和性別差異有關的研究題目包括性取向（sexual orientation）和性別認同（gender identity），這兩個是獨立不同的概念：性取向是指一個人對特定性別有吸引力，而性別認同則是一個人在心理認同自己為男性或是女性；我們將對同性有吸引力的人稱為同性戀，例如喜歡男生的男生就是男同性戀、或男同志，而跨性別指的是生理性別（biological sex）和心理性別認同不符合的人，例如生為男生，但是心理認同自己為女生，這樣的人往往強烈地感覺自己生錯身體了！
性取向和性別認同，如同一個人的人格特質，都是持久並無法以外力改變的；這些特質一定有生物性的基礎，我認為現在的科學理論無法完全解釋同性戀是因為這些題目很複雜，相關研究還在萌芽階段，而且我們還並未消除學術界和非學術界對於同性戀的偏見，這些可能會阻礙進步和新理論的產生。極度保守、有性別歧視者不用說，諷刺的是很多應該要對這些題目開明的非異性戀者、或是同志運動支持者自己卻很相信一些邏輯前後不一致、似是而非的想法，例如「男女大腦和生理沒有差異！（你敢說有就是歧視！）」，甚至盲目地反對科學家做性別差異的實驗，但又說：「女同志真的比一般異女男性化呀！但是我們還是要尊重支持他們」，還常常把同性戀、跨性別、陰陽人（intersex）、和變裝者（cross-dressers）混為一談。
關於性別和同志大腦的研究，我的學校一位神經科學教授的講課至今仍讓我印象深刻，Dr. Raymond Colello 首先講解男女生理和大腦的性別差異，他相信男女大腦結構和功能有顯著的差異，但是強調研究結果都是平均值，並非指特定個人。隨後他又說，但是很多社會大眾認為的差別應該不是真的，例如「男生的數理比較好」，因為很多這方面的資料來自於 1960 年代，那時候大部分的女生無法受到好的數理教育訓練，而 1990 年之後，女生在美國大學入學考試 SAT 的數學成績年年進步，直追男生的成績。
他也解釋了一些 1980-1990 年代認為男同性戀的大腦比較「女性化」的研究，老鼠下視丘（hypothalamus）的性別差異核團（sexual dimorphic nucleus），對應人類前下視丘的間質核（interstitial nuclei of the anterior hypothalamus, INAH）INAH1-INAH4，這些核團掌管雄性典型的性相關行為，並有顯著的性別差異：在雄性動物中比較大、細胞數量也比較多，因此是性別行為研究上的重點。LeVay（1991）發表了這個系列的第一篇論文，分析三組屍體解剖的大腦樣本：異性戀男性（異男）、同性戀男性（同男）、異性戀女性（異女），最後結論異男的 INAH3 體積比異女和同男的大兩倍，並認為他找到了同志大腦的生物基礎（圖1）。這篇研究後來被質疑，因為他的同男腦組織採樣全部來自因愛滋病死去的病人，他們因為神經退行的病變（愛滋病的症狀之一），大腦裡面的細胞本來就比較少。十年後，Byne et al.（2001）更詳細地比較了有感染和沒感染愛滋病的三組大腦解剖標本，確認男性的 INAH3 的體積比女性大，細胞數量也比較多；同男（這篇論文中的所有同男也都是愛滋病患者）的 INAH3 細胞數量和異男一樣多，雖然體積似乎比異男小了一點，但是沒有達到統計顯著性，因此反駁了 LeVay, 1991 的研究結果（圖2）。
圖1：三組大腦的前下視丘的間質核 INAH1-INAH4 體積：異性戀女性（F）、異性戀男性（M）、和同性戀男性（HM）。圓形為死於愛滋病的患者，三角形為非愛滋病患者。（出自 LeVay, 1991）
圖2：三組大腦的前下視丘的間質核 INAH3 體積、佔大腦總重量的比例、神經元密度、和神經元數量：異性戀男性（heterosexual male）、女性（female）、和同性戀男性（homosexual male）。（出自 Byne et al., 2001）
有一個研究團隊在 1995 和 2000 年發了兩篇論文，分析另外一個腦區——終紋床核（bed nucleus of the stria terminalis），並加入了跨性別者的樣本（Zhou et al., 1995; Kruijver et al., 2000）。位於邊緣系統的終紋床核與杏仁核和下視丘之間都有雙向的連結，對於性相關行為也很重要，並且在男性中比女性大 2.5 倍。這兩篇研究顯示男性（M）的終紋床核確實比女性（F）的體積大很多，細胞數量也比較多，但是同男（HM）的終紋床核和異男的並沒有任何區別（圖3：a. 異男、b. 異女、c. 同男、d. 男跨女跨性別），反而是男跨女的跨性別者（TM）的有顯著性的體積比較小（圖4），細胞數量也比較少（圖5），這篇研究也難得地首次分析一個女跨男的跨性別者（FMT）樣本，發現他的細胞數量的確座落在男性的範圍內，表示這些跨性別者的皮質下大腦結構符合他們的心理性別，而不是生理性別。
圖3：大腦的終紋床核的代表性組織切片：a. 異性戀男性、b. 異性戀女性、c. 同性戀男性、d. 男跨女跨性別。（出自 Zhou et al., 1995）
圖4：四組大腦的終紋床核體積：異性戀男性（M）、同性戀男性（HM）、異性戀女性（F）、和男跨女跨性別（TM）。沒有填滿的符號為死於愛滋病的患者。（出自 Zhou et al., 1995）
圖5：大腦的終紋床核神經元數量：異性戀男性（M）、同性戀男性（HM）、異性戀女性（F）、男跨女跨性別（TM）、和一個女跨男跨性別（FMT）。（出自 Kruijver et al., 2000）
