2024-02-20 17:32 aktualizacja: 2024-02-20, 18:05
Sztuczna inteligencja, analizująca skany MRI, znalazła nieznane wcześniej różnice w strukturze mózgu kobiet i mężczyzn. Fot. PAP/ Art Service (zdjęcie ilustracyjne)
Sztuczna inteligencja, analizująca skany MRI, znalazła nieznane wcześniej różnice w strukturze mózgu kobiet i mężczyzn. Wskazała też na związki między budową mózgu i zachowaniem, co może wiele różnego typu zaburzeniach.
Zespół ze Stanford University School of Medicine (USA) opracował system sztucznej inteligencji, który w 90 proc. przypadków trafnie rozpoznał płeć osoby, wyłącznie na podstawie skanu mózgu.
"Główną motywacją dla przeprowadzenia tego badania była wiedza, że płeć wpływa na rozwój mózgu, jego starzenie się oraz objawy zaburzeń psychiatrycznych i neurologicznych" – mówi prof. Vinod Menon, autor badania opisanego na łamach "Proceedings of the National Academy of Sciences" (doi: 10.1073/pnas.2310012121).
System wykrył szczególne różnice w kilku elementach mózgu – tzw. sieci domyślnej odpowiedzialnej m.in. za introspekcję i autorefleksję, prążkowiu uczestniczącym m.in. w kontroli ruchów oraz układzie limbicznym uczestniczącym m.in. w wyzwalaniu emocji i zachowań popędowych.
Od dawna toczy się dyskusja na temat tego, jak płeć wpływa na organizację mózgu. Wiadomo na przykład, że mózg jest np. wystawiony działanie hormonów związanych z płcią. Jednak różne jego struktury wyglądają tak samo u kobiet i mężczyzn, i podobnie między sobą współpracują.
Wygląda na to, że opisany teraz system sztucznej inteligencji znalazł jednak to, co umykało naukowcom. Jego autorzy "pokazywali mu" skany mózgów, wykonane techniką rezonansu magnetycznego. Jednocześnie wskazywali płeć osoby, do której one należały. Po jakimś czasie komputerowy model zaczął sam dostrzegać subtelne różnice, niezauważalne innymi, stosowanymi dotychczas metodami.
W późniejszych testach z wykorzystaniem 1,5 tys. skanów, system osiągnął dokładność 90 proc.
Osoby, których mózgi "pokazywano" komputerowi, pochodziły z różnych rejonów USA i Europy, co sugeruje, że odkryte zależności są uniwersalne.
"To silny dowód na to, że płeć jest silnym czynnikiem decydującym o organizacji mózgu człowieka" – twierdzi prof. Menon, komentując wyniki.
Naukowcy skorzystali przy tym z technologii tzw. wyjaśnialnej sztucznej inteligencji. Do niedawna systemy SI działały trochę jak czarna skrzynka – nie wiadomo było tak naprawdę, jakie informacje zapamiętują, na co zwracają uwagę itp. To dzięki takiemu podejściu udało się zidentyfikować w mózgu sieci najbardziej różniące się zależnie od płci.
Badacze poszli jeszcze o krok dalej i opracowali kolejne, dopasowane już do konkretnych płci modele, aby sprawdzić, czy na podstawie skanów mózgu da się przewidzieć wyniki w testach sprawdzających możliwości intelektualne.
Wyniki wskazują, że zanotowane wcześniej różnice między płciami mają swoje przełożenie na różne aspekty sprawności umysłowej. "Modele te spisały się naprawdę dobrze, ponieważ uwzględniliśmy różnice między płciami. Pokazuje to, że zaniedbywanie tych różnic w organizacji mózgu może powodować pomijanie ważnych czynników leżących u podłoża zaburzeń neuropsychiatrycznych" – podkreśla prof. Menon.
Co więcej, zdaniem naukowców to samo podejście można zastosować dużo szerzej. W podobny sposób można bowiem badać powiązania między organizacją różnych struktur w mózgu i różnego typu zdolnościami kognitywnymi czy zachowaniami.
Swoją technologię badacze zamierzają udostępnić wszystkim zainteresowanym specjalistom.
"Opracowane przez nas modele SI mają bardzo szerokie zastosowanie. Można je wykorzystać do zbadania, jak różnice w budowie mózgu wpływają na zaburzenia uczenia się czy funkcjonowania społecznego. To bardzo potrzebna wiedza, która pozwoli lepiej pomagać ludziom w radzeniu sobie z tego typu wyzwaniami" – podkreśla prof. Menon. (PAP)
Marek Matacz
gn/
