Les différences cérébrales entre les sexes se réduisent-elles aux différences de taille du corps?
Version intégrale d'un article publié le 14/11/2021 sur The Conversation.
En début d’année, un article de Lise Eliot et ses collègues de l’université Rosalind Franklin de Chicago[1] a passé en revue plusieurs dizaines d’études documentant les différences cérébrales entre les sexes, et a conclu qu’une fois prises en compte les différences de taille (du corps) entre hommes et femmes, les différences cérébrales observées étaient totalement négligeables. Il se trouve qu’au même moment, mon équipe était en train de publier les résultats d’une vaste étude d’imagerie cérébrale, qui aboutissait à des résultats différents[2]. Explications.
L’article d’Eliot et coll. a beau jeu de constater que les études publiées documentant des différences cérébrales entre les sexes ne sont pas toujours d’une grande fiabilité, et que leurs résultats sont de ce fait peu reproductibles d’une étude à l’autre. En effet, beaucoup de ces études sont basées sur de petits effectifs, rendant leurs résultats très incertains. Par ailleurs, les techniques utilisées pour traiter les images d’imagerie par résonance magnétique (IRM) et quantifier des mesures cérébrales sont très variables d’une étude à l’autre, ce qui fait que les mesures analysées dans une étude ne sont pas nécessairement comparables à celles analysées dans une autre, accroissant encore les contradictions apparentes.
Enfin, les études antérieures ont, pour la plupart, traité de manière insatisfaisante le problème de la différence de taille entre hommes et femmes. En effet, il n’est un mystère pour personne que les hommes et les femmes ont des tailles moyennes différentes (respectivement 178 et 164 cm chez les 18-29 ans français[3]), et par conséquent il est attendu que la taille de leurs cerveaux diffère aussi (respectivement 1234 et 1116 cm3 chez les adultes britanniques[4]). Du coup, si l’on compare les dimensions brutes de régions cérébrales plus spécifiques, on trouve que la plupart d’entre elles sont plus grosses chez les hommes, ce qui n’est ni étonnant, ni très informatif. Il serait plus intéressant de comparer les différences de dimensions de ces régions, à volume cérébral total donné.
Pour cela, il faut ajuster les mesures cérébrales locales sur le volume total du cerveau, c’est-à-dire neutraliser statistiquement les différences de volume total. Il existe plusieurs manières de le faire. Une première idée assez intuitive, utilisée dans beaucoup d’études, est de simplement diviser une mesure cérébrale locale par le volume total du cerveau, la ramenant ainsi à une proportion du volume cérébral total. Une seconde idée tout aussi populaire est d’utiliser le volume total du cerveau comme co-variable dans un modèle de régression linéaire. Ces deux méthodes ont l’inconvénient de supposer que la relation entre mesures locales et volume global du cerveau est linéaire. Or on sait qu’elle ne l’est pas. Que l’on mesure la relation entre une partie et la taille totale du corps, ou entre une région et le volume total du cerveau, de nombreuses études ont montré que cette relation est mieux décrite par une loi de puissance, ce qui rend les deux méthodes d’ajustement ci-dessus inopérantes.
Autrement dit, le cerveau n’est pas comme un ballon que l’on peut gonfler en conservant les proportions des dessins à sa surface. Quand un cerveau augmente de taille, toutes ses sous-régions augmentent aussi de taille, mais pas dans les mêmes proportions. Certaines augmentent plus vite que le volume total, d’autres plus lentement, ce qui fait que globalement les gros cerveaux ne sont pas proportionnés exactement comme les petits cerveaux (ce phénomène s’appelle l’allométrie).
Enfin, on connait bien la solution au problème de l’allométrie : il faut convertir ces mesures dans une échelle logarithmique, ce qui permet ensuite d’analyser leurs relations de manière linéaire (Figure 1).
Figure 1. A gauche : la relation entre volume local et total est une loi de puissance (trait noir, la non-linéarité est exagérée). Une régression linéaire (pointillé rouge) est inadaptée. A droite : en prenant le logarithme des deux mesures, la relation devient linéaire (trait rouge). L’exposant α, appelé coefficient d’allométrie, diffère d’une région cérébrale à l’autre. Figure: Camille Williams.
Le problème, c’est que si l’on compare des régions cérébrales entre des groupes qui ont des volumes cérébraux différents en moyenne, et que l’on n’ajuste pas correctement le volume cérébral total, on estime de manière erronée les différences relatives entre les groupes : selon les cas, on va les sur-estimer, ou les sous-estimer. C’est le cas de la totalité des précédentes études sur les différences cérébrales entre les sexes. Aucune des études passées en revue par Eliot et coll. n'était en position de donner une réponse correcte à la question : quelles sont les différences relatives de dimensions cérébrales locales entre hommes et femmes, à volume cérébral total donné ?
