home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME - Man of the Year / CompactPublishing-TimeMagazine-TimeManOfTheYear-Win31MSDOS.iso / moy / 012092 / 0120300.000 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-10-19  |  20.9 KB  |  437 lines

  1.                                                                                 SCIENCE, Page 42COVER STORIESSizing Up The Sexes 
  2.  
  3.  
  4. Scientists are discovering that gender differences have as much
  5. to do with the biology of the brain as with the way we are raised
  6.  
  7. By CHRISTINE GORMAN -- Reported by J. Madeleine Nash/Los Angeles
  8.  
  9.  
  10.     What are little boys made of?
  11.     What are little boys made of?
  12.     Frogs and snails
  13.     And puppy dogs' tails,
  14.     That's what little boys are made of.
  15.  
  16.     What are little girls made of?
  17.     What are little girls made of?
  18.     Sugar and spice
  19.     And all that's nice,
  20.     That's what little girls are made of.
  21.  
  22.     -- Anonymous
  23.  
  24.  
  25.     Many scientists rely on elaborately complex and costly
  26. equipment to probe the mysteries confronting humankind. Not
  27. Melissa Hines. The UCLA behavioral scientist is hoping to solve
  28. one of life's oldest riddles with a toybox full of police cars,
  29. Lincoln Logs and Barbie dolls. For the past two years, Hines and
  30. her colleagues have tried to determine the origins of gender
  31. differences by capturing on videotape the squeals of delight,
  32. furrows of concentration and myriad decisions that children from
  33. 2 1/2 to 8 make while playing. Although both sexes play with all
  34. the toys available in Hines' laboratory, her work confirms what
  35. most parents (and more than a few aunts, uncles and
  36. nursery-school teachers) already know. As a group, the boys
  37. favor sports cars, fire trucks and Lincoln Logs, while the girls
  38. are drawn more often to dolls and kitchen toys.
  39.  
  40.     But one batch of girls defies expectations and
  41. consistently prefers the boy toys. These youngsters have a rare
  42. genetic abnormality that caused them to produce elevated levels
  43. of testosterone, among other hormones, during their embryonic
  44. development. On average, they play with the same toys as the
  45. boys in the same ways and just as often. Could it be that the
  46. high levels of testosterone present in their bodies before birth
  47. have left a permanent imprint on their brains, affecting their
  48. later behavior? Or did their parents, knowing of their disorder,
  49. somehow subtly influence their choices? If the first explanation
  50. is true and biology determines the choice, Hines wonders, "Why
  51. would you evolve to want to play with a truck?"
  52.  
  53.     Not so long ago, any career-minded researcher would have
  54. hesitated to ask such questions. During the feminist revolution
  55. of the 1970s, talk of inborn differences in the behavior of men
  56. and women was distinctly unfashionable, even taboo. Men
  57. dominated fields like architecture and engineering, it was
  58. argued, because of social, not hormonal, pressures. Women did
  59. the vast majority of society's child rearing because few other
  60. options were available to them. Once sexism was abolished, so
  61. the argument ran, the world would become a perfectly equitable,
  62. androgynous place, aside from a few anatomical details.
  63.  
  64.     But biology has a funny way of confounding expectations.
  65. Rather than disappear, the evidence for innate sexual
  66. differences only began to mount. In medicine, researchers
  67. documented that heart disease strikes men at a younger age than
  68. it does women and that women have a more moderate physiological
  69. response to stress. Researchers found subtle neurological
  70. differences between the sexes both in the brain's structure and
  71. in its functioning. In addition, another generation of parents
  72. discovered that, despite their best efforts to give baseballs
  73. to their daughters and sewing kits to their sons, girls still
  74. flocked to dollhouses while boys clambered into tree forts.
  75. Perhaps nature is more important than nurture after all.
  76.  
  77.     Even professional skeptics have been converted. "When I
  78. was younger, I believed that 100% of sex differences were due
  79. to the environment," says Jerre Levy, professor of psychology
  80. at the University of Chicago. Her own toddler toppled that
  81. utopian notion. "My daughter was 15 months old, and I had just
  82. dressed her in her teeny little nightie. Some guests arrived,
  83. and she came into the room, knowing full well that she looked
  84. adorable. She came in with this saucy little walk, cocking her
  85. head, blinking her eyes, especially at the men. You never saw
  86. such flirtation in your life." After 20 years spent studying the
  87. brain, Levy is convinced: "I'm sure there are biologically based
  88. differences in our behavior."
