomische Unterschiede. Demnach haben Frauen mehr graue Hirnsubstanz unter anderem im Stirnhirn und den Scheitellappen, Männer dagegen haben mehr Volumen in einigen hinteren und seitlichen Arealen des Cortex, darunter auch dem primären Sehzentrum. Zudem fanden die Forscher Belege dafür, dass diese Unterschiede eng mit der Aktivität der Geschlechtschromosomen zusammenhängen.

Typisch Mann, typisch Frau? Ungeachtet von Geschlechterklischees oder Rollenzuweisungen gibt es nicht nur äußerliche Unterschiede zwischen den Geschlechtern. Auch in vielen Aspekten des Verhaltens, der Psychologie und in der Gesundheit sind Männer und Frauen nicht immer gleich. So treten beispielsweise Autismus oder Parkinson beim männlichen Geschlecht häufiger auf, dafür leiden Frauen häufiger unter Depressionen. In der Kindheit verlaufen die Reifungsprozesse des Gehirns bei Jungen und Mädchen in unterschiedlichem Tempo ab und auch in der Wahrnehmung scheint es Unterschiede zu geben. Ob allerdings hinter solchen Geschlechtsunterschieden in Kognition und Verhalten auch eindeutige morphologische Merkmale stehen, ist stark umstritten. So stellten einige Studien lokale Abweichungen in der Dicke der grauen Hirnsubstanz bei Frauen und Männern fest. Andere dagegen kamen zu dem Schluss, dass die Überlappungen so groß sind, dass man nicht eindeutig von einem weiblichen oder männlichen Gehirn sprechen kann.

Graue Hirnsubstanz ist nicht überall gleich

„Ein besseres Verständnis dafür, ob und welche Geschlechtsunterschiede im menschlichen Gehirn existieren, ist aber sehr wichtig dafür, wie wir die etablierten Differenzen in Kognition, Verhalten und Psychiatrie bewerten“, erklärt Seniorautor Armin Raznahan vom National Institute of Mental Health in Bethesda. Deshalb haben er und sein Team diese Frage noch einmal näher untersucht. Dafür werteten die Forscher zunächst die Hirnscans von 976 erwachsenen Männern und Frauen aus, deren Gehirnmorphologie und -aktivität im Rahmen des Human Connectome Project (HCP) untersucht worden war. Raznahan und sein Team verglichen dabei im Speziellen das Volumen verschiedener Areale der grauen Hirnsubstanz im Cortex. Dabei zeigten sich signifikante Unterschiede, die über den allgemeinen Größenunterschied – das Gehirn von Männern hat im Schnitt rund zehn Prozent mehr Volumen – hinausgingen. Diese Merkmale und geschlechtsspezifische Abweichungen fanden die Wissenschaftler auch in einem weiteren Datensatz von Hirnscans, der von der britischen UK Biobank gesammelt worden war.

„Wir stellen fest, dass das erwachsene Gehirn ein stereotypes Muster von regionalen Geschlechtsunterschieden in der grauen Hirnsubstanz aufweist“, berichten die Wissenschaftler. Konkret ist das Volumen der grauen Hirnsubstanz bei Frauen in Teilen des präfrontalen Cortex, im darüberliegenden orbitofrontalen Cortex sowie in Teilen des Scheitel- und Schläfenhirns höher. Bei Männern ist die Hirnrinde dagegen im hinteren Teil des Gehirns dicker, darunter auch im primären Sehzentrum. Wie ein Abgleich mit den Funktionen dieser Hirnareale ergab, lassen sich dabei durchaus übergeordnete Tendenzen erkennen: „Die Regionen, in denen das Volumen der grauen Hirnsubstanz bei Männern größer ist, sind meist an der Objekterkennung und der Verarbeitung von Gesichtern beteiligt“, sagen Raznahan und seine Kollegen. „Die bei Frauen ausgeprägteren kortikalen Regionen sind dagegen mit der Kontrolle von Aufgaben, der Impulskontrolle und der Verarbeitung von Konflikten verknüpft.“

