Scienze

Cervello maschile e femminile sono diversi? Per l'intelligenza artificiale, sì

Un'IA è riuscita a distinguere scansioni di cervello maschile e femminile analizzando come sono organizzati alcuni network cerebrali. A che cosa servirà?

È possibile distinguere un cervello maschile da un cervello femminile, semplicemente osservando una scansione cerebrale? Certamente no, o meglio non per l'uomo. Ci riesce però l'intelligenza artificiale: un sistema di IA ha riconosciuto il sesso di appartenenza di una serie di immagini di cervello con un'accuratezza del 90%, focalizzandosi su alcune differenze nei network cerebrali. La scoperta in pubblicazione su PNAS supporta l'ipotesi - controversa - che ci siano differenze nel modo in cui il cervello maschile e quello femminile sono organizzati.

Che cosa dicono gli studi finora. L'esistenza di differenze tra cervelli maschili e femminili è un tema molto dibattuto dalla scienza e al centro di risultati contradditori. Dal punto di vista strutturale i nostri organi pensanti si assomigliano, e un altro elemento di confusione è che gli uomini, avendo tendenzialmente corpi più grandi, hanno di solito un maggiore volume cerebrale - una questione che spesso non è stata presa in considerazione negli studi di neuroscienze che comparano le dimensioni di certe aree cerebrali. 

Fattori ormonali. Anche l'impatto che il sesso attribuito alla nascita ha sull'organizzazione cerebrale è al centro di un acceso dibattito scientifico. Da un lato si pensa che i cromosomi sessuali possano influire sul cocktail di ormoni a cui i cervelli sono esposti a partire dalle prime fasi dello sviluppo, dall'altro è assai difficile collegare queste possibili differenze a un influsso concreto sul cervello umano. Gli studi che finora hanno analizzato il modo in cui le regioni cerebrali lavorano insieme non hanno trovato indicazioni chiare di differenze tra maschi e femmine.

Dettagli che sfuggono all'occhio umano. Vinod Menon, Professore di psichiatria e scienze comportamentali nonché direttore dello Stanford Cognitive and Systems Neuroscience Laboratory (USA) ha provato a sfruttare le potenzialità dell'Intelligenza Artificiale nell'analisi di vasti database di scansioni cerebrali per vedere se fosse possibile trovare differenze finora sfuggite. Menon e colleghi hanno creato un'IA capace di imparare a classificare le scansioni cerebrali e di notare, mano a mano che "osservava" le immagini e apprendeva se appartenevano a un cervello maschile o femminile, alcuni schemi ricorrenti utili a differenziarle.

Attribuzioni precise. Questo training sulle scansioni di un tipo particolare di risonanza magnetica funzionale (fMRI) di un migliaio di adulti ha permesso all'IA di catturare differenze per noi imperscrutabili nel modo in cui le diverse regioni cerebrali collaborano nei cervelli maschili e femminili. Fresca di addestramento, l'IA è riuscita a distinguere con un'accuratezza del 90% se una seconda batteria di scansioni dello stesso migliaio di soggetti appartenesse a cervelli maschili o femminili.

E con la medesima precisione, si è avventurata nel differenziare i cervelli di altri due diversi dataset che non aveva mai visto prima, ognuno contenente le scansioni di circa 200 persone tra i 20 e i 35 anni.

Guarda qui! I dettagli decisivi che hanno aiutato l'IA a capire se il cervello che stesse esaminando fosse maschile o femminile sono stati il default mode network o modalità di base (l'insieme di circuiti neurali che si attivano quando non siamo impegnati in compiti particolari e quando processiamo informazioni autoreferenziali), lo striato e il sistema limbico, coinvolti nell'apprendimento e nelle risposte alle ricompense.

Vedere le differenze (per curare). Lo studio ha diversi limiti, come quello di non aver incluso persone transgender nei database usati, e di non riuscire a soppesare se altri fattori che hanno a che fare con il genere, per esempio l'influsso di elementi ambientali, sociali e culturali, influiscano sulle differenze trovate. Tuttavia, strumenti come questo potrebbero aiutare a capire le ragioni di alcune differenze di genere nella prevalenza di disturbi psichiatrici (come la depressione, che colpisce di più le donne) o neurodivergenze come l'autismo, che colpisce in maggiore misura gli uomini.

22 febbraio 2024 Elisabetta Intini
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