La synthèse de la littérature d’Eliot et coll. aurait pu s’arrêter à ce constat d’insuffisance. Mais plutôt que de simplement conclure « on ne sait pas, car aucune étude n’a utilisé une méthode correcte », ces auteurs ont souhaité tirer une conclusion plus forte. En particulier, ils ont énoncé les affirmations suivantes :
- les hommes et les femmes diffèrent significativement en volume total du cerveau, mais cela découle principalement de la divergence de la taille de leur corps au cours du développement ;
- une fois que l’on prend en compte les différences de volume cérébral total, il n’y a presque aucune différence de volume de structures corticales ou sous-corticales entre hommes et femmes.
Au même moment où Eliot et coll. publiaient ces affirmations, nous étions en train d’apporter la dernière touche à une étude qui les contredisait[2]. Cela nous a conduit à écrire et publier un commentaire sur leur article[5], pour souligner de quelle manière nos résultats remettaient en cause leurs conclusions.
Notre étude avait un objectif plus large, consistant à établir des normes neuroanatomiques pour l’ensemble de la population (britannique, en l’occurrence[6]). Autrement dit, documenter de manière systématique toutes les variations possibles de l’anatomie cérébrale, et permettre de situer chaque individu au sein de ces variations. Dans la mesure où les dimensions des régions cérébrales varient en fonction du sexe, de l’âge, et du volume cérébral total, nos normes prennent bien sûr ces facteurs en compte. Ainsi, nos normes incluent notamment une analyse systématique de l’effet du sexe sur l’anatomie cérébrale. Et bien entendu, notre analyse prend en compte la relation non-linéaire entre volumes locaux et totaux, en utilisant une échelle logarithmique. Enfin, notre étude n’a pas le problème des petits effectifs, étant basée sur 40 000 cerveaux.
Autrement dit, notre étude ne présente aucune des limites des études précédentes passées en revue par Eliot et coll. Cela en fait la plus vaste étude sur les différences cérébrales entre les sexes jamais publiée, et la seule qui prenne correctement en compte le problème de l’allométrie. Qu’avons-nous donc trouvé ?
Premièrement, s’il est vrai que le volume du cerveau est lié à la taille du corps, il n’est pas vrai que les différences de taille expliquent entièrement les différences de volume cérébral entre les sexes. Comme le montre la figure 2, même à taille égale[7], les hommes ont un cerveau plus gros en moyenne que celui des femmes.
Figure 2. Volume cérébral total (TBV) en fonction de la taille (Height), sur une échelle logarithmique, pour environ 20 000 hommes (points bleus) et 20 000 femmes (points mauves). Si les hommes et les femmes avaient le même volume cérébral à taille égale, les deux droites de régression bleue et mauve seraient superposées. Ici leur décalage vertical est très significatif (d= 0,7 écarts-types). Figure: Camille Williams.
Deuxièmement, lorsque l’on prend en compte les différences de volume cérébral total, il n’est pas vrai qu’on ne trouve presque aucune différence de volume de structures corticales ou sous-corticales entre hommes et femmes. On en trouve de nombreuses, un peu partout dans le cerveau. Sur 620 régions cérébrales que nous avons analysées, environ les deux-tiers (409/620) étaient significativement différentes entre hommes et femmes[8], environ pour moitié relativement plus grosses chez les hommes, et pour moitié le contraire. La Figure 3 montre la distribution de ces différences.
Figure 3. Distribution des différences entre les sexes à travers 620 régions et mesures cérébrales, ajustées sur le volume cérébral total. L’échelle des abscisses est l’écart-type (d de Cohen), et l’axe des ordonnées montre le nombre de régions ayant une différence donnée entre les sexes. Les barres en bleu représentent les mesures qui sont relativement plus grandes chez les hommes, et celles en mauve les mesures qui sont relativement plus grandes chez les femmes. Figure: Camille Williams.
Ce qui était souligné par Eliot et coll. et que nous confirmons, c’est que ces différences entre les sexes sont petites. Même si les différences extrêmes vont de -0,67 à 0,64, la différence absolue médiane est de 0,13 écart-type, ce qui correspond à une petite différence de moyennes avec un très grand recouvrement entre les distributions des hommes et des femmes (Figure 4). Néanmoins, 46% des régions analysées montrent une différence supérieure à 0,1 écart-type, ce qui montre bien que ces différences ne sont pas toutes infimes.
Figure 4. Illustration des distributions de mesures cérébrales correspondant à une différence moyenne de 0,13 écarts-types. L’axe des abscisses représente une mesure cérébrale typique, en unités standard (écarts-types de la distribution). L’axe des ordonnées représente la proportion des individus de chaque sexe ayant une valeur donnée de cette mesure. Le recouvrement entre les distributions des deux sexes est de 95%. Figure: https://sexdifference.org/.
