
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

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

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

«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....

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

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

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

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

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

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

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

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

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....