Ergenlik, Beyinin Duygusal ve Bellek Merkezlerindeki Cinsiyet Farklarına Dönım Noktası Olabilir

Erkekler ve kadınlar arasındaki derin beyin bölgelerinin ince dokusal yapıdaki farklılıklar 9 ile 12 yaşları arasında minimal düzeyde olsa da, ergenlik sırasında ortaya çıkıp genişliyor. Bu zamanlama ergenlikle ve kaygı ve depresyon gibi durumlaradaki cinsiyet farklarının belirginleşmeye başladığı dönemle örtüşüyor; ancak çalışma bu beyin değişikliklerini neyin yönlendirdiğini belirleyemedi. Bulgular Developmental Cognitive Neuroscience‘da yayımlandı.

Derin gri madde, beyinin dış katmanının altında yer alan bir dizi yapının oluşturduğu kümedir. Bu bölgeler duyguları işleyen amigdalayı, hafızada merkezî rol oynayan hipokampusu ve ödül ve motivasyonda rol alan nucleus accumbens’i içerir. Çalışma ayrıca duyusal sinyaller için bir aktarım merkezi olan talamusu ve hareket ve alışkanlıkları kontrol etmeye yardımcı olan kaudat ve putamen’i de inceledi. İnsan popülasyonlarında, bu beyin işlevleriyle ilişkili birçok mental sağlık durumu erkekler ve kadınlar arasında farklı tanı oranları gösterse de, bu farklılıkların ardındaki biyolojik nedenler iyi anlaşılmamaktadır.

Hayran araştırmaları, ergenliğin bu değişiklikler için kritik bir dönem olduğunu işaret ediyor: 2008 yılında farelerde yürütülen bir çalışma, ergenlik sırasında cinsiyet hormonlarının, cinsiyetler arasında farklılık gösteren beyin bölgelerine yeni hücrelerin eklenmesini yönlendirdiğini buldu. İnsanlarda ise gençleri zaman içinde izleyen 2014 yılında yapılan bir çalışma, ergenlik gelişiminin hem erkek hem de kız çocuklarında, yaşdan bağımsız olarak bu derin beyin bölgelerinin boyutuyla ilişkili olduğunu buldu.

Tüm hacmin bir kısmını ortaya koyması rağmen, bilim insanları beyin dokusunun mikroskobik yerleşimini anlamaya çalışıyor. Aynı araştırma ekibinin 2024 yılında PsyPost tarafından aktarılan önceki çalışması, genç yetişkin erkekler ve kadınlar arasında dokusal mikrokurulum ölçümlerinde büyük farklılıklar buldu; erkeklerde hipokampus gibi bölgelerde daha sıkı paketlenmiş hücrelere işaret eden belirtiler gözlemlandı. Christopher G. Filippi’nin The Hospital for Sick Children’dan ve Richard Watts’ın Canterbury Üniversitesi’nden önderliğindeki yeni araştırma, bu mikroskobik farklılıkların ne zaman ortaya çıktığını belirlemeyi hedefledi.

Araştırma ekibi, 9 ile 35 yaşları arasındaki 1.643 bireyden alınan beyin tarama verilerini inceledi. Katılımcılar iki büyük kamuya açık veri tabasından seçildi: çocuklar ve gençler için Human Connectome Project Development veri seti ve daha yaşlı katılımcılar için Young Adult veri seti. Analizlerinde bilim insanları yaş ve kütle indeksini istatistiksel olarak kontrol etti ve yetişkin örneğinde yer alan çoklu ikizler arasındaki aile ilişkilerini hesaba kattı.

Dokusal mikrokurulumu değerlendirmek için araştırmacılar, Kısıtlı Spektrum Görüntüleme (Restriction Spectrum Imaging) adını verdikleri gelişmiş bir manyetik rezonans görüntüleme tekniği kullandı. Bu yöntem, su moleküllerinin beyin dokusu içinde nasıl yayıldığını ölçer. Bir hücrenin içinde hapsolan su, engellerle karşılaşır ve hücre paketlenmesini yansıtan kısıtlı bir yayılma sinyali üretir. Hücreler arasındaki boşluklardaki su ise daha az engelyle karşılaşır ve ekstrasellüler ortamı yansıtan zorlanmış bir yayılma sinyali üretir.

En genç katılımcılar için, 9 ile 12 yaşları arasında araştırmacılar, bu yayılma ölçümlerinde kızlarla erkekler arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık gözlemediler. Derin madde yapıları boyunca çocukluk dönemindeki dokusal bileşim, cinsiyetler arasında benzer göründü.