De toute évidence, les régions cérébrales ont des dimensions relatives qui ne sont pas très différentes entre hommes et femmes. Ce qui n’est pas très étonnant puisque les différences de volume cérébral total ont été neutralisées. Néanmoins, de nombreuses régions montrent de petites différences statistiques. Clairement, on ne peut pas dire qu’il n’y en a pas, ni qu’elles se réduisent aux différences de volume global du cerveau. Si les cerveaux des hommes et des femmes sont globalement similaires, au-delà de la différence de volume total, ils sont également proportionnés de manière légèrement différente. Et ces différences relatives ont beau être faibles, cela n'implique pas qu'elles soient insignifiantes.
Si ces résultats vont à l’encontre des affirmations d’Eliot et coll., il est important de souligner aussi ce qu’ils ne montrent pas. Ils ne disent rien, ni sur les causes, ni sur les conséquences de ces différences. Et le reste des connaissances scientifiques en neurosciences ne permet pas à l’heure actuelle de combler ces lacunes.
Quels sont les facteurs qui induisent ces différences cérébrales entre les sexes ? Des facteurs génétiques (chromosomes X et Y) ? Des différences hormonales, précoces ou tardives ? Des différences environnementales, notamment dans la manière dont les êtres humains sont élevés et traités différentiellement selon leur sexe ? Une combinaison des trois ? Certaines personnes s’empresseront d’affirmer que ces différences sont évidemment innées, d’autres qu’elles ne peuvent être qu’acquises. Dans un cas comme dans l’autre, ces personnes s’avanceront bien au-delà de ce que la connaissance scientifique permet de dire. Il y a de bonnes raisons de penser qu’à la fois des différences génétiques, hormonales et environnementales peuvent induire de telles différences. Mais personne n’est à l’heure actuelle capable de préciser leurs contributions relatives et les mécanismes précis qui sont en jeu.
Enfin, quelles sont les conséquences de ces différences cérébrales ? Induisent-elles des différences dans le fonctionnement cognitif des hommes et des femmes ? Nous n’en savons rien. S’il existe des différences cognitives relativement robustes entre hommes et femmes, notre compréhension actuelle des bases cérébrales de ces différences cognitives est à peu près nulle. Bien que le volume du cerveau soit corrélé au quotient intellectuel[9], il ne s’ensuit pas que la différence substantielle de volume cérébral entre hommes et femmes entraine une différence similaire des scores de QI, qui sont très proches entre les deux sexes. De manière plus générale, aucune différence cérébrale observée entre les sexes ne vient à l’appui de stéréotypes sexistes.
Dans l’état d’ignorance qui est le nôtre, il serait donc prudent d’éviter de trop spéculer sur les causes et les conséquences des différences cérébrales entre les sexes. Mais il serait aussi temps d’abandonner le discours tendant à nier systématiquement la possibilité même de l’existence de différences cérébrales entre les sexes, car il est maintenant clair que ce discours est erroné.
[1] Eliot, L., Ahmed, A., Khan, H., & Patel, J. (2021). Dump the “dimorphism” : Comprehensive synthesis of human brain studies reveals few male-female differences beyond size. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 125, 667‑697. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2021.02.026
[2] Williams, C. M., Peyre, H., Toro, R., & Ramus, F. (2021). Neuroanatomical norms in the UK Biobank : The impact of allometric scaling, sex, and age. Human Brain Mapping, 42(14), 4623‑4642. https://doi.org/10.1002/hbm.25572
[3] Etude nationale nutrition santé : https://www.santepubliquefrance.fr/determinants-de-sante/nutrition-et-activite-physique/articles/enns-etude-nationale-nutrition-sante/anthropometrie-adultes-tableaux-de-distribution-enns.
[4] Ritchie, S. J., Cox, S. R., Shen, X., Lombardo, M. V., Reus, L. M., Alloza, C., Harris, M. A., Alderson, H. L., Hunter, S., Neilson, E., Liewald, D. C. M., Auyeung, B., Whalley, H. C., Lawrie, S. M., Gale, C. R., Bastin, M. E., McIntosh, A. M., & Deary, I. J. (2018). Sex Differences in the Adult Human Brain : Evidence from 5216 UK Biobank Participants. Cerebral Cortex, 28(8), 2959‑2975. https://doi.org/10.1093/cercor/bhy109
[5] Williams, C. M., Peyre, H., Toro, R., & Ramus, F. (2021). Sex differences in the brain are not reduced to differences in body size. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 130, 509‑511. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2021.09.015
[6] Notre étude est basée sur la cohorte UK Biobank, comprenant de nombreuses données médicales, biologiques, et sociales sur 500 000 adultes britanniques. Parmi eux, environ 40 000 ont passé une IRM cérébrale.
