研究人员说，这些差异很可能反映在男性和女性的大脑中。

科学家们探测了老鼠大脑中的四个微小结构，这些结构被认为是控制“评级、约会、交配和憎恨”行为的。这些行为——例如，雄性对陌生人性别的快速判断，雌性对交配的接受能力，以及母性的保护——有助于动物繁殖和后代的生存。

科学家们分析了从这些大脑结构中提取的组织，并富集了对性激素有反应的细胞。他们发现，有1000多个基因在一种性别的大脑中比另一种性别的大脑更活跃。基因是蛋白质的蓝图，蛋白质几乎完成了细胞的所有工作。基因激活水平——基因所包含的信息被复制并转化为蛋白质的速度——决定了细胞的功能。

研究结果发表在将于1月21日在线发表的一篇论文中细胞，有助于解释哺乳动物行为上的性别差异。

该研究的资深作者、精神病学、行为科学和神经生物学教授Nirao Shah博士说:“以这些基因为切入点，我们已经确定了特定的脑细胞群，它们协调了特定的性别典型行为。”爱博网投领导者

Joseph Koestler博士是Shah实验室的博士后学者，他是这项研究的主要作者。

研究人员还精确地指出了处于不同发情周期的女性之间600多个基因激活水平的差异。(在女性中，这被称为月经周期;雌性老鼠不会来月经。)

“在这四个微小的大脑结构中，发现几百个基因的活动水平只取决于女性的生理周期阶段，这是完全令人惊讶的，”沙阿说，他的职业生涯致力于了解性激素如何调节典型的性行为。

研究人员关注的大脑结构是包括人类在内的哺乳动物共有的。

“老鼠不是人类，”沙阿说。“但我们有理由期待类似的脑细胞类型将在我们的性别典型社会行为中发挥作用。”

深入了解神经和精神疾病

研究人员编目的一些基因是确定的大脑疾病的风险因素，这些因素在一个性别或另一个性别中更常见。在已知的207个基因中，男性患自闭症谱系障碍的几率是女性的四倍。研究人员发现，有39个基因在男性或女性的大脑中更活跃:29个在男性中，10个在女性中。他们还发现，与阿尔茨海默病和多发性硬化症相关的基因在雌性小鼠中更活跃，这两种疾病对女性的影响都大于男性。

研究人员推测，男性需要一些基因更努力地工作，而女性则需要其他基因更努力地工作——需要高度激活的基因突变可能比闲置的基因突变造成的损害更大。

“偏头痛、癫痫发作和精神疾病的频率在月经周期中会发生变化，”沙阿说，“我们对不同周期基因激活差异的发现表明了这种变化的生物学基础。”

性别典型社会行为

在数百万年的进化过程中，典型的性别社会行为已经被植入了动物的大脑。

例如，雄性老鼠很快就能分辨出侵犯它们地盘的陌生人的性别。如果入侵者是另一只雄性，它们会立即攻击它。如果是雌性，礼貌地说，它们会开始旋风式的求爱。

雌性老鼠表现出母性的而不是领土的侵略性，攻击任何威胁到它们幼崽的东西。它们比雄性更倾向于保护自己的孩子，并找回任何走失的孩子。它们的交配意愿会随着生理周期的不同而发生很大的变化。

“这些原始行为对生存和繁殖至关重要，”沙阿说，“它们在很大程度上是本能的。如果你需要在这种情况下学习如何交配或战斗，可能已经太晚了。证据很清楚，大脑并不仅仅是一张白纸，等待着环境的影响来塑造。”

沙阿的研究小组认为，之前试图发现雄性和雌性啮齿动物脑细胞之间基因激活差异的尝试，只发现了大约100个，似乎太少了，无法产生已知本能行为中众多的深刻差异。

“我们最终发现了大约10倍的数量，”沙阿说，“更不用说600个基因，它们在女性体内的活性水平随着月经周期的阶段而变化。”总之，这些加起来，老鼠基因中有6%是由性别或周期阶段调节的。”