Bununla birlikte, farklılıklar 13 ile 16 yaşları arasında ortaya çıkmaya başladı; önce hipokampus, amigdal ve talamusda. Kısıtlı yayılma her iki cinsiyette de şeyle arttı ancak ergenlikten itibaren erkeklerde tutarlı biçimde daha yüksek oldu; araştırmacılar bu desenin daha sıkı paketlenmiş hücreleri veya daha büyük hücre cisimlerini yansıtması olabileceğini öne sürüyor. 17 ile 21 yaşlarına gelindiğinde, cinsiyet tüm altı bölgede kısıtlı yayılmadaki değişimin yaklaşık %13 ile %33’ünü açıkladı ve yetişkinlerde hipokampus ve amigdalda %32 ile %37 arasında bir açıklamaya sahipti.

Kadınlar ise daha büyük zorlanmış bileşeni gösterdi; yani su sinyalinin daha büyük bir oranı hücreler arasındaki boşluklardan geliyordu. Her ikiölçüm de toplam sinyalin payları olarak ifade edildiği için, bu iki desen birbirini büyük ölçüde yansıtır.

Nucleus accumbens, kaudat ve putamen gibi bölgelerde kadınlar, ergenliğin sonlarında gelişimde bir yavaşlama gösterdi ancak 20’lerinin başında tekrar hızlandı; erkekler ise daha dengeli bir ilerleme izledi. 20’lerin ortasına gelindiğinde, hipokampus ve amigdaladaki cinsiyet farkının boyutu yataylaştı, ancak ölçümler her iki cinsiyette de değişmeye devam etti. Talamusda ise cinsiyetler arasındaki ayrışma 35 yaşına kadar genişlemeye devam etti.

“Beyindeki cinsiyet farkları şimdiye kadar temelde makro-yapısal düzeyde (yani, toplam beyin boyutundaki farklılıklar veya belirli bölgelerin boyutundaki farklılıklar) incelenmiştir,” diyen Yumnah Khan, araştırmaya katılmayan Cambridge Üniversitesi Otizm Araştırma Merkezi’nde doktora bilim insanıdır. “Bu çalışmanın ilginç olanı, beyin mikrokurulumundaki farklılıklara (yani, beyin dokusu içinde daha ince düzeyde neler olduğunu) dair kanıt sağlamasıdır; bu da bize beyindeki cinsiyet farklarının daha detaylı bir resmini veriyor.”

Araştırmaya katılmayan Turku Üniversitesi’nde kıdemli araştırmacı Marco Balducci, bulguların önceki çalışmaların üzerine inşa edildiğini söyledi. “Önceki çalışmalar, kortikal altı beyin yapısındaki ve daha sonraları genç yetişkinlerde yayılma kaynaklı mikrokurulumdaki cinsiyet farklarını belirlemiştir,” Balducci PsyPost’a söyledi. “Bu çalışma, farklılıkların yetişkinlikte yalnızca mevcut olması yerine ergenlik sırasında ortaya çıktığını göstererek bu çalışmayı genişletiyor.”

Bu değişikliklerin zamanlaması ergenlik geçişiyle örtüşüyor ve çalışma yazarlarını biyolojik sürücüler hakkında tahminde bulunmaya yönlendiriyor. Önceki hayran çalışmaları, cinsiyet hormonlarının sinir hücrelerinin bağlantı noktaları ve dallanan uzantıları olan sinapsları ve dendritleri etkileyebileceğini gösteriyor. Bu ergenlik beyin kaymaları, cinsiyet yanlısı mental sağlık durumlarının ortaya çıkmasıyla aynı anda gerçekleştiği için, tipik gelişim yollarının belirlenmesi altta yatan hassaslaşmaları açıklamaya yardımcı olabilir.

Khan PsyPost’a, insan görüntülemeyi hayran araştırmalarıyla birlikte değerlendirmenin biyolojiyi gözlemle bağlamaya yardım ettiğini söyledi. “Hayran çalışmalar nedensellik ve belirli mekanizmalar hakkında çok daha güçlü kanıtlar sağlayabilir; ancak insan çalışmaları genellikle gözlemsel ve korelasyoneldir,” dedi. “Ancak bu iki araştırma çizgisi birlikte değerlendirilip yorumlandığında, beyin gelişimindeki cinsiyet farklarının ardındaki mekanizmalar hakkında daha iyi bir resme sahip oluyoruz.”

Balducci, geniş betimleyici bulgularrın iyi desteklendiğini belirtti. “Ana betimleyici bulgu sağlam görünüyor çünkü çalışma büyük bir birleştirilmiş örneği kullanıyor, birkaç beyin bölgesi boyunca tutarlı bir gelişim deseni buluyor ve çoklu karşılaştırmalar için düzeltme uyguluyor,” dedi. “Ancak bu farklılıkların nedenleri belirsiz kalmaya devam ediyor çünkü veriler kesitsel niteliktedir ve bu bağlamda yaşa bağlı değişikliklerle ergenlik gelişimini ayırt etmek veya hormonal bir nedensellik kurmak zordur.”