[7] Nous avons fait des analyses similaires en prenant en compte à la fois la taille et le poids, et les résultats sont inchangés.
[8] Les experts en statistique noteront qu’avec un tel effectif, il est bien sûr facile d’observer des différences statistiquement significatives, même infimes. C’est pour cela que nous rapportons avant tout les tailles d’effet. Pour information, notre seuil de significativité corrigeait les tests multiples en prenant en compte à la fois le nombre de régions (620) et le nombre de coefficients d’intérêt dans le modèle statistique (11), aboutissant à un seuil alpha de 7,33 10-6.
[9] Gignac, G. E., & Bates, T. C. (2017). Brain volume and intelligence : The moderating role of intelligence measurement quality. Intelligence, 64, 18‑29. https://doi.org/10.1016/j.intell.2017.06.004
40 000 cerveaux. wow. Belle etude. Ce devait etre avant les vaccins.
Vous auriez pu eviter le "stereotype sexiste" avec sa projection sur les autres, ca enleve a votre credibilite de scientifique. Virtue signaling n'a aucune place en science.
C'est effectivement tres interessant.
Ce qui aurait ete plus interessant (pour moi) fut une etude des differences fonctionnelles plus qu'anatomiques.
Car en fin de compte c'est ce qui nous importe le plus. Au public, aux scientifiques et aux sexistes.
Enfin limiter les categories a 2 sexes...transphobie sterotypique evidente.
Et pas d'images pour une etude d'IRM?
Bon travail capitaine.
On aurait aussi aime qq images si c'est un article d'imagerie.
Bon travail.
Bonjour Transdoc. J'avoue ne pas bien comprendre votre commentaire sur deux points.
D'une part je ne vois pas de signalement moral dans le post, mais plutôt un rappel à la rigueur et à l'attention nécessaire pour l'interprétation des résultats. Dans ce domaine à la fois très délicat ou entaché de sexisme, cela me parait tout à fait nécessaire.
Je ne comprends pas votre attaque de transphobie, ni le fait que vous reliez ce terme aux intersexes ici. Autant il est légitimes de relier pour les oppressions que les personnes subissent, autant pour ce qui est de la biologie ça ne parait pas évident. Vu la différence de répartition de volume des aires, une proportion inférieure à 5% de la cohorte n'aurait pas pu expliquer ce niveau de disparité. Pour ce qui est de l'intérêt de la connaissance de disparité des volumes d'aires cérébrales chez les personnes transgenre ou intersexe par rapport aux hommes ou aux femmes, il existe mais pour l'instant on ne pouvait pas affirmer connaître la règle générale pour les hommes ou les femmes.
Enfin, il me parait nécessaire de se demander si une obligation de signalement du statut (intersexe, transition hormonale) dans le dossier médical pour passer une IRM est une bonne chose ...
Merci Ô grand Professeur, pour votre message encourageant! Votre approbation et vos critiques, sévères mais justes, comptent tellement pour nous.
Sans nécessairement prendre ce commentateur très au sérieux, on peut tout de même apporter quelques précisions sur la question des personnes "trans" (il faudrait encore préciser trans-quoi: sexe? genre? ou plutôt les conditions intersexuées?).
Le but de cette analyse est de comparer les différences entre hommes et femmes. Cette comparaison conduit donc nécessairement à laisser de côté les personnes qui ne rentrent pas aisément dans une case ou dans l'autre. Ne pas prendre en compte ces personnes dans cette étude n'implique pas d'ignorer qu'elles existent, ni de leur manquer de respect de quelque manière que ce soit.
En l'occurrence, nous exploitons ici les données d'une cohorte biomédicale. Dans cette base de données, nous disposions du sexe qui était renseigné dans le système de santé britannique (équivalent au sexe de l'état civil), éventuellement modifié par les participants s'ils le souhaitaient: https://biobank.ndph.ox.ac.uk/showcase/field.cgi?id=31
Nous disposions également du sexe génétique XX, XY (https://biobank.ndph.ox.ac.uk/showcase/field.cgi?id=22001), pour la quasi-totalité des participants (488 181 sur 502 419).
En revanche nous ne disposions pas d'information sur le genre des personnes.
Pour effectuer notre comparaison entre hommes et femmes, nous avons pris en compte tous les participants, sauf ceux qui 1) n'avaient pas de sexe renseigné, ou 2) avaient déclaré un sexe différent de leur sexe génétique. Cela nous a conduit à exclure 26 participants sur 40 054. Cela a l'avantage d'augmenter notre certitude sur le sexe biologique des participants, tout en sachant que les cas ambigus étaient tellement rares que, même si on les avait conservés dans l'analyse, ils n'auraient pu avoir aucune influence sur les résultats globaux. Et par ailleurs, ils étaient trop peu nombreux (et sans doute hétérogènes) pour que l'on puisse en faire un groupe à étudier en tant que tel.
