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Sexual dimorphism of the cerebral cortex


Lüders, Eileen. Sexual dimorphism of the cerebral cortex. 2006, University of Zurich, Faculty of Arts.

Abstract

Die in der vorliegenden Arbeit zusammengefaßten Studien verdeutlichen das Vorhandensein zerebraler Geschlechtsunterschiede in einer großen und sorgfältig zusammengestellten Stichprobe von jungen und gesunden Erwachsenen. Unter Zuhilfenahme hochauflösender Kernspintomographie und fortschrittlicher Auswertungsmethoden wurden mehrere hirnanatomische Komponenten erstmalig analysiert. Darüberhinaus wurde systematisch erforscht, wie Vorverarbeitung and Analyse-Ansatz die strukturellen Ergebnisse beeinflussen können. Insgesamt wurden vier Hauptstudien konzipiert, um Gesamtgehirnvolumen, globale Gewebevolumina (graue Substanz, weisse Substanz, Cerebrospinalflüssigkeit), regionale Konzentration der grauen Substanz, kortikale Dicke, sowie Faltung der kortikalen Oberfläche zu untersuchen. Wir ermittelten größere globale Volumina und regionale Konzentrationen der grauen Substanz in weiblichen Gehirnen, sowie auch dickere und stärker gefaltete kortikalen Oberflächen, wenn die Ergebnisse anhand der individuellen Gehirngrössen korrigiert wurden. Interessanterweise übertraf sogar in unkorrigierten Daten die kortikale Dicke der Frauen die der Männer. Im Gegensatz dazu waren die unkorrigierten globalen Gewebevolumina in männlichen Gehirnen signifikant grösser, was mit dem Befund über ein durchschnittlich größeres männliches Gesamtgehirnvolumen einhergeht. Unsere Ergebnisse unterstützen die Annahme einer geschlechtsspezifischen Hirnor- ganisation, die sich in der Architektur des Kortex zu widerspiegeln scheint. Dieser zerebrale Geschlechtsdimorphismus könnte funktionell bedeutsam sein und geschlechtsspezifische Fähigkeiten und Verhaltensunterschiede zwischen Männern und Frauen erklären.

The work summarized in this thesis addresses the presence and direction of cerebral gender differences in a large and well-matched sample of young and healthy adults. Several brain-anatomical characteristics were studied for the first time by employing high-resolution magnetic resonance imaging (MRI) data and sophisticated image analysis tools. Moreover, it was systematically investigated how image preprocessing and analysis can influence the magnitude and direction of structural differences in brain morphology between genders. Altogether, four main studies were designed to examine gender differences in brain structure were variables included total brain volume (TBV), global tissue volumes [gray matter (GM), white matter (WM), cerebrospinal fluid (CSF)], regional GM concentration, cortical thickness and convolution of the cortical surface. Results from these studies showed larger global GM volumes, greater regional GM concentration and cortical thickness, as well as a larger degree of cortical convolution in females compared to males, after correcting for individual brain sizes. Interestingly, even when brain volumes were analyzed in their native dimensions, regional thickness of the cortex was larger in females than in males. In contrast, when individual brain volumes were not taken into account, we detected larger global tissue volumes (GM, WM, CSF) in males corroborating widely-documented prior observations of larger brain volumes in men. The findings revealed from the above investigations support the assumption of a dimorphic organization in male and female brains that appears to involve the cortical archi-tecture. This cerebral sexual dimorphism may have functional significance and possibly account for gender-specific abilities and behavioral differences between men and women.

Abstract

Die in der vorliegenden Arbeit zusammengefaßten Studien verdeutlichen das Vorhandensein zerebraler Geschlechtsunterschiede in einer großen und sorgfältig zusammengestellten Stichprobe von jungen und gesunden Erwachsenen. Unter Zuhilfenahme hochauflösender Kernspintomographie und fortschrittlicher Auswertungsmethoden wurden mehrere hirnanatomische Komponenten erstmalig analysiert. Darüberhinaus wurde systematisch erforscht, wie Vorverarbeitung and Analyse-Ansatz die strukturellen Ergebnisse beeinflussen können. Insgesamt wurden vier Hauptstudien konzipiert, um Gesamtgehirnvolumen, globale Gewebevolumina (graue Substanz, weisse Substanz, Cerebrospinalflüssigkeit), regionale Konzentration der grauen Substanz, kortikale Dicke, sowie Faltung der kortikalen Oberfläche zu untersuchen. Wir ermittelten größere globale Volumina und regionale Konzentrationen der grauen Substanz in weiblichen Gehirnen, sowie auch dickere und stärker gefaltete kortikalen Oberflächen, wenn die Ergebnisse anhand der individuellen Gehirngrössen korrigiert wurden. Interessanterweise übertraf sogar in unkorrigierten Daten die kortikale Dicke der Frauen die der Männer. Im Gegensatz dazu waren die unkorrigierten globalen Gewebevolumina in männlichen Gehirnen signifikant grösser, was mit dem Befund über ein durchschnittlich größeres männliches Gesamtgehirnvolumen einhergeht. Unsere Ergebnisse unterstützen die Annahme einer geschlechtsspezifischen Hirnor- ganisation, die sich in der Architektur des Kortex zu widerspiegeln scheint. Dieser zerebrale Geschlechtsdimorphismus könnte funktionell bedeutsam sein und geschlechtsspezifische Fähigkeiten und Verhaltensunterschiede zwischen Männern und Frauen erklären.

The work summarized in this thesis addresses the presence and direction of cerebral gender differences in a large and well-matched sample of young and healthy adults. Several brain-anatomical characteristics were studied for the first time by employing high-resolution magnetic resonance imaging (MRI) data and sophisticated image analysis tools. Moreover, it was systematically investigated how image preprocessing and analysis can influence the magnitude and direction of structural differences in brain morphology between genders. Altogether, four main studies were designed to examine gender differences in brain structure were variables included total brain volume (TBV), global tissue volumes [gray matter (GM), white matter (WM), cerebrospinal fluid (CSF)], regional GM concentration, cortical thickness and convolution of the cortical surface. Results from these studies showed larger global GM volumes, greater regional GM concentration and cortical thickness, as well as a larger degree of cortical convolution in females compared to males, after correcting for individual brain sizes. Interestingly, even when brain volumes were analyzed in their native dimensions, regional thickness of the cortex was larger in females than in males. In contrast, when individual brain volumes were not taken into account, we detected larger global tissue volumes (GM, WM, CSF) in males corroborating widely-documented prior observations of larger brain volumes in men. The findings revealed from the above investigations support the assumption of a dimorphic organization in male and female brains that appears to involve the cortical archi-tecture. This cerebral sexual dimorphism may have functional significance and possibly account for gender-specific abilities and behavioral differences between men and women.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Jäncke Lutz, Ehlert Ulrike
Communities & Collections:UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:Unspecified
Language:English
Place of Publication:Los Angeles
Date:2006
Deposited On:05 Jun 2019 14:47
Last Modified:25 Sep 2019 00:10
Number of Pages:147
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/primo-explore/fulldisplay?docid=ebi01_prod005148475&context=L&vid=ZAD&search_scope=default_scope&tab=default_tab&lang=de_DE (Library Catalogue)

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