男女個(gè)體在認(rèn)知能力及思維方式上存在顯著的差異，正所謂“男人來自火星，女人來自金星”。早在遠(yuǎn)古時(shí)期，男性女性便承擔(dān)著不同的社會角色：男性將獵食的責(zé)任攬入懷中，不僅要估算獵物奔跑速度、方向和距離，還要在茫茫大地上找到回家的道路；而女性則負(fù)責(zé)溝通交流與他人物品交換以維持不錯(cuò)的人際關(guān)系?？梢钥吹?，男性通常具有更好的空間想象及邏輯推理能力，而女性在語言表達(dá)、記憶及直覺思維等方面表現(xiàn)更佳。

那么，男女在與智力水平密切相關(guān)的大腦腦區(qū)分布方面是否存在差異呢？

圖1 男女在購物時(shí)的差異有多大？（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

作為當(dāng)今最為活躍的領(lǐng)域之一，神經(jīng)影像學(xué)的快速發(fā)展為深入理解各種腦認(rèn)知及腦疾病的神經(jīng)機(jī)制帶來了勃勃生機(jī)。特別是近年來人工智能（AI）熱潮席卷而來，使得研究人員從高維異構(gòu)腦影像特征中挖掘出客觀、穩(wěn)定、有效的生物學(xué)標(biāo)志，為臨床決策提供了定量化、個(gè)性化的指導(dǎo)成為了可能，進(jìn)一步推動(dòng)了轉(zhuǎn)化神經(jīng)醫(yī)學(xué)時(shí)代的到來。

人腦功能連接蘊(yùn)含著豐富的信息，對于注意力、工作記憶等認(rèn)知指標(biāo)都有較強(qiáng)的預(yù)測性能，是探索人類個(gè)體認(rèn)知能力、個(gè)性發(fā)展以及開展相關(guān)腦疾病早期風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和療效預(yù)測的得力助手。以“大腦額-頂網(wǎng)絡(luò)”為核心的一系列高級認(rèn)知系統(tǒng)調(diào)控著智商水平的高低。

男性和女性IQ在不同的腦區(qū)以及網(wǎng)絡(luò)屬性上呈現(xiàn)不同水平的相關(guān)性，比如在語言處理任務(wù)中，男性大腦顯示出更多的左腦激活，女性呈現(xiàn)雙腦激活；而在視空間任務(wù)中，男性大腦呈現(xiàn)顯著的雙腦激活，女性顯示更多的右腦激活。

日前，中科院自動(dòng)化研究所模式識別國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室隋婧教授團(tuán)隊(duì)著重研究了基于腦連接進(jìn)行智商預(yù)測中的性別差異問題。

這是一個(gè)重要且有趣的科學(xué)問題，它可以幫助我們更深入地理解與人類智商相關(guān)的神經(jīng)機(jī)制以及在相關(guān)行為能力存在性別差異的內(nèi)在原因，從而指導(dǎo)臨床人員未來開展具有針對性的個(gè)體化認(rèn)知能力訓(xùn)練方案。

科研人員借助多變量機(jī)器學(xué)習(xí)算法，基于功能磁共振影像（fMRI）對數(shù)百人進(jìn)行了IQ預(yù)測，并詳細(xì)比較了具有預(yù)測性的腦功能連接在男女群體上的差異。

研究表明，基于預(yù)測模型篩選得到的重要腦功能連接具有顯著的性別特異性，即從男性樣本中得到的預(yù)測性腦功能連接只對男性的智力水平及認(rèn)知子域具有預(yù)測性和相關(guān)性，而對女性不顯著；反之亦然。另外，這些選出的腦功能連接針對智商預(yù)測具有特異性，即僅對與IQ相關(guān)的指標(biāo)具備較高的預(yù)測性，但與IQ無關(guān)的行為指標(biāo)，如人格氣質(zhì)評分等既不具有相關(guān)性也不具有預(yù)測性。

值得注意的是，基于精細(xì)腦功能網(wǎng)絡(luò)連接對女性的智商顯示出了更優(yōu)的預(yù)測性能，并且對女性智商具有預(yù)測性能的腦功能連接更多地集中在與語言處理能力相關(guān)的腦區(qū)（如梭狀回），而對男性智商具有預(yù)測性能的腦功能連接更多地分布在基底神經(jīng)節(jié)、丘腦等與空間推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算能力相關(guān)的腦區(qū)。

這些腦連接分布不僅與已有的關(guān)于智商的“頂額葉整合理論”相符，更進(jìn)一步提示男女智商可能受不同的神經(jīng)機(jī)制所調(diào)控，并可能導(dǎo)致人類在認(rèn)知行為上的性別差異。 

圖2 模型針對男性、女性分別篩選得到了(a)8條和(b)13條具有IQ預(yù)測性能的重要腦功能連接。這些腦連接顯示出了顯著的性別特異性，即從男性（或女性）樣本中得到的特征只對同性別樣本的智力水平及認(rèn)知子域具有相關(guān)性(c)及預(yù)測性(d)。

無獨(dú)有偶，在另外一項(xiàng)多模態(tài)影像研究中，該團(tuán)隊(duì)研究人員通過結(jié)合腦功能連接和皮層厚度兩種特征對男女智商分別進(jìn)行了預(yù)測，并得到了相似的結(jié)論。前述工作于2019年8月在線發(fā)表于國際神經(jīng)影像學(xué)雜志Cerebral Cortex。

來源：中國科學(xué)院自動(dòng)化研究所