Bonjour M. Ramus,
Vous parlez de "Q.I très proches entre les deux sexes". "Proches" ne voulant pas dire "égaux", de quelle différence parlons nous exactement?
J'ai par ailleurs vu quelque part que la distribution du Q.I pour chaque sexe ne respectait pas le même écart type (= une surreprésentation des hommes sur les extrêmes de la courbe), mais je n'ai pas pas réussi à recouper l'information faute de sources suffisantes. Que dit la science aujourd'hui sur ce point?
Merci...
LG
Bonnes questions! Mais il est très difficile de bien y répondre, et malheureusement même UK Biobank ne nous permet pas d'avoir une réponse plus fiable que les études précédentes. Nous y observons des différences faibles à l'avantage des hommes (l'équivalent de 2,7 points de QI). Mais l'interprétation de ces différences est rendue difficile du fait de plusieurs facteurs:
- Il s'agit d'une population assez âgée (60 ans); les femmes n'ont pas nécessairement eu accès au même niveau d'étude que les hommes; or les études ont un impact sur le développement intellectuel (~3 points de QI par année d'étude, on en a déjà parlé ici);
- Il n'est pas clair que l'échantillonnage des hommes et des femmes soit équivalent.
Ce dernier point est en fait un problème pour toutes les études comparant les hommes et les femmes, qui se basent sur des participants volontaires. En effet, on sait que les études psychologiques et/ou biomédicales qui font appel à des volontaires ont généralement un recrutement biaisé: d'une part les femmes, et d'autre part les personnes à haut niveau d'éducation et de QI, sont surreprésentées. De fait, dans UK Biobank nous observons les deux biais à la fois.
Il se peut donc que la surreprésentation des femmes dans l'étude se fasse par un sur-échantillonnage relatif des femmes à faible QI, comparé aux hommes. Pour le dire autrement, si la décision de participer dépend à la fois de l'intelligence (compréhension de l'intérêt de la recherche) et de la motivation (à prendre sur son temps pour faire progresser la recherche), et si les femmes sont à la base plus motivées que les hommes (elles le sont visiblement), alors le seuil de QI qui induit une probabilité de 50% de participer est sans doute plus faible chez les femmes que chez les hommes. Donc même en partant d'une population où les hommes et les femmes auraient un QI égal, on peut s'attendre à retrouver des femmes avec un QI moyen légèrement plus faible parmi les volontaires.
Bref, à moins d'être dans un dispositif où la participation est obligatoire, il est impossible de garantir que l'échantillonnage des populations d'hommes et de femmes est rigoureusement identique. Et du coup il est impossible d'interpréter les éventuelles différences de scores.
Merci pour votre réponse.
Doit-on en comprendre qu'il n'existe pas, dans le monde, de données exploitables sur le Q.I qui émaneraient de campagnes de tests obligatoires et globales (comme des évaluations systématiques faites lors de l'entrée à l'école ou à l'armée lorsque celle-ci est mixte, par exemple), et qui permettraient de s'affranchir des biais d'échantillonnage générés par le volontariat ?
LG
Il est vraiment très rare que des tests de QI soient obligatoires. La principale exception réside dans les tests passés par les conscrits à l'incorporation dans l'armée dans certains pays à certaines époques. Mais il s'agissait d'hommes uniquement. Pour les tests passés à l'école, il est possible qu'il existe de telles bases de données en Israël, à vérifier.
Une autre exception est le Panel 2007 de la DEPP sur lequel nous avons publié plusieurs études. 35 000 élèves entrant en 6ème en 2007 ont été testés par l'Education Nationale, sur un grand nombre de tests, incluant un test de raisonnement non-verbal (Raisonnement sur Cartes de Chartier). La participation était obligatoire. De manière intéressante, nous avons trouvé que les filles avaient une performance légèrement meilleure que les garçons dans ce test (d=0.115 en 6ème et 0.046 en 3ème).
