Cercetătorii de la Stanford Medicine au lansat un studiu științific care vine să elucideze un mister de când lumea – de ce gândesc bărbații și femeile în mod diferit. Altfel spus, de ce ne funcționează creierul diferit în funcție de sex.
Descoperirile, publicate recent în revista Proceedings of the National Academy of Sciences, sugerează că înțelegerea acestor diferențe poate fi esențială pentru abordarea afecțiunilor neuropsihice care afectează în mod diferit femeile și bărbații.
„O motivație cheie pentru acest studiu este faptul că sexul joacă un rol crucial în dezvoltarea creierului uman, în îmbătrânire și în manifestarea tulburărilor psihiatrice și neurologice”, a declarat Vinod Menon, Ph.D., profesor de psihiatrie și științe comportamentale și director al Stanford Cognitive and Systems Neuroscience Laboratory.
„Identificarea diferențelor consistente și reproductibile între sexe în creierul adult sănătos este un pas esențial spre o înțelegere mai profundă a vulnerabilităților specifice sexului în tulburările psihiatrice și neurologice”.
De ce gândim diferit?
„Punctele fierbinți” care au ajutat cel mai mult modelul să distingă creierele masculine de cele feminine includ rețeaua modului implicit, un sistem cerebral care ne ajută să procesăm informații autoreferențiale, precum rețeaua limbică, care sunt implicate în învățare și în modul în care răspundem la recompense.
Deși știm că cromozomii sexuali cu care ne naștem contribuie la determinarea cocktailului de hormoni la care este expus creierul nostru – în special în timpul dezvoltării timpurii, al pubertății și al îmbătrânirii – cercetătorii s-au străduit mult timp să facă legătura între sex și diferențele concrete din creierul uman.
Structurile creierului tind să arate în mare parte la fel la bărbați și femei, iar cercetările anterioare care au examinat modul în care regiunile creierului lucrează împreună nu au reușit, de asemenea, să scoată la iveală indicatori cerebrali consecvenți ai sexului.
În studiul lor actual, Menon și echipa sa au profitat de progresele recente în domeniul inteligenței artificiale, precum și de accesul la mai multe seturi de date de mari dimensiuni, pentru a urmări o analiză mai puternică decât cea utilizată anterior.
În primul rând, au creat un model de rețea neuronală profundă, care învață să clasifice datele de imagistică cerebrală: Pe măsură ce cercetătorii au arătat scanări ale creierului modelului și i-au spus că se uită la un creier de sex masculin sau feminin, modelul a început să „observe” ce modele subtile îl pot ajuta să facă diferența.
Acest model a demonstrat o performanță superioară în comparație cu cele din studiile anterioare, în parte pentru că a folosit o rețea neuronală profundă care analizează scanările RMN dinamice.
Această abordare captează interacțiunea complexă dintre diferitele regiuni ale creierului. Când cercetătorii au testat modelul pe aproximativ 1.500 de scanări cerebrale, acesta a putut aproape întotdeauna să spună dacă scanarea provenea de la o femeie sau de la un bărbat.
Succesul modelului sugerează că diferențele detectabile între sexe există în creier, dar nu au fost detectate în mod fiabil până acum. Faptul că a funcționat atât de bine în diferite seturi de date, inclusiv scanări ale creierului din mai multe locații din SUA și Europa, face ca rezultatele să fie deosebit de convingătoare, deoarece controlează multe confuzii care pot afecta studiile de acest tip.
„Aceasta este o dovadă foarte puternică a faptului că sexul este un determinant robust al organizării creierului uman”, a declarat Menon.
Realizarea de predicții
Până de curând, un model precum cel folosit de echipa lui Menon ar fi ajutat cercetătorii să clasifice creierele în diferite grupuri, dar nu ar fi oferit informații despre modul în care a avut loc această clasificare. În prezent, însă, cercetătorii au acces la un instrument numit „inteligență artificială explicabilă”, care poate trece în revistă cantități mari de date pentru a explica modul în care sunt luate deciziile unui model.
Folosind AI explicabilă, Menon și echipa sa au identificat rețelele cerebrale care au fost cele mai importante pentru ca modelul să judece dacă o scanare cerebrală provenea de la un bărbat sau de la o femeie. Ei au descoperit că modelul se uita cel mai adesea la rețeaua modului implicit, la striatum și la rețeaua limbică pentru a lua decizia.
Echipa s-a întrebat apoi dacă ar putea crea un alt model care ar putea prezice cât de bine se vor descurca participanții la anumite sarcini cognitive pe baza unor caracteristici funcționale ale creierului care diferă între femei și bărbați. Ei au dezvoltat modele de abilități cognitive specifice fiecărui sex: Un model a prezis în mod eficient performanța cognitivă la bărbați, dar nu și la femei, iar altul la femei, dar nu și la bărbați. Constatările indică faptul că caracteristicile funcționale ale creierului care variază între sexe au implicații comportamentale semnificative.
„Aceste modele au funcționat foarte bine, deoarece am reușit să separăm cu succes modelele cerebrale între sexe”, a spus Menon. „Acest lucru îmi spune că trecerea cu vederea a diferențelor de sex în organizarea creierului ne-ar putea face să ratăm factori cheie care stau la baza tulburărilor neuropsihiatrice”.
În timp ce echipa a aplicat modelul lor de rețea neuronală profundă la întrebări legate de diferențele de sex, Menon spune că modelul poate fi aplicat pentru a răspunde la întrebări privind modul în care aproape orice aspect al conectivității creierului ar putea fi legat de orice tip de abilitate cognitivă sau comportament. El și echipa sa plănuiesc să facă modelul lor disponibil publicului pentru a fi folosit de orice cercetător.
„Modelele noastre de inteligență artificială au o aplicabilitate foarte largă”, a spus Menon. „Un cercetător ar putea folosi modelele noastre pentru a căuta diferențele cerebrale legate de deficiențele de învățare sau de diferențele de funcționare socială, de exemplu – aspecte pe care suntem dornici să le înțelegem mai bine pentru a ajuta persoanele să se adapteze și să depășească aceste provocări.”
Cinci motive pentru care barbaţii şi femeile nu pot fi doar prieteni