Nel campo della neuroscienza, le nuove tecnologie stanno rivoluzionando la comprensione del cervello umano. Un recente studio, infatti, ha utilizzato l’intelligenza artificiale (IA) per rilevare differenze significative nella struttura cerebrale e, cosa ancor più interessante, le differenze tra cervello maschile e femminile. Lo studio dimostra che i programmi di intelligenza artificiale (AI) che elaborano i risultati delle risonanze magnetiche mostrano modalità diverse di organizzazione del cervello di uomini e donne a livello cellulare. Queste variazioni sono state individuate nella materia bianca, un tessuto situato principalmente nello strato più interno del cervello, che favorisce la comunicazione tra le regioni. È noto che uomini e donne soffrono di sclerosi multipla, disturbo dello spettro autistico, emicrania e altri problemi cerebrali a ritmi diversi e con sintomi diversi. La comprensione dettagliata dell’impatto del sesso biologico sul cervello è quindi considerata un modo per migliorare gli strumenti diagnostici e i trattamenti. Tuttavia, mentre le dimensioni, la forma e il peso del cervello sono fattori già esplorati, i ricercatori hanno solo un quadro parziale della disposizione del cervello a livello cellulare.
L’IA e le variazioni di genere inattese
I ricercatori del NYU Langone Health hanno utilizzato tecniche di apprendimento automatico per analizzare migliaia di risonanze magnetiche (MRI) di 471 uomini e 560 donne. Questi algoritmi di IA sono stati in grado poi di distinguere accuratamente tra cervelli maschili e femminili, individuando pattern nella materia bianca – il tessuto che facilita la comunicazione tra diverse regioni del cervello – che sfuggono all’occhio umano.
L’importanza della materia bianca
La materia bianca, situata principalmente nello strato più interno del cervello, gioca un ruolo cruciale nella trasmissione dei segnali neuronali. Differenze nella sua struttura possono influenzare lo sviluppo e la manifestazione di varie malattie neurologiche. È noto che uomini e donne mostrano sintomi diversi per condizioni come la sclerosi multipla e l’autismo. Capire queste variazioni potrebbe migliorare significativamente le diagnosi e i trattamenti.
Guidati dalla dottoressa Yvonne Lui, vicepresidente per la ricerca del Dipartimento di Radiologia della NYU Grossman School of Medicine, i ricercatori hanno utilizzato l’apprendimento automatico per eliminare i pregiudizi umani nelle analisi. Tradizionalmente, gli studi si basavano su modelli animali o campioni di tessuto umano, spesso soggetti a interpretazioni soggettive. L’IA, invece, ha analizzato interi gruppi di immagini senza focalizzarsi su punti specifici, garantendo risultati più oggettivi. Il team di ricerca ha iniziato a fornire ai programmi di intelligenza artificiale esempi di scansioni cerebrali di uomini e donne sani, indicando loro anche il sesso biologico di ciascuna scansione cerebrale.
Poiché questi modelli sono stati progettati per utilizzare complessi metodi statistici e matematici per diventare “più intelligenti” nel tempo, man mano che accumulavano dati, alla fine hanno “imparato” a distinguere il sesso biologico da soli. I modelli di IA hanno identificato correttamente il sesso dei soggetti nel 92-98% dei casi, utilizzando caratteristiche come la direzione e la facilità con cui l’acqua può muoversi attraverso il tessuto cerebrale.
“Questi risultati evidenziano l’importanza della diversità nello studio delle malattie che insorgono nel cervello umano“, ha dichiarato Junbo Chen, coautore dello studio e dottorando presso la NYU Tandon School of Engineering.
In sintesi, ciò che emerge dallo studio è che se solo individui di sesso maschile continuano a essere utilizzati come modello standard, c’è il rischio di perdere informazioni cruciali sulle differenze biologiche e sulle loro implicazioni cliniche. Il team intende proseguire la ricerca per esplorare come le differenze nella struttura cerebrale legate al sesso evolvono nel tempo, considerando fattori ambientali, ormonali e sociali. Questo studio rappresenta un passo avanti nell’uso dell’intelligenza artificiale per comprendere il cervello umano. Riconoscere e studiare le differenze strutturali tra i sessi potrebbe rivoluzionare l’approccio medico alle malattie neurologiche, rendendo la diagnosi e il trattamento più personalizzati ed efficaci.