  89.  
  90.     Now that it is O.K. to admit the possibility, the search
  91. for sexual differences has expanded into nearly every branch of
  92. the life sciences. Anthropologists have debunked Margaret
  93. Mead's work on the extreme variability of gender roles in New
  94. Guinea. Psychologists are untangling the complex interplay
  95. between hormones and aggression. But the most provocative, if
  96. as yet inconclusive, discoveries of all stem from the pioneering
  97. exploration of a tiny 3-lb. universe: the human brain. In fact,
  98. some researchers predict that the confirmation of innate
  99. differences in behavior could lead to an unprecedented
  100. understanding of the mind.
  101.  
  102.     Some of the findings seem merely curious. For example,
  103. more men than women are lefthanded, reflecting the dominance of
  104. the brain's right hemisphere. By contrast, more women listen
  105. equally with both ears while men favor the right one.
  106.  
  107.     Other revelations are bound to provoke more controversy.
  108. Psychology tests, for instance, consistently support the notion
  109. that men and women perceive the world in subtly different ways.
  110. Males excel at rotating three-dimensional objects in their head.
  111. Females prove better at reading emotions of people in
  112. photographs. A growing number of scientists believe the
  113. discrepancies reflect functional differences in the brains of
  114. men and women. If true, then some misunderstandings between the
  115. sexes may have more to do with crossed wiring than
  116. cross-purposes.
  117.  
  118.     Most of the gender differences that have been uncovered so
  119. far are, statistically speaking, quite small. "Even the largest
  120. differences in cognitive function are not as large as the
  121. difference in male and female height," Hines notes. "You still
  122. see a lot of overlap." Otherwise, women could never read maps
  123. and men would always be lefthanded. That kind of flexibility
  124. within the sexes reveals just how complex a puzzle gender
  125. actually is, requiring pieces from biology, sociology and
  126. culture.
  127.  
  128.     Ironically, researchers are not entirely sure how or even
  129. why humans produce two sexes in the first place. (Why not just
  130. one -- or even three -- as in some species?) What is clear is
  131. that the two sexes originate with two distinct chromosomes.
  132. Women bear a double dose of the large X chromosome, while men
  133. usually possess a single X and a short, stumpy Y chromosome. In
  134. 1990 British scientists reported they had identified a single
  135. gene on the Y chromosome that determines maleness. Like some
  136. kind of biomolecular Paul Revere, this master gene rouses a
  137. host of its compatriots to the complex task of turning a fetus
  138. into a boy. Without such a signal, all human embryos would
  139. develop into girls. "I have all the genes for being male except
  140. this one, and my husband has all the genes for being female,"
  141. marvels evolutionary psychologist Leda Cosmides, of the
  142. University of California at Santa Barbara. "The only difference
  143. is which genes got turned on."
  144.  
  145.     Yet even this snippet of DNA is not enough to ensure a
  146. masculine result. An elevated level of the hormone testosterone
  147. is also required during the pregnancy. Where does it come from?
  148. The fetus' own undescended testes. In those rare cases in which
  149. the tiny body does not respond to the hormone, a genetically
  150. male fetus develops sex organs that look like a clitoris and
  151. vagina rather than a penis. Such people look and act female. The
  152. majority marry and adopt children.
  153.  
  154.     The influence of the sex hormones extends into the nervous
  155. system. Both males and females produce androgens, such as
  156. testosterone, and estrogens -- although in different amounts.
  157. (Men and women who make no testosterone generally lack a
  158. libido.) Researchers suspect that an excess of testosterone
  159. before birth enables the right hemisphere to dominate the brain,
  160. resulting in lefthandedness. Since testosterone levels are
  161. higher in boys than in girls, that would explain why more boys
  162. are southpaws.
  163.  