Guez, A., Panaïotis, T., Peyre, H., & Ramus, F. (2018). Predictors of the IQ-achievement gap in France : A longitudinal analysis. Intelligence, 69, 104‑116. https://doi.org/10.1016/j.intell.2018.05.008
Peut-on en conclure que les filles sont généralement meilleures que les garçons en intelligence non-verbale? Même avec une participation obligatoire, on peut se poser plein de questions: il y avait forcément des absents le jour du test. Les garçons et les filles, de haut et de bas niveau, étaient-ils également représentés parmi les absents? De plus, le test était passé en dernier d'une longue batterie, et il n'y avait pour les élèves aucun enjeu justifiant de faire des efforts pour avoir une bonne performance. Les garçons se sont-ils démotivés plus vite que les filles? Ca peut sembler tiré par les cheveux, mais en fait il y a des données par ailleurs qui montrent que les différences entre les sexes dans différents tests sont modulées par les conditions de passation, y compris une de nos propres études basée sur la même cohorte:
Guez, A., Peyre, H., & Ramus, F. (2020). Sex differences in academic achievement are modulated by evaluation type. Learning and Individual Differences, 83‑84, 101935. https://doi.org/10.1016/j.lindif.2020.101935
Bref, les questions d'échantillonnage sont inextricables. Les conditions de passation peuvent faire apparaitre ou disparaitre des différences entre les sexes. Et on peut encore ajouter que la nature même des tests choisis, ainsi que la composition précise de la batterie de tests (si plusieurs sont utilisés), peuvent aussi changer le résultat. Voir par exemple:
Mackintosh, N. J. (1996). Sex differences and IQ. Journal of Biosocial Science, 28(4), 558‑571. https://doi.org/10.1017/S0021932000022586
Il n'est donc pas clair qu'il existe une réponse unique et définitive à la question de la différence d'intelligence entre les sexes. Tout ce qu'on peut dire, c'est que quand les garçons et les filles ont un égal accès à l'éducation, ces différences sont faibles et ne dépassent jamais quelques points de QI.
Merci de vos publications et recherches.
Deux questions pour mieux comprendre:
(1) comment on définit que r est grand, moyen ou petit? Avez-vous des sources fiables pour la réponse à cette question ?
(2) les articles sur les différences du cerveau homme-femme sont centrés sur les volumes, les tailles. Un argument se référait dans le passé aux connexions neuronales: ce n'est pas le volume du cerveau, mais le nombre de connexions qui compte. Etait-ce un argument spéculatif?
Merci d'avance de vos réponses.
Il s'agit bien entendu d'appréciations qualitatives basées sur des critères en partie arbitraires. Les critères habituellement utilisés en psychologie sont ceux proposés par Cohen: https://www.simplypsychology.org/effect-size.html
Pour les valeurs de r (corrélation de Pearson), il proposait:
0,1-0,3: faible
0,3-0,5: moyenne
0,5-1: élevée.
Oui il y a eu ce genre d’études comparant la connectivité cérébrale entre H et F. Certaines études (pas très bonnes) étaient basées sur la taille du corps calleux, d'autres plus récentes sur des analyses d’imagerie de diffusion, comme celle-ci qui avait fait grand bruit à l'époque:
Ingalhalikar, M., Smith, A., Parker, D., Satterthwaite, T. D., Elliott, M. A., Ruparel, K., Hakonarson, H., Gur, R. E., Gur, R. C., & Verma, R. (2013). Sex differences in the structural connectome of the human brain. Proceedings of the National Academy of Sciences. https://doi.org/10.1073/pnas.1316909110
Mais cette étude avait pas mal de problèmes, comme on peut en juger par les commentaires sur PubPeer (qui ne sont eux-mêmes pas tous très bons).
De manière intéressante, cette étude présentait le même problème que nous expliquons dans notre article, à savoir de ne pas prendre en compte les différences de volume cérébral entre H et F. Une autre étude (Hänggi et al. 2014) a suggéré que les différences de connectivité attribuées au sexe par Ingalhalikar et al. (2013) étaient en fait des différences de connectivité typiques entre gros et petits cerveaux:
Hänggi, J., Fövenyi, L., Liem, F., Meyer, M., & Jäncke, L. (2014). The hypothesis of neuronal interconnectivity as a function of brain size—A general organization principle of the human connectome. Frontiers in Human Neuroscience, 8, 915. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00915
Néanmoins cette étude n'est pas parfaite non plus. Son effectif était petit (138) et elle ne permettait pas de conclure si une différence de connectivité entre les sexes subsistait après la prise en compte de la différence de volume cérébral.
Bref, il y aurait tout lieu de refaire ces comparaisons de connectivité sur la base des données de UK Biobank. A ce stade je ne saurais dire si nous prendrons un jour le temps de le faire nous-mêmes, il y a tellement de projets intéressants à mener!
Ce que vous dites est contesté
Sur leur échantillon de 1143 adultes occidentaux, Fjell et al. (2009, Table 3) trouvent après ajustement au volume intracrânien que le cortex cérébral, le cortex du cervelet, l'amygdale, l'hippocampe, le pallidum, le putamen et le thalamus restent en moyenne un petit peu plus gros chez les hommes. Cependant, après ajustement au volume total du cerveau plutôt qu'au volume intracrânien, le sens de la différence s'inverse pour le cortex cérébral et l'hippocampe (ils deviennent significativement plus gros chez les femmes), la différence disparaît pour l'amygdale, le putamen et le thalamus, et une différence apparaît en faveur des femmes pour le noyau accumbens. Les auteur·es soulignent qu'après ajustement au volume intracrânien, le sexe ne rend compte que d'au plus 3 % de la variance des volumes étudiés (ce maximum concernant le cortex du cervelet), et qu'après ajustement au volume total du cerveau, méthode qu'elles et ils disent trouver plus appropriée aux comparaisons femmes-hommes, le sexe ne rend compte que de 0.6 % de la variance du volume du cortex cérébral et 0.4 % de celle du volume de l'hippocampe.
