性別偏見如何拖累神經科學研究？

長期以來，神經科學研究僅以雄性實驗動物為物件，這種性別偏見嚴重阻礙了我們對大腦運作機制的理解。近年來，科學界開始重視在研究中納入雌性動物，但這一進展可能因政策變動而逆轉。專家警告，美國主要科研機構的調整可能危及我們對大腦功能的理解，並影響神經系統疾病的治療。

美國國家衛生研究院（NIH）曾制定政策，要求使用脊椎動物的研究人員將「性別視為生物變數」。要獲得研究經費，科學家必須解釋其研究設計如何考量性別因素，以揭示兩性之間的差異。僅研究單一性別的研究者需提供充分的科學依據。然而，近期有報導指出，NIH似乎已將此政策歸檔，儘管尚未發表正式宣告。此舉被認為與川普政府推翻「性別意識形態」和「激進」多元、平等與包容計劃的行政命令有關。

若NIH不再要求研究同時納入雄性和雌性動物，基礎神經科學研究將受到嚴重影響。新興的動物研究揭示，雄性與雌性大腦存在根本差異，這些差異體現在性激素如何影響記憶形成和神經元放電等基本層面。證據顯示，這些差異不僅適用於實驗動物，也可能與人類相關。若實驗研究未能涵蓋兩性，我們可能錯失塑造人類大腦的基本機制，以及藥物對大腦的影響。

西北大學溫伯格文理學院的神經生物學教授Catherine Woolley指出：「如果分子塑造神經生理學的基本機制在兩性之間存在差異，我們需要盡早了解這一點。」

雄性與雌性大腦的運作方式是否不同？這個問題困擾人類數世紀，但科學家直到最近才開始找到答案。部分原因是，要揭示兩性差異，必須同時研究雄性和雌性，包括實驗動物研究。然而，科學家直到相對近期才開始這樣做。

動物研究使科學家能夠進行無法在人體上實施的實驗。研究人員不能隨意切開活人的頭部、取出神經元或植入電極。此外，人類受試者還受到文化因素的影響，例如男性和女性的成長環境和生活經驗不同。這些文化因素與激素和染色體等生物因素共同塑造大腦，使得區分先天與後天變得困難。

歷史上，科學家往往完全排除雌性動物，忽視性別變數。這種偏見在神經科學領域尤為明顯。2009年的一項回顧發現，僅使用雄性實驗動物的研究數量是使用雌性動物的5.5倍。芝加哥羅莎琳·富蘭克林醫學與科學大學的神經科學教授Lise Eliot表示，當時的觀點認為雌性動物的生殖週期會「搞亂資料，使其變異性過大」。這種觀點已被徹底推翻，但曾一度盛行「只研究雄性以簡化問題」的態度。

近年來，這種態度開始轉變。納入雌性實驗動物的研究推翻了許多關於大腦運作的長期假設。例如，Woolley使用實驗大鼠研究性激素雌激素如何驅動突觸可塑性，即大腦隨時間動態增強或減弱神經元之間連線的能力。這一過程使學習和記憶成為可能，也是成癮等精神疾病背後大腦變化的基礎。

Woolley的研究顯示，突觸可塑性在雄性和雌性中的運作方式不同。兩個神經元之間的連線透過稱為長時程增強（LTP）的過程變得更強，該過程分為兩個階段：早期階段持續數小時，晚期階段持續更長時間。關鍵酶蛋白激酶A（PKA）曾被認為僅參與晚期階段。Woolley指出：「我們發現這僅適用於雄性。」她和同事揭示，對於雌性，PKA對LTP的早期階段至關重要。

在另一項研究中，團隊發現海馬體（與學習和記憶密切相關的大腦區域）存在性別特異性差異。他們發現，僅在雌性大鼠中，一種特定型別的雌激素使神經元更容易觸發訊號，這得益於一種「先前未知」的機制。這種雌激素在雄性和雌性的大腦中均存在，且其週期與雌性生殖系統產生的雌激素不同。

Woolley表示：「我們進行了一項以前做過的實驗……結果卻不同。我突然意識到，可能是因為我們使用了雌性動物。」先前的研究僅包括雄性動物。

許多藥物作用於神經元之間的連線點，因此瞭解這些連線如何形成和維持非常重要。Woolley補充道，這些動物研究的發現有助於為未來的治療和診斷提供參考。儘管囓齒動物與人類存在一些關鍵差異，例如人類的月經週期比囓齒動物長約七倍，但許多研究已探討雌激素在囓齒動物大腦和非人靈長類大腦中作用的異同。基於這些資料，Woolley懷疑大鼠大腦中的許多觀察結果將適用於人類，即使它們並不完全相同。

除了Woolley的實驗室，科學家還發現雄性和雌性小鼠儲存恐懼記憶的方式存在細微差別。當研究人員阻斷杏仁核（與恐懼條件反射相關的關鍵情緒處理中心）的訊號時，雄性小鼠的恐懼記憶無法「儲存」，但雌性小鼠不受影響。隨後，他們研究了具有相同訊號通路基因突變的人類。攜帶該突變的男性難以記住螢幕上的提示會伴隨輕微電擊，但相同突變對女性的記憶沒有影響。

這暗示雄性和雌性儲存恐懼記憶的方式不同，這可能對創傷後壓力症候群（PTSD）有影響。例如，在創傷事件後使用藥物阻斷杏仁核訊號可能有助於預防男性的PTSD，但對女性可能無效。

另一項研究揭示了伏隔核（大腦獎勵系統的核心）的細胞層面差異。與雄性相比，雌性小鼠和大鼠的伏隔核中發生更多的興奮性或「啟用」訊號。團隊發現，幾種抑制雄性興奮的方法對雌性無效。研究作者認為，這一發現可能與更好地理解抑鬱和成癮有關，因為獎勵系統中的訊號是這兩種疾病的基礎。

科學家認為，更好地理解這些性別差異可能帶來針對每種性別量身定製的精神病學和神經學治療的改進。然而，鑑於美國頂尖科研機構正在發生的變化，這項研究的未來尚不確定。NIH的「性別作為生物變數」政策的命運目前尚不明朗。但Woolley強調，若不再優先考慮在研究中納入兩性，整個生物醫學領域可能倒退。

Woolley表示：「重要的是要明白，『性別作為生物變數』政策並非僅關乎性別差異研究。這項政策關乎所有生物醫學研究，並確保納稅人資助的生物醫學研究結果對每個人都具有相關性：無論男性或女性，男孩或女孩。」