  164.     Subtle sex-linked preferences have been detected as early
  165. as 52 hours after birth. In studies of 72 newborns, University
  166. of Chicago psychologist Martha McClintock and her students
  167. found that a toe-fanning reflex was stronger in the left foot
  168. for 60% of the males, while all the females favored their
  169. right. However, apart from such reflexes in the hands, legs and
  170. feet, the team could find no other differences in the babies'
  171. responses.
  172.  
  173.     One obvious place to look for gender differences is in the
  174. hypothalamus, a lusty little organ perched over the brain stem
  175. that, when sufficiently provoked, consumes a person with rage,
  176. thirst, hunger or desire. In animals, a region at the front of
  177. the organ controls sexual function and is somewhat larger in
  178. males than in females. But its size need not remain constant.
  179. Studies of tropical fish by Stanford University neurobiologist
  180. Russell Fernald reveal that certain cells in this tiny region
  181. of the brain swell markedly in an individual male whenever he
  182. comes to dominate a school. Unfortunately for the piscine pasha,
  183. the cells will also shrink if he loses control of his harem to
  184. another male.
  185.  
  186.     Many researchers suspect that, in humans too, sexual
  187. preferences are controlled by the hypothalamus. Based on a study
  188. of 41 autopsied brains, Simon LeVay of the Salk Institute for
  189. Biological Studies announced last summer that he had found a
  190. region in the hypothalamus that was on average twice as large
  191. in heterosexual men as in either women or homosexual men.
  192. LeVay's findings support the idea that varying hormone levels
  193. before birth may immutably stamp the developing brain in one
  194. erotic direction or another.
  195.  
  196.     These prenatal fluctuations may also steer boys toward
  197. more rambunctious behavior than girls. June Reinisch, director
  198. of the Kinsey Institute for Research in Sex, Gender and
  199. Reproduction at Indiana University, in a pioneering study of
  200. eight pairs of brothers and 17 pairs of sisters ages 6 to 18
  201. uncovered a complex interplay between hormones and aggression.
  202. As a group, the young males gave more belligerent answers than
  203. did the females on a multiple-choice test in which they had to
  204. imagine their response to stressful situations. But siblings who
  205. had been exposed in utero to synthetic antimiscarriage hormones
  206. that mimic testosterone were the most combative of all. The
  207. affected boys proved significantly more aggressive than their
  208. unaffected brothers, and the drug-exposed girls were much more
  209. contentious than their unexposed sisters. Reinisch could not
  210. determine, however, whether this childhood aggression would
  211. translate into greater ambition or competitiveness in the adult
  212. world.
  213.  
  214.     While most of the gender differences uncovered so far seem
  215. to fall under the purview of the hypothalamus, researchers have
  216. begun noting discrepancies in other parts of the brain as well.
  217. For the past nine years, neuroscientists have debated whether
  218. the corpus callosum, a thick bundle of nerves that allows the
  219. right half of the brain to communicate with the left, is larger
  220. in women than in men. If it is, and if size corresponds to
  221. function, then the greater crosstalk between the hemispheres
  222. might explain enigmatic phenomena like female intuition, which
  223. is supposed to accord women greater ability to read emotional
  224. clues.
  225.  
  226.     These conjectures about the corpus callosum have been hard
  227. to prove because the structure's girth varies dramatically with
  228. both age and health. Studies of autopsied material are of
  229. little use because brain tissue undergoes such dramatic changes
  230. in the hours after death. Neuroanatomist Laura Allen and
  231. neuroendocrinologist Roger Gorski of UCLA decided to try to
  232. circumvent some of these problems by obtaining brain scans from
  233. live, apparently healthy people. In their investigation of 146
  234. subjects, published in April, they confirmed that parts of the
  235. corpus callosum were up to 23% wider in women than in men. They
  236. also measured thicker connections between the two hemispheres
  237. in other parts of women's brains.
  238.  
  239.     Encouraged by the discovery of such structural
  240. differences, many researchers have begun looking for dichotomies
  241. of function as well. At the Bowman Gray Medical School in
  242. Winston-Salem, N.C., Cecile Naylor has determined that men and
  243. women enlist widely varying parts of their brain when asked to
  244. spell words. By monitoring increases in blood flow, the
  245. neuropsychologist found that women use both sides of their head
  246. when spelling while men use primarily their left side. Because
  247. the area activated on the right side is used in understanding
  248. emotions, the women apparently tap a wider range of experience
  249. for their task. Intriguingly, the effect occurred only with
  250. spelling and not during a memory test.