Unterschiede auch in der Genexpression

Im nächsten Schritt ihrer Studie wollten die Wissenschaftler wissen, ob sich diese morphologischen Unterschiede auf die Genexpression in den betreffenden Hirnarealen zurückführen lassen. Bei Mäusen hatten zuvor Studien schon gezeigt, dass in den Hirnbereichen mit ausgeprägten Geschlechtsunterschieden auch die Geschlechtschromosomen besonders aktiv abgelesen werden. Ob dies auch beim Menschen so ist, prüften Raznahan und sein Team anhand von Karten der Genexpression, die für 1317 Hirngewebeproben von sechs verstorbenen Spendern die lokal aktiven Gene verzeichnen. Die Analyse ergab, dass es auch hier ein deutliches Muster gab: „Die kortikalen Regionen mit relativ hoher Expression der Geschlechtschromosomen liegen in den Bereichen, die bei Männern ein höheres Volumen aufweisen als bei Frauen“, berichten die Forscher. Die Regionen, in denen die graue Hirnsubstanz bei Frauen dicker war, zeigten dagegen eine geringere Aktivität der X- und Y-Chromosomen.

Nach Ansicht von Raznahan und seinen Kollegen deuten diese Funde darauf hin, dass es durchaus tiefergehende geschlechtsspezifische Unterschiede im Gehirn gibt, die sich in der Morphologie und der Genexpression zeigen. Die Übereinstimmung zwischen den Mustern der Volumenunterschiede und der Genaktivität sehen sie zudem als Indiz dafür, dass diese Unterschiede von weiblichem und männlichem Gehirn wahrscheinlich angeboren sind. „Wir glauben nicht, dass Umweltfaktoren die Haupttriebkraft für diese hochgradig reproduzierbaren Muster im Volumen der grauen Hirnsubstanz sind“, konstatieren die Forscher. In welchem Maße und auch welche Weise die jetzt beobachteten Unterschiede aber mit geschlechtsspezifischen Differenzen im Verhalten, der Kognition oder der mentalen Gesundheit verknüpft sind, müsse erst noch erforscht werden.

Quelle: Siyuan Liu (National Institute of Mental Health, Bethesda) et al., Proceedings of the National Academy of Sciences. doi: 10.1073/pnase.1919091117

Die Unterschiede zwischen männlichem und weiblichem Gehirn scheinen größer zu sein als Wissenschaftler noch vor 12 Jahren angenommen haben. Männliche Gehirne sind im Durchschnitt etwa elf Prozent größer (bezogen auf das Körpergewicht ist die Differenz jedoch nur gering) und ihre Großhirnrinde hat einige Milliarden Neuronen mehr.

Bei Männern ist die rechte Gehirnhälfte anders strukturiert als bei Frauen. Meistens können sie sich besser im Raum orientieren und aus diesem Grund Karten besser lesen. Hirnforscher gehen davon aus, dass dieses Phänomen aus der Evolution heraus zu erklären sei: Männer waren ursprünglich v. a. für die Jagd zuständig.

Weibliche Gehirne haben dagegen mehr Bereiche mit besonders dicht gepackten Nervenzellen, ihre Gehirnhälften sind besser vernetzt, und ihre Großhirnrinde weist mehr Furchen auf. Frauen sind häufig den Männern sprachlich überlegen und können emotionale Gedächtnisinhalte besser abrufen. Auch diese weiblichen Fähigkeiten könnten evolutionsbedingt sein. Während die Männer auf der Jagd waren, kümmerten sich die Frauen um die Kinder, womit sie ihre Sprechfertigkeit trainiert haben.

Aber ob die anatomischen Unterschiede männlicher und weiblicher Gehirne überhaupt das Denken beeinflussen, bleibt offen. Denn welche Schlüsse lassen sich daraus ziehen? Bei Intelligenztests schneiden Frauen wie Männer gleich gut ab. Viele Wissenschaftler sind davon überzeugt, dass die Gesellschaft und die Erziehung einen so großen Einfluss auf das Denken ausüben, dass die biologische Voraussetzung fast bedeutungslos sei.

