Nástroj umelej inteligencie odhaľuje rozdiely medzi pohlaviami v štruktúre mozgu
Posledná kontrola: 14.06.2024
Všetok obsah iLive je lekársky kontrolovaný alebo kontrolovaný, aby sa zabezpečila čo najväčšia presnosť faktov.
Máme prísne smernice týkajúce sa získavania zdrojov a len odkaz na seriózne mediálne stránky, akademické výskumné inštitúcie a vždy, keď je to možné, na lekársky partnerské štúdie. Všimnite si, že čísla v zátvorkách ([1], [2] atď.) Sú odkazmi na kliknutia na tieto štúdie.
Ak máte pocit, že niektorý z našich obsahov je nepresný, neaktuálny alebo inak sporný, vyberte ho a stlačte kláves Ctrl + Enter.
Počítačové programy umelej inteligencie (AI) spracúvajúce MRI skeny odhaľujú rozdiely v organizácii mužského a ženského mozgu na bunkovej úrovni, ukazuje nová štúdia. Tieto rozdiely sa našli v bielej hmote, tkanive umiestnenom predovšetkým vo vnútornej vrstve ľudského mozgu, ktorá uľahčuje komunikáciu medzi regiónmi.
O mužoch a ženách je známe, že trpia roztrúsenou sklerózou, poruchou autistického spektra, migrénami a inými mozgovými problémami odlišne a vykazujú rôzne symptómy. Podrobné pochopenie toho, ako biologické pohlavie ovplyvňuje mozog, sa považuje za spôsob, ako zlepšiť diagnostické nástroje a liečbu. Napriek tomu, že veľkosť, tvar a hmotnosť mozgu boli študované, vedci len čiastočne chápu jeho štruktúru na bunkovej úrovni.
Nová štúdia vedená výskumníkmi z NYU Langone Health použila techniku AI nazývanú strojové učenie na analýzu tisícok skenov MRI mozgu 471 mužov a 560 žien. Výsledky ukázali, že počítačové programy dokážu presne rozlíšiť medzi mužským a ženským mozgom a odhaľujú štrukturálne a zložité vzory, ktoré boli pre ľudské oko neviditeľné.
Výsledky boli potvrdené tromi rôznymi modelmi AI navrhnutými na určenie biologického pohlavia pomocou ich relatívnej sily buď zameraním sa na malé oblasti bielej hmoty alebo analýzou spojení vo veľkých oblastiach mozgu.
"Naše zistenia poskytujú jasnejšie pochopenie štruktúry živého ľudského mozgu, čo môže ponúknuť nový pohľad na to, koľko psychiatrických a neurologických porúch sa vyvíja a prečo sa môžu prejavovať odlišne u mužov a žien," uviedol hlavný autor štúdie. A neurorádiologička Yvonne Luey, MD.
Luy, profesor a podpredseda výskumu na oddelení rádiológie na NYU Grossman School of Medicine, poznamenáva, že predchádzajúce štúdie mikroštruktúry mozgu sa spoliehali predovšetkým na zvieracie modely a vzorky ľudského tkaniva. Okrem toho, platnosť niektorých z týchto minulých zistení bola spochybnená použitím štatistických analýz „ručne nakreslených“ oblastí záujmu, ktoré od výskumníkov vyžadovali, aby urobili veľa subjektívnych rozhodnutí o tvare, veľkosti a umiestnení vybraných oblastí. Regiónoch. Takéto voľby by mohli potenciálne skresliť výsledky, hovorí Lui.
Nová štúdia sa tomuto problému vyhla pomocou strojového učenia na analýzu celých skupín obrázkov bez nasmerovania počítača na konkrétne miesto, čo pomáha eliminovať zaujatosť človeka, poznamenávajú autori.
Pre štúdiu tím začal poskytovaním programov AI existujúcimi údajmi zo vzorových skenov mozgu MRI zdravých mužov a žien, pričom špecifikoval aj biologické pohlavie každého skenovania. Keďže tieto modely boli navrhnuté tak, aby využívali sofistikované štatistické a matematické techniky, aby sa postupom času stali „inteligentnejšími“, ako sa nahromadili údaje, nakoniec sa „naučili“ samostatne rozlišovať biologické pohlavie. Je dôležité poznamenať, že programy mali zakázané používať celkovú veľkosť a tvar mozgu na svoje určovanie, hovorí Lui.
Podľa výsledkov všetky modely správne identifikovali pohlavie zo skenov v 92 % - 98 % prípadov. Strojom pomohlo dospieť k záverom najmä niekoľko funkcií, vrátane toho, ako ľahko a akým smerom sa môže voda pohybovať cez mozgové tkanivo.
„Tieto výsledky zdôrazňujú dôležitosť rozmanitosti pri štúdiu chorôb, ktoré majú pôvod v ľudskom mozgu,“ povedal spoluautor štúdie Junbo Chen, MS, doktorand na NYU Tandon School of Engineering.
„Ak, ako to bolo v minulosti, muži sú využívaní ako štandardný model pre rôzne poruchy, výskumníkom môžu uniknúť kritické poznatky,“ dodala spoluautorka štúdie Vara Lakshmi Bayanagari, MS, postgraduálna študentka výskumu na NYU Tandon. Technická škola.
Bayanagari varuje, že aj keď nástroje AI môžu hlásiť rozdiely v organizácii mozgových buniek, nedokázali odhaliť, ktoré pohlavie bolo náchylnejšie na aké funkcie. Dodáva, že štúdia klasifikovala pohlavie na základe genetických informácií a zahŕňala iba MRI skeny mužov a žien s cisgenderom.
Tím plánuje ďalej študovať vývoj pohlavných rozdielov v štruktúre mozgu v priebehu času, aby lepšie porozumel úlohe environmentálnych, hormonálnych a sociálnych faktorov v týchto zmenách, uviedli autori.
Práca bola publikovaná v časopise Scientific Reports.