De leur côté, Jäncke et al. (2015) trouvent dans leur échantillon de 856 adultes qu'après ajustement au volume intracrânien, les différences disparaissent pour le corps calleux, le thalamus, le noyau caudé, le putamen, le pallidum, l'hippocampe et le noyau accumbens, l'amygdale restant en moyenne significativement plus grosse chez les hommes (très légèrement, le sexe ne rendant compte que de 1.1 % de la variance). Mais en ajustant plutôt au volume total du cerveau, la différence disparaît aussi pour l'amygdale, et des petites différences apparaissant dans le sens F>H pour le noyau accumbens (sexe rendant compte de 1.4 % de la variance), le pallidum et le corps calleux (sexe rendant compte de 1.0 % de la variance).
Dans leur échantillon de 5216 adultes occidentaux, Ritchie et al. (2018) trouvent pour les structures sous-corticales étudiées que les différences moyennes entre femmes et hommes disparaissent pour l'hippocampe, le noyau caudé et le thalamus après ajustement au volume total du cerveau, et que des différences statistiquement significatives apparaissent dans le sens F>H pour le noyau accumbens, et subsistent dans le sens H>F pour l'amygdale, le pallidum et le putamen. Ces différences sont d'une taille maximale de 0.25 écart type (pour le putamen droit), avec seulement 0.18 pour l'amygdale...
Lisez Odile Fillod qui vous refute totalement
Vous mentionnez des études que je connais bien, qui font partie de celles passées en revue par Eliot et coll., et qui présentent justement les problèmes exposés au début de notre article, à savoir d'ajuster de manière incorrecte le volume cérébral total. Ce sont précisément les insuffisances de ces études qui ont motivé notre nouvelle analyse, sur un échantillon bien plus grand et avec des méthodes plus appropriées.
Quant à être réfuté par Odile Fillod, il faudrait déjà qu'elle s'exprime sur notre étude, ce qu'à ma connaissance elle n'a pas fait. Mais n'hésitez pas à indiquer un lien si c'est le cas, il est toujours intéressant de débattre avec elle.
https://allodoxia.odilefillod.fr/2019/05/10/les-cerveaux-en-bleu-et-rose-selon-jacques-balthazart-partie-1/
Cet article ne parle que des études antérieures, pas de la nôtre.
Remarquez qu'à la fois dans le texte et en note de cet article, Odile Fillod rappelle qu'il y a 6 ans déjà, je soulignais le problème de l'allométrie et de l'ajustement de la taille du cerveau dans ces études.
La différence entre elle et moi, c'est que je ne me contente pas de critiquer les études des autres. Je mène moi-même des recherches qui visent à faire mieux, à faire avancer la science en réexaminant la même question avec des méthodes plus appropriées et moins biaisées. C'est tout l'objet de notre nouvelle étude.
Quand la question est sans interet, la reponse importe peu.
L'argent des contribuables est il si peu important?
Ce n'est pas parce que vous n'avez pas perçu l'intérêt d'une recherche qu'elle n'en a pas.
Pour beaucoup de chercheurs, comprendre ce qui fait de chacun de nous un être unique différent de tous les autres est l'une des questions scientifiques les plus fascinantes qui soit. Le sexe est une source de ces différences, certainement pas la seule, mais certainement pas à négliger non plus.
Bonjour,
Cela a-t-il déjà été fait d'apparier les cerveaux par taille dans la plage de recouvrement, puisqu'elle est très grande ? Au final la question qui vous intéresse, c'est de savoir si à taille de cerveau égal, les hommes et les femmes ont des différences de taille de certaines structures (en % du volume total, si j'ai bien compris). Par exemple, comparer le groupe des hommes ayant un cerveau entre 1130 et 1140 cm3 avec le groupe des femmes ayant un cerveau de la même taille. Et en particulier, y aura-t-il plus de variation entre les 2 groupes qu'au sein de chaque groupe ? Vu le nombre de cerveaux dans votre étude, ça devrait être faisable, non ? Y a-t-il une raison précise pour laquelle vous ne l'avez pas fait ? (j'avoue que c'est la première idée qui m'est venue, mais il est très possible que je rate quelque chose !)