Morphologie

Eine andere Möglichkeit zur Feststellung von geschlechtsspezifischen Unterschieden besteht darin, gezielt nur bestimmte Hirngebiete, denen sich eindeutig Funktionen mit geschlechtsspezischen Unterschieden zuordnen lassen, zu untersuchen und zu vergleichen. Dabei fanden sich z.B. Unterschiede in der Gestalt oder Größe bestimmter Nervenzellen. Ein besonders spektakulärer Versuch ist die Transplantation von "Männlichkeit" auf eine junge weibliche Ratte. Hierbei wird Gewebe desjenigen Hirnareals, welches das Sexualverhalten steuert, von neugeborenen Männchen entnommen und weiblichen Geschwistertieren an Stelle des entsprechenden weiblichen Hirngebietes eingepflanzt. Diese weiblichen Ratten entwickeln dann als Erwachsene ein männliches Kopulationsverhalten. Die ausgetauschten Zentren liegen bei Säugern in relativ kleinen, unscheinbaren Arealen des Diencephalons (im Hypothalamus) und weisen bei Ratten und anderen Nagern geschlechtsspezifische Größenunterschiede auf. Ähnliche Zentren findet man auch bei Vögeln im Vorderhirn (Prosencephalon). Hier sind die Unterschiede zwischen den Geschlechtern noch ausgeprägter, z.B. für das Hyperstriatum ventrale pars caudale, das im Jahresrhythmus den Balzgesang steuert. Ebenfalls eindeutige Befunde wurden von Gorski (1984) am Nucleus praeopticus medialis (mediales präoptisches Areal) der Ratte erhoben. Dieser Nervenkern des Hypothalamus ist in männlichen Rattengehirnen viermal größer als in weiblichen.
Beim menschlichen Gehirn sind die Beweise für morphologische Unterschiede nicht so eindeutig. Das liegt nicht zuletzt an der komplexen Interaktion von neuronalen und hormonellen Komponenten, die über das limbische System Verhalten und kognitive Fähigkeiten beeinflussen.

Neuropsychologie und Lateralisierung

Die Großhirnrinde als Station des bewußten Erlebens von Sinneseindrücken erweist sich von der Gestalt her als relativ geschlechtsneutral und bilateral symmetrisch. Dieser morphologischen Uniformität stehen funktionelle Asymmetrien der Hirnhälften gegenüber. Viele Forscher meinen, daß besonders die Sprache und das räumliche Vorstellungsvermögen bei Männern stärker als bei Frauen lateralisiert seien (Asymmetrie des Gehirns). Die Pubertät markiert dabei einen wichtigen Punkt der Entwicklung. Bis zu diesem Stadium kann man sich Sprachen allein dadurch aneignen, daß man ihnen ausgesetzt ist, danach muß man sie aktiv erlernen. Untersuchungen über den zeitlichen Verlauf der Lateralisierung, d.h. der Spezialisierung der Hirnhälften (u.a. Links- und Rechtshändigkeit), an hirngeschädigten Kindern zeigten, daß die Fähigkeit zum Spracherwerb und die Lateralisierung gekoppelt sind. Hatten die untersuchten Kinder die Schädigung vor dem Ende des zweiten Lebensjahres erlitten, begannen sie normal zu sprechen, unabhängig davon, welche Hirnhälfte geschädigt war. Diese plastische Fähigkeit ist während der frühkindlichen Entwicklung geschlechtsunabhängig. Bei Erwachsenen treten ausgeprägte Geschlechtsunterschiede nach Hirnverletzungen auf. Sprachstörungen, die die Wortwahl betreffen (Aphasien), finden wir bei Frauen am häufigsten, wenn vordere Teile des Gehirns verletzt sind, bei Männern, wenn hintere Teile beschädigt wurden. Schwierigkeiten, angemessene Handbewegungen auszuführen (Apraxien) zeigen sich bei Frauen nach Läsionen der vorderen linken Hirnhälfte und bei Männern nach Läsion in hinteren Regionen. Dabei scheint der Mann stärker zu einer Spezialisierung seiner Hirnhälften zu neigen als die Frau. Gegensätzliche Ergebnisse erbrachte jedoch wiederum die Untersuchung von Linkshändern. Linkshändigkeit wird auf die geringere Dominanz der linken Hemisphäre zurückgeführt. Es gibt jedoch eindeutig mehr linkshändige Männer als Frauen. Selbst bei Rechtshändern benutzten Frauen die rechte Hand öfter als rechtshändige Männer. Die Geschlechtsunterschiede bei funktionellen Asymmetrien variieren also von Funktion zu Funktion: in einigen Fällen kann man bei der Frau eine stärkere Asymmetrie beobachten, in anderen beim Mann. Welche Bedeutung hat die unterschiedliche Lateralisierung von Mann und Frau nun für deren Intelligenzquotienten (IQ)? Zur geschlechtsneutralen Bewertung kann der Wechsler-Intelligenztest für Erwachsene herangezogen werden. Er besteht aus nonverbalen und verbalen Untertests. Als Maß für den IQ berücksichtigt man sowohl die im nichtsprachlichen Teil ermittelten als auch die im sprachlichen Teil bestimmten IQ-Werte. Bei Männern beeinträchtigt z.B. eine Schädigung der linken Hirnhälfte den sprachlichen IQ mehr als den nichtsprachlichen.