  251.  
  252.     Researchers speculate that the greater communication
  253. between the two sides of the brain could impair a woman's
  254. performance of certain highly specialized visual-spatial tasks.
  255. For example, the ability to tell directions on a map without
  256. physically having to rotate it appears stronger in those
  257. individuals whose brains restrict the process to the right
  258. hemisphere. Any crosstalk between the two sides apparently
  259. distracts the brain from its job. Sure enough, several studies
  260. have shown that this mental-rotation skill is indeed more
  261. tightly focused in men's brains than in women's.
  262.  
  263.     But how did it get to be that way? So far, none of the
  264. gender scientists have figured out whether nature or nurture is
  265. more important. "Nothing is ever equal, even in the beginning,"
  266. observes Janice Juraska, a biopsychologist at the University of
  267. Illinois at Urbana-Champaign. She points out, for instance, that
  268. mother rats lick their male offspring more frequently than they
  269. do their daughters. However, Juraska has demonstrated that it
  270. is possible to reverse some inequities by manipulating
  271. environmental factors. Female rats have fewer nerve connections
  272. than males into the hippocampus, a brain region associated with
  273. spatial relations and memory. But when Juraska "enriched'' the
  274. cages of the females with stimulating toys, the females
  275. developed more of these neuronal connections. "Hormones do
  276. affect things -- it's crazy to deny that," says the researcher.
  277. "But there's no telling which way sex differences might go if
  278. we completely changed the environment." For humans, educational
  279. enrichment could perhaps enhance a woman's ability to work in
  280. three dimensions and a man's ability to interpret emotions. Says
  281. Juraska: "There's nothing about human brains that is so stuck
  282. that a different way of doing things couldn't change it
  283. enormously."
  284.  
  285.     Nowhere is this complex interaction between nature and
  286. nurture more apparent than in the unique human abilities of
  287. speaking, reading and writing. No one is born knowing French,
  288. for example; it must be learned, changing the brain forever.
  289. Even so, language skills are linked to specific cerebral
  290. centers. In a remarkable series of experiments, neurosurgeon
  291. George Ojemann of the University of Washington has produced
  292. scores of detailed maps of people's individual language centers.
  293.  
  294.     First, Ojemann tested his patients' verbal intelligence
  295. using a written exam. Then, during neurosurgery -- which was
  296. performed under a local anesthetic -- he asked them to name
  297. aloud a series of objects found in a steady stream of
  298. black-and-white photos. Periodically, he touched different parts
  299. of the brain with an electrode that temporarily blocked the
  300. activity of that region. (This does not hurt because the brain
  301. has no sense of pain.) By noting when his patients made
  302. mistakes, the surgeon was able to determine which sites were
  303. essential to naming.
  304.  
  305.     Several complex sexual differences emerged. Men with lower
  306. verbal IQs were more likely to have their language skills
  307. located toward the back of the brain. In a number of women,
  308. regardless of IQ, the naming ability was restricted to the
  309. frontal lobe. This disparity could help explain why strokes that
  310. affect the rear of the brain seem to be more devastating to men
  311. than to women.
  312.  
  313.     Intriguingly, the sexual differences are far less
  314. significant in people with higher verbal IQs. Their language
  315. skills developed in a more intermediate part of the brain. And
  316. yet, no two patterns were ever identical. "That to me is the
  317. most important finding," Ojemann says. "Instead of these sites
  318. being laid down more or less the same in everyone, they're laid
  319. down in subtly different places." Language is scattered randomly
  320. across these cerebral centers, he hypothesizes, because the
  321. skills evolved so recently.
  322.  
  323.     What no one knows for sure is just how hardwired the brain
  324. is. How far and at what stage can the brain's extraordinary
  325. flexibility be pushed? Several studies suggest that the junior
  326. high years are key. Girls show the same aptitudes for math as
  327. boys until about the seventh grade, when more and more girls
  328. develop math phobia. Coincidentally, that is the age at which
  329. boys start to shine and catch up to girls in reading.