干草堆里的针里的针

沙阿将他的团队使用的方法比作在干草堆中寻找针中的针。

他说:“我们发现，对这些性别典型的评级、约会、交配或憎恨行为表现起关键作用的细胞，可能只占老鼠大脑中所有细胞的0.0005%。”要确定是什么让这些细胞起作用，需要将它们从周围的细胞中分离出来，并一次一个细胞地检查它们的基因内容。

研究人员将注意力集中在对雌激素有反应的稀有但至关重要的细胞上，从而极大地改善了他们的前景——也就是说，这些细胞具有这种主要女性性激素的受体。(雌性激素也存在于男性体内，尽管水平较低。)女性的雌激素水平和另一种激素——黄体酮的水平，大致按月涨落，就像月相一样——许多哺乳动物的雌性典型行为也是如此。在小鼠中，排卵和最大的性接受度，即发情期或发情期，以两种激素水平的峰值为标志;在激素水平的低谷中，极相反的阶段，或绝育阶段。

Shah能够从四个关键的大脑结构中纯化组织，从而丰富了产生的雌激素反应细胞的脑细胞群——Shah的比喻是“针”。通过比较雄性、处于发情期的雌性和处于发情期的雌性，研究人员发现了1415个基因，它们的活动水平在不同的组中有所不同。

对雌激素有反应的细胞相差甚远。在一种被称为终纹床核的大脑结构中，它们可以被分为36种不同的细胞类型，根据每种细胞类型中的基因来区分，这些细胞类型在一个或另一个小鼠组中特别活跃。(终纹床核，简称BNST，也存在于人类大脑中。)

在小鼠体内这36种对雌激素有反应的细胞类型中，科学家们发现，只有一种对雄性小鼠快速识别陌生小鼠的性别并对其表现出特征的能力至关重要。

另一种大脑结构，称为腹内侧下丘脑，或VMH(也在人脑中发现)，包含27种雌激素反应细胞类型，可通过不同的基因激活模式加以区分。只破坏其中一种细胞类型的功能——而不是其他26种细胞类型——就会将通常对性感兴趣的女性转变为即使在发情期也拒绝性挑逗的女性。

那些分别调节男性对性别的识别和女性对性的接受的BNST和VMH细胞类型，是大脑这个“大海捞针”中的“针中针”。Shah说，无论性别分化与否，BNST中其他35种性激素反应细胞类型和VMH中其他26种同等类型的细胞类型都在执行什么任务，这是一个谜。

“冰山一角”

“这可能只是冰山一角，”他说。“如果你知道如何寻找的话，在这些和其他大脑结构中可能会发现更多的性别差异特征。”

斯坦福大学技术许可办公室已经申请了与这项研究相关的知识产权专利。

Shah是斯坦福Bio-X和斯坦福大学吴仔神经科学研究所的成员，也是斯坦福大学化学研究所的教员。

该研究的其他斯坦福大学共同作者是研究科学家井上早香(Sayaka Inoue)博士和杨泰宏(Taehong Yang)博士;博士后学者Daniel Bayless, PhD, Nicole Leung, PhD;研究生Adarsh Tantry和Chung-ha Davis;本科生Grace Wang;生命科学研究专家Maricruz Alvarado;实验室经理Charu Ramakrishnan;Lief Fenno，医学博士，精神病学和行为科学讲师;Karl deisserth，医学博士，生物工程教授，精神病学和行为科学教授，陈博士教授。

Accent Therapeutics和哥伦比亚大学的研究人员也参与了这项研究。

本研究由美国国立卫生研究院(拨款R01NS049488, R01NS083872, R01NS091144, F32MH125593, U01DA052783, R01HD104565和R01MH123047)，美国国家科学基金会，保罗和黛西·索罗斯新美国人奖学金计划，AE基金会，露西·帕卡德儿童健康基金会，陈-扎克伯格倡议，GG礼品基金，人类前沿科学计划，Bio-X本科暑期研究计划，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会，美国国家科学基金会。斯坦福大学本科教育副教务长。