Abschließend und zusammenfassend kann festgestellt werden, daß Frau und Mann in den einzelnen kognitiven Fähigkeiten mitunter wesentlich differieren, aber nicht in der Gesamtintelligenz, für die der IQ im übrigen nur ein Bewertungsaspekt unter vielen sein kann.

Lit.: Gorski, R.A.: Sex differences in the rodent brain: Their nature and origin. In: Sex differences in the brain. Eds.: De Vries, DeBruin, Uylings and Corner. Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford 1984, pp.37-67. Kimura, D., Harshman, R.A.: Sex differences in brain organization for verbal and nonverbal function. In: Sex differeneces in the brain. Eds.: De Vries, DeBruin, Uylings and Corner. Elsevier, Amsterdam-New York-Oxford 1984, pp.423-439. Springer, S.P., Deutsch, G.: Linkes-rechtes Gehirn: funktionelle Asymmetrien. Spektrum der Wissenschaft, Heidelberg 1987.

Geschlechtstypische Unterschiede beim Menschen sind im Bereich der Sinneswahrnehmungen gut untersucht: Frauen sind empfindlicher für Berührungen und Gerüche, bemerken schneller Veränderungen in der Anordnung von Objekten; Männer sehen im mittleren Gesichtsfeld besser, unterscheiden mehr Einzelheiten bei bewegten Objekten usw. Auch in komplexeren Verhaltensweisen zeichnen sich Unterschiede ab, auch wenn manche Allgemeingültigkeiten inzwischen angezweifelt werden. Jungen scheinen nicht unbedingt häufiger als Mädchen aggressiv zu sein, vielmehr soll nur die Art variieren, wie die Aggressivität ausgedrückt wird. Jungen bevorzugen die augenfälligeren, körperbetonten Varianten, doch ein wütender Blick, Spott oder verbale Kommentare zeugen ebenso von Aggressivität. Auch die Festlegung der Rangordnung innerhalb gleichgeschlechtlicher Gruppen unterscheidet sich entsprechend. Bereits im frühen Kindergartenalter, sobald also Kinder in Gruppen miteinander zu spielen beginnen, ist bei Jungen die sog. Dominanz-Hierarchie zu finden, bei Mädchen die Geltungs-Hierarchie. Diese und andere geschlechtstypischen Verhaltensdispositionen dürften auf der in der menschlichen Stammesgeschichte früh angenommenen arbeitsteiligen Familien- und Gruppenstruktur beruhen. Man geht von der grundlegenden Sicherstellung der Versorgung durch die Sammeltätigkeit der Frauen aus, während die tierische Nahrung vorwiegend durch die Jagd männlicher Gruppenmitglieder herbeigeschafft wurde. An dieser Vorstellung wird in den letzten Jahren jedoch vermehrt Kritik geübt: man nimmt zunehmend an, daß Frauen gleichfalls an der Erbeutung tierischer Nahrung beteiligt waren. Auch die geschlechtsabhängig divergierenden Orientierungsmethoden im Raum – werden Orientierungsmarken entfernt, haben Frauen größere Schwierigkeiten, sich zurechtzufinden, Männer dagegen, wenn die räumlichen Dimensionen verändert werden – werden mit den arbeitsteiligen Aufgaben im Ernährungsbereich zu erklären versucht. Überleben und Fortpflanzung, die