
ИИ различил мозг мужчин и женщин по МРТ с точностью в 98%
Компьютерные программы с искусственным интеллектом (ИИ), обрабатывая результаты МРТ, выявили различия в устройстве мозга мужчин и женщин на клеточном уровне. В ходе нового исследования эти изменения обнаружили в белом веществе. В отличие от спинного мозга, в головном белое вещество находится внутри и окружено серым веществом (корой). Белое вещество, в частности, способствует взаимосвязи между отделами головного мозга.
Известно, что мужчины и женщины с неодинаковыми частотой и симптомами страдают рассеянным склерозом, различными формами аутизма, мигренями и другими проблемами с мозгом. Поэтому доскональное понимание того, как биологический пол влияет на мозг, важно для диагностики и выбора лечения. Хотя различия в размере мозга, форме и массе давно изучены, у исследователей до сих пор нет полного представления о строении мозга на клеточном уровне.
Специалисты из больницы NYU Langone Health провели исследование с использованием технологии ИИ с машинным обучением. В ходе изучения проанализировали тысячи МРТ-снимков головного мозга 471 мужчины и 560 женщин. Результаты показали, что компьютерные программы способны точно различать мужской и женский мозг, выявляя неочевидные закономерности в структуре.
Выводы подтвердили тремя различными моделями ИИ, разработанными для определения биологического пола либо на основе небольших участков белого вещества, либо при анализе взаимосвязей в более крупных отделах мозга.
— Ивонн Луи, старший автор исследования, нейрорадиолог, доктор медицинских наук.
Луи отметила, что предыдущие исследования микроструктуры мозга в значительной степени основывались на животных и на образцах тканей человека. Кроме того, есть основания сомневаться в некоторых из прежних выводов, которые подчас полагались на статистический анализ «нарисованных от руки» отделов мозга. В общем, предыдущим исследователям приходилось принимать множество субъективных решений о форме, размере и расположении изучаемых участков центральной нервной системы.
Результаты нового исследования позволили избежать этой проблемы с искажением данных. Машинное обучение для анализа многих изображений исключало субъективную оценку и человеческий фактор.
Для исследования ИИ предоставили примеры существующих данных сканирования мозга здоровых мужчин и женщин. А затем загрузили в программы сведения о биологическом поле каждого отсканированного мозга. Поскольку компьютерные программы было созданы для постоянного обучения с помощью сложных статистических и математических методов, они в итоге начали самостоятельно различать биологический пол по снимкам МРТ. Важно отметить, что ПО запретили учитывать размеры и форму мозга для получаемых выводов, подчеркнула Луи.
В итоге все модели на базе ИИ правильно определяли пол участников сканирования в 92–98% случаев. Несколько особенностей, в частности, помогли ПО сделать свои выводы, в том числе о том, как и в каком направлении внутренние жидкости могут перемещаться в тканях мозга.
Соавтор исследования Вара Лакшми Баянагари пояснила, что исторически мужчин использовали в качестве стандартной модели для лечения различных заболеваний. Однако при таком подходе можно упустить важную информацию, ведь в медицине крайне важна точность и конкретность.
В следующем году коллектив авторов планирует изучить структуры мозга с учётом половых различий с течением времени. Это помогло бы лучше понять экологические, гормональные и социальные факторы, влияющие на здоровье.
Известно, что мужчины и женщины с неодинаковыми частотой и симптомами страдают рассеянным склерозом, различными формами аутизма, мигренями и другими проблемами с мозгом. Поэтому доскональное понимание того, как биологический пол влияет на мозг, важно для диагностики и выбора лечения. Хотя различия в размере мозга, форме и массе давно изучены, у исследователей до сих пор нет полного представления о строении мозга на клеточном уровне.
Специалисты из больницы NYU Langone Health провели исследование с использованием технологии ИИ с машинным обучением. В ходе изучения проанализировали тысячи МРТ-снимков головного мозга 471 мужчины и 560 женщин. Результаты показали, что компьютерные программы способны точно различать мужской и женский мозг, выявляя неочевидные закономерности в структуре.
Выводы подтвердили тремя различными моделями ИИ, разработанными для определения биологического пола либо на основе небольших участков белого вещества, либо при анализе взаимосвязей в более крупных отделах мозга.
Наши результаты дают более чёткую картину того, как устроен живой человеческий мозг. А это, в свою очередь, может дать представление о развитии психиатрических и неврологических расстройств, и почему они могут проявляться по-разному у мужчин и у женщин
— Ивонн Луи, старший автор исследования, нейрорадиолог, доктор медицинских наук.
Луи отметила, что предыдущие исследования микроструктуры мозга в значительной степени основывались на животных и на образцах тканей человека. Кроме того, есть основания сомневаться в некоторых из прежних выводов, которые подчас полагались на статистический анализ «нарисованных от руки» отделов мозга. В общем, предыдущим исследователям приходилось принимать множество субъективных решений о форме, размере и расположении изучаемых участков центральной нервной системы.
Результаты нового исследования позволили избежать этой проблемы с искажением данных. Машинное обучение для анализа многих изображений исключало субъективную оценку и человеческий фактор.
Для исследования ИИ предоставили примеры существующих данных сканирования мозга здоровых мужчин и женщин. А затем загрузили в программы сведения о биологическом поле каждого отсканированного мозга. Поскольку компьютерные программы было созданы для постоянного обучения с помощью сложных статистических и математических методов, они в итоге начали самостоятельно различать биологический пол по снимкам МРТ. Важно отметить, что ПО запретили учитывать размеры и форму мозга для получаемых выводов, подчеркнула Луи.
В итоге все модели на базе ИИ правильно определяли пол участников сканирования в 92–98% случаев. Несколько особенностей, в частности, помогли ПО сделать свои выводы, в том числе о том, как и в каком направлении внутренние жидкости могут перемещаться в тканях мозга.
Соавтор исследования Вара Лакшми Баянагари пояснила, что исторически мужчин использовали в качестве стандартной модели для лечения различных заболеваний. Однако при таком подходе можно упустить важную информацию, ведь в медицине крайне важна точность и конкретность.
В следующем году коллектив авторов планирует изучить структуры мозга с учётом половых различий с течением времени. Это помогло бы лучше понять экологические, гормональные и социальные факторы, влияющие на здоровье.
- Дмитрий Ладыгин
- freepik.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

iPhone, давай до свидания! Илон Маск презентовал инновационный смартфон PhoneX
Это устройство слишком прекрасно для нашей реальности....

Ученые рассказали и показали, как выглядит Антарктида без льда
Высокие горы, глубочайшие каньоны, 58 метров до Апокалипсиса и множество других тайн....

Тайна болезней на космической станции наконец-то раскрыта!
Ученые говорят: во всем виновата… идеальная уборка на МКС....

Самые массовые и дикие розыгрыши на 1 апреля в мировой истории
Это вам не просто «вся спина белая»....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...