總結，至少就下視丘性別差異核團和終紋床核來說，這幾篇人類解剖研究顯示：（1）男性和女性的大腦結構有顯著性的差別，（2）男同志的大腦並沒有比較女性化，（3）跨性別者的大腦結構會比較偏向他們心理認同的性別。
關於同性戀大腦有一些新研究，但是它們都如出一轍地想要證明男同志的大腦比較女性化（女同志的則比較男性化），在下眉頭一皺，總覺得那樣的研究解讀似乎是深受社會偏見影響，也顯然無法解釋一些（或者是大部分）人的情況；我認為一些其他的因素更可能解釋這些研究結果和大家生活中觀察到的同性戀者：
（1）自從 LeVay, 1991 那篇論文發表後，幾乎整個學術界積極以「證明男同志的大腦比較女性化」為終極目標，並認為那樣就可以解釋同性戀的存在，但是這樣的假說顯然過於簡化又過時；同性戀的大腦應該是有一些細節不一樣，造成他們對同性有吸引力，但是我非常懷疑這是「女性化」一個字可以解釋的。我的指導教授常常說：「如果對某個假說太執著，會誤打誤撞地在隨機資料中找到不存在的規則」，還可能忽略假說以外的規則。
（2）「女性化的男同志」是男同志圈子裡最著名的刻板印象，但不是唯一的，其他的刻板印象還包括體型壯碩、體毛茂盛、強調行為高度男性化的「熊族」。除了來自主流異性戀社會的壓力，可能是為了增加團體認同和內聚力，同志圈有意無意地吹捧符合這些刻板印象的人（並有意無意地排擠不符合的人），因而形成「同志次文化」，就像青少年想要和同儕有相同的舉止打扮一樣，有不少人改變自己的形象好融入同志圈，獲得更多朋友或是性伴侶；這種情況是社會同儕壓力促成的後天學習，不是天生大腦結構有不一樣。況且，同性戀伴侶裡面「一個較男性化、一個較女性化」也是主流社會施加的刻板印象，為了要「異性戀化」的同志，使他們看起來比較合理，有不少同志自己也內化這樣的想法，但是同性戀的定義就是伴侶裡面兩個人都認同同樣的性別，現實中雙方都很男性化、或是都很女性化的配對其實很多。
（3）有些跨性別者在自我探索的過程中，先注意到自己喜歡同性而認同為同性戀，過了多年才發現自己其實是跨性別；這樣的人其實不少，我目前就碰過好幾個。以男跨女來講，他們也可能沒有女性化到可以下定決心從此做一個女人，或是由於個人、社會壓力因素沒有再次「出櫃」為異性戀的跨性別者。如果那些較新的實驗因為對男同志的刻板印象而包含了很多這樣的樣本，可以解釋為何最後的平均值比較女性化。
性別和性取向本來就是很複雜的題目，永遠不會有簡單的答案，唯有持續客觀、不受偏見影響的研究可以使我們對這個世界越來越了解，也能以科學發現做為基礎，建立新的社會規範，提升女性、同性戀、和跨性別者等等少數族群的權益和福祉。我們的生活中已經有一些因為性別差異的證據而改變社會、法律規範的例子：實驗顯示女性代謝鎮定劑 zolpidem 比男性慢，容易造成藥效過長或是過量，美國食品和藥物管理局（FDA）於 2013 年起規定減半女性 zolpidem 的處方劑量，因此性別差異研究對提升女性的醫療品質和健康安全是不可忽略的！
可惜的是，近年來政治極化嚴重，極左和極右的思想多少影響到了科學家和研究結果解讀的客觀性。Dr. Raymond Colello 除了關於性別和性取向的精彩講課，還自願教授聽覺神經機轉的部份，每年一遍遍和學生講他的小女兒先天性耳聾，他就算賣房子也要搶時間在女兒大腦完全發育前動雙耳人工耳蝸的手術的故事，也呼籲大家不要歧視聾啞人士。這麼棒的一位教授顯然是在替許多偏見平反，但是這些理論在一些極左派人士聽起來完全不是這回事，可能又加上他是個「老異男白人」，有一個同校的「性別酷兒」學姊居然在修課前警告我「小心這個教授，他是性別歧視者，因為他認為男女大腦很不同，不要相信他說的話！」
在現代媒體和網路發達的世界，科普比以前容易，但是散播偏激、不科學的思想理論也比前更容易，難說這些激進人士會不會變成社會主流而影響到科學研究。雖然我知道大部分激進人士的無知來自於缺乏科學和邏輯的訓練，但是我慢慢體會到他們這麼難接受比較科學的說法，是因為他們並不是真的想做學問，而是把他們推崇的想法當作社會和權力鬥爭的武器。我也不知道要如何解決這些問題，只能鼓勵身為科學家的我們敞開心胸，不要害怕提出、接受符合證據的新理論，因為主流社會和「政治正確」的想法也不一定是對的；盡量避免公開發表太過激進或簡化、可能會被激進人士拿去當武器的言論，並有空時能為大眾科學教育盡一份心力。
本文轉自 Facebook 上的 Neuroscience & Physiology Translated 「神經科學、生理學」中文分享版：
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參考文獻：
Byne et al., 2001
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11534967
Kruijver et al., 2000
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10843193
LeVay, 1991
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/1887219
Zhou et al., 1995
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/7477289