Алат вештачке интелигенције открива полне разлике у структури мозга

Нова студија показује да програми вештачке интелигенције (ВИ) који обрађују МРИ скенирања откривају разлике у организацији мозга мушкараца и жена на ћелијском нивоу. Ове разлике су пронађене у белој маси, ткиву које се углавном налази у унутрашњем слоју људског мозга и олакшава комуникацију између региона.

Познато је да мушкарци и жене различито пате од мултипле склерозе, поремећаја из аутистичног спектра, мигрена и других проблема са мозгом, и да показују различите симптоме. Детаљно разумевање како биолошки пол утиче на мозак сматра се начином за побољшање дијагностичких алата и третмана. Међутим, иако су величина, облик и тежина мозга проучавани, истраживачи имају само делимично разумевање његове структуре на ћелијском нивоу.

Нова студија коју су водили истраживачи са њујоршког универзитета Лангон Хелт користила је технику вештачке интелигенције названу машинско учење како би анализирала хиљаде МРИ снимака мозга од 471 мушкарца и 560 жена. Резултати су показали да компјутерски програми могу прецизно разликовати мушки и женски мозак, идентификујући структурне и сложене обрасце који су били невидљиви људском оку.

Резултате су потврдила три различита модела вештачке интелигенције дизајнирана за одређивање биолошког пола, користећи њихове релативне снаге у фокусирању на мале делове беле материје или анализирању веза између великих делова мозга.

„Наши налази пружају јаснију слику структуре живог људског мозга, што може понудити нове увиде у то како се многи психијатријски и неуролошки поремећаји развијају и зашто се могу различито манифестовати код мушкараца и жена“, рекла је водећа ауторка студије и неурорадиолог, др Ивон Луи.

Луи, професор и потпредседник за истраживање на одељењу за радиологију на Медицинском факултету Гросман Универзитета у Њујорку, напомиње да су се претходне студије микроструктуре мозга у великој мери ослањале на животињске моделе и узорке људског ткива. Поред тога, валидност неких од ових прошлих налаза доведена је у питање употребом статистичких анализа „ручно цртаних“ региона од интереса, што је захтевало од истраживача да доносе многе субјективне одлуке о облику, величини и локацији региона које су одабрали. Такви избори би потенцијално могли да искриве резултате, каже Луи.

Аутори истичу да су резултати нове студије избегли овај проблем коришћењем машинског учења за анализу читавих група слика без потребе да се рачунару каже да гледа одређену локацију, што је помогло у елиминисању људских предрасуда.

За потребе студије, тим је почео тако што је програмима вештачке интелигенције уносио постојеће податке са примера МРИ скенирања мозга здравих мушкараца и жена, заједно са биолошким полом сваког скенирања. Пошто су ови модели дизајнирани да користе софистициране статистичке и математичке методе како би временом постали „паметнији“ како су акумулирали податке, на крају су „научили“ да сами разликују биолошки пол. Важно је напоменути да програми нису могли да користе укупну величину и облик мозга за своја одређивања, каже Луи.

Према резултатима, сви модели су тачно идентификовали пол скенирања у 92% до 98% случајева. Неколико карактеристика је посебно помогло машинама да донесу закључке, укључујући колико лако и у ком смеру се вода могла кретати кроз мождано ткиво.

„Ови налази истичу важност разноликости приликом проучавања болести које потичу из људског мозга“, рекао је коаутор студије, Џунбо Чен, магистар, докторски студент на Тандон школи инжењерства Универзитета у Њујорку.

„Ако се, као што је то био случај историјски, мушкарци користе као стандардни модел за различите поремећаје, истраживачи могу пропустити кључне увиде“, додала је коауторка студије Вара Лакшми Бајанагари, магистар, постдипломац на Тандон школи инжењерства Универзитета Њујорк.

Бајанагари упозорава да, иако алати вештачке интелигенције могу да пријаве разлике у организацији можданих ћелија, нису могли да идентификују који пол је склонији којим особинама. Она додаје да је студија класификовала пол на основу генетских информација и да је укључила само МРИ скенирање цисгендерних мушкараца и жена.

Тим планира да даље проучава развој полних разлика у структури мозга током времена како би боље разумео улогу фактора животне средине, хормонских и друштвених фактора у овим променама, кажу аутори.

Рад је објављен у часопису Сајентифик Репортс.