화소기반형태분석을 활용한 성별에 따른 회백질 부피 차이 연구

Abstract

서론: 인간의 여러 행동 및 감정과 인지기능은 성별에 따른 차이를 보인다고 알려져 있다. 이에 주목해 그 원인적 인자로 성별에 따른 뇌의 구조적 차이에 대하여 규명하고자 한다. 성별에 따른 뇌의 구조적 차이에 대한 연구는 다수이나 그 결과가 일관되지는 않다. 이에 따라 본 연구는 뇌 자기공명영상(magnetic resonance imaging)을 이용해 건강한 성인 남성과 여성 간의 회백질 부피를 비교하고, 차이를 보이는 영역을 확인하고자 한다. 방법: 본 연구는 만 20 - 40세의 건강한 성인 남녀 60명(남성군 30명, 여성군 30명)을 대상으로 진행했다. 구조적 자기공명 영상인 T1-강조영상(T1-weigthed image)을 획득했다. FMRIB's Software Library (FSL)을 사용한 화소기반형태분석법(voxel-based morphometry, VBM)을 통해 나이를 공변량으로 포함하여 두 군 간 뇌의 회백질 부피 차이가 나타난 영역을 추출했다. 통계적 역치는 family-wise error (FWE) corrected p＜0.05 및 50 화적소(voxel) 이상으로 설정하였다. 연구결과: 연구 대상자의 평균 나이는 남성 30.1세 (표준편차 = 4.7세), 여성 29.8세(표준편차 = 4.6세)로 군간 유의한 차이가 없었다(p = 0.87). 남성군이 여성군에 비해 더 큰 회백질 부피를 보이는 영역은 우측 앞해마곁이랑(right parahippocampal gyrus; FWE-corrected p = 0.035, 100 voxels)으로 나타났다. 여성군이 남성군보다 더 큰 회백질 부피를 보이는 영역은 좌측 소뇌의 소엽 Crus I/II (Crus I/II of left cerebellum; FWE-corrected p = 0.006, 1,469 voxels), 우측 해마 및 우측 시상(right hippocampus and thalamus; FWE-corrected p = 0.008, 128 voxels)으로 나타났다. 결론: 본 연구에서 남성군은 우측 앞해마곁이랑의 회백질 부피가, 여성군은 좌측 소뇌의 소엽 Crus I/II과 우측 해마 및 시상의 회백질 부피가 더 큰 것을 확인했다. 소뇌의 소엽 Crus I/II는 의사 결정 과정에 중요하다고 알려져 있으며, 해마 및 해마곁이랑은 기억과 감정적인 행동에 깊이 관련되어 있다고 알려져 있다. 그러므로 본 연구에서 발견한 해당 부위의 성별 간 부피 차이는 추후 성별에 따른 뇌 구조와 행동 및 인지기능의 차이를 보다 명확히 규명하기 위한 예비연구 결과로서 의의가 있을 것이다.;Introduction: Humans are known to show sex differences in behaviors, emotions, and cognitive functions. In this study, we investigated sex differences in brain structures. Although several studies have reported sex-related structural differences in the several brain regions, the results have been inconsistent. This study aims to identify sex-related differences in specific brain regions by comparing gray matter volumes in healthy adult men and women using voxel-based morphometry (VBM). Methods: The study participants included 60 healthy adult men and women aged 20 to 40 (30 men and 30 women). T1-weighted images were obtained through structural brain magnetic resonance imaging. VBM analysis was carried out using FMRIB's Software Library (FSL) to identify regional gray matter volume differences between the two groups. Results: There was no significant difference in socio-demographic characteristics between the male and female groups. The male group showed greater gray matter volumes in the anterior division of parahippocampal gyrus (FWE-corrected p = 0.035), as compared to the female group. On the other hand, reduced gray matter volumes in the Crus I/II of left cerebellum (FWE-corrected p = 0.006), right hippocampus and thalamus (FWE-corrected p = 0.008) were found in the male group relative to the female group. Conclusion: In this study, the male group showed a greater volume of gray matter in the right parahippocampal gyrus. The female group had a greater gray matter volume in the Crus I/II of left cerebellum, right hippocampus and thalamus. The Crus I/II of cerebellum is the brain region which has played a key role in decision-making process, and the hippocampus and parahippocampal gyrus are known to be involved in memory and emotional behavior. The present results may provide preliminary evidence for sex-specific structural differences particularly in the brain regions subserving specific cognitive functions.