Ari Berkowitz, Université d'Oklahoma
Les gens recherchent des différences sexuelles dans le cerveau humain depuis au moins le 19e siècle, lorsque le scientifique Samuel George Morton a versé des graines et des balles de plomb dans des crânes humains pour mesurer leurs volumes. Gustave Le Bon a constaté que les cerveaux des hommes sont généralement plus gros que ceux des femmes, ce qui a incité Alexander Bains et George Romanes à affirmer que cette différence de taille rend les hommes plus intelligents. Mais John Stuart Mill a souligné que, d'après ce critère, les éléphants et les baleines devraient être plus intelligents que les humains.
Donc, l'attention s'est déplacée vers la taille relative des régions du cerveau. Les phrénologues ont suggéré que la partie du cerveau au-dessus des yeux, appelée lobe frontal, est la plus importante pour l'intelligence et est proportionnellement plus grande chez les hommes, tandis que le lobe pariétal, juste derrière le lobe frontal, est proportionnellement plus grand chez les femmes. Plus tard, les neuroanatomistes ont soutenu que le lobe pariétal est plus important pour l'intelligence et que les hommes sont en fait plus gros.
Aux 20e et 21e siècles, les chercheurs ont recherché des caractéristiques distinctement féminines ou masculines dans des subdivisions cérébrales plus petites. En tant que neurobiologiste du comportement et auteur, je pense que cette recherche est erronée car les cerveaux humains sont si variés.
Différences anatomiques du cerveau
La différence entre le sexe du cerveau la plus importante et la plus constante a été trouvée dans l'hypothalamus, une petite structure qui régule la physiologie et le comportement reproductifs. Au moins une subdivision hypothalamique est plus grande chez les rongeurs mâles et les humains.
Mais le but de nombreux chercheurs était d'identifier les causes cérébrales des supposées différences sexuelles dans la pensée – pas seulement la physiologie de la reproduction – et donc l'attention s'est tournée vers le grand cerveau humain, qui est responsable de l'intelligence.
Dans le cerveau, aucune région n'a reçu plus d'attention dans la recherche sur les différences raciales et sexuelles que le corps calleux, une bande épaisse de fibres nerveuses qui transporte des signaux entre les deux hémisphères cérébraux.
Aux 20e et 21e siècles, certains chercheurs ont découvert que l'ensemble du corps calleux était proportionnellement plus grand chez les femmes en moyenne, tandis que d'autres ont constaté que seules certaines parties étaient plus grandes. Cette différence a attiré l'attention de la population et a été suggérée pour causer des différences sexuelles cognitives.
Mais les cerveaux plus petits ont un corps calleux proportionnellement plus grand quel que soit le sexe du propriétaire, et les études sur les différences de taille de cette structure ont été incohérentes. L'histoire est similaire pour d'autres mesures cérébrales, c'est pourquoi essayer d'expliquer les différences sexuelles supposées cognitives à travers l'anatomie du cerveau n'a pas été très fructueux.
Les traits féminins et masculins se chevauchent généralement
Même lorsqu'une région du cerveau montre une différence de sexe en moyenne, il existe généralement un chevauchement considérable entre les distributions masculine et féminine. Si la mesure d'un trait est dans la région de chevauchement, on ne peut pas prédire le sexe de la personne avec confiance. Par exemple, pensez à la hauteur. Je suis 5’7 ″. Est-ce que ça vous dit mon sexe? Et les régions du cerveau présentent généralement des différences moyennes entre les sexes beaucoup plus petites que la taille.
La neuroscientifique Daphna Joel et ses collègues ont examiné les IRM de plus de 1 400 cerveaux, mesurant les 10 régions du cerveau humain présentant les plus grandes différences moyennes entre les sexes. Ils ont évalué si chaque mesure chez chaque personne était vers l'extrémité féminine du spectre, vers l'extrémité masculine ou intermédiaire. Ils ont constaté que seulement 3% à 6% des personnes étaient systématiquement «femmes» ou «hommes» pour toutes les structures. Tout le monde était une mosaïque.
