Tekoälytyökalu paljastaa sukupuolierot aivojen rakenteessa
Viimeksi tarkistettu: 14.06.2024
Kaikki iLive-sisältö tarkistetaan lääketieteellisesti tai se tarkistetaan tosiasiallisen tarkkuuden varmistamiseksi.
Meillä on tiukat hankintaohjeet ja vain linkki hyvämaineisiin mediasivustoihin, akateemisiin tutkimuslaitoksiin ja mahdollisuuksien mukaan lääketieteellisesti vertaisarvioituihin tutkimuksiin. Huomaa, että suluissa ([1], [2] jne.) Olevat numerot ovat napsautettavia linkkejä näihin tutkimuksiin.
Jos sinusta tuntuu, että jokin sisältö on virheellinen, vanhentunut tai muuten kyseenalainen, valitse se ja paina Ctrl + Enter.
Tekoälyn (AI) tietokoneohjelmat, jotka käsittelevät MRI-skannauksia, paljastavat eroja miesten ja naisten aivojen organisoinnissa solutasolla, uusi tutkimus osoittaa. Nämä erot havaittiin valkoisessa aineessa, kudoksessa, joka sijaitsee pääasiassa ihmisen aivojen sisäkerroksessa, mikä helpottaa alueiden välistä viestintää.
Miehet ja naiset kärsivät eri tavalla multippeliskleroosista, autismikirjon häiriöstä, migreenistä ja muista aivoongelmista, ja heillä on erilaisia oireita. Yksityiskohtainen ymmärrys siitä, kuinka biologinen sukupuoli vaikuttaa aivoihin, nähdään keinona parantaa diagnostisia työkaluja ja hoitoja. Vaikka aivojen kokoa, muotoa ja painoa on tutkittu, tutkijoilla on kuitenkin vain osittainen käsitys aivojen rakenteesta solutasolla.
Uudessa tutkimuksessa, jota johtivat NYU Langone Healthin tutkijat, analysoitiin tuhansia 471 miehen ja 560 naisen aivoista tehtyjä MRI-skannauksia koneoppimismenetelmällä. Tulokset osoittivat, että tietokoneohjelmat pystyivät erottamaan tarkasti miesten ja naisten aivot ja paljastamaan rakenteellisia ja monimutkaisia kuvioita, jotka eivät olleet ihmissilmälle näkyviä.
Tulokset vahvistettiin kolmella eri tekoälymallilla, jotka on suunniteltu määrittämään biologista sukupuolta käyttämällä niiden suhteellisia vahvuuksia joko keskittyessä pienille valkoisen aineen alueille tai analysoimalla yhteyksiä suurten aivoalueiden välillä.
"Tuloksemme antavat selkeämmän käsityksen elävien ihmisaivojen rakenteesta, mikä voi tarjota uusia näkemyksiä siitä, kuinka monta psykiatrista ja neurologista häiriötä kehittyy ja miksi ne voivat esiintyä eri tavalla miehillä ja naisilla", sanoi tutkimuksen johtava kirjoittaja. Ja neuroradiologi Yvonne Luey, MD.
Luy, professori ja NYU Grossman School of Medicine -koulun radiologian osaston tutkimuksen varapuheenjohtaja, huomauttaa, että aiemmat aivojen mikrorakenteen tutkimukset ovat perustuneet pääasiassa eläinmalleihin ja ihmiskudosnäytteisiin. Lisäksi joidenkin näistä menneistä löydöistä on kyseenalaistettu "käsin piirrettyjen" kiinnostavien alueiden tilastollisten analyysien käyttö, mikä vaati tutkijoita tekemään monia subjektiivisia päätöksiä valittujen alueiden muodosta, koosta ja sijainnista. Alueilla. Tällaiset vaalit voivat mahdollisesti vääristää tuloksia, Lui sanoo.
Uusi tutkimus välttää tämän ongelman analysoimalla kokonaisia kuvaryhmiä koneoppimisen avulla ohjaamatta tietokonetta tiettyyn paikkaan, mikä auttoi eliminoimaan inhimillisen ennakkoluulon, kirjoittajat huomauttavat.
Tiimi aloitti tutkimusta varten toimittamalla tekoälyohjelmille olemassa olevia tietoja terveiden miesten ja naisten aivonäytteen MRI-skannauksista ja täsmentää myös kunkin kuvan biologisen sukupuolen. Koska nämä mallit suunniteltiin käyttämään kehittyneitä tilastollisia ja matemaattisia tekniikoita tullakseen "älykkäämmiksi" ajan myötä tiedon kerääntyessä, ne lopulta "oppivat" erottamaan biologisen sukupuolen itsestään. On tärkeää huomata, että ohjelmia kiellettiin käyttämästä yleistä aivojen kokoa ja muotoa määrityksessään, Lui sanoo.
Tulosten mukaan kaikki mallit tunnistivat sukupuolen oikein 92–98 prosentissa tapauksista. Useat ominaisuudet auttoivat erityisesti koneita tekemään johtopäätöksensä, mukaan lukien kuinka helposti ja mihin suuntaan vesi voisi liikkua aivokudoksen läpi.
"Nämä tulokset korostavat monimuotoisuuden merkitystä tutkittaessa sairauksia, jotka ovat peräisin ihmisen aivoista", sanoi tutkimuksen toinen kirjoittaja Junbo Chen, MS, tohtoriopiskelija NYU Tandon School of Engineeringissä.
"Jos miehiä käytetään eri sairauksien vakiomallina, kuten historiallisesti on tapahtunut, tutkijat saattavat jäädä kriittisiin näkemyksiin", lisäsi tutkimuksen toinen kirjoittaja Vara Lakshmi Bayanagari, MS, NYU Tandonin tutkija-opiskelija. Insinööritieteiden korkeakoulu.
Bayanagari varoittaa, että vaikka tekoälytyökalut voivat raportoida eroista aivosolujen organisoinnissa, ne eivät voi paljastaa, kumpi sukupuoli on alttiimpi millekin ominaisuudelle. Hän lisää, että tutkimus luokitellaan sukupuolen geneettisen tiedon perusteella ja sisälsi vain magneettikuvaukset cis-sukupuolisista miehistä ja naisista.
Tiimi aikoo tutkia edelleen sukupuolierojen kehitystä aivojen rakenteessa ajan mittaan ymmärtääkseen paremmin ympäristöllisten, hormonaalisten ja sosiaalisten tekijöiden roolia näissä muutoksissa, kirjoittajat sanoivat.
Teos julkaistiin Scientific Reports -lehdessä.