כלי בינה מלאכותית חושף הבדלים בין המינים במבנה המוח

תוכנות מחשב של בינה מלאכותית (AI) המעבדות סריקות MRI חושפות הבדלים בארגון המוח של גברים ונשים ברמה התאית, כך עולה ממחקר חדש. הבדלים אלו נמצאו בחומר הלבן, רקמה הממוקמת בעיקר בשכבה הפנימית של המוח האנושי ומאפשרת תקשורת בין אזורים.

ידוע כי גברים ונשים סובלים באופן שונה מטרשת נפוצה, הפרעות על הספקטרום האוטיסטי, מיגרנות ובעיות מוח אחרות, ומפגינים תסמינים שונים. הבנה מפורטת של האופן שבו מין ביולוגי משפיע על המוח נתפסת כדרך לשפר כלי אבחון וטיפולים. עם זאת, למרות שהגודל, הצורה והמשקל של המוח נחקרו, לחוקרים יש רק הבנה חלקית של המבנה שלו ברמה התאית.

המחקר החדש, בראשות חוקרים מ-NYU Langone Health, השתמש בטכניקת בינה מלאכותית הנקראת למידת מכונה כדי לנתח אלפי סריקות MRI של מוחם של 471 גברים ו-560 נשים. התוצאות הראו שתוכנות מחשב יכולות להבחין במדויק בין מוח זכר למוח, ולחשוף דפוסים מבניים ומורכבים שלא היו נראים לעין האנושית.

התוצאות אושרו על ידי שלושה מודלים שונים של בינה מלאכותית שנועדו לקבוע מין ביולוגי, תוך שימוש בחוזקות היחסיות שלהם בהתמקדות באזורים קטנים של חומר לבן או בניתוח קשרים על פני אזורי מוח גדולים.

"הממצאים שלנו מספקים הבנה ברורה יותר של מבנה המוח האנושי החי, מה שעשוי להציע תובנות חדשות לגבי כמה הפרעות פסיכיאטריות ונוירולוגיות מתפתחות ומדוע הן עשויות להופיע בצורה שונה אצל גברים ונשים", אמר המחבר הראשי של המחקר. והנויררדיולוג איבון לואי, MD.

לוי, פרופסור וסגן יו"ר מחקר במחלקה לרדיולוגיה בבית הספר לרפואה של NYU Grossman, מציין שמחקרים קודמים על מיקרו-מבנה מוחי הסתמכו בעיקר על מודלים של בעלי חיים ודגימות רקמות אנושיות. בנוסף, התוקף של חלק מממצאי העבר הללו הוטל בספק על ידי שימוש בניתוחים סטטיסטיים של אזורי עניין "מצוירים ביד", שדרשו מהחוקרים לקבל החלטות סובייקטיביות רבות לגבי הצורה, הגודל והמיקום של הנבחרים. אזורים. בחירות כאלה עלולות לעוות את התוצאות, אומר לואי.

המחקר החדש נמנע מבעיה זו על ידי שימוש בלמידת מכונה כדי לנתח קבוצות שלמות של תמונות מבלי להפנות את המחשב למיקום מסוים, וסייע בביטול הטיה אנושית, מציינים המחברים.

עבור המחקר, הצוות התחיל בכך שסיפק לתוכניות הבינה המלאכותית נתונים קיימים מסריקות מוח לדוגמה של גברים ונשים בריאים MRI, תוך ציון המין הביולוגי של כל סריקה. מכיוון שהמודלים הללו תוכננו להשתמש בטכניקות סטטיסטיות ומתמטיות מתוחכמות כדי להפוך ל"חכמים" יותר עם הזמן ככל שהנתונים הצטברו, הם בסופו של דבר "למדו" להבחין בין מין ביולוגי בעצמם. חשוב לציין כי נאסר על התוכניות להשתמש בגודל ובצורת המוח הכוללים לצורך קביעותיהן, אומר לואי.

לפי התוצאות, כל המודלים זיהו בצורה נכונה את המגדר מסריקות ב-92% - 98% מהמקרים. מספר תכונות עזרו במיוחד למכונות להגיע למסקנות שלהן, כולל באיזו קלות ובאיזה כיוון מים יכולים לנוע דרך רקמת המוח.

"תוצאות אלו מדגישות את החשיבות של הגיוון בעת מחקר מחלות שמקורן במוח האנושי", אמר מחבר המחקר Junbo Chen, MS, דוקטורנט בבית הספר להנדסה Tandon NYU.

"אם, כפי שהיה המקרה היסטורית, גברים משמשים כמודל סטנדרטי להפרעות שונות, החוקרים עלולים לפספס תובנות קריטיות", הוסיפה מחברת המחקר וורה לקשמי ביאנגארי, MS, סטודנטית למחקר לתואר שני ב-NYU Tandon בית הספר להנדסה.

Bayanagari מזהיר שלמרות שכלי AI יכולים לדווח על הבדלים בארגון תאי המוח, הם לא יכלו לחשוף איזה מין נוטה יותר לאילו תכונות. היא מוסיפה שהמחקר סיווג את המגדר על סמך מידע גנטי וכלל רק סריקות MRI של גברים ונשים cisgender.

הצוות מתכנן להמשיך ולחקור את התפתחות ההבדלים בין המינים במבנה המוח לאורך זמן כדי להבין טוב יותר את תפקידם של גורמים סביבתיים, הורמונליים וחברתיים בשינויים אלה, אמרו המחברים.

העבודה פורסמה במגזין Scientific Reports.