SI znalazła różnice międzypłciowe w budowie mózgu na poziomie komórkowym

Algorytmy sztucznej inteligencji wykazały, że istnieją różnice międzypłciowe w organizacji mózgu na poziomie komórkowym. Występują one w istocie białej. To tkanka znajdująca się pod korą mózgową. Tworzy ona szlaki łączące różne części kory i obszary pozakorowe. Częścią istoty białej jest też spoidło wielkie, które łączy obie półkule.

Nie od dzisiaj wiemy, że kobiety i mężczyźni w różny sposób doświadczają różnych chorób, takich jak stwardnienie rozsiane, autyzm czy migreny. Lepsze zrozumienie różnic pomiędzy mózgami obu płci mogłoby przyczynić się do opracowania metod leczenia lepiej dostosowanych do płci chorego. Dotychczas jednak różnice na poziomie komórkowym są dla nas zagadką. Dopiero od niedawna posiadamy narzędzia, które pozwalają je lepiej badać.

Przed trzema miesiącami donosiliśmy o opracowaniu modelu sztucznej inteligencji, który na podstawie samego tylko zapisu aktywności mózgu jest w stanie z ponad 90-procentową trafnością określić, czy ma do czynienia z mózgiem kobiety, czy mężczyzny. Teraz zaś naukowcy z NYU Langone Health, akademickiego centrum medycznego Uniwersytetu Nowojorskiego, poinformowali o wynikach swoich badań z wykorzystaniem algorytmu sztucznej inteligencji.

Uczeni przyjrzeli się tysiącom skanów MRI wykonanych u 471 mężczyzn i 560 kobiet. Okazało się, że wykorzystywany przez nich algorytm jest w stanie dokładnie określić, czy ma do czynienia ze skanem mózgu kobiety, czy mężczyzny, na podstawie różnic strukturalnych, niewidocznych dla ludzkiego oka. Wyniki potwierdzono za pomocą trzech różnych modeli SI, których zadaniem było określenie płci właściciela mózgu albo na podstawie skanu niewielkiego fragmentu istoty białej, albo dzięki szerokiej analizie zależności pomiędzy większymi obszarami mózgu.

Nasze badania dostarczają nam bardziej wyraźnego obrazu na temat struktury mózgu żywego człowieka, co z kolei pozwoli nam poznać sposób rozwoju wielu chorób oraz da odpowiedź na pytanie, dlaczego objawiają się one różnie u kobiet i mężczyzn, mówi główna autorka badań, neuroradiolog Yvonne W. Lui.

Naukowcy rozpoczęli od treningu swoich modeli sztucznej inteligencji, dostarczając im przykładowych skanów mózgów zdrowych kobiet i mężczyzn, a do każdego skanu dodano też informację o płci. Z czasem modele nauczyły się odróżniać płeć na podstawie skanów. Co ważne – podkreśla Lui – modele nie mogły wykorzystać informacji o wielkości mózgu czy relatywnych rozmiarach poszczególnych jego części. Tutaj bowiem istnieją znane różnice pomiędzy płciami.

Po takim treningu okazało się, że modele potrafią określić płeć osoby, której skan mózgu analizowały, z trafnością od 92 do 98 procent. Po analizie naukowcy stwierdzili, że sztuczna inteligencja wykorzystywała wiele różnych wskazówek, na przykład badał, jak łatwo i w którym kierunku woda przemieszcza się przez tkankę mózgową. To pokazuje, jak ważne są różnice międzypłciowe w badaniach nad chorobami rozpoczynającymi się w mózgu, stwierdza doktorantka Junbo Chen.

Autorzy badań mają teraz zamiar skupić się na kwestii rozwoju w czasie różnic w budowie mózgu, by lepiej zrozumieć środowiskowe, hormonalne i społeczne uwarunkowania, które mogą odgrywać role w pojawianiu się tych różnic.

SI znalazła różnice międzypłciowe w budowie mózgu na poziomie komórkowym