unterschiedliche Beteiligung an der Versorgung und den Betreuungsaufgaben des Nachwuchses erforderten demnach im Verlauf der Menschheitsgeschichte im jeweiligen Geschlecht andere soziale Strategien, Eigenschaften und Fertigkeiten, die sich in diesen unterschiedlichen Verhaltensdispositionen niederschlugen. In den letzten Jahren belegen auch technisch aufwendige Untersuchungen zur Arbeitsweise des Gehirns geschlechtsabhängige Unterschiede. Männer nutzen z.B. für die Entschlüsselung gelesener Worte oder gesprochener Sprache bevorzugt Teile der linken Hirnhemisphäre, Frauen Areale beider Gehirnseiten. Auch bei mathematischen Aufgaben (die Differenz zwischen den durchschnittlichen mathematischen Leistungen von Mädchen und Jungen vermindert sich in den letzten Jahren immer mehr) und auf Emotionen (wobei ebenfalls morphologische Variationen festgestellt wurden) ausgerichteten Anforderungen weichen die aktiven Gehirnareale voneinander ab. Bei einigen Untersuchungen zeigte sich jedoch auch, daß bei manchen Frauen das Gehirn wie bei den Männern "funktioniert". Unterschiede bei den gestellten Aufgaben treten meist dann deutlicher hervor, wenn man sehr spezielle Fertigkeiten abfragt. Bei komplexeren Aufgaben, zu deren Bewältigung viele Fähigkeiten erforderlich sind, verringern sich die Unterschiede, falls sie überhaupt nachweisbar sind. Die Aufschlüsselung geschlechtsabhängiger Eigenschaften mit Hilfe neuer Technologien der Hirnforschung steht noch immer weit am Anfang, zudem ist die untersuchte Probandenzahl aufgrund der aufwendigen Methoden vergleichsweise gering. Endgültige Aussagen über die Ursachen sind nach wie vor nicht möglich. Die Vermutung liegt aber nahe, daß Gründe im variierenden Hormonhaushalt (Hormone) der Geschlechter im Verlauf der Entwicklung zu suchen sind. Hormonveränderungen beeinflussen die Leistungen, das Denken und Fühlen beständig. Tests an Frauen zu verschiedenen Zeiten ihres Menstruationszyklus belegten, daß sie während der Phase hohen Östrogenspiegels in Sprachtests am besten abschnitten, die räumlichen Fähigkeiten jedoch nachließen. Die Unterschiede zwischen den Geschlechtern beruhen sicherlich auch auf der geschlechtsrollenabhängigen Sozialisation. Die Plastizität des Gehirns sollte dabei nicht vernachlässigt werden. Bereits durch kurzfristige Übungen wird die Art verändert, in der sich das Gehirn organisiert. Entsprechendes ist auch für langfristige Sozialisationserfahrungen zu erwarten. Man geht aber auch davon aus, daß aufgrund der frühen und spontanen Bevorzugung von gleichgeschlechtlichen Interaktions- und Spielpartnern für ein Individuum die Mitglieder des eigenen Geschlechts über attraktivere Verhaltensmuster verfügen, da sie dessen individuellen Neigungen besser entsprechen. Die Orientierung eines Kindes zum eigenen Geschlecht hin verstärkt folglich geschlechtstypische Verhaltensweisen zusätzlich.