Hormones prénatales
Lorsque des différences entre les sexes du cerveau se produisent, quelles en sont les causes?
Une étude de 1959 a d'abord démontré qu'une injection de testostérone chez une rongeuse enceinte amène sa progéniture femelle à afficher des comportements sexuels masculins à l'âge adulte. Les auteurs ont déduit que la testostérone prénatale (normalement sécrétée par les testicules fœtaux) «organise» en permanence le cerveau. De nombreuses études ultérieures ont montré que c'était essentiellement correct, bien que simplifié à l'extrême pour les non-humains.
Les chercheurs ne peuvent pas modifier éthiquement les niveaux d'hormones prénatales humaines, ils s'appuient donc sur des «expériences accidentelles» dans lesquelles les niveaux d'hormones prénatales ou leurs réponses étaient inhabituels, comme chez les personnes intersexuées. Mais les effets hormonaux et environnementaux sont enchevêtrés dans ces études, et les résultats des différences entre les sexes du cerveau ont été incohérents, laissant les scientifiques sans conclusions claires pour les humains.
Les gènes provoquent des différences entre les sexes dans le cerveau
Alors que les hormones prénatales causent probablement la plupart des différences entre les sexes dans le cerveau chez les non-humains, il existe certains cas où la cause est directement génétique.
Cela a été dramatiquement montré par un pinson zèbre avec une anomalie étrange – il était mâle sur son côté droit et femelle sur sa gauche. Une structure cérébrale liée au chant était agrandie (comme chez les hommes typiques) uniquement sur la droite, bien que les deux côtés aient connu le même environnement hormonal. Ainsi, son asymétrie cérébrale n'était pas causée par des hormones, mais directement par des gènes. Depuis lors, des effets directs des gènes sur les différences entre les sexes du cerveau ont également été trouvés chez les souris.
L'apprentissage change le cerveau
De nombreuses personnes supposent que les différences entre les sexes dans le cerveau humain sont innées, mais cette hypothèse est erronée.
Les humains apprennent rapidement dans l'enfance et continuent d'apprendre – hélas, plus lentement – à l'âge adulte. De la mémorisation de faits ou de conversations à l'amélioration des compétences musicales ou athlétiques, l'apprentissage modifie les connexions entre les cellules nerveuses appelées synapses. Ces changements sont nombreux et fréquents, mais généralement microscopiques – moins d'un centième de la largeur d'un cheveu humain.
Cependant, les études sur une profession inhabituelle montrent que l'apprentissage peut changer radicalement le cerveau des adultes. Les chauffeurs de taxi londoniens doivent mémoriser «la connaissance» – les itinéraires complexes, les routes et les points de repère de leur ville. Les chercheurs ont découvert que cet apprentissage modifiait physiquement l’hippocampe d’un conducteur, une région cérébrale essentielle à la navigation. Les hippocampes postérieurs des chauffeurs de taxi londoniens étaient plus grands que les non-conducteurs de millimètres – plus de 1 000 fois la taille des synapses.
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Il n’est donc pas réaliste de supposer que les différences entre les sexes dans le cerveau humain sont innées. Ils peuvent également résulter de l'apprentissage. Les gens vivent dans une culture fondamentalement sexuée, dans laquelle la parentalité, l'éducation, les attentes et les opportunités diffèrent en fonction du sexe, de la naissance à l'âge adulte, ce qui change inévitablement le cerveau.
En fin de compte, toute différence entre les sexes dans les structures cérébrales est probablement due à une combinaison complexe et interagissante de gènes, d'hormones et d'apprentissage.
Ari Berkowitz, professeur présidentiel de biologie; Directeur, Programme d'études supérieures en neurobiologie cellulaire et comportementale, Université d'Oklahoma
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l'article original.