Autre question (plus générale, j'ai bien conscience que vous travaillez sur des données d'IRM) : comment interpréter de (petites) différences de volume (relatif) de certaines structures du cerveau quand on sait, grâce aux travaux de Suzana Herculano-Houzel, Jon Kaas et al, que le volume a une relation très indirecte avec le nombre de neurones que compte une structure ? Certes, on regarde dans les données qu'on a et on ne peut pas emprunter leur cerveau à 40 000 britanniques pour en faire de la soupe, mais je ne peux m'empêcher de penser que les résultats sont... underwhelming, d'une part parce que les différences sont franchement minimes, et d'autre part parce qu'elles ne disent pas grand chose en soi. À moins que des comparaisons à taille de cerveau égal comme je l'ai suggéré plus haut (si c'est envisageable !) montrent des effets de taille non négligeable, mon impression est plutôt que la question est classée : non, il n'y a pas de différences anatomiques entre hommes et femmes qui nous permette de conclure qu'ils ont un cerveau différent, même pour une version assez faible de ce que signifie "différent".
Oui, tout à fait, certaines études ont apparié des cerveaux d'hommes et de femmes en taille, notamment:
Luders, E., Gaser, C., Narr, K. L., & Toga, A. W. (2009). Why Sex Matters : Brain Size Independent Differences in Gray Matter Distributions between Men and Women. The Journal of Neuroscience, 29(45), 14265‑14270. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.2261-09.2009
Luders, E., Toga, A. W., & Thompson, P. M. (2014). Why size matters : Differences in brain volume account for apparent sex differences in callosal anatomy: The sexual dimorphism of the corpus callosum. NeuroImage, 84, 820‑824. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2013.09.040
Mais il s'agit d'études à faible effectif. Indépendamment de l'effectif, elles ne sont pas forcément idéales, car elles conduisent à sélectionner des hommes à petit cerveau et des femmes à gros cerveau, qui ne sont pas très représentatifs. Ça pourrait donc aussi biaiser la comparaison. Personnellement, je préfère notre approche consistant à regarder l'ensemble de la population. Rien n'empêche de restreindre l'analyse à l'intervalle de recouvrement du TBV entre hommes et femmes, mais en fait ça ne change rien, car les relations entre TBV et autres régions sont linéaires une fois qu'on est passé en logarithmes.
Je connais bien les travaux de Suzana Herculano-Houzel, mais ils portent uniquement sur des comparaisons inter-espèces. La relation entre TBV et nombre de neurones n'est pas parfaite entre espèces pour plein de raisons possibles, mais il ne s'ensuit pas que c'est la même chose au sein d'une espèce. Au sein de l'espèce, a priori, le nombre de neurones est proportionnel au volume de matière grise, qui diffère aussi entre hommes et femmes (même si c'est la matière blanche qui croit le plus fortement avec le TBV, logique).
Par contre, il semble qu'il puisse y avoir des phénomènes de compensation entre propriétés cérébrales, qui permettent aux hommes et femmes d'avoir à peu près les mêmes capacités cognitives malgré la différence substantielle de taille de cerveau et de nombre de neurones. Voyez par exemple cette étude suggérant une plus grande densité de synapses chez les femmes:
Alonso-Nanclares, L., Gonzalez-Soriano, J., Rodriguez, J. R., & DeFelipe, J. (2008). Gender differences in human cortical synaptic density. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 105, 14615‑14619.
Bref, quel que soit le bout par lequel on prend le problème, on trouve toujours des différences... Après, qu'on les juge petites ou grandes, significatives ou pas, etc., c'est juste une question de point de vue.
Bonjour,
Selon vous beaucoup d'etude souffrent d'un probleme methodologique qui affecte le traitement des donnees sans remettre en cause les donnees elles memes. Plutot que de faire des meta-analyses plus ou moins hasardeuses comme celle que vous citez, est-ce qu'il n'est pas possible de "simplement" recuperer les donnees d'origine pour les traiter proprement?
Merci
Bien sûr, la meilleure manière de faire des méta-analyses serait de partir des données brutes des études, et de les réanalyser avec les méthodes qui semblent les plus appropriées le jour J.
C'est parfois possible, lorsque les études sont basées sur des données publiquement disponibles, ou quand les auteurs acceptent de transférer leurs données brutes à d'autres. Mais la plupart du temps ce n'est pas le cas, car outre les chercheurs qui préfèrent garder jalousement leurs données, les IRM du cerveau sont des données sensibles et potentiellement identifiantes au sens du RGPD, et bien souvent les consentements éclairés donnés par les participants au début de l'étude ne permettent pas ce genre de transferts.
Notez que UK Biobank n'est pas tout à fait librement accessible, mais tous les chercheurs qui le souhaitent peuvent y avoir accès pour un coût modique. Des milliers de chercheurs sont donc d'ores et déjà en mesure de reproduire nos analyses, y compris en réutilisant et en améliorant les scripts d'analyse que nous avons mis à disposition.