为什么有些人是左撇子?左撇子和大脑结构不对称有关
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据调查,大约10.6%的人是左撇子(Papadatou-Pastou et al.,2020),但导致左撇子的原因仍在研究中。
不过有一点是明确的,那就是惯用手(利手)不是由手引起的。仅仅通过看一个人的手是完全无法判断这个人是左撇子还是右撇子。在构成左撇子和右撇子的手的骨骼、肌肉、肌腱和其他部分之间没有明显的区别。
相反,用手习惯是由中枢神经系统引起的,例如大脑和脊髓。惯用手是大脑中许多左右功能上的差异之一。具体来说,在左撇子中,大脑右侧的运动皮层(身体的左侧由右侧大脑控制,反之亦然)在精细的运动行为中占主导地位,比如用笔写字。相比之下,右撇子的左运动皮层更擅长完成这样的任务。
研究左撇子和大脑结构不对称之间的联系
这一发现让惯用手的研究人员提出了一个有趣的问题:大脑结构中的这些不对称是否与大脑功能的不对称有关,例如惯用手?
在一项已上传到预印本服务器bioRxiv上的新研究中,通过观察左撇子和右撇子的大脑结构差异以及惯用手和大脑结构之间的遗传联系来回答了这个问题(Sha et al, 2021)。在这项研究中,研究人员分析了28802名右撇子和3062名左撇子的大脑成像数据,这些数据来自英国生物样本库(UK Biobank.)。英国生物样本库是一个从英国志愿者那里获得的心理和神经成像数据的大型数据集.
31,864 名成年个体(28,802 名右撇子和 3,062 名左撇子)的平均皮质不对称图
在这项研究中,研究人员为他们的数据集分析了整个大脑结构的不对称性,以及与惯用手和大脑结构相关的遗传变异以及两者之间的重叠。
研究人员发现了什么?
研究人员发现,左撇子的8个大脑区域的皮质表面区域的结构性半球不对称性向右移动,两个大脑区域的皮质厚度的结构性半球不对称性向右移动。左撇子的这种不对称性向右移动表明,左撇子与神经元资源向运动主导的右半球转移有关(大脑的右侧控制身体的左侧,反之亦然)。在功能上,这些大脑区域与运动功能有关,也与所谓的执行功能有关,例如一系列更高的认知能力,例如决策、视觉和语言。
与人类手部偏好相关的大脑皮层不对称
遗传对手部偏好的影响会影响与手部偏好相关的皮层不对称
在第二步中,研究人员调查了哪些遗传因素与左撇子和右撇子大脑区域的大脑结构不对称有关。他们发现,在两个大脑区域中,左撇子的遗传倾向增加与大脑不对称向右偏移显著相关,这表明左撇子和大脑结构不对称之间存在遗传联系。此外,之前被认为与左撇子有关的基因组中18个不同的位置与大脑结构的不对称有关。有趣的是,其中6个基因(称为TUBB, TUBA1B, TUBB3, TUBB4A, MAP2和NME7)与已确定的基因组位置相关,在功能上与所谓的微管相关。微管在早期大脑发育中发挥作用,因为它们对细胞骨架很重要,细胞骨架为神经细胞和其他细胞提供结构和形状。重要的是,在早期发育过程中,微管也与大脑的左右轴决定有关。这表明决定左右脑的早期发育过程与左撇子和大脑结构的不对称性有关。
结论
总之,该研究表明,左撇子和大脑结构的不对称是相关的。左撇子表现出大脑不对称向运动主导的右侧偏移。遗传分析表明,决定神经系统左侧和右侧的发育过程代表了左撇子和大脑结构不对称之间的功能联系。
作者:Sebastian Ocklenburg
Sebastian Ocklenburg 博士 是德国Ruhr University认知神经科学研究所的生物心理学教授。
翻译:丘脑大叔;排版:羽化
原文:
https://www.psychologytoday.com/us/blog/the-asymmetric-brain/202108/left-handedness-and-brain-asymmetry-genetic-link
参考文献
Papadatou-Pastou M, Ntolka E, Schmitz J, Martin M, Munafò MR, Ocklenburg S, Paracchini S. (2020). Human handedness: A meta-analysis. Psychol Bull, 146, 481-524.
Sha Z, Pepe A, Schijven D, Carrion Castillo A, Roe JM, Westerhausen R, Joliot M, Fisher SE, Crivello F, Francks C. (2021). Left-handedness and its genetic influences are associated with structural asymmetries mapped across the cerebral cortex in 31,864 individuals. bioRxiv 2021.07.16.452594. (Please note that this article is a preprint and has not been certified by peer review yet).
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