Tüm araştırmalarda olduğu gibi, aklda tutulması gereken birkaç şey var. Çalışma, aynı bireyleri gelişimleri boyunca izlemek yerine, her yaşta farklı bireylerden alınan kesitsel verilere dayanıyordu. Ayrıca ergenlik, fiziksel gelişimin derecelendirmeleri kullanılarak ölçüldü ve bu derecelendirme şeyle öylesine yakından arttı ki araştırmacılar ergenliğin etkilerini daha yaşlanmanın etkilerinden ayıramadı ve hormon seviyeleriölçülmedi. Araştırmacılar, bir kızın ilk adet dönemi ile talamusdaki belirli bir ölçüm arasında bir ilişki buldular, ancak cinsiyet hormonlarının rolünü tahmine dayalı olarak nitelendirdiler.

Araştırmacılar ayrıca farklı tarama cihazları ve görüntüleme ayarlarını kullanan iki projeyi birleştirmek zorunda kaldılar. Biri 9 ile 21 yaşları arasında, diğeri ise 22 ile 36 yaşları arasında kapsadığı için, bu farklılıklar için yapılan istatistiksel düzeltmeler yetişkinliğe geçişle aynı noktaya denk geliyor; dolayısıyla o noktaya yakın yaş eğrilerinin özellikleri—örneğin kadınlarda görülen yavaşlama—biraz dikkatli okunmalıdır. Her yaş grubu içindeki erkekler ve kadınlar arasındaki karşılaştırmalar daha az etkileniyor.

“Bence en büyük risk, bu bulguların erkek ve beyinlerin temelden farklı olduğunu gösterdiği şeklinde yorumlanmasıdır,” dedi Khan. “Gerçekte, beyindeki cinsiyet farkları nispeten küçük eğilimindedir ve cinsiyetler arasında çok fazla örtüşme vardır.”

Farklılıkların zamanlamasının çalışmanın kapsadığı yaşlara bağlı olduğunu ekledi. “Ayrıca ergenliğin bu farklılıkların kesinlikle başladığı dönem olduğu varsayılmamalıdır,” diye not düştü Khan. “Çalışma çocukluğun erken döneminde minimal farklılılar bulmuş olsa da, cinsiyet-şei etkileri incelenen belirli yaş aralığına karşı oldukça hassastır. Böylece, bulgular farklılıkların gelişimin daha erken dönemlerinde tamamen mevcut olmadığı anlamına gelmez.”

Balducci ayrıca taramaların neyi gösterebileceği konusunda fazla yorum yapmaya da uyardı.

“Bulgular, su yayılmasındaki farklılıkların davranış veya mental sağlıktaki farklılıkları doğrudan nedenlediğini göstermiyor,” diye işaretledi Balducci. “Yayılma MRG, dokusal mikrokurulum dolaylı bir ölçüm sağlar.”

“Ayrıca, birçok cinsiyet farkında olduğu gibi, erkekler ve kadınlar ortalamaya göre değişkendir,” diye ekledi Balducci. “Ancak birden küçük farklılık birlikte değerlendirildiğinde, erkekler ve kadınların genel profilleri oldukça belirgin hale gelebilir.”

Bu kalan soruları ele almak için her iki dış araştırmacı da daha erken ve daha detaylı gelişim verilerini yakalayan araştırmalara ihtiyaç olduğunu işaret ediyor.

“En önemli sonraki adım, ergenliğin öncesinde, sırasında ve sonrasında aynı bireyleri tekrarlayan biçimde tarama yapmak; ayrıca ergenlik hormonlarını ve gelişim evrelerini ölçmek olacaktır,” Balducci PsyPost’a söyledi. “Bu, gözlemlenen yayılma değişikliklerinin bireysel ergenlik gelişimini izleyip izlemediğini ve sonraları mental sağlık sonuçlarıyla ilişkili olup olmadığını belirlemeye yardımcı olur.”

“Bu yaklaşımın gebelik dönemi gibi gelişimin daha erken evrelerinde kullanıldığını görmek çok ilginç olurdu,” dedi Khan. “Gebelik dönemi, beyinde cinsiyet farklarının ortaya çıkması için kritik bir pencere daha. Üstelik erkek ve kız fetüsleri farklı seviyelerde cinsiyet hormonlarına maruz kalır; bu da erken beyin gelişimindeki farklılıklara katkıda bulunabilir.”

Araştırmacılar, tanımladıkları cinsiyete özgü eğrilerin, tipik gelişimden sapmaların mental sağlık durumlarıyla nasıl ilişkilenebileceğini araştıran geleceki çalışmalar için bir referans noktası olarak hizmet edebileceğini söylüyor.

“İnsan Derin Gri Madde Mikrokurulumundaki Cinsiyet Farkları Ergenlik Sırasında Ortaya Çıkıyor” başlıklı çalışma, Christopher G. Filippi, Jay N. Giedd, Aziz M. Uluğ ve Richard Watts tarafından yazıldı.