  330.  
  331.     By one account, the gap between men and women for at least
  332. some mental skills has actually started to shrink. By looking
  333. at 25 years' worth of data from academic tests, Janet Hyde,
  334. professor of psychology and women's studies at the University
  335. of Wisconsin at Madison, discovered that overall gender
  336. differences for verbal and mathematical skills dramatically
  337. decreased after 1974. One possible explanation, Hyde notes, is
  338. that "Americans have changed their socialization and educational
  339. patterns over the past few decades. They are treating males and
  340. females with greater similarity."
  341.  
  342.     Even so, women still have not caught up with men on the
  343. mental-rotation test. Fascinated by the persistence of that gap,
  344. psychologists Irwin Silverman and Marion Eals of York University
  345. in Ontario wondered if there were any spatial tasks at which
  346. women outperformed men. Looking at it from the point of view of
  347. human evolution, Silverman and Eals reasoned that while men may
  348. have developed strong spatial skills in response to evolutionary
  349. pressures to be successful hunters, women would have needed
  350. other types of visual skills to excel as gatherers and foragers
  351. of food.
  352.  
  353.     The psychologists therefore designed a test focused on the
  354. ability to discern and later recall the location of objects in
  355. a complex, random pattern. In series of tests, student
  356. volunteers were given a minute to study a drawing that contained
  357. such unrelated objects as an elephant, a guitar and a cat. Then
  358. Silverman and Eals presented their subjects with a second
  359. drawing containing additional objects and told them to cross out
  360. those items that had been added and circle any that had moved.
  361. Sure enough, the women consistently surpassed the men in giving
  362. correct answers.
  363.  
  364.     What made the psychologists really sit up and take notice,
  365. however, was the fact that the women scored much better on the
  366. mental-rotation test while they were menstruating. Specifically,
  367. they improved their scores by 50% to 100% whenever their
  368. estrogen levels were at their lowest. It is not clear why this
  369. should be. However, Silverman and Eals are trying to find out
  370. if women exhibit a similar hormonal effect for any other visual
  371. tasks.
  372.  
  373.     Oddly enough, men may possess a similar hormonal response,
  374. according to new research reported in November by Doreen Kimura,
  375. a psychologist at the University of Western Ontario. In her
  376. study of 138 adults, Kimura found that males perform better on
  377. mental-rotation tests in the spring, when their testosterone
  378. levels are low, rather than in the fall, when they are higher.
  379. Men are also subject to a daily cycle, with testosterone levels
  380. lowest around 8 p.m. and peaking around 4 a.m. Thus, says June
  381. Reinisch of the Kinsey Institute: "When people say women can't
  382. be trusted because they cycle every month, my response is that
  383. men cycle every day, so they should only be allowed to negotiate
  384. peace treaties in the evening."
  385.  
  386.     Far from strengthening stereotypes about who women and men
  387. truly are or how they should behave, research into innate sexual
  388. differences only underscores humanity's awesome adaptability.
  389. "Gender is really a complex business," says Reinisch. "There's
  390. no question that hormones have an effect. But what does that
  391. have to do with the fact that I like to wear pink ribbons and
  392. you like to wear baseball gloves? Probably something, but we
  393. don't know what."
  394.  
  395.     Even the concept of what an innate difference represents
  396. is changing. The physical and chemical differences between the
  397. brains of the two sexes may be malleable and subject to change
  398. by experience: certainly an event or act of learning can
  399. directly affect the brain's biochemistry and physiology. And so,
  400. in the final analysis, it may be impossible to say where nature
  401. ends and nurture begins because the two are so intimately
  402. linked.
  403.  
  404.  
  405.  
  406.  
  407.  
  408.  
  409.  
  410.  
  411.  
  412.  
  413.  
  414.  
  415.  
  416.  
  417.  
  418.  
  419.  
  420.  
  421.  
  422.  
  423.  
  424.  
  425.  
  426.  
  427.  
  428.  
  429.  
  430.  
  431.  
  432.  
  433.  
  434.  
  435.  
  436.  
  437.